基于数字图像的小麦群体整齐度测量方法研究

为了给小麦群体的快速诊断提供依据,利用数字图像技术对小麦群体整齐度进行了测量分析.从小麦田间水平拍摄的图像中提取了反映小麦行内整齐度的数字图像指标--群体整齐度系数(PUI),并构建了PUI与总茎数、株高整齐度、绿叶数整齐度以及目测整齐度的回归估测模型.经显著性检验,这些模型均达到显著水平,可用于估测相应的小麦群体农艺指标.同时,分析了图像纵切层数对提取PUI的影响,确定了在本研究条件下提取PUI的临界纵切层数是20层.该测量方法克服了传统整齐度测量的诸多缺陷,具有一定的可行性,对整齐度的快速获取具有参考价值.     

华北平原春玉米季土壤硝态氮动态及氮素矿化的特征

为进一步明确推荐施氮的优势所在,并为春玉米制定合理的施氮策略,本文在高肥力土壤条件下,通过设计不同氮肥管理模式.研究了春玉米季0—150 cm土体土壤NO_3~-—N动态和氮素矿化的特征。结果表明,经验施氮0—90 cm土层NO_3~-—N含量呈单峰曲线变化,峰值一般在400 kg/hm~2以上,90—150 cm土层则富积了大量的NO_3~-—N,潜在淋洗量很大。不施氮条件下,土壤表现出较强的净矿化势,并且净矿化速率和玉米生长速率有较好的协同性,二者同在大喇叭口至吐丝期达到最大值,但土壤供氮能力逐年下降。推荐施氮使得0—90 cm土层NO_3~-—N总体保持在100～200 kg/hm~2范围内,既确保作物的吸收又减少了氮素淋洗损失。研究表明,三年来推荐施氮共节省氮肥475 kg/hm~2,氮肥利用率提高了14%。     

不同生态区玉米产量及农艺性状比较

为进一步明晰东北华北春播区和黄淮海夏播区玉米生产的特征,从区域试验对照品种农大108和郑单958入手,对两个区域玉米产量及主要农艺性状进行比较和阐述。结果表明,东华北春玉米平均比黄淮海夏玉米增产1.4－2.0t/hm2,并且其产量优势在生育期、株高和穗位高、产量构成等方面都有着较好的体现。与黄淮海夏玉米相比,东华北春玉米生育期延长30天左右;株高和穗位高分别增加0.15m－0.23m和0.09m－0.15m;穗粒数和千粒重平均增加19.9%－25.4%和9.7％－16.5%。黄淮海区夏玉米粒重和穗粒数都有更大可提升的空间,而东华北春玉米增产主要靠增加穗粒数。     

基于CERES-Maize模型的华北平原玉米生产潜力的估算与分析

在对DSSAT4.0中CERES-Maize模型进行参数校正和验证的基础上,进一步利用华北地区具有代表性的10个气象站30年(1976～2005年)的气象资料以及华北地区典型的土壤数据展开模拟.结果表明,在一年一季的生产条件下,华北平原各地区玉米多年平均光温生产潜力为13.53～22.56 t/hm2;各地区玉米产量在4月下旬至6月中旬的播期范围内均呈随播期的延迟而增加的趋势,对这一趋势和各气象指标进行相关分析表明,在华北北部主要驱动因子是灌浆期平均日辐射量,而华北中南部主要驱动因子是灌浆期的温度.华北平原自北向南,优化播期呈逐渐推迟的趋势:北部怀来地区5月上旬播种较为适宜,北京、乐亭和天津地区以5月下旬至6月初播种产量最高;中南部以6月中上旬播种(夏播)较适宜.     

氮肥类型与施用量对华北平原夏玉米 源库关系的影响

：以郑单958和农大108为材料，研究了3种类型氮肥(普通尿素、包膜尿素和复合肥)不同施用量(N 0、90和 180 ks／hm2)对华北平原夏玉米产量形成的源库关系的影响。主要结果如下：1)施氮使夏玉米极显著增产，增产效果 以复合肥最好。两品种穗粒数随施氮量增加而增加，农大108增幅较大，千粒重因品种与氮肥类型不同表现有 异；2)两品种LAI、灌浆期叶片叶绿素含量、干物质积累量均随施氮量增大而增大，复合肥与包膜尿素处理增幅较 普通尿素处理大；3)茎鞘物质输出率随施氮量增大而显著降低。施氮使郑单958粒叶比显著降低，以复合肥处理 降幅最大，而农大108表现不明显；4)一般情况下，LAI、灌浆期叶绿素含量与产量、穗粒数呈显著正相关，茎鞘物质 输出率与产量及其构成因素呈负相关。郑单958粒叶比与产量呈显著负相关，农大108两者间关系不大。本试验 条件下，与普通尿素相比，复合肥与包膜尿素更有利于源生产能力及库容的增大；在源库关系上，郑单958属增源 增产型，而农大108属源库互作型。     

农艺措施对消除麦秸生化互作不良影响的作用

为了明确麦秸覆盖方式、降雨量以及氮肥施用量对于麦秸对后茬作物的化感作用的影响，以探讨耕作措施对消除麦秸对玉米的不良影响的作用，分别采用温室和田间试验进行了测定。结果表明：玉米不同品种对麦秸长度和覆盖量的互作的反应有显著差异，农大108表现出更强的抵抗化感作用的能力。降雨量与麦秸还田方式的互作对玉米生长有极显著的影响。常规麦秸覆盖水平下（4500kg／hm^2）施用纯氮90kg／hm^2可以减弱化感作用对玉米出苗率、株高、叶面积和地上部干重的影响。     

前期控氮对夏玉米产量、物质生产及氮素利用的影响

试验以郑单958为材料,在79500株/hm2密度下研究了前期控氮对玉米产量、物质生产及氮素利用的影响。结果表明,在大喇叭口期施氮120kg/hm2的条件下,前期按30～60kg/hm2进行适度控氮,产量可达到10108.5～10170.0kg/hm2,氮肥利用率为32.78%～33.35%。前期适当控氮保证玉米苗期对氮素的需求,达到蹲苗的效果,控上促下,培育壮苗,提高根系的吸收和合成能力。前期适度控氮还可保持植株后期较强的光合生产能力,增强根系吸氮能力,保证子粒有充足的碳氮来源,并促进干物质及氮素向子粒的运转,实现玉米产量与氮素利用的协同提高。     

基于CERES-Maize模型春玉米水分优化管理决策

在完成DSSAT(4.0.1.0)中CERES-Maize模型参数的校正和验证之后,利用30年(1976-2005年)的气象资料针对北京地区的春玉米生产进行模拟.结果表明,在充分灌溉的条件下,春玉米4月底播种多年平均产量为11.5 t/hm2,当播期推迟至5月底时产量平均提高了4.1%.推迟播期后,春玉米生育期内降雨分布更加均匀,4月底播期的推荐灌溉量多年平均为150 mm,推迟播期后推荐灌溉量减少了50 mm,水分利用率提高了14.9%,在仅灌底墒水及雨养条件下,推迟播期后WUE则分别提高了25.4%和35.6%.5月底播种时,仅灌底墒水在67%的年份里产量达到充分灌溉的水平,即使在雨养条件下仍在50%的年份里和自动灌溉持平.     

华北平原春玉米种植体系中土壤无机氮的时空变化与盈亏

在华北平原北部高肥力土壤条件下,研究了不同氮肥管理模式（包括不施氮、推荐施氮和经验施氮）对春玉米物质生产、土壤无机氮时空动态、氮素盈亏和平衡的影响。结果表明：1）推荐施氮和经验施氮未能显著提高春玉米产量,但显著提高了总吸氮量,而氮素收获指数与总吸氮量呈相反趋势。2）春玉米生长季内,土壤铵态氮含量始终处于较低水平,土壤中无机氮形态以硝态氮为主;全生育期内的土壤硝态氮含量,经验施氮均明显高于其它施氮措施,推荐施氮居中,不施氮最低。3）受土壤肥力和天气的影响,春玉米生长期间土壤硝态氮会发生大幅度的垂直运移,潜在淋洗量很大。4）不施氮处理中土壤矿化量占总吸氮量的75％,其中绝大部分矿化集中于春玉米生育后期,土壤Nmin残留量比播前起始值下降了21．4％;经验施氮中施氮量过大造成大量的损失,表观损失率高达42．6％,残留率为48．60k;而推荐施氮处理不仅能够保持产量和土壤供氮能力的稳定,更减少了氮素损失的可能。     

玉米主产区实际单产与区域试验单产的相关性研究

比较了北方春玉米区和黄淮海夏玉米区的实际单产和区域试验单产,并对两个区域实际单产和区试单产的相关性进行分析和探讨。结果表明:北方春玉米具有一定的产量优势,并且以区域试验中的优势更加明显;黄淮海夏玉米实际产量与区试产量差距相对较小。2001～2007年,北方春玉米的实际单产和区域试验单产分别为55300、94600kg/hm2,黄淮海夏玉米的实际单产和区域试验单产分别为53900、82400kg/hm2。区试单产和实际单产表现出一定的正相关关系,尤其在黄淮海区二者的相关性达极显著水平。区域试验能够通过品种更新和推广、生产示范等促进实际单产的提高,但其带动作用表现出一定的地区性差异和滞后性。