【目的】基于有效积温,利用三维建模技术,实现小麦生长模型与形态模型的有机结合,真实表达环境因素对小麦生长发育和形态结构的影响,最终实现小麦生长过程的三维可视化,为小麦作物生长动态预测、栽培管理调控、作物株型设计等提供重要参考。【方法】以天津地区主要推广小麦品种衡观35、济麦22和衡4399为材料,于2015—2016年冬小麦生长季内开展不同小麦品种和施氮水平的田间试验,采集各品种冬小麦在不同施氮水平下的叶长和最大叶宽等形态数据,通过分析各品种冬小麦返青后形态数据和有效积温的定量关系,用Logistic方程

【目的】研究不同氮磷营养条件下返青期水分胁迫后复水对冬小麦生长及产量的影响,为水分胁迫条件下作物的水肥高效利用和最优调控提供理论依据。【方法】采用盆栽试验,以小偃22作为试验材料,设置返青期轻度胁迫(占田间持水量的55%～70%)、重度胁迫(占田间持水量的40%～55%),其它生育期不胁迫和全生育期不胁迫(占田间持水量的70%～85%)3个水分处理,以及N1P1(纯氮0.1g/kg,P2O50.05g/kg)、N2P2(纯氮0.2g/kg,P2O50.1g/kg)和N3P3(纯氮0.3g/kg,P2O50.15g/kg)3个氮磷肥水平,研究返青期水分胁迫后复水以及不同氮磷水平对冬小麦生长和产量...

研究了田间冬小麦不同生育阶段和不同叶位叶片生长发育的积温需求。结果表明 :在不同年份和不同水分、播期条件下 ,品种邯 4 5 6 4和邯 5 316完成整个的生活周期所需的积温差异很大 ,但在 180 0～2 30 0℃ .d均可正常成熟 ,适时播种水肥适宜条件下为 2 2 0 0℃ .d左右 ;开花到成熟期的积温占小麦全生育期积温的 1/ 3～ 1/ 4 ;叶片的出叶积温为 70～ 10 0℃ .d,比较稳定 ,多为 90℃ .d;返青后出现的叶片的出叶积温略大于冬前叶的出叶积温。叶片功能期的积温随该叶片在主茎上叶位的升高而逐渐增大 :适时播种则第一片叶的功能期积温为 30 0～ 4 5 0...

为明确冬前镇压和灌溉对山东省冬小麦生长发育的影响,在2016—2017年小麦生长季,以‘济麦22’为材料,利用大田随机区组试验,分析冬前镇压+灌溉(C+I)、单独灌溉(I)和单独镇压(C)处理对冬小麦植株形态和产量的影响。结果表明,1)与对照(常规种植管理,CK)相比,冬前镇压+灌溉、单独灌溉或镇压都可提高分蘖数、分蘖成穗率和成熟期株高,其中镇压+灌溉处理提高值最大,其次是单独镇压或灌溉处理;2)冬前镇压+灌溉、单独镇压和单独灌溉处理均可降低灌浆期小麦基部第一和二节间长度,增加其比茎重、茎粗以及壁厚,镇压+灌溉处理作用最大,其次是单独镇压和灌溉处理;3)冬前镇压+灌溉、单独灌溉和镇压处理可降低小麦花前贮藏物质的转运量、转移率以及对籽粒的贡献率,却可显著提高花后干物质的积累、转运量、转运率及其对籽粒的贡献率,其中冬前镇压+灌溉处理对物质转运影响最大;4)冬前镇压+灌溉、单独灌溉和镇压处理显著提高小麦单位面积穗数、产量和收获指数,其中最大值出现在镇压+灌溉处理,其次是灌溉和镇压处理。本研究表明,镇压+灌溉(C+I)或单独灌溉(I)或镇压(C)都可以促进小麦生长,提高小麦抗倒伏性和最终产量,其中镇压和灌溉相结合作用要大于单独措施,所以山东省小麦生产中冬前镇压+灌溉措施最佳,但即使在无灌溉条件下,镇压措施仍有利于小麦生产。

为了解气候变暖对农作物种植区域的影响,基于5日滑动平均、累积距平、MK检验、多元回归插值方法,选用格点数据对中国农业热量资源进行分析。结果表明:(1)≥5℃、≥10℃有效积温整体呈上升趋势,且≥5℃整体升幅更为显著,两者升幅均表现为南方地区最大,北方次之,青藏高原最小,秦巴山区积温呈现下降现象。(2)在空间分布上,≥5℃、≥10℃有效积温整体表现出自南向北随纬度更替变化的地带性分布和自东向西随海拔变化的阶梯状分布,东、中部地区受纬度影响明显,西部地区受海拔影响强于纬度。适宜喜凉作物种植的区域远大于喜温作物的适宜种植面积。(3)≥5℃、≥10℃有效积温均在1997年发生突变,突变后≥5℃、≥10℃各积温带界线呈现向北、向高海拔移动的趋势,积温整体升高。南方地区≥5℃、≥10℃积温增幅整体大于北方,青藏高原及高山山区增幅最小,秦岭地区积温增幅为负。(4)≥5℃、≥10℃有效积温初始日(结束日)整体呈提前(推迟)现象,且多数格点提前(推迟)日数在0～10 d以内,持续时间在突变后整体延长。青藏高原≥5℃、≥10℃积温初始日(结束日)提前(推迟)天数最大。

【目的】在当前气候变化和夏玉米品种更替的背景下,如何调整品种和播种期以适应当地有效积温的变化对夏玉米的生产具有重要的意义。本研究通过分析不同熟期夏玉米品种产量形成对播期的响应,以期为当地适宜播期和品种的选择提供理论依据。【方法】2017—2019年,共选用3个中早熟夏玉米品种登海518(DH518)、京农科728(JNK728)、登海618(DH618),3个中晚熟品种郑单958(ZD958)、登海605(DH605)、先玉335(XY335)作为试验材料,并设置6月5日(E)、6月15日(N)、6月25日(L)3个播期,探讨播期对不同熟期夏玉米授粉结实和产量形成等的影响。【结果】播期推迟至6月25日,各品种千粒重增加,单位面积穗数、穗粒数显著降低,产量下降。与6月25日播种中晚熟品种相比,6月5日播种,产量和有效积温生产效率分别增加28.81%和16.24%;与6月25日播种中早熟品种相比,6月15日播种,产量和有效积温生产效率分别增加18.92%和14.66%。随播期推迟,不同品种全生育期有效积温降低1.21%—10.62%,中晚熟品种的降幅大于中早熟品种;中早熟品种总结实率降低6.25%—19.94%,中晚熟品种总结实率降低8.11%—27.32%,中晚熟品种的降幅大于中早熟品种;不同品种空秆率增高1.42%—14.72%,与品种熟期无关;中早熟品种收获指数先升高后降低,变幅在15.91%—20.23%,中晚熟品种收获指数降幅在2.36%—27.69%。不同品种产量与有效积温呈正相关,且吐丝期—成熟期有效积温与产量的关系更密切;有效积温、收获指数、总结实率、全生育期天数4个因素中,中早熟品种的产量与收获指数、总结实率的关系更密切,而中晚熟品种的产量与有效积温、收获指数的相关性更强;中早熟品种的有效积温与全生育期天数的相关性强于其与总结实率、收获指数和产量的相关性,而中晚熟品种的有效积温与产量的相关性强于其与收获指数、总结实率和全生育期天数的相关性。【结论】中早熟品种产量受有效积温限制较小,1 700℃·d左右的全生育期有效积温更有利于保证其较高的结实率和收获指数,进而获得高产;中晚熟品种产量受有效积温限制较大,1 800℃·d以上的有效积温更有利于其产量的增加。在当地气候条件下,6月5日左右播种中晚熟品种、6月15日左右播种中早熟品种,有利于获得较高产量且提高有效积温生产效率。

以轮台小白杏为研究对象,通过果园积温及果实的品质变化,研究了有效积温对果皮颜色变化、可溶性固形物含量、总酸及糖酸比的动态影响。结果表明:除果皮的颜色L值和B值外,其它都与有效积温有着很高的相关性;通过控制积温影响对小白杏果实品质各性状之间的偏相关分析,A值仅与总酸之间的相关性不具有显著性,与L值和B值的正相关性均达到了显著性,与可溶性固形物和糖酸比的正相关性达到了极显著水平;根据逐步递减法建立了最优回归方程:y=-266.621+13.519x1+46.6x2-4.851x3(y为有效积温,x1、x2、x3分别为可溶性固形物、总酸和A值)。

【目的】探究基于有效积温的不同氮磷钾处理夏玉米株高和叶面积指数(LAI)的生长动态预测模型及其特征参数,以期为利用有效积温定量模拟夏玉米生长发育动态提供理论依据。【方法】在河北廊坊两年大田试验(2019—2020年)基础上,以郑单958为试验材料,分为氮、磷、钾3个单因素肥效试验,每个因素设4个水平,分别为不施肥、低肥、适量肥和高肥处理。采用Logistic模型拟合不同氮磷钾营养水平下夏玉米株高和叶面积指数基于有效积温的动态方程,并利用增长速率曲线及其特征参数定量分析了夏玉米生长发育特征。【结果】(1)在本试验条件下,与其他处理相比,适量施肥处理(N2、P2和K2)夏玉米株高最大值均为最大。过量施用钾肥对夏玉米最大株高有显著的抑制作用。适量施肥处理夏玉米株高进入平台期所需积温为952.43—958.83℃·d。适量施肥能有效增加夏玉米叶面积指数,养分过量或过少均影响叶面积的形成。适量施肥处理夏玉米叶面积指数进入平台期所需积温为849.18—952.43℃·d。(2)各施肥处理条件下以有效积温为自变量建立的夏玉米株高和叶面积指数方程的拟合度R 2分别为0.9949—0.9970和0.9840—0.9939,方程均达到极显著水平,具有生物学意义。基于有效积温的株高拟合方程得出的模拟值和实测值的相关系数(r)在0.9961—0.9983;基于有效积温的叶面积指数拟合方程的模拟值和实测值的r在0.9815—0.9981。(3)各施肥条件下,夏玉米株高和叶面积指数增长速率均表现为"单峰曲线",适量施肥处理条件下,增长速率曲线呈现上升快下降也快的特点,不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理增长速率曲线呈现上升慢下降也慢的特点。(4)适量施肥处理条件下夏玉米株高进入快增期积温、进入缓增期积温和达到最大增长速率积温分别为394.17、776.63和585.40℃·d,均与N0、P0和K0处理差异显著,株高最大增长速率和快增期平均增长速率分别为0.4907和0.4302 cm·(℃·d)-1,均与N0、P0和K0处理差异不显著。(5)适量施肥处理条件下夏玉米叶面积指数进入快增期积温、进入缓增期积温和达到最大增长速率积温分别为609.69、855.08和732.38℃·d,叶面积指数最大增长速率和快增期平均增长速率分别为0.0135和0.0118℃·d。【结论】养分供应不足能够增加夏玉米株高和叶面积指数进入平台期所需有效积温。基于有效积温的Logistic模型能够很好地模拟和预测不同氮磷钾处理下夏玉米株高和叶面积指数的动态变化。适量施肥条件下方程的拟合度和稳定性优于养分过量或过少的拟合方程。不施肥处理相比适量施肥处理,夏玉米株高和LAI达到关键期所需积温(进入快增期所需积温、进入缓增期所需积温、最大增长速率所需积温)明显增加,关键期增长速率(最大增长速率、快增期平均增长速率)明显减小。本研究为有效积温定量模拟夏玉米生长发育动态提供了理论依据。

【目的】氮素的精准监测和合理施用对小麦健康生长、产量及品质提升、减少农田环境污染与资源浪费尤为重要。为精准监测小麦生长关键生育期植株氮含量，探索机器学习方法构建的植株氮含量预测模型的迁移能力。【方法】小区试验于2020—2022年在河南省商水县开展，在冬小麦拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期，采用M600大疆无人机搭载K6多光谱成像仪获取5波段（Red、Green、Blue、Rededge、Nir）多光谱影像。基于5个波段冠层反射率提取20种植被指数和40种纹理特征，采用相关分析从65个影像特征中筛选冬小麦植株氮含量敏感特征。基于筛选出的敏感特征，采用BP神经网络（BP）、随机森林（RF）、Adaboost、支持向量机（SVR)4种机器学习回归方法构建植株氮含量预测模型，并对模型预测效果和在不同水处理条件下模型的迁移预测能力进行分析。【结果】（1）植株氮含量与影像特征的相关系数通过0.01极显著水平检验的包括22个光谱特征和29个纹理特征。（2)4种机器学习回归方法构建的冬小麦植株氮含量预测模型存在差异，RF和Adaboost方法预测植株氮含量集中于95%的置信区间，多分布于1:1直线附近，而BP和SVR方法预测的植株氮含量分布相对较为分散；RF方法构建的预测模型R ~2最大，RMSE最小，MAE中等，分别为0.81、0.42%和0.29%;SVR方法构建的预测模型R ~2最小，RMSE和MAE较大，分别为0.66、0.54%和0.40%。（3）以W1处理（按需灌溉）实测植株氮含量为训练集，采用BP、RF、Adaboost和SVR方法构建的模型对W0处理冬小麦植株氮含量迁移预测R ~2分别为0.75、0.72、0.72和0.66；以W0处理（自然状态）实测植株氮含量为训练集，BP、RF、Adaboost和SVR方法构建的模型对W1处理冬小麦植株氮含量迁移预测R ~2分别为0.51、0.69、0.61和0.45。【结论】4种机器学习方法构建的冬小麦植株氮含量预测模型均表现出了较强的迁移预测能力，尤以RF和Adaboost方法构建的模型预测效果和迁移能力为好。

建立了一个冬小麦光温生产潜力数值模式，该模式可以模拟瞬时光合作用并充分考虑了冬小麦叶片空间分布特征。研究结果表明，北京地区冬小麦光温生产潜力与抽穗前１０天至成熟期辐射量相关性最大，年际之间存在４年和９～１０年的变化周期。黄淮海地区冬小麦光温生产潜力变幅在９０００～１０９５０ｋｇ／ｈｍ２之间，其中河北石家庄地区和山东胶东半岛为两个高值区，超过１０５００ｋｇ／ｈｍ２。模拟结果与当前黄淮海地区冬小麦高产实践结论具有较好的一致性，可为该地区作物高产提供一定的理论指导

在10～30℃之间的5种恒温下观测了竹梢凸唇斑蚜Takecallistaiwanus的发育历期,测得其1～4龄若蚜及全若期的发育起点温度分别为12 76℃,9 24℃,7 28℃,6 45℃和8 10℃,有效积温分别为19 66d·℃,19 88d·℃,28 52d·℃,36 49d·℃和115 82d·℃,可供当地预测该蚜虫发生代数和发生期参考。表2参6

研究了双带夜蛾NarangaaenescensMoore在实验室条件和稻田自然变温条件下的发育起点温度和有效积温。在 18～ 34℃范围内设置 6个温度处理对卵、幼虫和蛹的发育历期进行了测定 ,结果表明卵、幼虫和蛹在 18～ 32℃之间的发育历期与温度均呈直线关系。用直线回归法测得卵、幼虫、蛹和产卵前期的发育起点温度分别为 10 .5 0 ,9.2 3,12 .0 2 ,12 .2 6℃ ,有效积温分别为 6 0 .0 7,348.5 4 ,91.92 ,2 9.2 9日度。全世代的发育起点温度为 10 .0 7℃ ,有效积温为 5 5 8.36日度

在室内外分别对苎麻赤蛱蝶的形态特征、生物学特性进行了初步观察;并在恒温条件下利用直线回归法对苎麻赤蛱蝶各虫态的有效积温进行了研究。结果表明,卵的发育起点温度为(10.8±0.25)℃,有效积温为(38.7±13.00)日度;幼虫的发育起点温度为(12.4±0.40)℃,有效积温为(186.7±6.50)日度;蛹的发育起点温度为(13.0±0.04)℃,有效积温为(78.2±0.29)日度。

利用人工气候箱,在21,25,28,31,34℃5个恒温条件下饲养黄胫小车蝗(Oedaleus infernalis Saussure),对其各虫态(龄)的发育历期、发育速率、发育起点温度和有效积温进行了研究,用线性方程拟合了黄胫小车蝗发育速率与温度间的关系式。结果表明:黄胫小车蝗各虫态的发育历期随温度的升高而缩短,发育速率随温度的升高而加快,在本试验所设定的温度范围内,黄胫小车蝗各虫态(龄)的发育速率与温度之间具有极显著相关性。用直线回归法计算出蝗卵、1~5龄蝗蝻、整个蝗蝻期、雌成虫期、雄成虫期、雌虫全世代及雄虫全世代的发育起点温度,依次为15.57,17.22,17.04,17.19℃,1...

在实验室条件下,对柳蓝叶甲的发育历期、发育起点温度和有效积温进行了研究.结果表明,随着温度的升高,发育历期缩短;柳蓝叶甲的卵、幼虫、蛹和产卵前期的发育起点温度分别为11.99、10.33、11.26、11.38℃,有效积温分别为43.04、132.86、38.74、74.95 d.℃;整个世代的发育起点温度为10.11℃,有效积温为317.87 d.℃;柳蓝叶甲在南京市年发生代数的预测值为8.36~8.91代.