Cluster planting impact on cotton growth, yield and biomass accumulation in an arid region oasis

The cluster planting pattern （3 plants per hole） for cotton （Gossypium hirsutum L.） may increase economic yield over those of the traditional planting pattern （1 plant per hole） in arid regions of China. This increase in yield depends on either increased biomass production or greater partitioning to fruit. This study was conducted to determine whether differences in biomass accumulation or partitioning to reproductive growth contributed to higher yield in the cluster planting pattern compared with the traditional one. Growth parameters, biomass accumulation, crop growth rate and partitioning between cluster planting pattern and traditional planting pattern was compared in northwest of China. The biomass production and partitioning in cluster planting plot was higher than in traditional planting one. Biomass accumulation was faster early in the clustered treatment, and it was also higher at harvest time. Total dry matter production per unit area was significantly higher than in the traditional planting. On a per plant basis, dry matter accumulation was faster and total biomass production was significantly higher in the cluster planting pattern. Numbers of sympodia and boll sizes were also larger, indicating that facilitation among plants was promoting crop yield. The increase in yield in the cluster planting treatment occurred through increased partitioning of dry matter to fruits than in the traditional planting pattern, resulting in more bolls and increased lint yield in arid regions.

甜加糯玉米研究进展及发展对策分析

甜加糯玉米是我国首创的鲜食玉米新类型,综合了甜玉米和糯玉米优点,果穗上甜、糯粒随机相间排列,口感既甜又糯,近年来受到市场的热烈追捧,已成为鲜食玉米发展的趋势与重点。我国育种人员通过聚合玉米胚乳淀粉合成途径中的甜质基因和糯质基因,形成甜糯双(多)隐性自交系,再与糯玉米自交系或彼此间杂交组配,杂交后代产生显隐性基因分离,从而实现同一个果穗上同时出现甜、糯粒。甜加糯玉米的育种发展迅速,目前已构建起“传统育种方法(甜、糯玉米杂交组配法和甜加糯玉米二环系选育法)+现代育种手段(分子标记辅助选择技术和单倍体育种技术)”相结合的甜加糯玉米育种体系,育成品种向多样化、优质化、特色化、功能化方向发展。甜加糯玉米因产值高、生产周期短、可灵活搭配种植茬口,市场需求和种植面积逐年增加。然而由于存在种质资源遗传背景狭窄、繁殖和制种成本较高、品质评价体系尚不完善、保鲜加工技术亟待创新等制约因素,其面临的挑战也愈发凸显,阻碍了甜加糯玉米产业未来的发展。本文从甜加糯玉米育种理论基础、育种发展历程、品种审定情况、种植分布、种植模式和市场概况等方面进行阐述,探讨核心瓶颈及制约因素,并提出相应的对策建议,以期为甜加糯玉米育种研究和产业发展提供理论依据。

内蒙古秸秆资源产量及其饲料化利用潜力

为进一步提高秸秆饲料化利用率,降低养殖成本,提升重要畜产品供给保障水平,以内蒙古为研究区域,综合运用草谷比、可收集系数估算主要农作物秸秆资源产量及其饲料化利用潜力。结果表明:2000-2020年,内蒙古主要农作物秸秆理论资源量、可收集利用量分别增加了3523.66万和3098.69万t,年均增长率为5.72%和5.96%,其中玉米秸秆贡献最大;2020年内蒙古秸秆资源分布总体呈现出“东多西少”的特征,蒙东地区占秸秆可收集资源总量的69.33%;内蒙古秸秆养畜潜力高丰度地区主要分布在通辽市、兴安盟、呼伦贝尔市、赤峰市等蒙东地区,锡林郭勒盟、阿拉善盟和乌海市为秸秆养畜潜力低丰度地区,其余盟(市)为秸秆养畜潜力一般地区。内蒙古秸秆资源丰富,具有较强的饲料化利用潜力,但区域分布不均衡,蒙东地区是秸秆资源富集和秸秆养畜潜力高丰度地区,应以蒙东地区为重点,提高秸秆饲料化利用率,持续推动农牧业绿色高质量发展。

稀土元素在小麦体内分配行为的研究

采用水培、土培试验及中子活化分析技术 ,在作物生长效应曲线研究的基础上 ,系统地研究了稀土元素在作物体内的含量、吸收、分布和转移等行为。所获结果表明 ,各稀土元素在作物体内的分配行为受生物的内外因素与稀土来源、自身特征和元素间关系的影响 ,是作物稀土元素分配行为已有研究成果的重要补充与深化 。

气候变化对农业影响研究综述

简要综述了近几十年来中国学者在气候变化对农业影响方面的研究成果,主要分气候变化对农业影响的研究方法和气候变化对农作物生长发育和产量、品质、种植布局、农业成本的影响几个方面。并通过分析现状,指出了存在的问题、有待改进的方面和研究发展的方向。

江苏省主要葫芦科作物病毒种类及分布

葫芦科作物在江苏省蔬菜作物生产中具有重要的地位。为明确江苏省葫芦科作物上主要病毒的种类和分布,本研究于2019年6月-2020年11月在江苏省内7个地区的7种葫芦科作物上共采集了693份样品,采用分子生物学方法对样品进行了检测鉴定。结果共检出9种病毒,以马铃薯Y病毒属病毒最为常见,其中小西葫芦黄花叶病毒(ZYMV)在各地区的检出率最高,在各个物种中的检出率也较高。检测结果还显示,在各个地区的各种作物上普遍存在复合侵染现象,复合侵染中病毒种类最多达4种,ZYMV和西瓜花叶病毒(WMV)的复合侵染率最高。本研究结果有助于了解江苏省内葫芦科作物病毒病的发生情况,为有效预防和控制病毒病害的发生和传播提供理论依据。

高光谱图像检测马铃薯植株叶绿素含量垂直分布

为了检测马铃薯作物叶绿素含量,该文按照叶片垂直分布位置采集马铃薯叶片样本的成像高光谱数据,提取并计算了400个划分区域的平均光谱,使用手持式SPAD-502叶绿素仪测定了相应位置的SPAD(soil plant analysis development)值。采用标准正态变量校正(standard normal variate,SNV)方法对光谱数据进行预处理,分析了开花期植株自下而上垂直叶位间光谱和叶绿素分布关系,其光谱反射率在382~700 nm区间随叶位的升高反射率增加(上>中>下),在700~1 019 nm范围下叶位反射率高于上部和中部叶位(下>上>中),且SPAD均值依次为36.41、43.11、47.04。分别采用相关系数分析法和随机蛙跳(random frog,RF)算法筛选叶绿素含量敏感波长,并建立偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型。结果如下:基于相关系数分析法筛选的12个敏感波长主要位于530~550和706~708nm范围,建模精度RC2为0.7 588,验证精度RV2为0.5 773;基于random frog算法筛选的11个敏感波长(554.62、560.26、575.04、576.35、595.09、604.7、649.44、731.8、752.78、786.38、789.97 nm),建模精度RC2为0.8 423,验证精度RV2为0.7 676。选取RF-PLS模型计算马铃薯叶片每个像素点的叶绿素含量,绘制不同叶位马铃薯叶片叶绿素含量可视化分布图,结果可反映马铃薯在开花期植株上叶片叶绿素动态响应关系,实现了不同叶位马铃薯叶片叶绿素含量无损检测以及分布可视化表达。

不同氮素水平下双季稻株型与冠层内光截获特征研究

本文旨在阐明双季稻株型与冠层内光合有效辐射截获的时空分布特征。选用4个不同株型早、晚稻品种,设置4个不同施氮水平,系统观测其植株形态和冠层内光合有效辐射截获率(IPAR)的时空分布状况。结果表明,施氮水平对早、晚稻株高、穗长、叶长和叶基角均有显著影响,均表现为随施氮水平的增加而增大;早、晚稻孕穗期的分层叶面积指数(LAI)和向上累积LAI大于抽穗后12d,分层LAI呈冠层中部大于上部和下部的分布特征,最大分层LAI出现在0.58相对高度处;冠层上中部分层LAI和向上累积LAI随施氮水平的增加而增大;向上累积LAI随相对高度呈S型曲线分布,可用Logistic方程定量描述(R^2>0.99);早、晚稻孕穗期的冠层IPAR大于抽穗后12d,且随施氮水平的增加而增大,其日变化表现为正午较小,早晚较大;株型紧凑的早、晚稻品种,冠层IPAR低;冠层IPAR与向下累积LAI之间的关系可用方程IPAR=a (1-e^-b×LAI)定量描述(R^2>0.88);冠层内IPAR 的三维空间分布表现为冠层上中部水平面上IPAR较低,光斑变化大,冠层下部水平面上IPAR较高,光斑变化较平缓,同一冠层高度水平面上的IPAR呈不均匀分布。研究结果可为双季稻高产栽培及理想株型的优化设计提供支撑。

平凉地区农作物布局的最佳种植决策

采用陇东地区及相邻的固原、长武、陇县共18个站1951～2000年的气象资料,计算了各站历年各时段干旱指数,划分了干旱等级,结合全区农作物夏、秋粮、小麦、玉米、高粱、马铃薯、油料种植面积、单产等资料,分析了气候因素与作物产量的关系。选用线性规划和减产率矩阵相结合的方法,建立确定型和随机型种植决策模型,优选出可供实施种植比例的最佳方案。结果表明:不论夏秋作物还是五种作物均在秋春连旱年减产率最大,达30%～40%之间,在无气候干旱年,其减产率最小,为12%～15%。随机型决策接近历年的情况,决策意义不大;确定型决策效果比较显著,其综合减产率普遍少1%～3%,有优化决策价值。虽然确定型优于随机型,但其依赖于长期天气趋势预报的准确程度,应用种植决策还是以随机型与确定型兼用较为稳妥,风险性小。

基于快速设定决策阈值的大范围作物种植分布的遥感监测研究

[目的]作物分布是研究作物种植结构的基础,利用遥感进行大范围作物布局的监测识别,对推进农业种植结构研究、分析农业模式和制定农业政策都具有重要的意义。为了更好地适应作物生产的需求,解决大范围作物种植分布遥感监测方法复杂的问题,亟待构建一种快速实用的作物提取方法,实现作物种植信息的快速高效获取。[方法]以江苏省水稻、小麦和玉米为研究对象,利用作物关键生育期内的多时相中分辨率遥感影像,针对作物生长特点进行影像的特征转换,以行政区县为基础的作业单元进行区域划分及阈值设定,构建多时相阈值决策提取模型,并提出一种基于少量样本投射的阈值快速确定的方法,实现大范围作物分布的快速识别。[结果]该方法能够快速分单元确定模型的阈值,通过分单元的面积和定位精度验证,各作业单元提取结果的水稻、小麦和玉米种植的面积与统计面积的相对误差均在11%以内,定位精度优于88%,与实地调查基本一致。[结论]基于少量样本投射的阈值快速设定的方法能够适用于大范围作物的快速识别,满足应用化需求,具有实用性。

湖北省房县山区气候资源利用的研究

为合理利用山区气候资源,通过对湖北省西部房县的气候条件的调查,提出了对农业生产发展有推广价值的作物布局意见和优化种植模式。

湖北省房县山区气候资源的利用研究

研究了湖北省西部房县的气候条件，为合理利用山区气候资源，提出了对山区农业生产发展有推广价值的作物布局意见和优化种植模式。

基于三维冠层模型的玉米光合作用和光能利用模拟

光线分布和叶片光合特征在冠层内部具有极强的时空异质性,基于三维冠层模型的玉米光合模型是精确评估品种高光效的重要手段。该研究将作物三维冠层模型、光线分布模型、光合模型与光能利用模型相耦合,建立了玉米冠层光合生产模型3DMaizeCaP,设置3个不同株型的玉米品种(矮单268、京科968和郑单958),2种不同光照条件(晴天和阴天),通过大田试验与模型模拟研究揭示了玉米冠层光合速率和光能利用效率对品种和环境的响应。结果表明,矮单268、京科968和郑单958的叶片最大光合速率和暗呼吸速率均随节位下降呈线性降低的垂直分布规律,各品种中矮单268的最大光合速率最大,而暗呼吸速率最小;冠层净光合速率日变化趋势明显,矮单268在阴天和晴天下的冠层最大净光合速率(以CO2计)为21.6和26.2μmol/(m^2·s),均显著(P<0.05)高于京科968(20.8和24.9μmol/(m^2·s))和郑单958(19.6和24.4μmol/(m2·s));矮单268的日CO2净同化量在阴天和晴天下均显著(P<0.05)高于郑单958,增幅分别高达14.8%和12.4%,各品种间株型虽有显著差异(P<0.05),但冠层日累积光截获并无显著差异(P>0.05);单叶尺度上,各叶片中第16节位的单叶日净同化量达到最大;矮单268的光能利用效率最大,在阴天和晴天下分别为3.22和3.03 g/MJ,比京科968分别高4.5%和5.6%,比郑单958分别高7.7%和7.8%;初始光量子效率对玉米冠层光能利用效率的敏感性显著高于最大光合速率(P<0.05)。从提高玉米冠层光能利用效率考虑,建议设计株型紧凑、叶片光合性能强的玉米品种。研究可为定量研究玉米冠层光合速率提供估算方法,也可为高光效品种选育提供评价依据和鉴定技术。

青海大坂山典型植物与种植作物中矿物元素的分布特征

[目的]研究青海大坂山典型植物和种植作物中矿物元素的分布特征。[方法]在青海大坂山地区按照海拔高度的增加种植作物——青稞和胡萝卜,采集典型植物样品和种植作物样品,并采用原子吸收光谱法分别测试其中矿物元素含量。[结果]青海大坂山地区典型植物和种植作物中矿物元素具有随着海拔高度的增加而增加的分布特征。[结论]作物种植试验对矿物元素"饥饿效应"理论的检验与完善提供了部分试验依据,高原植物中丰富的Fe营养可能具有抗高原缺氧的功能作用。

新疆阿勒泰地区现代种业发展现状与对策

近年来,新疆阿勒泰地区将种业发展作为增强农牧业市场竞争力、实现可持续发展的头等大事来抓,提升品种选育和良种供应能力,推动农牧业综合生产能力稳步提升,各县、市积极投身于现代种业发展,取得了一定成效,但同时阿勒泰地区现代种业发展过程中也存在一些短板和弱项。通过对新疆阿勒泰地区的实际调研,收集整理当地现代种业相关数据,运用SWOT分析法全面分析新疆阿勒泰地区种业发展的优势、机遇、劣势、威胁,针对当前种业发展存在的问题,如制种基地不固定、配套基础设施不健全、制种相关人才短缺、制种科研能力较弱、缺乏完善的种业市场管理体制等,提出相应的对策建议。

作物布局、耕作制度、栽培技术与棉铃虫调控

分析了 80年代以来作物布局、耕作制度、栽培技术的变化，指出这些变化与棉铃虫为害有着密切的关系，从这一角度提出了调控棉铃虫的措施。

东沙河防洪工程建设与生态景观设计

防洪工程治理的主要目的是提高城市防洪能力,在保证防洪能力的前提下,做好河道及两岸生态景观建设,给城市居民创造一个良好的生活环境,是新形势下治河的新理念。文中对东沙河综合治理段的设计洪水进行了分析,探讨了生态景观设计布局及景观工程的防洪设计,并对蓄水水源及水量进行了分析,使河道综合治理方案中将防洪与生态、景观建设有机融合。

调整农业种植结构对农业节水的影响

邢台市主要农作物为冬小麦-夏玉米,种植冬小麦-夏玉米粮食作物,在平水年只有8月、9月份的降水能满足作物生长需水量,其他10个月缺水368.4 mm.在平水年,种植棉花一年中有5个月缺水,缺水量为79.6 mm,由于棉花生长期需水量与降水季节同步,缺水量较小.利用邢台市2001～2012年棉花种植面积资料,与种植粮食作物进行对比分析,平均每年可节约灌溉用水3.161 2亿m3.

适应气候变化的中国农业种植结构调整研究

近百年来,全球正经历一次以变暖为主要特征的气候变化,随着气候变化及其所带来的影响日益显著,目前适应气候变化越来越成为全球关注的热点问题。我国已有的农业种植结构调整适应气候变化实践非常丰富,但诸多研究者并未进行过系统的梳理,对已有实践的适应气候变化内涵没有清晰地认识。为了更好的应对未来气候变化,从种植制度、作物布局、品种布局三个方面阐述了气候变化对中国农业种植结构调整的影响,结合东北水稻玉米扩种、冬麦北移、华北"两晚"技术、长江中下游双季稻改制、南方冬季农业开发等典型适应气候变化案例,探讨复种指数、间作套种模式、作物配置、种植界限、种植比例、抗旱品种、抗病虫害品种等农业种植结构调整的不同方面适应气候变化的内涵,提出了种植结构调整中适应气候变化工作面临的关键问题,倡导进一步加强气候变化各要素对种植熟制的综合影响研究,深入开展农业精细区划与作物布局优化配置研究以及适应气候变化的育种多目标优化决策研究。

双季稻光合生产模型的建立与应用

综合已有作物模型(包括冠层结构、冠层光分布和冠层光合作用与干物质生产模型)的优点,构建了双季稻光合生产模型.利用独立的田间试验资料,对冠层内的光分布和干物质积累量进行了初步检验;利用模型定量分析了直接辐射在上挺下挺、上挺下披和上披下披3种典型株型水稻冠层内水平面上和叶面上的分布、冠层日光合量及其随叶面积指数的变化特征.结果表明:模拟值与观测值之间具有较好的一致性,预测双季稻冠层内光分布的根均方差、相对根均方差和相关系数分别为12.01 J·m^(-2)·s^(-1)、8.2%和0.9929;预测双季稻干物质积累量的根均方差、相对根均方差和相关系数分别为0.83 t·hm^(-2)、14.6%和0.9772,表明模型预测性较好;上挺下披株型水稻的冠层日光合量最高,取决于较大的叶面受光量、叶片光合效能和叶面积指数.