冬小麦遥感冠层温度监测土壤含水量的试验研究

在冬小麦主要生育期(2002年4月初到5月底),对不灌溉的冬小麦测定了冠层温度、地温、气温以及土壤含水量,计算了冠气温差且分析了冠层温度和冠气温差与不同土层厚度的土壤含水量相关关系。结果表明:14∶00的冠层温度能较好地反映20cm土层的土壤含水量变化,但与其它各土层相关性有较大的波动性;14∶00的冠气温差能较好地反映40cm以上土层的土壤含水量变化,二者的相关性很高,在20cm、40cm土层,两者相关系数R2分别为0 98866、0 99389,这为用区域遥感数据反演主要生育期冬小麦的冠气温差进而监测区域40cm土壤含水量提供了实验性的依据;拔节期和灌浆期,用14∶00冠气温差来拟合各土壤层的土壤含水量有较高的精度,从而为用区域遥感数据监测区域土壤含水量提供了经验性的模型。

不同供水条件下冬小麦冠气温差、叶片水势和水分亏缺指数的变化及其相互关系

为了给以作物高效灌溉制度提供理论依据,对不同供水条件下冬小麦冠层温度进行了多年田间观测,模拟了以土壤水分条件为主导的冠气温差、叶水势、水分亏缺指数等的变化规律及其对影响因素的响应。结果表明,冬小麦各生育阶段不同供水处理冠层温度(T c)受土壤水分影响明显,处理间冠气温差(ΔT)差异极显著。叶水势(LW P)与ΔT、作物水分胁迫指数(CW S I)相关显著。LW P=-1.8M Pa,CW S I=0.40是指示冬小麦发生水分胁迫的关键性指标。综合各指标,为了达到节水目的,使ΔT维持在0^-4℃,可获得冬小麦产量最优值,此时冬小麦灌溉量下限应使土壤相对含水量达到58.7%。

喷灌条件下冬小麦冠层温度的试验研究

研究了喷灌条件下冬小麦冠层温度在不同土壤水分条件下的变化规律及其随作物生长发育期的变化状况。结果表明,在喷灌条件下,冠层温度的变化规律同普通灌溉的变化规律基本相同。当灌水量达一定程度后,冠层温度不再下降,反而呈现上升趋势;土壤水分对冠层温度的影响程度相对减小,不为主要决定因子;对于冬小麦,当灌溉量增加到一定程度时,反而不利于冬小麦的生长,水分利用效率也下降,在灌足底墒水和返青、拔节期均灌溉的情况下,小麦生长期间每次灌水量不宜过大,以每次灌水量不超过300m3/hm2为宜。

冬小麦冠层温度及其生物学性状对施氮量的反映

在大田试验下研究了0 kg/hm^2（N0）、120 kg/hm^2（N120）、240 kg/hm^2（N240）、360 kg/hm^2（N360）四个氮肥处理对冷型小麦陕229、暖型小麦NR9405、不稳定型小麦小偃22三个品种拔节至成熟期间的冠层温度、产量及其构成因素、灌浆结实期蒸腾速率的影响及关系。结果表明：各个生育期N0冠层温度皆高于氮肥处理,随着生育期后延差异有上升趋势,在灌浆结实后期达最大。拔节期各施氮量间差异不显著;孕穗-开花期总体表现为N240处理冠层温度最低,N120和N360差异不显著;灌浆结实前期为：N360〉N120〉N240,差异在0.1-0.6℃之间,中、后期总体为N120〉N240〉N360,差异在0.1-1.5℃之间。三品种间差异也在灌浆结实后期达最大,但小麦冷暖型不随着施氮肥的增加而发生根本变化。灌浆结实各个时期蒸腾速率与冠层温度呈极显著负相关;拔节至灌浆结实期的冠层温度同理论产量皆呈极显著负相关,在灌浆结实后期相关性达最大;产量构成因素中,穗粒数、成穗数与各个时期的冠层温度均呈显著负相关,分别在拔节期和灌浆结实后期相关性达最大,千粒重与拔节期冠层温度呈极显著正相关,与孕穗期和开花期冠层温度呈显著正相关。灌浆结实中后期的冠层温度在评价小麦产量上具有较高的可靠性,可作为指导田间施氮肥的一个指标应用。

冬小麦冠气温差及其影响因子研究

在冬小麦主要生育期,测定了3个不同水分处理冠层温度、气温、地面土壤温度以及土壤含水率和叶面积指数,计算了冠气温差和饱和差及相对湿度,并分析了冠气温差与土壤含水率和叶面积指数和饱和差及相对湿度间的关系。结果表明:不同的灌溉措施对冠气温差有显著的影响;14:00左右在冠层之上高度处的冠气温差能反映作物的水分特征,可以用此时刻的实测结果来检验遥感数据反演冠气温差的精度;在60～80cm土层的土壤体积含水率能较好地反映14:00冠层之上冠气温差的变化情况,不同水分处理二者的关系显著,复相关系数分别为0.65809(节水灌溉),0.99577(充分灌溉),0.78206(不灌溉);不同水分处理下的冬小麦主要生育期的叶面积指数与冠气温差相关性显著,冠层之上二者的相关系数分别为:0.76082(节水灌溉),0.40548(充分灌溉),0.99001(不灌溉),这为区域遥感反演作物冠气温差来监测土壤含水率及作物估产提供了依据。

垄作小麦群体的光分布特征及其对不同叶位叶片光合速率的影响

利用4个不同基因型小麦(TriticumaestivumL.)品种(大穗型品种"烟辐188"和"淄麦12"、多穗型品种"济麦22"和"济麦20")对比研究了垄作和传统平作两种栽培方式对小麦群体内部光分布特征及其对不同叶位叶片光合速率的影响。结果表明:垄作栽培方式显著改善了小麦冠层内光的垂直分布状况,使冠层内不同垂直高度的光照强度显著高于传统平作,并显著提高了小麦冠层内不同叶位叶片的光合速率;垄作栽培能够显著降低多穗型小麦品种冠层温度,而对大穗型小麦品种作用不明显;垄作栽培方式能够显著提高多穗型小麦品种归一化植被指数(NDVI),明显改善小麦生长状况;垄作栽培方式可显著提高小麦的千粒重,增加穗粒数,使小麦的行优势得到充分发挥。垄作栽培方式更适合分蘖成穗率较高、群体相对较大的多穗型品种。

用冠气温差指导冬小麦灌溉的指标研究

对6个不同灌水处理的冬小麦测定其冠气温差,计算水分胁迫指数,并建立水分胁迫指数与冬小麦产量之间的关系结果表明,冠气温差与土壤含水量有良好的相关关系,冠气温差由正值变为负值相对应的1m土层土壤含水量为田间持水量的60％左右,可作为灌水的下限指标。对充分供水的冬小麦,中午时段随大气饱和水汽压差的增加,冠气温差的负值越大,具有良好的线性关系。据此建立了充分供水条件下冠气温差与饱和水汽压差的关系方程,作为基线方程,计算不同灌水处理的冬小麦旺盛生长期间水分胁迫指数(CWSI)。水分胁迫指数与最终作物经济产量的关系是一非线性关系,随水分胁迫指数的减少而产量增加,但当水分胁迫指数减少到一定程度时产量达到最大,这时水分胁迫指数若再减少,产量反而降低。结果显示平均水分胁迫指数在0.1～0.2左右,是冬小麦最优产量所允许的水分供应状态。

冬小麦冠气温差及其相关影响因素关系研究

在冬小麦主要生育期(2002年的4月初到5月底),对3个不同水分处理测定了冠层温度、气温以及土壤含水率和叶面积指数,并进一步计算了冠气温差并分析了冠气温差与土壤含水率和叶面积指数间的关系。结果表明:不同的灌溉措施对冠气温差的影响是有差异的;中午14:00左右在H2高度处(冠层之上)的冠气温差能反映作物的水分特征,可以用此时刻的实验结果来检验遥感数据反演冠气温差的精度;在60～80cm土层的土壤体积含水率能较好地反映中午14:00冠层之上冬小麦冠气温差的变化情况,不同水分处理二者的相关系数(R2)分别为0.60361(节水灌溉),0.95668(充分灌溉),0.84597(不灌溉);不同水分处理下的冬小麦主要生育期的叶面积指数与冠气温差也有一定的相关性,冠层之上二者的相关系数分别为:0.76082(节水灌溉),0.40548(充分灌溉),0.99499(不灌溉),这为区域上遥感反演作物冠气温差来监测土壤含水率及作物估产提供了依据。

不同温度型小麦K^+吸收动力学特征及其盐胁迫效应

本试验采用吸收动力学方法结合药理学方法,研究了NR9405(暖型)、小偃六号(中间型)、RB6和陕229(冷型)等4种不同温度型小麦幼苗(14 d)K+的高亲和和低亲和吸收特征。结果表明:1)在0～50mmol/L的K+浓度范围内,K+吸收可分为0～1和1～50mmol/L两个阶段,均可用米氏方程描述;2)对于高亲和吸收系统(0～1mmol/L),冷型小麦具有高的饱和吸收率Imax[42.46～43.12μmol/(h.g),RDW]和亲合系数Km(0.430～0.432mmol/L),暖型小麦(NR9405)和小偃六号具有较低的Imax[33.57～35.38μmol/(h.g),RDW]和Km(0.332～0.353mmol/L),抑制低亲和系统后增加了4种小麦的高亲和转运载体数量,降低了冷型小麦对K+的亲和力,但对NR9405和小偃六号的Km值影响较小;3)抑制高亲和吸收后,低亲和系统的Imax和Km均增加;4)在盐胁迫下,K+高亲和和低亲和吸收系统均受到抑制,小麦幼苗K+吸收能力均显著降低,暖型小麦NR9405和小偃六号的高亲和系统Km几乎不受盐胁迫的影响,而冷型小麦的Km值因盐胁迫而降低。因此,在盐胁迫下高亲和吸收系统的稳定性可能是影响暖型小麦耐盐性的一个重要因素。这对小麦耐盐性研究及耐盐品种选育均具有一定的指导意义。

在线式作物冠气温差监测与灌溉决策系统研制

作物冠气温差是一个经济、简便的、能够较好进行灌溉决策的指标。针对现有人工监测的费时、费力,且不具有连续性的缺点,设计、开发了一种在线式作物冠气温差监测系统,并进行灌溉决策指导。本系统具有操作灵活、安全性高的特点。通过初步的冬小麦田间试验监测,验证了该系统的有效性和准确性,并提出了该指标进一步研究的新问题和新思路。

冬小麦主要生长期内冠气温差与蒸腾速率的关系

作物冠气温差即冠层—空气温度差,它可以反映作物的水分状况。在不同的土壤水分条件下,用便携式红外测温仪和Li-6400光合仪采集了冬小麦主要生长期的冠层温度和蒸腾速率进行分析,结果表明,在冬小麦的主要生长期内,其冠气温差和蒸腾速率存在密切联系:冠气温差和蒸腾速率的日变化规律基本一致;在冠气温差较小时,随冠气温差的增大,蒸腾速率呈上升趋势,而当冠气温差>0℃后,随冠气温差的增大,蒸腾速率不再增加,甚至出现下降趋势。

不同生育时期冬小麦叶片相对含水量高光谱监测

为实现冬小麦不同生育时期叶片水分含量的快速监测,以冬小麦冠层高光谱数据和红外热成像数据为基础,计算得到5种光谱参数,通过对不同生育时期叶片相对含水量与光谱参数拟合状况进行分析和筛选,分别构建了基于光谱参数的叶片相对含水量反演模型,并对模型进行检验。结果表明,不同生育时期叶片相对含水量与比值指数(RVI)、归一化差值植被指数(NDVI)、比值/归一化植被指数(R/ND)、优化土壤调整植被指数(OSAVI)、冠气温差(TDc-a)均呈极显著相关(P<0.01);拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期叶片相对含水量分别与NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a拟合效果较好,决定系数分别为0.842、0.884、0.831、0.864和0.945;预测模型的均方根误差分别为0.019、0.016、0.027、0.032和0.024,相对误差分别为2.16%、1.80%、3.30%、3.81%和3.53%。因此,在拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期,可以分别利用NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a估测冬小麦叶片相对含水量。

播期和气象条件对浚单玉米系列品种生长发育及产量的影响研究

[目的]研究浚单玉米系列品种在黄淮海夏玉米种植区的气候适应性。[方法]通过选取浚单系列4个品种,分不同播期播种,探讨播期和气象条件对该系列品种生长发育及产量的影响。[结果]各品种的生育期随播种推迟而缩短,每推迟10 d播种,生育期平均缩短6.5 d,这可能与温度升高有关。由于播期推迟,穗长、穗粗、茎粗和产量下降。浚单509和浚单29较其他2个品种产量明显偏高;积温和日照对产量的影响最大,在吐丝后尤其明显。[结论]黄淮海地区应在麦收后提早播种玉米。

基于冠气温差的冬小麦水分亏缺诊断试验研究

基于两个生长季的冬小麦田间试验资料，揭示了冠气温差与多因素的响应关系，分析了冠气温差对叶片光合速率、蒸腾速率的影响，确定了冠气温差、相对冠气温差与叶片光合速率、蒸腾速率的差异区间。结果表明：冬小麦冠气温差与饱和水汽压差显著负相关，叶片光合速率、蒸腾速率与冠气温差呈显著的二次抛物线关系，冠气温差、相对冠气温差对叶片光合速率、蒸腾速率的差异区间可作为反映冬小麦叶片水分高效利用的依据。不同水文年相对冠气温差差异区间较为一致，不同生育阶段（抽穗开花期、灌浆期、成熟期）范围分别是0.40～0.60，0.40～0.55和0.40～0.65。