孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响*5

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

渍害胁迫时期和持续时间对冬小麦产量及其构成因素的影响

为研究渍害胁迫时期和持续时间对小麦产量及其构成因素的定量化影响,以扬麦13号为供试品种,在拔节期、孕穗期和灌浆期,开展不同渍害胁迫持续时间（0、5、10和15 d）的盆栽试验,观测不同渍害胁迫处理下小麦产量及其构成因素的变化。结果表明,不同生育时期发生渍害胁迫均可导致小麦减产,且随渍害胁迫时间的延长,小麦产量下降均达到显著水平（P<0.05）。渍害胁迫造成的减产呈现为孕穗期>拔节期>灌浆期,渍害胁迫每增加1天,孕穗期、拔节期和灌浆期小麦单株产量分别下降0.79、0.59和0.48 g,表明孕穗期是小麦渍害胁迫的敏感期。此外,不同生育时期渍害胁迫对小麦产量构成的影响存在明显差异。拔节期渍害胁迫同时降低小麦株穗数、穗粒数和千粒重,但主要通过降低小麦穗粒数造成产量下降;灌浆期渍害胁迫对小麦株穗数和穗粒数的影响较小,主要通过降低千粒重造成小麦产量下降;孕穗期处于小麦从营养生长转为生殖生长阶段,此时发生渍害胁迫,对小麦株穗数和穗粒数的影响大于灌浆期,对千粒重的影响大于拔节期,因此,孕穗期渍害胁迫造成小麦减产最严重。为预防渍害胁迫造成小麦严重减产,应在孕穗期前后密切关注天气状况,在田间及时开沟排水。     

农业模型发展分析及应用案例

农业模型、农业人工智能及数据分析等技术贯穿于智慧农业的信息感知、信息传输、信息处理与控制全过程，是智慧农业的核心技术。为进一步明晰农业模型的内涵和作用，促进农业模型进一步研究及应用，推动智慧农业健康、稳定和可持续发展，本研究采用系统分析、比较及关系框图等方法，分析了农业模型的内涵，阐述了农业模型和智慧农业要素与过程的关系，明确了农业模型的作用并附以应用案例，比较了农业模型的国内外重要发展动态与趋势。国内外农业模型研究与应用重要进展比较表明，农业模型研究应用需要考虑农业生物要素的4个水平、农业环境要素的6个尺度、农业技术与农业经济要素的6个层次并采用相应方法进行，农业模型环境要素空间多尺度研究应用有较大发展潜力；农业模型与分子遗传学、感知技术及人工智能技术结合，农业模型研究应用的公私有组织协作，粮食安全挑战将成为农业模型进一步发展的重要推动力，且需更注重将各种农业系统模拟、数据库、和谐性与开放数据及决策支持系统相连接。中国农业模型研究与应用已形成具有中国特色的作物模型系列，也融入农业模型的互比较与改进、智慧农业等世界潮流，需要抢抓机遇，加快发展。农业模型是农业系统要素内及要素间关系的定量化表达，是农业科学定量与综合的重要方法，具有认识论价值，它与感知技术的结合可以在智慧农业数据获取与处理中发挥不可或缺的作用，成为信息农业技术落地应用的重要桥梁和纽带。     

基于生物量的油菜主茎叶片形态参数模拟研究

为了定量油菜主茎叶片形态参数与生物量间的关系,本研究基于2011—2012年和2012—2013年不同品种、移栽密度及施肥水平油菜田间试验,通过观测不同品种和处理油菜叶片长、最大叶宽和叶柄长等形态参数,并分析了上述参数与叶片生物量的关系,构建了基于生物量的油菜叶长、最大叶宽和叶柄长模型。结果表明,在全生育期,不同品种和处理下油菜主茎叶长和最大叶宽均与叶片生物量的平方根成正比,而叶柄长与叶长成正比。所建模型利用截距为0的线性函数描述叶长和最大叶宽随生物量平方根的变化,用直线式描述叶柄长随叶长的变化。经独立试验资料检验,除宁油16叶柄长模型误差较大外,所建模型对其余形态参数均具有较好预测性,为通过生物量将油菜生长模型与形态结构模型结合提供了机理性较强的方法,为建立油菜功能-结构模型奠定了基础。     

稻田与邻近气象站温湿度差异及其对水稻高温热害损失评估的影响

为明确稻田与邻近气象站的温湿度差异及其对水稻高温热害损失评估的影响,利用HOBO温湿度传感器,在江苏省南京市六合区柯郑村通过稻田小气候观测,分析了稻田与邻近气象站的温湿度差异,并利用水稻高温败育模型评估了该差异对水稻高温热害损失的可能影响.结果表明,从分蘖至成熟期,稻田的相对湿度比邻近气象站点高8百分点左右;分蘖至抽穗开花期稻田日最高温度比气象站点低1.1℃,灌浆期稻田与气象站日最高温度差异逐步减少,黄熟期后两者差异不大;而分蘖至抽穗开花期稻田日最低温度比邻近气象站低0.7℃左右.此后,随着低温过程的出现,稻田与邻近气象的日最低温度差异在增加,灌浆至成熟期差异达到2.0℃以上.当最高温度低于35℃时,考虑稻田和气象站点温度差异后,估算得到的败育率比直接利用气象台站数据低50％,随着高温指标的增加,该差异在减少.     

油菜株型模拟研究进展

株型结构是作物表型组学研究的重要内容之一.油菜株型研究不仅有助于定量化株型评价,选育高光效、适宜机械化作业的品种,也有利于提高油菜生长模型的机理性,具有重要的科学意义.本文针对当下国内外作物株型研究现状,重点从传统作物株型和作物株型模拟两个方面分别进行归纳总结,并着重综述了油菜株型相关研究进展,最后概要评述了当前在油菜...     

孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响

为探讨孕穗期高温对水稻物质分配及产量结构的影响,以南粳45与两优培九为供试品种,于孕穗期设置不同高温强度和不同持续天数处理,分析水稻光合速率、物质分配及产量结构等对不同强度和持续时间高温胁迫的响应特征。结果表明,孕穗期高温处理后,水稻光合速率和产量均出现不同程度的降低,且温度越高、持续时间越长,降低幅度越大。与CK相比,41℃高温处理7d时,两优培九、南粳45光合速率降幅分别为44.6%、28.8%;减产率分别为81.6%、87.7%。高温导致颖花结实率降低、颖花量减少,光合物质向穗部运移不畅,进而导致水稻经济系数降低。41℃高温处理6d时,两优培九和南粳45茎秆占植株生物量的比重均超过70%。高温处理后水稻穗粒数、结实率和千粒重均呈减少趋势,其降低幅度与高温强度、持续时间有关。在41℃高温处理7d时,两优培九穗粒数减少41.9%,结实率降低93.5%,千粒重降低25.3%;南粳45穗粒数减少50.1%,结实率降低79.6%,千粒重降低23.7%。由此可见,孕穗期高温对水稻产量构成要素中结实率影响最大,穗粒数次之,千粒重受其影响最小。     

生物炭缓解稻麦轮作区小麦渍害胁迫的作用

稻麦轮作是长江中下游地区最主要的粮食生产方式,然而在该地区季风气候的背景下,小麦生长季易发生渍害胁迫,导致小麦减产甚至绝收。施用生物炭是一种有效的土壤改良方式,目前,已在长江中下游稻麦轮作区开展应用研究,但定量评估施用生物炭对长江中下游地区小麦渍害的影响研究尚未见报道。开展土柱和小区试验,研究水稻秸秆生物炭对稻麦轮作土壤和小麦生长前期的影响。结果表明,施用生物炭能显著降低稻麦轮作土壤的容重。不同深度的土壤水分动态变化也表明,施用生物炭有利于土壤水分向下迁移,可改善稻麦轮作土壤排水不畅的特点。同时,与未施用生物炭的处理相比,施用10 t hm-2生物炭能加快小麦出苗,促进小麦生长。播种后90 d的采样结果显示,施用生物炭处理下小麦株高、主根长和最后一片完全叶的叶绿素相对含量(SPAD值)均显著高于对照(p0.05)。根系特征显示,施用生物炭处理下的小麦主根长虽然显著高于对照,但2个处理间的总根长和总根面积却无显著差异。综上,施用生物炭能显著改善稻麦轮作土壤的排水条件,促进小麦前期生长,将有助于小麦在关键生育期抵御渍害胁迫。