无人机遥感技术在大田作物表型信息收集的应用

无人机遥感技术是一种利用无人机平台和传感器快速、高效、无损地收集大田作物表型信息的技术。作物表型是指作物在特定生长环境中表现出的结构或生理性特征。田间作物表型信息能够直接反映出当前作物发育情况,表现了作物当前的生化功能、生物参数等。利用无人机遥感技术能够快速、高效、无损地收集到大面积的遥感影像,根据影像中的作物光谱信息,能够准确地提取到波段信息进而获取表型数据。

微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响

为探明微喷补灌水肥一体化对冬小麦产量及水分和氮素利用效率的影响,于2019—2021年冬小麦生长季进行不同水肥管理模式试验。以山农29为试验材料,采用裂区设计,设置畦灌(W1)、微喷补灌(W2)两个主区,设置拔节期随水追施均匀供氮(T1)和开沟条施局部供氮(T2)两个副区。结果表明,与W1处理相比,W2处理全生育期灌水量两年度分别减少53.3 mm和45.9 mm,节约用水35.5%和30.6%。同一灌溉模式下,T2处理施肥行在开花期0~80 cm土层和成熟期0~120cm土层土壤硝态氮含量均显著高于T1处理。W1模式下,T1处理开花期和成熟期0~30cm土层土壤硝态氮含量显著高于T2处理非施肥行相应土层,开花期和成熟期0~100cm土层根长密度、根表面积密度显著高于T2处理的施肥行和非施肥行,开花后0~20 cm土层根系活力、开花后氮素同化量和营养器官氮素向籽粒转运量、氮肥偏生产力、氮素利用效率、水分利用效率和籽粒产量与T2处理均无显著差异。W2模式下,T1处理开花期和成熟期0~60 cm土层土壤硝态氮含量显著高于T2处理非施肥行相应土层,开花期和成熟期0~100 cm土层根长密度和根表面积密度显著高于T2处理的施肥行和非施肥行,开花后0~20 cm土层根系活力、开花后氮素同化量和营养器官氮素向籽粒转运量、氮素吸收效率、氮素利用效率、氮肥偏生产力、水分利用效率和籽粒产量均显著高于T2处理。以上结果说明,在传统畦灌条件下,拔节期随水追肥均匀供氮与开沟条施局部供氮相比,小麦籽粒产量和水分与氮素利用效率无显著差异;在微喷补灌节水条件下,拔节期随水追肥均匀供氮明显优于开沟条施局部供氮;微喷补灌水肥一体化(微喷补灌+拔节期随水追肥均匀供氮)优化了土壤硝态氮的空间分布,能够在小麦生育中后期保持较高的供氮水平,显著提高根系吸收面积和吸收强度,增加开花后氮素同化量和营养器官向籽粒氮素转运量,与局部供氮处理相比,实现了籽粒产量和水分与氮素利用效率的同步提高。

花后叶面喷施尿素对冬小麦氮素吸收利用和产量的影响

小麦开花后叶面喷施氮肥能延缓衰老、提高产量,但其对小麦氮素利用效率的影响鲜见报道。本研究以强筋冬小麦品种济麦229为试验材料,采用两因素随机区组设计,设置2个叶面喷施尿素的时期,分别为开花后7 d(S)和21 d(T),设置4个尿素溶液浓度(0、2%、6%和10%),探索开花后叶面喷施尿素对冬小麦氮素吸收积累及籽粒产量和氮素利用效率的影响。结果表明,小麦籽粒产量随喷施尿素溶液浓度的提高呈先增加后降低的趋势,并在2%浓度水平下达到最高(比对照增产5.1%),这主要得益于千粒重的增加(比对照提高3.3%)。开花后不同时间喷施2%浓度尿素溶液均促进了开花前营养器官贮藏氮素向籽粒中的再分配,亦增加了开花后同化氮素输入籽粒量,平均增幅分别为8.8%和21.1%;单位面积籽粒氮积累量及氮素收获指数的增幅分别为10.9%和7.9%,进而显著提高了籽粒含氮量、蛋白质含量及氮素利用效率。采用2%的尿素溶液叶面喷施,将喷施时间由开花后7 d推迟至开花后21 d,籽粒氮素积累量、籽粒产量和氮素利用效率的增幅更大。综上所述,开花后叶面喷施2%的尿素溶液可促进强筋冬小麦花后氮素的吸收及营养器官临时贮存氮素向籽粒的再分配,从而显著提高籽粒蛋白质含量和产量、增加籽粒产量、提高氮素利用效率。灌浆中后期喷施比灌浆前期喷施对籽粒蛋白质含量和产量、籽粒产量和氮素利用效率提高的幅度更大。

无人机多光谱遥感在农作物生长监测中的应用综述

遥感技术是掌握作物生长发育情况的常用方法,无人机遥感技术的使用具有简单、有效、廉价的优点,近年来更广泛的运用在农业中。多光谱相机可以在近红外波段和红边波段获得数据,利用光谱数据及时地进行作物估产、生长检测和营养评估工作,并具有成本低、稳定性高、数据量小和覆盖面积广的特征,在较大面积的区域调查中具有广阔的应用。叶绿素含量、叶面积指数、氮素含量等农学参数与作物的长势密切相关,通过这些参数可以实时诊断作物的营养状况及病虫害状况,根据作物的实际情况来进行精准管理与调控。本文从遥感无人机与多光谱相机的类型和特征、多光谱在作物表型信息监测上的主要应用、农作物灾害检测3个方面作了详尽的综述,希望为无人机多光谱遥感技术在作物生产的精细化作业提供借鉴。

冬小麦新品种山农28号的选育与推广应用

山农28号是山东农业大学和淄博禾丰种子有限公司合作,以济麦22为母本、6125为父本进行杂交育成的超高产冬小麦新品种。该品种半冬性,抗倒伏,熟相好,白粒、硬质;高抗白粉病,中感赤霉病,连续4年在各试验中产量位居第一。适宜在山东及黄淮麦区示范、推广种植。介绍了该品种的来源、特征特性、产量表现及栽培技术要点等内容。

生态无人农场模式探索及发展展望

中国的农业生产建立在过量农药化肥投入的基础上,导致农田生态环境失衡,不利于农业的可持续发展,同时,农业劳动力短缺问题日益凸显,寻求一种生态化、高效化、智慧化的农业模式势在必行。基于多年的实践与探索,该文作者团队在山东淄博落地建成了中国首个生态无人农场,提出了“生态无人农场”的模式与发展理念。文章总结出农药、化肥和土壤耕作制度对农田生态系统造成的不利影响最为明显,提出通过一系列无人化作业手段与模式对农田生态系统进行生态化管理与改造,来实现农业生产的可持续发展。在此基础上,通过天空地一体化农情信息获取、地空一体化无人机群协同作业以及构建能够完全自主决策的智慧云大脑的技术集成创新模式,来实现农田信息的自动采集和处理、科学决策以及无人农机的远程控制等功能。文章对生态无人农场关键技术与模式进行了总结论述,提出了生态无人农场模式的实施内涵,以期为未来农业、智慧农业的发展以及推进农业农村现代化高质量发展提供借鉴。

玉米收获机激振摘穗装置设计与试验

针对当前玉米果穗收获存在损伤大、效率低的问题,在原来激振摘穗技术研究的基础上,从激振辊夹持果柄实现激振波有效传递入手,结合激振摘穗实现果茎分离的条件,开发了基于椭圆截面的新型摘穗装置,确定了该型摘穗辊结构参数的设计方法;根据激振摘穗过程中产生的激振波波形确定了椭圆激振辊的布局和结构参数,建立了椭圆激振摘穗试验台;通过正交试验确定了影响摘穗质量(果穗啃伤率、落粒率和茎秆折断率)的主次因素依次为激振辊长短径之比、激振辊基圆直径、摘穗辊转速;确定了较优组合,即当激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5 cm、摘穗辊转速为1000 r/min时,果穗啃伤率为0.38%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.49%,均低于国家玉米收获机械技术标准要求。在较优参数组合下进行了试验验证,结果表明激振辊长短径之比为0.7、激振辊基圆直径为7.5 cm、摘穗辊转速为1000 r/min时,果穗啃伤率为0.39%,落粒率为0.12%,茎秆折断率为0.48%,与前期试验结果基本保持一致。

分期施钾对不同质地土壤麦田冬小麦干物质积累和产量的影响

为探明分期施钾对不同质地土壤麦田冬小麦产量形成的调节作用,本研究以高产冬小麦品种太麦198为试验材料,在沙壤土(S)和粉壤土(F)两种土壤质地试验田上,设置不施钾肥(K0)、钾肥全部底施(100%于播种期底施,K1)和分期施钾(50%于播种期底施+50%于拔节期追施,K2)3个处理。分析不同质地土壤条件下分期施钾对冬小麦旗叶光合特性、干物质积累与分配及籽粒产量的影响,结果表明,土壤质地和施钾方式互作显著影响了小麦穗粒数、花后同化干物质量和籽粒产量。在两种质地土壤条件下,施钾显著提高冬小麦籽粒产量,且以K2处理产量最高。与K1处理相比,K2处理穗粒数及开花后旗叶叶绿素相对含量、花后旗叶净光合速率、花后单茎干物质积累量和花后同化物向籽粒转运量均提高。在沙壤土条件下K2处理较K1处理两年度籽粒产量分别增加12.4%和10.4%,在粉壤土条件下籽粒产量分别增加5.2%和5.4%,说明在两种土壤质地条件下,改钾肥全部底施为50%底施+50%拔节期追施均有显著增产作用,但以沙壤土麦田小麦增产幅度较大。

蒜种种植方位对大蒜生长发育及产量的影响

为研究蒜种种植方位对大蒜生长发育及产量的影响,为大蒜机械化种植装备的研发应用及其直立种植性能指标的确定提供依据,以杂交红蒜为试验对象,对蒜种种植方位进行单因素田间完全随机区组试验研究。结果表明:芽尖向上30°以上种植的大蒜在蒜薹长度和蒜头产量与水平种植差异不显著,但出苗早,出苗齐整,植株高大,建议芽尖向上30°以上作为衡量大蒜种植机械直立种植的指标。芽尖向下种植的大蒜出苗晚,出苗不齐整,与水平种植相比,出苗率低4%,蒜薹长度短6.9%~15.2%,蒜头产量减产8.4%~15.1%,蒜头的横径较小,大小不一致,形状不规则,立直种植时应尽量避免芽尖向下种植。

不同播种方案下补灌对冬小麦水分利用和产量的影响

为明确不同的群体结构下冬小麦的合理补灌水时间和数量,于2018-2019年冬小麦生长季,通过裂裂区试验,以品种为主区,选用大穗型品种山农23和中多穗型品种山农29;以播种方案(播期+种植密度)为副区,设10月5日播种+基本苗120×104株·hm^(-2)(适期精播,A1)和10月12日播种+基本苗240×104株·hm^(-2)(晚播增密,A2)两个水平;以补灌方案为副副区,设拔节期和开花期补灌使0~20 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率(W1)和拔节期补灌使0~40 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率(W2)两个水平,分析了拔节期和开花期补灌对不同播期和种植密度下冬小麦水分利用和籽粒产量的影响。结果表明,在A1条件下,与W2处理相比,W1处理显著降低了小麦对土壤贮水的消耗,增加了对补灌水的利用,提高了自群体总茎蘖数量达到最大值至开花期的分蘖消亡速率,增加了成熟期群体干物质积累量,显著提高穗粒数、千粒重、水分利用效率和灌水生产效率;在A2条件下,与W2处理相比,W1处理提高了拔节至开花期间的分蘖消亡速率、成熟期群体干物质积累量、穗粒数、籽粒产量和灌水生产效率,显著增加小麦对土壤贮水的消耗量和农田耗水量。上述结果说明,拔节期和开花期补灌使麦田0~20 cm土层土壤相对含水率达100%田间持水率,提高了两种播种方案下大穗型和中多穗型小麦品种的穗粒数、千粒重和灌水生产效率,尤其提高了适期精播小麦的水分利用效率和晚播增密小麦的籽粒产量,是调控不同群体结构下冬小麦实现高产和高水分利用效率的最优补灌方案。

小麦山农23号适宜种植密度探讨

为探讨小麦新品种山农23号的适宜种植密度,良种良法配套栽培,试验采用随机区组设计方法,在山东不同区域的4个点分别进行了每公顷150万、225万、300万、375万、450万基本苗的密度试验,分析研究该品种的性状表现。结果表明：山农23号以穗大、粒重、抗倒伏等优势实现高产、稳产,适宜的种植密度为225万∽375万/hm2基本苗,平均产量可达8 658.76 kg/hm2,且在高肥水地块种植适当增加基本苗数有利于产量的提高。

植保无人机低容量喷雾防除玉米田杂草的雾滴沉积特性及除草效果

为探索植保无人机在4~6叶期玉米田喷施除草剂雾滴沉积分布规律及杂草防除效果,通过改变药液雾滴粒径及喷液量测定了靶标杂草的雾滴沉积规律及对药效的影响。结果表明,相同喷液量条件下,靶区雾滴覆盖率和雾滴沉积量随雾滴粒径增大而增加,雾滴密度随雾滴粒径增大而减少;施药后30 d对杂草的株防效为72.87%~92.63%,鲜重防效为83.07%~97.30%。研究结果为玉米田除草剂合理喷施、安全喷施提供了参考数据。

高产优质小麦品种山农28号

2014年通过山东省农作物品种审定委员会审定，审定编号为鲁农审2014036号。2017年通过国家品种审定委员会在黄淮北片冬麦区审定。适宜山东省、河北省中南部、山西省南部地区水肥地种植。特征特性：山农28号半冬性，幼苗半直立。株形半紧凑，叶色浓绿，叶片窄短上挺，抗倒伏，熟相好。生育期比济麦22早熟近1天，比良星99早熟1天；株高75.1厘米，667平方米最大分蘖98.7万，有效穗46.3万，分蘖成穗率46.9%；穗纺锤形，穗粒数32.7粒，千粒重43.9克，国家区试47.1克，容重794.8克/升；长芒、白壳、白粒，籽粒饱满、硬质。

小麦新品种山农28号的选育与高产栽培技术

山农28号是由淄博禾丰种子有限公司与山东农业大学合作选育的冬小麦新品种,该品种具有高产、优质、综合抗性强等特点,适宜山东省及周边地区种植。

深度学习在杂草识别领域的研究现状与展望

使用深度学习精准识别杂草实现使用农药减量、增效、安全的目标受到研究人员的广泛关注。因此综述近年来国内外使用深度学习算法对不同作物的杂草进行识别检测的研究进展,重点从数据获取、算法选择、优化部分、识别效果等方面总结研究现状,指出其在数据集建立费时费力、田间识别精度低、算法设备部署困难、实时性与准确率不能兼得等方面的问题,并提出解决方案,同时展望数据集建立简易和准确,算法模型结构轻量和鲁棒性强,便于部署移动设备的发展趋势以及未来应用的方法,为后续杂草精准化清除研究提供参考。

作物模型在我国玉米生产中的应用与研究

重点分析了作物模型在我国玉米生产中的模拟与应用,包括玉米生长模型在我国不同地区对玉米生长发育及产量的模拟以及适用性分析;外界条件对玉米生长发育影响的模拟;指导并优化田间管理措施。基于我国玉米生长模型的研究现状分析,建议今后的研究中应提高作物模型的适用性,根据我国玉米生产管理现状进一步完善模型,以使作物模型得到更加广泛的应用。

冬小麦新品种山农31号的选育与高产栽培技术

介绍了山农31号的选育经过、特征特性、产量表现及高产栽培技术要点,供参考。

冬小麦品种山农27号的选育与高效栽培技术

山农27号是山东农业大学与淄博禾丰种子有限公司合作,以6125为母本、济麦22号为父本,杂交选育的冬小麦新品种,该品种高产、优质、抗旱、综合抗病性强。2014年通过山东省农作物品种审定委员会审定。适合山东省及黄淮冬麦区示范、推广种植。

冬小麦新品种齐民11号选育与高产栽培技术

齐民11号是由淄博禾丰种业科技股份有限公司选育的冬小麦新品种,该品种高产、优质、综合抗性强,2019年通过山东省审定,适宜山东省及周边地区种植。主要介绍了冬小麦新品种齐民11号的选育过程、特征特性、产量表现及高产栽培技术。

冬小麦新品种齐民6号的选育与高效栽培技术

齐民6号是淄博禾丰种业农业科学研究院与淄博市种子管理站合作选育的冬小麦新品种,该品种高产、优质、抗旱、综合抗病性强。2016年通过山东省审定,适宜山东省及黄淮冬麦区示范、推广种植。