基于植物功能-结构模型的玉米-大豆条带间作光截获行间差异研究

间作种植形成了异质冠层空间结构,但因此导致的作物生长、表型和光截获的行间差异目前还少有定量化。为解析条带间作生产力的行间差异,本研究基于田间观测数据构建植物功能-结构模型(Functional-Structural Plant Model,FSPM),量化间作系统中光截获的行间差异。于2017—2018年开展了玉米和大豆单作、2行玉米和2行大豆的2:2 MS间作以及3行玉米和6行大豆的3:6 MS间作田间试验。基于植物生长平台GroIMP开发了玉米-大豆间作的FSPM,模型较好地模拟了叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)、株高和光截获系数动态三个指标,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别为0.24~0.70 m^(2)/m^(2)、0.06~0.17 m和0.06~0.10。田间试验结果表明,间作种植显著增加了玉米节间直径。受玉米遮阴影响,大豆节间变长、变细,且随大豆条带变窄差异越明显。模型模拟的2:2 MS间作玉米光截获比单作玉米高35.6%,3:6 MS边行玉米和内行玉米的光截获分别比单作玉米高27.8%和20.3%。2:2 MS与3:6 MS边行大豆的光截获比单作大豆分别少36.0%和28.8%;3:6 MS大豆内Ⅰ行和内Ⅱ行比单作大豆的光截获分别少4.1%和1.8%。基于三维FSPM,未来可进行不同生长环境下间作种植模式等的布局优化,以达到最佳系统光截获优势。

滴灌量对新冬18号行间产量差异的影响机理分析

【目的】揭示滴灌量对冬小麦产量行间差异的影响规律。【方法】研究1 620、1 950（W2）、2 400（W3）、2 850 m^3/hm^2（W4）4种滴春水处理,对新冬18号麦田0-100 cm土层含水量、距毛管第1行、3行旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、叶面积、干物质积累和产量的行间差异的影响。【结果】随着滴水量的增加,距毛管第1行与第3行0-60 cm土层含水量差异明显缩小,并且第1行与3行旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量、叶面积、干物质积累和产量的行间差异也明显缩小,多表现为W4〉W3〉W2〉W1;第3行小麦旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量的增幅明显大于第1行,孕穗至花后20 d第3行植株叶面积、干物质积累和产量的增幅也明显大于第1行,增加产量和水分利用效率。【结论】增加滴水量,主要是改善远离毛管处土层水分状况,缩小麦田土壤含水量的空间变异性,导致小麦植株生长及产量的行间差异缩小,避免远离毛管处植株受旱害是产量和水分利用效率提高的重要原因。