作物农田蒸散计算模型的研究

农田蒸散是指田间条件下,作物棵间蒸发和蒸腾之和,它涉及土壤作物大气系统,受气象、作物和土壤等多种因素的制约。本文从田间试验出发,综合考虑影响农田蒸散的各种因素,建立了不同作物（棉花、玉米和冬小麦）农田蒸散的计算模型,为今后农业生产中的合理灌溉、节...     

孟山都公司利用遗传工程解决农业问题

提高作物对虫害、病毒和除草剂的抗性是孟山都公司生物技术的主要成果。 孟山都(Monsanto)公司近期的田间试验表明,由于利用遗传工程技术提高了番茄对钩虫、果虫和其他虫害的抵抗力,因此其产量比通常有了大幅度提高。 孟山都公司在解决农业问题上进行了一系列有效的遗传工程试验,以上的田间试验是这一系列中试验的最近一次。     

转基因作物田间试验的频次分析

通过对加拿大转基因作物田间试验数据库19年数据的统计分析,揭示转基因作物研究的特点与发展趋势.采用EXCEL"数据透视表与数据透视图"功能进行数据分析.分析结果表明,至2006年8月止,加拿大转基因作物田间试验累计达6 927次,涉及31种作物,20多种性状和40多家公司或研究机构.1988～1998年间,试验次数呈指数方式上升,其后呈乘幂方式下降.2006年试验物种数由最高峰时期的22个降到12个,其中油菜的田间试验次数占81%.80%以上的转基因作物田间试验由孟山都和拜耳等7～8家私人公司完成.转基因田间试验的频次分布反映了转基因技术应用和发展的自身规律,是利益与风险博弈的结果.结论是只有经济价值高、风险小、消费者容易接受的转基因产品才有广阔的产业化前景.建议我国加强转基因技术在非粮食作物的应用,重视引进消化和加强转基因作物安全生产体系的建设,促进转基因技术的产业化应用.     

基于水足迹的作物生产生态效率评价——以陕西省为例

传统生产函数很少考虑农业生产中自然资源的要素功能,也无法表达化肥、农药的使用对环境产生的损害。研究将绿水、蓝水和灰水足迹,分别代表降水资源、灌溉水资源和作物生产的环境影响,引入农业生产函数,采用随机前沿方法测算陕西省作物生产生态效率,并分析其影响因素。结果表明：1）1985-2018年间陕西省作物生产总水足迹呈上升趋势,作物生产单位面积用水强度不断增强。单位面积水足迹及蓝、绿、灰水占比与气候、种植结构,灌溉条件和农业污染相关。2）研究期内,陕西省作物生产生态效率以2003年为分界点呈现先降后升趋势,陕西省作物生产生态效率的U型波动对应政府对耕地资源保护和农业污染管控政策变化。3）作物生产生态效率低下的区域集中在生产落后的农业区和农业条件差的工业区,农业耕地质量差,灌溉条件匮乏,低效率（产值角度）的灌溉和化肥农药施用以及落后农业生产方式是导致作物生产生态效率低下的主要原因。4）研究期内,陕西省作物生产经历了从规模报酬递增,到规模报酬递减2个阶段,与耕地面积的变化基本对应。短期内,考虑各投入要素的产出弹性调整种植结构和化肥农药施用量是提高作物生产生态效率的有效措施,而促进农业产业升级和技术革新是推动作物生产生态效率提升的根本路径。     

转基因植物在农业中的田间释放

引言 到1992年底全世界进行的转基因植物田间试验超过500项。在未来的10年间,以田间试验方式评价的转基因植物的种类和数量将继续增加,并最终使转基因作物获得注册和广泛应用,这为农业带来了新的机遇,也对有关转基因植物的限制条例提出了新的挑战。 本文讨论了转基因品种与常规品种的主要差异,以及为什么要对转基因植物的生产和应用加以限制和检查。本文只讨论植物的基因修饰,但许多问题也与转基因微生物和动物释放有关。     

土壤干旱胁迫对作物影响的模拟研究进展

用于模拟土壤干旱胁迫对作物影响的模型分为两类,一是水分管理模型,此类模型并不模拟作物的生长发育,但可以用于灌溉管理;二是作物生长模拟模型,这类模型模拟作物生长的主要过程(如叶片生长、生物量的积累与分配等),通常以实际蒸腾与潜在蒸腾的比值估算土壤干旱胁迫对作物光合的影响,近年来发展的耦合模型将植物的碳同化、蒸腾、能量平衡以及气孔行为相耦合,使得土壤干旱胁迫对作物影响的模拟更具机理性。本文从不同模型模拟土壤干旱对作物影响的原理入手,阐述了水分管理模型(FAO水分生产函数模型)、作物生长模型(Aqua Crop模型、CERES-Maize模型、WOFOST模型、EPICphase模型、耦合模型)等具有代表性模型是如何模拟土壤干旱胁迫对作物生长发育和(或)产量影响的,提出了作物模型模拟土壤干旱胁迫影响时应着力解决的问题:完善干旱对作物物候的影响模拟;考虑花期不遇对作物产量影响的模拟;考虑后续持续影响的模拟机制;发展更加基于物理和生理过程的模型。提出:作物模型的发展还需要多领域如模型程序员、田间试验、植物生理学家的相互协同与发展,田间试验研究是作物模型发展不可或缺的数据来源与坚实基础。     

马铃薯生育期进程的动态模拟研究

本研究系统解析和改进了前人关于作物生长温度效应的非线性模型,并对修改后的模型进行了解释,结合4年的田间试验数据和本研究提出的基于高斯方程的作物生长温度效应模型,建立了不同生态条件下马铃薯生育期进程的模拟模型．模型解析了地膜覆盖条件下土壤温度增加对马铃薯生育期进程的数值贡献,模拟了不同生态条件下马铃薯的生育期进展,结果表明模拟值与实测值具有良好的一致性。     

农业生态系统养分循环再利用的作物产量增益

在辽西褐土上进行8年的田间试验结果表明,在不同化肥基础上,每年以60％的收获产品堆腐后循环回田,平均分别可获得29．6％（不施化肥）、15．2％（N肥）、11．1％（NP肥）和9．2％（NPK肥）的增产率,或分别每年增产粮食1.33、0．99、0．79、0．64t·hm－2．养分循环再利用的作物增产效益在试验的8年中有着逐年增长趋势,表明以堆肥形式循环回田养分对作物的增产作用存在着明显的残效叠加效应,因此,只有通过长期田间试验方能准确评估农业系统中养分循环再利用的作物产量增益．     

美国研究高美施肥的概况

美国从1988年-1992年,经过四年的田间试验,高美施腐植酸有机肥在38种作物上,采用适宜的喷施方法,共经过396次试验,有91%的试验表现出明显的增产效果,平均增产58.9%.作物表现出出土早、根系发达、茎枝粗壮、增加座果,改善品质,提高抗性的优点.这项成果的推广、无论对发达国家和发展中的国家,将对农业做出新的贡献.     

黄土丘陵区旱地作物水分生态适应性系统评价

根据调查资料和田间试验结果,系统地分析了旱地不同作物生长发育与降水分布的时序关系、旱地作物水分潜在利用率和旱地主要作物水分供需平衡与错位特征,并利用水分生态适应性数学模型,对宁南黄土丘陵区主要作物的水分生态适应性进行了定量评价．结果表明,秋熟作物生长发育与降水分布耦合性较好,夏熟作物生长发育与降水分布耦合性较差．不同作物的降水潜在利用率存在差异。其基本规律是：多年生牧草>薯类作物>谷类作物;秋熟作物>夏熟作物．作物的水分满足率和生态适应性,秋熟作物优于夏熟作物,丰水年份优于干旱年份．旱地6种主要作物的水分生态适应性指数排序依次为：谷子>马铃薯>糜子>胡麻>豌豆>春小麦．     

黄土丘陵区旱地作物水分生态适应性系统评价

根据调查资料和田间试验结果,系统地分析了旱地不同作物生长发育与降水分布的时序关系、旱地作物水分潜在利用率和旱地主要作物水分供需平衡与错位特征,并利用水分生态适应性数学模型,对宁南黄土丘陵区主要作物的水分生态适应性进行了定量评价.结果表明,秋熟作物生长发育与降水分布耦合性较好,夏熟作物生长发育与降水分布耦合性较差.不同作物的降水潜在利用率存在差异,其基本规律是:多年生牧草>薯类作物>谷类作物;秋熟作物>夏熟作物.作物的水分满足率和生态适应性,秋熟作物优于夏熟作物,丰水年份优于干旱年份.旱地6种主要作物的水分生态适应性指数排序依次为:谷子>马铃薯>糜子>胡麻>豌豆>春小麦.     

生物多样性控制作物病害研究进展

自然资源的合理利用和生态环境保护是人类实现可持续发展的基础, 生物多样性的研究和保护已成为世界各国普遍关注的重大问题。农作物病害是农业生产上重要的生物灾害, 是制约农业可持续发展的主要因素之一, 抗病品种大面积单一化种植导致了农业生物多样性水平严重降低, 因而农业生物多样性的过度丧失已成为可持续农业所面临的主要难题。利用生物多样性持续控制作物病害能减轻作物病害发生和作物产量损失, 达到保护作物多样性, 减少农药过量施用给农业生态环境造成破坏的最终目的, 而揭示生物多样性控制作物病害的机制能有效地指导生产上对不同作物进行合理布局和轮换, 建立作物不同组合的优化搭配和种植模式。文章从分子、生理和生态水平研究农业生物多样性控制作物病害的机制、以及影响作物多样性控制病害的因素、覆盖作物等几方面对生物多样性控制作物病害的研究进展进行概述, 同时对今后生物多样性控制作物病害机制还需加强的研究部分进行了展望。     

东北雨养区黑色地膜和种植密度对玉米田间地温和产量的影响

在不同颜色地膜覆盖和种植密度条件下地温和作物产量将发生改变,为了研究其变化规律,2016年在沈阳农业大学水利学院试验场开展了玉米覆膜种植田间试验,设置了3种种植方式(裸地、透明地膜和黑色地膜覆盖)和3个种植密度(60000、75000和90000株·hm~(-2))的田间试验,对玉米田间地温和产量进行了对比研究。结果表明:不同处理下田间0~25 cm深度平均地温的日变化呈现正态分布规律,总体上,透明地膜地温高于黑色地膜和裸地,低密度处理地温高于高密度处理;裸地种植条件下,玉米产量随密度的提高先增加后减小,覆膜处理下产量随着种植密度的增加而增加;黑膜处理下的玉米产量高于透明地膜和裸地,黑膜覆盖处理、密度为90000株·hm~(-2)的组合产量达到最大,为14264.6kg·hm~(-2);产量与抽穗期的地温相关性最大,且表现为负相关关系。本文研究结果对提高东北雨养区玉米产量具有指导意义。     

黄淮海多熟种植农业区作物历遥感检测与时空特征

多熟种植是高强度农业土地利用的重要特征,但由于缺乏在空间和时间上清晰描述农业多熟种植和作物种植历时空分布的数据,使得区域尺度农田生态系统碳动态估计、农田生产力监测与模拟等有很大的不确定性。黄淮海农业区是以冬小麦-夏玉米二熟制为主的我国粮食主产区,冬小麦和夏玉米分别为光合作用途径为C3和C4的作物,已有研究证明如果在估算生态系统生产力时不考虑一年两季作物及其光能利用率的差异则会导致生产力估算结果过低。研究结合农业气象站点地面作物物候观测数据和空间分辨率500m、8d合成的MOD IS时间序列数据,分析研究区二熟制作物的生长过程、物候特征和作物历的空间差异,发展基于EVI和LSWI时间序列曲线检测多熟区各季作物种植历的方法,获取黄淮海农业区空间表述清晰的熟制和各季作物的生长开始与结束时间数据,并应用农业气象站点数据对方法和所获取的作物历数据进行了比较验证。论述的方法和提取的各季作物的作物历时空数据将能够应用于区域尺度农田生产力估算、生物地球化学循环模拟和农业生态系统监测。     

甘蔗内生解淀粉芽孢杆菌CGB15的分离、鉴定及生防活性

真菌病害占作物病害种类的一半以上,病原真菌是目前已知种类最多的作物病原菌。从作物根际与/或体内分离筛选具有生防活性的微生物,并应用于病害的防控,是除作物品种改良与化学防治外的另一种高效的病害防控策略。【目的】本研究拟筛选并分离鉴定对重要作物病原真菌具有拮抗作用的甘蔗内生细菌,为开发生物防治作物真菌病害新策略提供理论依据。【方法】采用平板对峙法初步筛选对病原真菌具有拮抗能力的甘蔗叶片内生细菌,通过16SrRNA基因测序鉴定其种属;进一步检测候选拮抗内生细菌对甘蔗鞭孢堆黑粉菌(Sporisorium scitamineum)致病发育过程关键步骤：有性配合/菌丝生长、冬孢子萌发的抑制率,田间试验检测其对甘蔗鞭黑穗病的防治效果;检测候选拮抗内生细菌对稻梨孢菌(Pyricularia oryzae)附着胞形成、离体叶片及盆栽条件下叶片病斑形成的抑制作用。【结果】分离自甘蔗叶片的细菌菌株,编号为CGB15,经分子鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。CGB15菌株能有效抑制甘蔗鞭孢堆黑粉菌有性配合/菌丝生长,对峙培养条件下使真菌菌落呈现光滑;抑制冬孢子萌发,...     

我国农业生态学当前需要研究的几个问题

我国农业生态学当前需要研究的几个问题孙鸿良（中国农业科学院作物育种栽培研究所,北京１０００８１）１农业生物品质生态的研究如山地不同垂直带的生态环境对果树、作物、畜禽、药材等产品品质的影响;不同干燥度气候条件对小麦品质的影响;施用有机肥对果树品味的影响;以及食物农产品的非污染品质等;这皆是当前“三高”农业中“优质”目标的主要内容,有的还需通过分子生态学的手段来测试。２农田生物种群（或群落）合理结构的研究如农田多生物种群共生互惠或“相居而安”的合理配置机理的研究（如稻鱼共生、“混林农业”、玉米与平菇互惠等）;农田多作物种群根系“他感作用”的相克关系的研究与应用;区域性“立体农业”主要模式及其效益的研究;优化农田生物结构提高土地承载力的生态学机理研究等。３农田生态系统功能的研究如高产高效农田生态系统功能优化特征与指标定量化研究;不同耕作条件下土壤有机质动态的研究;灾害性农田生态系统生物信息捕获及早期警报的研究;养分循环的调节与提高再利用效率的研究等。４农业生物多样性评估度量方法及生物多样性保护技术的研究５生态位理论与方法在农业生态系统中应用的研究如研究优良农业生物品种的生态位宽度与重迭问题;主要作物单项因子生态位     

不同灌水量对冬小麦各主要生育期根际微生物及根系生理活性的影响

根际微生物的组成与作物的根系生长发育密切相关。在植物不同的生长发育阶段,根际微生物的数量和质量有着显著差别。不同的生态环境对作物的生长发育以及栖居于其根部的根际微生物组成和生长繁殖亦有一定的影响。根系向外界分泌的各种有机物和无机物以及根系的各种死亡组织不断脱落到根的周围,便形成了特殊的根际微生物的生态环境。关于作物根际微生物的组成及其数量的变化(例如玉米、大豆、小麦、燕麦以及水稻等)在不同施肥和耕作条件下前人已有过一些报导,但对作为重要的农业生态因子——不同水分条件下的冬小麦根际微生物组成及其生理活性的报导至今鲜为看到。本文探讨了中国科学院北京大屯农业生态     

农业发展对作物功能基因组研究需求

作物生命科学研究对我国农业的可持续发展提供了强大的科技支撑,功能基因组研究是作物生命科学研究的核心领域之一。现通过提出我国农业发展中面临的一些主要问题,基于作物功能基因组学特别是水稻功能基因组学的最新研究成果,分析农业发展对作物功能基因组研究的多种需求,包括种质资源创新、重大应用价值基因的克隆和功能解析、基因编辑技术和全基因组分子育种。为了进一步满足农业发展对基因组学研究的需求,我国需要推进功能基因组研究,促进作物育种行业的转型、发掘更多的优异种质资源、培育重大突破的新品种,提升我国种业创新能力,不断增强我国功能基因组学对农业生物技术的贡献力度。     

作物生产力模型及其应用研究

从农业生态环境的角度论述了作物生产力模型的产生背景,讨论了作物生产力模型发展的幼年期、少年期、青年期和成熟期4个阶段,从科学研究,农业作物管理和农业决策分析等方面论述了作物生产力模型在保护农业生态环境中的作用,讨论了作物生产力模型的不足之处主要为简单的模型的地区适应性不强,而复杂的模型则由于参数的难以获取,且不同研究区域基础数据格式的一致性问题,也导致模型的地区适应性比较弱,因而提出要建立通用,统一的数据格式,以使作物生产力模型在不同地区易于推广应用;最后针对作物生产力模型普遍适应性能比较弱的问题,对作物生产力模型与地理信息系统的结合进行了研究,并综述了目前在作物生产力模型的界面友好化方面的一些工作,提出建立通用的作物生产力模型界面是今后发展的重点所在。     

释放后的转抗病虫基因作物对土壤生物群落的影响

土壤生物,尤其是土壤微生物多样性与活性的保持是农业生态系统健康稳定的基础,农业活动尤其是农作物植被类型的改变对土壤生物的群落结构和活性具有显著的影响。释放后的转基因作物作为生态系统的一种新的生物组分,被引入农田生态系统之间后所引发的农田生物群落（包括土壤微生物群落）的变化及其对农业生态系统的健康与稳定产生的影响,已成为研究热点,本文对转抗虫Bt基因作物、转T4-溶菌酶基因作物,转蛋白酶抑制剂I基因作物的基因产物、作物残体在土壤中的行为（如降解产物的存留形态与生物活性）及其对根际或残体周围土壤中各类生物,尤其是微生物群落结构与功能的影响进行了简要综合评述,指出基因表达产物的后效肯定是存在的且长远的,由其引发的土壤生物群落结构的变化是复杂的,因而有必要对不同类型的转基因作物释放后的生态效应做长期的跟踪研究,建议未来的研究工作应集中在以下3个方面：（1）不同的转基因表达产物在环境中的迁移、结构变化、消长动态及其对生物保持毒杀性的时间;（2）不同类型转基因的植物对土壤生物群落结构的影响趋势;（3）在实验条件下,研究分离纯化的各种转基因表达产物对土壤各生物功能类群的影响。