施肥和花期渍水胁迫对油菜产量及其形成影响的模型研究

【目的】渍害是长江流域油菜生产中的主要农业气象灾害之一,本研究旨在定量分析不同氮肥水平油菜花期渍水胁迫对产量及产量构成的影响,为油菜生产中渍水胁迫的灾害评估与预测预警等提供科学依据。【方法】试验于2014—2016年在江苏省农业科学院院部试验农场进行,以宁油18和宁杂19为试验材料,在盆栽和池栽试验条件下模拟花期渍水,比较分析不同施肥条件下不同渍水时间对油菜产量形成的影响。其中,盆栽设置4个渍水持续时间(0、3、6、9 d)、2个施肥处理(包括无施肥(N0)和施肥组(N1)两个水平,N1施肥条件为:N 0.018kg·m^(-2)、P2O5 0.012 kg·m^(-2)、K2O 0.018 kg·m^(-2)和硼砂0.0015 kg·m^(-2));池栽设置3个渍水持续时间(0、3、6 d)、2个施肥处理(同盆栽)。【结果】(1)在盆栽条件下,无施肥处理花期渍水3 d后,上述两品种单株产量和单株角果数显著减少,千粒重和角果粒数则大部分在渍水6 d甚至9 d才显著减少;施肥处理的上述两品种单株产量和单株角果数对渍水的响应存在明显差异,宁油18花期渍水3 d后单株产量显著下降,而宁杂19花期渍水6 d单株产量才开始显著下降。在池栽条件下,无施肥处理花期渍水6 d后宁油18单株产量显著减少,而宁杂19花期渍水3 d的后单株产量显著减少;施肥处理花期渍水6 d后上述两品种单株产量均显著减少。油菜籽粒产量、籽粒产量结构、收获指数均随花期渍水时间的增加而减少,其中单株角果数对花期渍水处理最敏感;(2)混合线性模型分析表明,花期渍水时间每增加1 d,收获指数下降0.008,单株角果数下降14.71,每角果粒数降低0.29,千粒重下降0.04 g,单株产量减少1.52 g/plant;从渍水时间与施肥的交互关系看,渍水3 d时,渍水与施肥的交互作用能显著提高产量3.17 g/plant,显著提高单株角果数39.16,能够缓解产量损失;当渍水6 d时,渍水与施肥交互作用有减少产量2.29 g/plant趋势,对产量结构也无显著影响;当渍水9 d时,渍水与施肥交互作用显著降低产量4.78 g/plant,加重产量损失。【结论】花期渍水胁迫明显减少油菜产量和产量结构,其中宁油18比宁杂19更敏感,盆栽比池栽更敏感,单株角果数比角粒数和千粒重更敏感。模型量化表明,短时间渍水胁迫下,施肥能够缓解渍水胁迫对产量、收获指数和角果数的负效应,随着渍水时间延长,施肥缓解渍水胁迫负效应的能力减弱,当渍水达到9 d时,无施肥和施肥处理下渍水对产量、收获指数和角果数的影响较一致;花期渍水时间每增加1 d,收获指数下降、单株角果数、每角果粒数、千粒重与单株产量均明显减少,在施肥条件下渍水3 d时,渍水对油菜的伤害程度较小,但渍水6 d和9 d时,施肥对渍水影响的缓解效果降低。在正常水分管理下,施肥能够显著提高产量及产量结构,但是随着渍水时间增加,施肥缓解渍水对产量的影响不断下降。

基于模型的智慧农业平台的构建

为进一步深化与促进农业模型发展,阐述了模型的重要性及基于模型的智慧农业平台的需求,并以钟模型为例,提出了基于模型的智慧农业平台近期、中期和远景构建目标,以期充分发挥模型在物联网和智慧农业中的重要作用,为多学科模型融合及基于模型的智慧农业平台构建提供参考。