干旱-复水联动对东北春玉米光合生理与产量的影响

广发、频发的干旱事件已造成了严重的作物减产,深入解析玉米对干旱的响应过程及机制,对准确评估干旱影响进而合理指导玉米生产具有重要现实意义。基于锦州农业气象试验站已布设的干旱-复水联动试验平台(CK:自然降水处理;RD:2020年6月30日至8月10日控水,之后复水),监测净光合速率(Net Photosynthetic Rate,Pn)、蒸腾速率(Transpiration Rate,Tr)、日茎流量(Daily Stem Flow,DSF)、玉米产量构成要素等参数。结果表明,拔节期,与CK处理相比,RD处理控水初期Pn降低5.0%,Tr增加12.4%,但均不显著;灌浆期,当土壤含水量(Soil Water Content,SWC)降至40.0%后,RD处理下Pn、Tr及DSF显著降低,分别降低至CK处理水平的23.6%和6.9%和32.5%,灌浆期叶片光合产物大部分向果穗输送,耗水能力大于拔节期,干旱对Pn、Tr及DSF的抑制效应更为明显。乳熟期,RD处理进入复水阶段,Pn、Tr和DSF增加,分别恢复至CK处理水平的61.5%、75.0%和46.6%,说明控水期间降低的Pn、Tr和DSF无法在复水期间完全恢复。控水通过显著降低叶含水率(Leaf Water Ratio,LWR)、茎含水率(Stem Water Ratio,SWR)而显著降低Pn和Tr,其中LWR与Pn和Tr的相关系数分别为0.55和0.84;SWR与Pn和Tr的相关系数分别为0.59和0.67。拔节期至灌浆期连续控水可能导致光合器官活性下降,复水也未能使其恢复,最终导致作物减产,与CK处理相比,RD处理下穗长、穗粗、百粒重等产量结构要素显著降低,造成54.0%的减产率。

烟秆生物质炭对连作植烟土壤养分及烟叶产质量的影响

【目的】明确烟秆生物质炭通过影响植烟土壤养分含量并最终影响烤烟产质量的可能路径,以期为今后利用生物质炭缓解烤烟连作障碍提供理论支撑。【方法】以红花大金元为研究对象,设置4个烟秆生物质炭施用量(0、300、500、600 g/株)处理,分析添加生物质炭对连作土壤不同形态养分含量及烤烟产质量的影响。【结果】在烤烟产值方面,施用烟秆生物质炭可有效提高烤烟的均价、产量、产值及中上等烟比例,其中以500 g/株处理最优。在土壤养分方面,生物质炭显著提高土壤pH、速效钾、全钾、水解性氮和有机质含量,且随烟秆生物质炭施用量的增加,pH、有机质含量均呈上升趋势;同时有机质组分MBC、CPOM、FPOM、LFOM和HFOM随生物质炭施入量的增加呈升高趋势,而HDOM、MOM和CDOM则呈降低趋势。相关性分析表明,土壤pH、水解性氮、速效钾、全氮、全磷、全钾含量与有机质组分间呈显著相关性,其中pH、水解性氮、速效钾、全氮与有机质、微生物量碳、细颗粒有机质,全磷与热水溶性有机质,全钾与有机质、轻组有机质、重组有机质、细颗粒有机质均呈显著正相关。逐步回归分析表明,烟秆生物质炭的施用使细颗粒有机质对pH和全钾、重组有机质对水解性氮、微生物量碳对全氮和有机质、热水溶性有机质对全磷具有促进作用。【结论】烟秆生物质炭是通过提高土壤中有机质含量,尤其是活性有机质含量来增强土壤养分循环,从而提高土壤pH、水解性氮和速效钾含量,促进烟株吸收,最终提高中上等烟比例和产质量。

烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及质量的影响

研究烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及产质量的影响,进一步明确烟秆生物质炭基肥最佳施用量,为今后科学利用烟秆生物质炭基肥缓解连作障碍提供理论依据。本研究采用大田试验法,以不施烟秆生物质炭基肥为对照(CK),设置3个烟秆生物质炭基肥用量处理,分别为300 g/株(T1)、500 g/株(T2)、600 g/株(T3),调查分析不同处理下烤烟生育期、农艺性状、常见病害发生情况及烤后烟叶化学成分。结果表明:施用烟秆生物质炭基肥可延长烤烟生育期,尤其在团棵期和现蕾期表现较为明显,T3处理生育期最长;其对烤烟株高、茎围、最大叶长叶宽均有显著促进作用,对烤烟有效叶片数影响不大。施用烟秆生物质炭基肥还对烟草花叶病和黑胫病产生抑制作用,显著降低这两种病害的发病率,以T2处理抑制效果最佳。在烤后烟叶外观质量方面,对照身份稍薄、油分欠佳,而施用烟秆生物质炭基肥可使烟叶组织明显疏松有弹性、油分足,外观质量分值高,其中T2处理总评分最高。在烤后烟叶化学成分方面,施用该炭基肥可提高烟叶的总氮、总糖、钾、还原糖含量和糖碱比值,使烟叶化学成分协调,以T2处理效果最佳。随该炭基肥施用量增加,烤后烟叶产量、产值及中上等烟比例呈先上升后下降趋势,T2处理产值增幅可达34.77%。综上,本试验条件下,烟秆生物质炭基肥可促进连作烤烟生长,降低烟草花叶病和黑胫病发病率,提高烤后烟叶外观质量、产量及化学成分协调性,整体以500 g/株用量效果最佳。

基于ANSYS/LS-DYNA的芦竹切割-进给速度匹配研究(英文)

高粗茎秆作物因茎杆硬度和刚度大,机械化收割难度大。以芦竹为对象,以高粗茎秆作物通用型回转链式切割器为基础,应用ANSYS/LS-DYNA建立了锯片-芦竹切割破坏动态模拟有限元模型,动态模拟了芦竹切割破坏过程,试验验证了获取锯齿切割破坏芦竹过程的载荷-位移历程曲线的可行性及芦竹破坏的模拟计算模型的有效性。提出了回转链式切割器切割-进给速度匹配修正系数概念,确定了切割芦竹时进给速度和切割速度分别取1.00 m/s和2.80 m/s为最佳速度匹配,其切割器工作速度匹配修正系数为1.22。研究结果为芦竹收割机的传统系统参数优化设计提供了理论依据。

高粗茎秆作物收割技术的研究进展

系统分析了几种典型高粗茎秆作物的田间生长特性、收获期茎秆的物理机械特性及其收割现状;阐述了国内外高粗茎秆作物收割技术的研究进展;比较分析了现有高粗茎秆作物收割机械的特点;展望了未来高粗茎秆作物收割技术的研究与发展趋势。由此对提高高粗茎秆作物收获机的通用性、开发出能够适用于主要高粗茎秆作物收获切割的技术和装置以及高粗茎秆作物收获切割技术研究做一个有益的尝试。

富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备高倍率吸水树脂

用棉花秆、麦秆和玉米秆等富含纤维素类农作物秆与丙烯酸接枝共聚制备了高倍率的吸水树脂.研究了不同水质(去离子水、自来水及雨水)对接枝产物吸水性能的影响.采用棉花秆、麦秆、玉米秆与丙烯酸的接枝产物对去离子水的吸水倍率分别为930,790和630g/g,对自来水的吸水倍率分别为670,350和250g/g,用玉米秆/地瓜淀粉混合物制备的接枝产物对雨水的吸水倍率为540g/g.为棉花秆、麦秆及玉米秆等富含纤维素的农作物秆的深加工与应用开辟了一条途径.

作物茎秆抗倒伏的力学分析及综合评价探讨

建立了农作物茎秆的力学模型 ,利用力学理论和方法 ,给出了农作物茎秆临界力的具体表达式 ,该表达式对于多种农作物例如 :玉米、水稻、小麦、谷物等都是适用的。根据该表达式 ,可对农作物的抗倒伏能力进行综合评价 ,临界力越大 ,抗倒伏能力越强。临界力可以作为农作物抗倒伏能力评价的通用指标。对于同一种作物品种 ,种植密度不同 ,或肥力不同 ,其抗倒伏能力不同 ,茎秆系数越小 ,抗倒伏能力越强。茎秆系数可作为同一品种作物间 ,抗倒伏能力的评价指标。文中给出了农作物倒伏与茎秆各物理量之间的关系 ,为作物抗倒品种的选育、收获机械的设计、桔秆的综合利用提供参考。

不同施氮水平下净、套作大豆茎秆特征比较研究

在"玉/豆"模式下,研究了不同施氮水平和套作条件下大豆的茎秆特征。结果表明:套作大豆主茎高度显著高于净作大豆,而茎粗和主茎节数差异不显著。净、套作大豆各节间长度呈"降-升-降"的趋势,套作大豆最长节间出现在第9节,比净作大豆最长节间节位点低了2节。与净作大豆相比,套作大豆第7节间长度增加最大,为2.2 cm(F=240.56**,P=0.0001),增加幅度达到61.24%。不同施氮水平下,各节间长度均呈"降-升-降"的趋势,且最长节间位置没有改变。说明套作大豆比净作大豆更容易倒伏的原因是节间长度大幅度的增长和最长节间下移;施氮是影响大豆节间长度的一个因素,但套作条件是使大豆最长节间位置改变的主要原因;防控套作大豆旺长以及茎部倒伏的最佳时期在7节期以前。

磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响

以贡选1号大豆品种为材料,采用两因素随机区组设计,研究了磷钾营养对套作大豆茎秆形态和抗倒性的影响。结果表明,施用磷钾显著影响套作大豆茎秆的抗倒能力。茎秆基部节间粗度、C/N比、细胞壁纤维素、木质素含量、机械强度、抗倒指数(SLRI)均随施钾量的增加而增加,随施磷量的增加呈现出先增后降的趋势,而基部节间长度、主茎高、倒伏率均随磷钾施用量的增加而降低。SLRI与基部第1、2节间粗度、茎秆木质素、纤维素含量、机械强度及C/N比呈显著正相关,与基部节间长度、主茎长、实际倒伏率呈极显著负相关。适宜的磷钾水平(P2O517kg/hm2,K2O 112.5kg/hm2)能提高套作大豆SLRI,降低其倒伏率。

基于茎直径变化的作物水分状况监测研究进展

对"利用茎直径变化监测作物水分"的研究进行了综述。自20世纪60年代开始,基于茎直径变化的作物水分状况监测指标体系研究经历了两个阶段,即茎直径变化与作物水势关系的定性研究阶段;考虑环境变化和植株正常生长的茎直径变化—作物水势之间动态量化阶段。此方法通过对作物体内水分的动态监测,并与计算机应用相配合,可以用于温室和大田条件下指导适时灌溉。

乙烯利和激动素对玉米茎秆抗倒伏和产量的影响

倒伏是影响玉米产量的主要原因之一,为了探明不同时期喷施不同生长调节剂对玉米抗倒伏性和产量的影响,选用玉米品种‘德美亚1号’和‘德美亚2号’为试验材料,在5、7、9展叶期分别喷施乙烯利(ETH)和激动素(KT),以喷施清水为对照,测定灌浆期基部茎秆形态、力学、化学组分及成熟后的倒伏率和产量。结果表明,与对照相比,‘德美亚1号’5展叶期喷施KT,节间直径显著增加21.11%,节间密度增加13.23%;与对照相比,‘德美亚2号’7展叶期喷施ETH,使基部节间总长度显著降低14.41%,节间直径显著增加10.70%,节间密度显著增加15.46%。‘德美亚1号’和‘德美亚2号’7展叶期喷施ETH,分别与对照相比,折断力显著增加26.04%和16.77%,穿刺强度显著增加22.77%和14.62%。‘德美亚2号’9展叶期喷施ETH,节间半纤维素、纤维素和木质素组成的化学组分总含量比对照显著增加25.49%。KT对两个品种茎秆力学影响表现不同,ETH对两个品种茎秆力学调控效果优于KT处理。两种调节剂处理均降低了两种玉米收获期的倒伏率。节间直径与折断力呈极显著正相关(r=0.905**),节间化学组分总含量和节间直径与倒伏率呈显著或极显著负相关。两个品种9展叶期喷施KT,产量比对照极显著增加22.24%和19.98%,喷施ETH对产量影响不显著。综上,KT于两个品种9展叶期喷施可显著增加产量,ETH于两个品种7展叶期喷施对抗倒伏性调控效果较好。

茎直径微变化诊断作物水分技术的发展及应用

植株茎直径的收缩和膨胀与作物体内水分状况密切相关,茎直径变化测量参数能实时、灵敏地反映作物水分亏缺程度。与其它水分诊断方法相比,基于茎直径微变化监测的方法具有简便、稳定、无损、连续监测和自动记录的优点。通过对作物体内水分的动态监测,并与计算机应用相配合,可以用于温室和大田条件下指导适时灌溉。

枯草芽孢杆菌D9生物有机肥对连作芦蒿扦插苗枯萎病病害防控研究

芦蒿连作土壤中的枯萎病病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)通过扦插茎秆的切口处侵染扦插苗,严重地降低扦插苗的成活率。实验通过分离生防菌株,开发生防生物有机肥防控扦插苗连作病害。研究结果显示,分离到的具有生防芦蒿枯萎病病原菌尖孢镰刀菌能力的菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)D9。D9菌株的代谢物能够显著地抑制尖孢镰刀菌的孢子萌发和菌丝的伸长(P<0.05)。芦蒿连作土壤扦插苗病害的防控实验结果表明,有机肥和D9生物有机肥的防病率分别达到77.3%和97.1%,同时能够显著地(P<0.05)降低芦蒿扦插苗的茎内尖孢镰刀菌数量,而且D9生物有机肥能够显著(P<0.05)降低扦插苗根际土壤中尖孢镰刀菌的数量。相较于对照处理,D9生物有机肥处理的根际土壤和茎内尖孢镰刀菌数量分别降低了35.7%和93.7%。有机肥没有提高芦蒿几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活力,而D9生物有机肥显著提高芦蒿几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶的酶活(P<0.05)。D9生物有机肥能够有效防治连作芦蒿扦插苗的病害,为芦蒿产业提供一条绿色、安全的栽种途径。

基于修正双作物系数模型估算温室黄瓜不同季节腾发量

为估算温室黄瓜植株蒸腾与土面蒸发,该研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型,应用温室内实测微气象、叶面积指数(LAI)及土壤水分数据,对模型中基础作物系数(Kcb)和土面蒸发系数(Ke)进行修正,并基于修正后FAO-56Penman-Monteith(P-M)模型,确定温室参考作物蒸发蒸腾量(ET0),进而估算温室黄瓜蒸发蒸腾量(ETc)和植株蒸腾(Tr)。基于Venlo型温室内黄瓜不同种植季节(春夏季和秋冬季)Lysimeter和茎流计观测的黄瓜ETc和Tr,对修正后的双作物系数模型预测结果进行验证。结果表明,应用修正后的双作物系数模型估算的温室黄瓜ETc和Tr与实测值具有较好地一致性,春夏季温室黄瓜全生育期ETc估算值与实测值的日均值分别为3.05和2.94 mm/d,秋冬季分别为2.53和2.76 mm/d。修正后的双作物系数模型估算春夏季温室黄瓜日ETc的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和模型效率系数(Ens)分别为0.95、0.41 mm/d和0.93;估算秋冬季ETc的误差计算结果依次为0.91(R2)、0.48 mm/d(RMSE)和0.90(Ens)。修正后的双作物系数模型估算春夏季日平均Tr与实测值分别为2.37和2.19mm/d,秋冬季分别为1.43和1.34 mm/d。研究结果还显示,不同种植季节温室黄瓜全生育期日平均Tr占ETc的比例分别为64.62%(春夏季)和68.59%(秋冬季)。该研究成果不仅为制定准确的温室黄瓜灌溉制度提供了理论依据,而且对实现温室环境智能化控制及减少温室内无效的土面蒸发具有重要意义。

粮食作物古汉名训诂(三)

我国古代典籍中记述有许多作物名称,由于历史变迁,称谓嬗变,缺乏系统研究与整理,影响科学文化的继承与传播.本文收集了60个具有地下根茎的作物古汉名并进行了考证,它们隶属于5科、6属、6种.该项研究沟通古今,沟通中外,可以促进我国作物栽培史的研究,在拯救、继承与弘扬古文化方面具有学术价值与社会意义.

套作模式下播期对不同熟性大豆茎叶形态及产量的影响

在麦/玉/豆套作模式下,研究了不同播期对不同熟性大豆茎叶形态及产量的影响。结果表明:3种熟性大豆在当地均有各自最适宜的播期。浙春3号的最适播期是7月6日,乐豆1号的最适播期是6月15日,而贡选1号的适宜播期是6月15日和6月22日,两者间产量差异不显著。晚熟大豆品种(贡选1号)较早熟品种(浙春3号)和中熟品种(乐豆1号)能显著缩短与玉米的生殖生长共生期,独立生长期最长,从而减轻了生育前期玉米对它的弱光伤害,保证了适宜的株高、较大的茎粗和茎干重以及理想的叶面积指数和比叶重。综合大豆的熟性和播期2个因素,麦/玉/豆套作模式下的最优组合为贡选1号在6月15日至6月22日之间播种。

不同重茬肥配方对重茬烤烟生长前期农艺性状的影响

以不同重茬肥配方对重茬栽培烤烟前期农艺性状的影响为基础,探索不同配方对烤烟生长的影响,以期为开发烤烟重茬肥提供理论依据。试验在田间条件下,设置对照B1无肥处理,B2当地常规施肥,B～B5为新研制重茬肥配方,纯氮用量为51.5kg·hm-2,3次重复。试验结果表明,移栽后第3周,各处理和对照之间植株高度和叶片长度差异不大,B5处理的茎粗度和叶片宽度与对照之间差异显著,并且2项指标高于常规施肥处理;第5,7周,各处理苗高和茎粗显著高于对照,B3和B5处理优于常规施肥处理;烟叶长宽生长以B5处理促进作用最佳,极显著高于对照,并且优于常规施肥处理。综合分析认为,B5处理的重茬肥配方对重茬烤烟前期农艺性状影响最佳,有望成为烤烟重茬专用肥配方。

基于激光扫描3D图像的植物亏水体态辨识与萎蔫指数比较

为实现植物水分状况的非接触式测量,最大程度减少测量对植物生长的影响,该文采用非接触式激光扫描测量方法获取植物叶片三维形态信息,通过测量植物叶片的体态萎蔫特征反映植物亏水胁迫状况。运用微分几何算法、二维傅里叶谱分析法、垂直投影叶面积法以及标准差法分别定义了4种植物萎蔫指数:基于微分几何算法的萎蔫体态指数、基于二维傅里叶谱分析的萎蔫指数、基于垂直投影叶面积的萎蔫指数和基于标准差方法的萎蔫指数,定量刻画植物萎蔫状态。试验分析了萎蔫指数的日变化过程,通过与植物茎秆直径的比较,得出定义的指数可以有效表征植物水分的结论。结合环境参数(太阳全辐射和环境温度)进行了相关分析,研究环境对植物水分的影响。最后比较了4种萎蔫指数刻画萎蔫状态的有效性。研究结果表明:萎蔫指数(以萎蔫体态指数为例)与太阳全辐射、环境温度和茎秆直径均线性相关,决定系数分别为0.736、0.785和0.845。4种指数比较中,萎蔫体态指数、基于二维傅里叶谱分析的萎蔫指数、基于垂直投影叶面积的萎蔫指数刻画叶片萎蔫效果相似,这3种指数与植物茎秆直径的线性相关系数分别为0.841、0.849、0.800。相比之下,基于标准差的萎蔫指数刻画萎蔫效果较差且与茎秆直径相关性也较低(R2=0.640)。该研究可为植物水分状况的非接触式测量提供一种有效的方法。

广谱拮抗放线菌C28的鉴定及其对甜瓜蔓枯病的防治效果

【目的】研究放线菌C28对12种植物病原真菌的抑菌作用及对盆栽甜瓜蔓枯病的防治效果,并对该放线菌进行分类鉴定。【方法】采用琼脂块法、生长速率法研究放线菌C28对靶标病原真菌的抑菌作用;通过盆栽试验研究C28对甜瓜蔓枯病的防治效果;根据形态特征、生理生化特性及16SrDNA序列分析确定C28的分类地位。【结果】①放线菌C28对供试病原真菌具有一定的广谱拮抗性,拮抗圈直径为10.0～22.5mm;其无菌发酵滤液对病原真菌菌丝生长具有明显的抑制作用,无菌发酵滤液原液对木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)、层出镰刀菌(F.proliferatum)及葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)的抑菌率分别高达95.0%,90.0%及93.1%。②用放线菌C28无菌发酵滤液稀释104倍处理甜瓜种子后,甜瓜胚轴、胚根长度较对照(无菌水处理)增加37.1%和12.5%;种子简明活力指数高达141.7,与对照差异显著(P<0.05)。③用C28无菌发酵滤液原液喷施处理后,甜瓜蔓枯病病情指数较对照显著下降(P<0.05),预防和治疗效果分别为42.4%和40.0%。④根据形态特征、生理生化特性及16SrDNA序列分析,将放线菌C28鉴定为球孢链霉菌球孢亚种(Streptomyces globisporus subsp.globisporus)。【结论】球孢链霉菌球孢亚种C28对多种病原真菌具有广谱拮抗性,对甜瓜蔓枯病具有良好的抑菌和生防效果,对瓜类种子萌发和生长具有一定的促进作用。