夏玉米光谱特征和产量对滴灌氮磷调控的响应

【目的】研究滴灌条件下氮磷调控对夏玉米冠层光谱特征及产量的影响。【方法】2022—2023年连续开展田间试验,2022年试验设置3个氮肥水平(0、120、240kg/hm^(2))(以纯N计)和2个磷肥水平(0、100 kg/hm^(2))(以P2O5计),2023年施氮处理与2022年一致,磷肥增加为3个水平(0、60、120 kg/hm^(2))。研究滴灌氮磷调控对夏玉米冠层光谱特征、干物质积累量和产量等指标影响。【结果】①施氮和施磷处理夏玉米光谱反射率明显增加,与不施氮不施磷处理相比,施氮后光谱反射率增加9.61%~18.60%,施磷后光谱反射率增加了3.06%~7.06%;②夏玉米地上部干物质量和产量均随施氮量和施磷量增加而增加,氮磷配施显著提高了夏玉米地上部生物量和籽粒产量,与仅施氮处理产量相比,氮磷配施处理较不施氮不施磷处理的增产幅度提高了8.82%~24.27%;与仅施磷产量处理相比,氮磷配施处理较不施氮不施磷处理的增产幅度提高15.75%~65.79%,氮磷交互作用对地上部干物质量和产量均有显著影响(P<0.01);③拔节期、抽穗期和灌浆期的地上部干物质量与任意2波段差值植被指数(DVI)和归一化植被指数(NDVI)相关性较好,相关系数最大值达到0.93。【结论】拔节期最佳植被指数的估测参数可选DVI(810,680),抽穗期可选MCARI1,灌浆期可选DVI(761,383);N2P1(N:240kg/hm^(2)、P2O5:100kg/hm^(2))处理可作为该地区夏玉米优化施肥模式。

棉花叶面积指数和地上干物质积累量的高光谱估算模型研究

用ASD FieldSpec光谱仪实测棉花冠层不同生育时期的高光谱数据,同期获取棉花叶面积指数(LAI)和地上干物质积累量(Above-ground Dry Matter Accumulation,ADMA)。分析棉花冠层反射光谱与棉花LAI、地上部干物质积累量(ADMA)的相关关系,分析结果表明,反射光谱数据与棉花LAI、ADMA的相关系数的最高值分别发生在783nm(r=0.6394**)和766nm处(r=0.6287**);对反射光谱数据进行统计分析,建立了基于比值植被指数(RVI)和归一化植被指数(NDVI)的5种函数形式的棉花LAI、ADMA估测模型。经检验,基于RVI的估测模型具有较高的精度;对一阶微分光谱数据与棉花LAI和ADMA的逐步回归相关分析表明,敏感波段分别发生在736nm(r=0.6769**)和742nm处(r=0.6847**)。由736nm、742nm波段处的微分数值建立的LAI和ADMA线性回归估测模型,R值均达到了1%极显著的检验水平,说明一阶微分光谱敏感波段的数值,对棉花LAI和ADMA具有一定的估算能力。

基于高光谱植被指数的夏玉米地上干物质量估算模型研究

2011—2014年连续实施夏玉米长势监测定位实验,在5种不同施氮量、4种不同施磷量和2个夏玉米品种处理下,测定了大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期夏玉米冠层高光谱反射率及对应的地上干物质积累量(Aboveground dry matter accumulation,ADMA)。选取了21个光谱植被指数,利用2011年和2013年综合数据进行线性函数、对数函数、二次函数和指数函数模型拟合。在每个生育时期,选择决定系数和F值最高的3个模型,并用2012年和2014年测定光谱数据与地上干物质量对拟合模型进行均方根差和相对误差的验证,选择均方根差和相对误差较小的拟合模型为最适模型。结果表明,在大喇叭口期、吐丝期、灌浆期和成熟期,夏玉米地上干物质量的最佳拟合光谱植被指数分别为GNDVI、PSSRc、NDVI4和DI。

栽培方式对旱作春玉米土壤酶活性及干物质积累和产量形成的影响

【目的】研究5种不同栽培方式对土壤酶活性、春玉米生长发育及产量形成的影响,探索黄土高原地区春玉米高产、稳产和可持续发展的耕作措施。【方法】采用大田试验,分别设置顶凌全膜双垄沟播、顶凌全膜双垄垄播、顶凌全膜平播、秸秆覆盖种植和无覆盖平地种植5种耕作方式,分析不同耕作方式下0-20和20-40cm土层土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶)活性的变化特征,以及各生育期玉米生长发育状况、干物质积累和产量构成要素的变化。【结果】与无覆盖平地种植相比,顶凌全膜双垄垄播和秸秆覆盖种植方式能够显著提高田间土壤过氧化氢酶活性(0-20和20-40cm土壤分别提高5.19%,15.74%和4.04%,9.69%)、脲酶活性(0-20和20-40cm土壤分别提高41.94%,60.93%和3.83%,51.37%)、蔗糖酶活性(0-20和20-40cm土壤分别提高72.39%,36.67%和68.19%,85.54%)和碱性磷酸酶活性(0-20和20-40cm土壤分别提高34.93%,38.43%和15.44%,17.89%);与无覆盖平地种植相比,顶凌全膜双垄沟播和顶凌全膜双垄垄播集雨栽培显著提高了乳熟期叶面积指数(分别提高了75.75%和69.09%)、增加了成熟期玉米干物质积累(分别增加了59.27%和66.09%),显著提高了产量(分别提高了108.06%和99.03%)和水分利用效率(分别提高了119.91%和106.97%)。【结论】本试验条件下,顶凌全膜双垄垄播是兼顾高产和可持续发展的集雨栽培技术。

不同基因型棉花地上部干物质积累对氮素的响应

选取有代表性的3个棉花品种(美国抗虫棉33B、常规棉中棉所12和抗虫杂交棉中棉所46),在大田试验条件下测定不同施氮处理下(0、90、180、270、360kg.hm-2)的叶面积指数(LAI)、地上部干物质量和植株氮浓度的动态变化。运用指数线性生长模型对棉花地上部干物质积累过程进行模拟,并用幂函数模拟棉花氮稀释效应。结果表明:(1)棉花地上部干物质增长过程可以用指数线性模型模拟,模型参数能较好地反映基因型和氮肥处理对地上部干物质积累的影响。(2)棉花地上部氮浓度随干物质的增长而降低,模型能较好地反映不同基因型棉花氮素吸收能力的差异。(3)通过对棉花地上部干物质增长和氮稀释效应的模拟分析,认为田间最佳施氮水平为180kg.hm-2,过量施氮对3个棉花品种的干物质积累和地上部植株氮素吸收增加无明显影响。

滨海滩涂盐碱地甜高粱生长和地上部干物质积累特性的研究

明确不同密肥水平下滨海滩涂盐碱地甜高粱生长特性、干物质积累特征,为盐碱地甜高粱高产栽培提供理论基础。以甜高粱ST008为试验材料,采用二因素随机区组设计,研究不同种植密度及氮肥用量水平对盐碱地甜高粱农艺性状、产量及茎秆糖锤度的影响;利用通径分析,对甜高粱不同生育阶段干物质积累与生物产量、糖锤度之间的相互关系进行了相关性分析。甜高粱ST008在种植密度120000株/hm2、氮肥用量300kg/hm2条件下获得的生物产量、籽粒产量和茎秆含糖量较高,株高、叶片数、茎粗等较为适宜。通径分析表明,拔节至抽穗期地上部干物积累量和生物产量、茎秆含糖锤度之间呈极显著的正相关关系,对提高生物产量、茎秆糖锤度的贡献最大。盐碱地甜高粱在密度120000株/hm2、施氮量300kg/hm2水平下生物产量最高。提高拔节至抽穗阶段甜高粱植株的光合生产是提高甜高粱产量、含糖量的关键。

调亏灌溉对于玉米生理指标及水分利用效率的影响

依据在渭北黄土高原区的大田玉米调亏灌溉试验资料，分析了不同亏水处理对光合速率、气孔导度，蒸腾速率、根冠比、产量与耗水量以及水分利用效率等因素的影响，从亏水处理引起的气孔反应能提高光合与蒸腾之比，揭示了调亏灌溉的节水增产机理。最后，从既提高产量又提高水分利用效率的双重目的出发，得到了苗期土壤含水率为５０％～６０％田间持水量、拔节期土壤含水率为６０％～７０％田间持水量是最佳的调亏灌溉方案。

锌肥施用量及方式对夏玉米籽粒淀粉含量和产量的影响

为了探明不同土壤类型和生态气候条件下夏玉米的适宜锌肥施用量及方式,2013年6-9月,在浚县、禹州和偃师分别布置田间小区试验,研究不同土壤类型和生态气候条件下锌肥施用量及方式对夏玉米籽粒淀粉含量及产量的影响。结果表明,适量的锌肥能增加夏玉米大喇叭口期、吐丝期和灌浆期叶片中可溶性糖含量、籽粒淀粉含量和籽粒产量。总体上,浚县、禹州和偃师3个研究区域夏玉米叶片中可溶性糖含量均以锌肥施用量30 kg/hm2最好;等量锌肥施用量条件下,土施处理优于土施+喷施处理。浚县、禹州和偃师夏玉米籽粒淀粉含量分别在土施锌肥15,30,30 kg/hm2时达到最大值;等量锌肥施用量条件下,土施处理优于土施+喷施处理。浚县、禹州和偃师夏玉米地上部分干物质量分别在土施锌肥15 kg/hm2+2次各喷施锌肥7.5 kg/hm2、土施锌肥30 kg/hm2和土施锌肥15 kg/hm2处理时达到最大值;土施+喷施锌肥能增加浚县夏玉米地上部分干物质量,而在不同锌肥水平下禹州和偃师夏玉米地上部分干物质量呈现不同变化规律。浚县、禹州和偃师的夏玉米籽粒产量分别达到最大值的锌肥施用量与夏玉米地上部分干物质量相同;与浚县比较,土施锌肥对禹州和偃师夏玉米的增产作用较大。

高水肥密植条件下大豆地上部干物重变化动态

在高施有机肥、地下亚表层灌水、窄行密植栽培模式下,对大豆合农60及对照品种垦丰16地上部干物质变化动态进行分析。结果表明:合农60荚干重增加明显,后期干物重积累迅速。在高水肥和小垄密植栽培条件下,窄行密植品种间存在差异,合农60为抗倒伏,适合于窄行密植的高产品种。

裸地栽培下打顶方式对棉花干物质积累及产量特征的影响

本研究旨在探讨裸地栽培下棉花最优打顶方式,以提高生产效率与经济效益。试验以新陆中82为材料,采用单因素完全随机区组设计,研究了化学打顶(3种配方,分别记为C1、C2、C3)、人工打顶(A)和不打顶(N)处理对棉花株型及干物质积累、分配和产量的影响。结果表明:打顶处理能降低棉花株高和单株果枝数,显著提高单株铃数、单铃重和产量,但对茎粗影响较小。打顶后35 d,株高和单株果枝数表现为C3>C2>C1>A,均显著低于N处理;单株铃数、单铃重、产量则表现为C1与A处理相当,均高于C2和C3处理。不同打顶方式下棉花生殖器官与营养器官的干物质积累均较好地符合Logistic曲线,R^(2)值分别达0.97和0.82;生殖器官的最大干物质积累量为48.76~73.33 g/株,最大干物质积累量和干物质快速积累持续时间均表现为A>C1>C2>C3>N;营养器官的最大干物质积累量为44.04~51.33 g/株,打顶处理的最大干物质积累量和干物质快速积累持续时间均低于不打顶处理。化学打顶处理中,C1处理的单株果枝数、最大干物质积累量和干物质快速积累持续时间与A处理差异较小,单株铃数、单铃重、产量与A处理无显著差异。综合上述分析,裸地栽培下化学打顶可以代替人工打顶,适时适量喷施打顶剂能有效调控棉花株型,提高产量,其中C1处理(25%氟节胺)效果最好。本研究结果可为南疆裸地栽培模式下棉花化学调控提供理论依据。

施磷量对玉米生长发育 产量构成因子及品质的影响

以驻玉309为试材，设P205施用量0（不施用磷肥，CK）、37.5kg/hm^2、75.0kg/hm^2。和112.5kg/hm^2。计4个处理，研究了不同施磷水平下产量构成因素、产量、根系干重、叶面积指数、干物质积累以及籽粒品质的变化。结果表明：磷肥施用量在37.5-75.0kg／hm^2。范围内，可以提高根系的吸收性能，延缓叶片衰老时间且降低衰老速度，有助于提高光能利用率和促进地上部干物质积累，并提高籽粒产量和品质。在试验土壤肥力条件下，施磷量为75.0kg/hm^2。时，穗长、穗行数、行粒数和千粒重均最大，根系干重、叶面积指数、地上干物重以及籽粒品质较好，玉米产量最高为7313.0kg／hm^2。

集雨栽培技术对旱地春玉米干物质积累及产量的影响研究

为了探明垄沟覆盖集雨栽培技术的增产机理,采用大田定位试验研究了全膜双垄沟播、全膜双垄垄播、全膜平铺和麦草覆盖等4种栽培方式对玉米干物质积累、穗部性状、产量构成和水分利用效率的影响。研究结果表明:全膜覆盖集雨栽培能显著促进玉米干物质积累,尤其是全膜双垄垄播优势更为明显;同时垄沟覆盖集雨栽培还能够优化穗部结构,表现为较好的穗长、穗粗、行粒数和籽粒饱满长度等产量构成因子;其中全膜双垄沟播穗粒数和百粒重较对照增加88.69%和107.82%。而全膜双垄沟播、全膜双垄垄播的产量和水分利用效率较对照分别增加了91.46%、83.79%和103.71%、92.01%。田间微集雨栽培技术利用沟垄凹凸微地形,实现了对自然降雨的就地富集、利用和再分配,改善了土壤水分供需状况,显著提高了作物的生物量、水生产力和产量。