油菜地上部干物质分配与产量形成模拟模型

利用油菜器官生长与发育进程及环境因子之间的定量关系,构建了基于分配指数的油菜地上部器官干物质分配动态模拟模型.各器官干物质分配指数随着生理发育时间而变化,基因型、播期、氮素及水分水平影响各器官干物质在地上部分配的大小.其中,氮素营养水平对绿色叶片干物质分配影响最大,氮素营养水平越高,绿色叶片分配指数越大;播期影响角果分配指数,晚播的角果分配指数高于早播.模型引入氮素营养指数、水分及播期影响因子来定量油菜各器官在实际生产条件下的分配强度,同时考虑了品种遗传特性的影响.通过不同品种氮肥处理试验建立模型,利用不同品种播期试验资料对模型进行了初步检验,表明模型具有较好的预测性和适用性.     

水稻适宜播种期设计的动态知识模型研究

在查阅研究大量文献资料和咨询作物栽培专家的基础上,总结、归纳和提炼水稻生长发育特性与品种类型、生态环境和耕作制度的动态关系,运用知识工程和系统建模方法,提出了具有广泛时空适应性的水稻适宜播期动态知识模型,该模型可用于精确设计不同环境和生产条件下水稻品种的适宜播期,为了验证模型的通用性,利用南京、天津、广州、昆明、沈阳、常德和乌鲁木齐等7个代表性生态点的常年、偏暖年和偏冷年每日气象资料以及各点典型品种资料、不同育秧方式和不同稻作制度,对播期设计模型进行了实例分析,结果表明模型预测结果与当地实际情况基本吻合,从而证明知识模型能有效地利用好决策地点的光温水等自然资源,模型具有较好的广适性和决策性。     

播栽期对水稻产量和产量构成因素及生育期的影响

研究了不同播栽期对水稻产量和产量构成因素及生育期的影响。结果表明 ,随播栽期推迟 ,水稻产量有所降低。每穗成粒数减少是推迟播栽期引起水稻减产的主要原因 ,其次是千粒重的下降和成穗数的降低。针对目前的生产实际 ,提出了一些应对播栽期推迟的技术措施。     

油菜肥料运筹的动态知识模型

通过分析和提炼油菜施肥管理方面的最新研究资料,利用养分平衡原理,以产量目标和土壤理化特性等为基础,建立了系统化和广适性的油菜肥料运筹动态知识模型。该模型可用于精确定量不同环境条件下油菜生产过程中的总施氮量、施磷量、施钾量和施硼量、有机氮与无机氮的比例以及氮、磷、钾基肥与追肥的比例等。利用南京、仪征和如皋3个不同生态点常年气象资料、不同土壤类型和不同产量目标等对所建肥料运筹知识模型进行了实例分析,结果表明,所建知识模型总体上具有较好的决策性和适用性。     

基于生理生态过程的大麦顶端发育和物候期模拟模型检验

为测试研究I 模型BarleyGrow,采用4个生态区(南京、扬州、武汉、昆明)、10个大麦品种在不同播期下的顶端发育和物候期资料,对BarleyGrow、YDmodel和SUCROS模型进行对比检验和评价.利用遗传-模拟退火算法确定各品种的遗传参数,提高了应用程序求算参数的精度.从模型的整体预测效果来看,BarleyGrow对不同地区、不同播期、不同品种的各顶端发育和物候期预测准确而稳定,均方差RMSE在1.06～7.94d之间,而YDmodel为6.26～13.35d,SUCROS为11.22～20.28d.各参试品种对BarleyGrow中灌浆期基点温度、生理春化时间、临界日长、最短苗穗期4参数反应敏感.经改进的生理发育时间(PDT)模拟模型(BarleyGrow)对中国广大地区不同温光条件下的大麦顶端发育和物候发育均具有较好的预测效果,尤其对药隔期、二裂期、毛状期、抽穗期、灌浆期、成熟期的模拟精度高而稳定,表现出较强的机理性以及较好的预测性.     

小麦目标产量设计及适宜品种选择的动态知识模型

运用知识工程和系统建模方法,在综合考虑决策点光温生产潜力、历史平均产量水平、土壤肥力、肥水管理水平和生产技术水平等诸多因子对增产系数影响的基础上,通过定量计算动态增产系数,建立了具有时空适应性的小麦目标产量设计知识模型;通过定量计算小麦品种特征值与环境因子和生产需求之间的符合度,建立了适宜品种选择的量化知识模型．利用南京、郑州、泰安、保定和太原5个不同生态点的不同年型每日气象资料以及不同历史平均产量水平、土壤肥力和肥水管理水平,对目标产量设计模型进行了实例分析;利用广州、南京、泰安、北京、哈尔滨5个不同生态点常年气象资料以及15个不同品种资料,对品种选择知识模型进行了实例分析．结果表明,所建知识模型具有较好的决策性和广泛适应性．     

油菜绿色面积指数动态模拟模型

准确模拟绿色面积指数是作物生长模拟模型可靠预测作物生长和产量的关键。该研究的目的是以生理生态过程为基础,构建油菜(Brassica napus)叶面积指数和角果面积指数变化动态的模拟模型。油菜叶面积指数模型综合考虑了库或源限制下的叶面积增长模式,其中库限制下叶面积指数的增长呈指数方程,且受到温度、水分和氮素因子的影响;源限制下叶面积指数增长用比叶面积法来模拟。油菜角果面积指数由比角果面积和角果干物重来决定。比叶面积和比角果面积均为生理发育时间的函数。利用不同类型品种的播期试验及氮肥试验资料分别对模型进行了校正和检验,结果表明模型能较好地模拟不同条件下油菜叶面积指数和角果面积指数。     

大麦叶面积指数模拟模型

准确模拟叶面积指数是作物生长模拟模型预测作物生长和产量的关键.本文通过系统分析扬州和武汉地区不同大麦品种高产群体叶面积指数变化动态,建立了大麦群体的叶面积指数模拟模型.大麦叶面积指数是品种叶面积指数扩展的遗传参数和气温日较差、日照时数、辐射量等气候因子及水肥丰缺因子的函数.孕穗抽穗期最大叶面积指数与该期最适叶面积指数是不同的概念,二者之间存在着极显著差异.利用扬州、南京和昆明地区不同品种的播期试验及氮肥试验资料对模型进行了检验,结果表明,模型对大麦叶面积指数的模拟效果较好,模拟值与观测值吻合度高,根均方差RMSE介于0.742～2.865,平均值为1.348.对模拟值与观测值进行y=x的线性回归分析,相关系数R²介于0.511～0.954,均呈极显著正相关.     

暖冬条件下播期对不同类型小麦幼穗分化的影响

对3个不同类型小麦品种在不同播期下的幼穗分化进程及受冻情况进行了系统观察和研究。结果表明,在气候变暖,秋、冬温度较高的情况下,小麦幼穗分化进入各时期的时间早晚为强春性品种>春性品种>半冬性品种;播期对小麦幼穗分化的伸长期、单棱期和二棱期持续时间长短影响较大;在早播的情况下。春性越强的小麦品种,越冬前幼穗分化发育速度越快,达到的发育阶段越高,越冬期间越容易被冻死。据此,提出在河南气候变暖,秋、冬温度较高的情况下,首先在生产上要选用半冬性品种,适当搭配晚播早熟的春性品种;其次,无论半冬性品种或春性品种。播种期都不宜过早。     

棉花铃期与棉籽干物质积累模拟模型

基于不同熟性棉花品种的异地分期播种试验,综合量化品种特性、主要气象条件（温度、太阳辐射）和栽培措施（施氮量）对棉花铃期与棉籽干物质积累的影响,基于生理发育时间,建立棉花铃期模拟模型,并基于棉籽生长的“库限制”假设,建立棉籽干物质积累模拟模型.通过量化棉铃对位叶氮浓度的变化,为模型构建氮素效应函数.利用不同生态点的品种、播期和施氮量田间试验资料对模型进行检验,结果表明：德夏棉1号、科棉1号和美棉33B的铃期预测值与实测值的根均方差（RMSE）分别为2.25 d、2.61 d和2.75 d,科棉1号和美棉33B的棉籽干物质模拟值与实测值的RMSE分别为9.5 mg·seed^-1和8.2 mg·seed^-1.表明该模型预测精度较高.     

Effect of Sowing Time on Toxigenic Fungal Infection and Mycotoxin Contamination of Maize Kernels

Field experiments were set up from 2000 to 2002 in northwest Italy to determine the effects of sowing date on the susceptibility of maize hybrids to ear rot and mycotoxin contamination in natural infection conditions. Three sowing dates (March, April and May) were compared using two hybrids with different maturity classes. The ears were rated for the incidence and severity of disease symptoms at harvest and the harvested kernels were analysed for mycotoxin fumonisin B₁, zearalenone, deoxynivalenol, aflatoxin B₁ and ochratoxin A. The last sowing date resulted in higher values of European corn borer incidence (+39%), kernel Fusarium infection and fungal ear rot severity (increased respectively by a factor of 4 and 3) than the plots sowed in March. The sowing date did not influence the type of mycotoxin found in the kernel, which only depended on the climatic conditions during the season and on their influence on the infection and the development of the fungal species. The natural occurrence of fumonisin B₁ and deoxynivalenol was always significantly higher in late‐sowed plots. A late sowing, after May 10, multiplies the risk of the occurrence of fumonisins and deoxynivalenol in the grains at harvest by a factor of 11.2 and 1.9, respectively. No significant difference was observed for the contamination of zearalenone or aflatoxin B₁ for the different sowing dates. An earlier sowing time than April, resulted in a significant reduction in mycotoxin contamination only in the years in which the meteorological trend protracted the kernel dry down to the autumn months. The use of a late‐maturity hybrid with late sowing, compared with a medium‐maturity hybrid, could lead to a serious risk of mycotoxin contamination. To the authors’ knowledge, this is the first study to report on the effects of sowing time on maize kernel contamination of mycotoxins other than aflatoxins in non‐inoculated conditions.     

Climate‐driven simulation of global crop sowing dates

Aim To simulate the sowing dates of 11 major annual crops at the global scale at high spatial resolution, based on climatic conditions and crop‐specific temperature requirements. Location Global. Methods Sowing dates under rainfed conditions are simulated deterministically based on a set of rules depending on crop‐ and climate‐specific characteristics. We assume that farmers base their timing of sowing on experiences with past precipitation and temperature conditions, with the intra‐annual variability being especially important. The start of the growing period is assumed to be dependent either on the onset of the wet season or on the exceeding of a crop‐specific temperature threshold for emergence. To validate our methodology, a global data set of observed monthly growing periods (MIRCA2000) is used. Results We show simulated sowing dates for 11 major field crops world‐wide and give rules for determining their sowing dates in a specific climatic region. For all simulated crops, except for rapeseed and cassava, in at least 50% of the grid cells and on at least 60% of the cultivated area, the difference between simulated and observed sowing dates is less than 1 month. Deviations of more than 5 months occur in regions characterized by multiple‐cropping systems, in tropical regions which, despite seasonality, have favourable conditions throughout the year, and in countries with large climatic gradients. Main conclusions Sowing dates under rainfed conditions for various annual crops can be satisfactorily estimated from climatic conditions for large parts of the earth. Our methodology is globally applicable, and therefore suitable for simulating sowing dates as input for crop growth models applied at the global scale and taking climate change into account.     

播期对春小麦生长发育及产量的影响

为了给陇中半干旱区春小麦高产栽培提供依据,2010年在甘肃定西进行了春小麦分期播种试验,并对不同播期条件下春小麦生长发育及产量形成进行了分析。结果表明:随着播期的推迟,春小麦播种-抽穗期日数减少、全生育期明显缩短;5月下旬之前,越早播种的春小麦LAI越大,5月下旬之后,播种愈晚春小麦LAI越大。早播春小麦LAI峰值靠前,晚播峰值滞后;6月下旬之前,播期早的春小麦叶绿素含量高于播期晚的,6月下旬之后播期愈早叶绿素含量下降愈快;不同播期春小麦群体生长率和净同化率在孕穗-抽穗期后差异显著,表现为3月18日播期最大,4月7日播期最小。各播期干物质累积在拔节期后表现为快速递增趋势。在拔节期前,早播处理的干物质积累速率较慢。随着播期的推迟,单株干物质最大积累速率出现时间提前,籽粒最大灌浆速率出现时间推迟,千粒重表现为先升后降;灌浆3个阶段各参数受播期影响比较显著;早播春小麦产量最高。     

基于ORYZA2000模型的北京地区旱稻适宜播种期分析

确定适宜播种期是制定合理的作物栽培管理方案的关键内容之一。在作物模型ORYZA2000有效性验证的基础上,以北京地区为例,利用该模型结合长期历史气候资料,对确定旱稻适宜播种期做了初步研究。结果表明：在不考虑水分因子条件下,北京地区旱稻297安全播期的范围较广,多年平均为3月26日-6月4日;受温度升高的影响,最早播期有提前趋势,而最晚播种期有延后趋势。在同一年份内,播期不同旱稻的产量也有一定的变化,呈现为先升高而后降低的趋势。播期过早或过晚导致生育期平均温度偏低是影响穗干物质累积且造成减产的主要原因,在适宜的播期范围内才能获得高产。以90%-100%当年最高产量潜力作为适宜播期的产量指标,确定北京地区旱稻297的适宜播期变化在5月11日-5月19日之间,相应的产量变化在6689-7257 kg/hm2范围内。研究方法可为其他地区旱稻的播期研究提供借鉴。     

Response of wheat genotypes to sowing date and boron fertilization aimed at controlling sterility in a rice-wheat rotation in Nepal

Spikelet sterility in wheat (Triticum aestivum L.) is emerging as a production threat in different parts of Nepal. This study was aimed at determining the effects of sowing date and boron application in controlling spikelet sterility in four different genotypes of spring wheat in a rice-wheat system in the western hills of Nepal. Four genotypes of known different responses to boron were planted on 21 November, 6 December and 21 December, 1994 with or without boron application at 1 kg B ha-1 (i.e. 9 kg borax ha-1) on a soil that was known to be deficient in boron.The effect of sowing date was significant for the phenology, yield components, percentage sterility and grain yield. Sterility was significantly increased in the crop planted on 21 December, which had also the lowest 1000 seed weight and grain yield; there was an almost 50% grain yield reduction compared to the crop planted on 21 November. Terminal moisture stress (i.e. lack of moisture during the later part of the development) was observed in the late sown crop which also amplified the extent of sterility associated with boron deficiency. Genotypes differed in response to sowing dates and boron treatment for all of the phenological events measured, yield components, grain yield and percentage sterility. SW-41 and BL-1022 had significantly higher sterility at all sowing dates. BL-1249 showed a consistently lower% sterility over all sowing dates and boron treatments. The addition of boron significantly increased the number of grains set per spike thereby decreasing the total sterility in boron responsive genotypes SW-41 and BL-1022 while those not susceptible did not respond. The boron concentration in the flag leaf at anthesis was increased in treatments with added B in the soil but genotypes did not differ in boron concentration for any soil treatment.     

玉米籽粒灌浆特性对播期的响应

以‘京科528’(JK528)和‘郑单958’(ZD958)为试验材料,设置早春播(4月10日播种)和春播(5月14日播种)2个播期处理,研究不同播期条件下玉米的籽粒灌浆特性.结果表明: JK528、ZD958在早春播条件下的最终百粒重和产量显著高于春播,增幅分别为6.8%和10.1%、17.8%和9.2%;籽粒最大灌浆速率(G_max)、平均灌浆速率(G_ave)表现为早春播高于春播,而籽粒活跃灌浆期(P)呈相反趋势;JK528百粒重和产量显著高于ZD958,其中JK528百粒重和产量较ZD958高7.4 g和1189.6 kg·hm^-2,增幅分别为21.6%和10.8%;P表现为ZD958大于JK528,而W_max、G_max、G_ave和T_max表现为JK528大于ZD958;同一播期,JK528在灌浆中期的平均灌浆速率高于后期,且高于ZD958.相关分析表明,籽粒干物质积累量与平均气温和积温间呈极显著正相关.可见,充分利用光热资源,提高灌浆速率,有利于获得较高粒重,从而提高玉米产量.JK528在灌浆前中期灌浆速率快的优势弥补了其灌浆活跃期略短的情况,进而在不同播期条件下均可获得较高的粒重.     

不同播期对紫花苜蓿生长性状及越冬性的影响研究

采用随机试验设计方法,在宁南旱作农业区进行了不同播期对紫花苜蓿出苗率、生长发育、越冬率和产草量影响的研究。结果表明,在宁南地区人工种植紫花苜蓿的出苗率与播期温度存在极显著正相关关系,而不同播期土壤耕层含水量变化率较小,且基本能满足苜蓿萌发与生长的需要;播期越早,根颈越粗,入土越深,但4月份前播种,出苗率低,群体小且易形成“小老苗”;7月份以后播种。由于生长期短,植株根颈细嫩,越冬率很低或完全冻死。综合不同播期出苗率、产草量和越冬率等因素,认为在宁南地区紫花苜蓿的适宜播种期应在4月30日～6月30日。     

半干旱黄土高原地区地膜覆盖和底墒对春小麦生长及产量的影响

在年均降水量为415mm的半干旱地区黄绵土旱地上,以春小麦为供试作物进行大田实验,研究不同底墒(包括低底墒、中底墒和高底墒)下．地膜覆盖(包括不覆膜、播种后覆膜30d、覆膜60d和覆膜120d即全程覆膜)进程对作物生产的影响。结果表明．增加底墒和合理的覆膜进程均会显著增加作物的生长和产量,但底墒不同,其最佳覆膜进程不同：在低底墒时,覆膜处理反而使产量低于不覆膜处理;在中底墒时．覆膜30d产量最高,随着覆膜时间延长．产量呈下降趋势,甚至全程覆膜产量低于不覆膜处理;高底墒以覆膜60d产量最高。综合作物生长和产量,全程覆膜并没有多少实际意义。在同种覆膜处理下,随着底墒的增加,根生物量、地上干物质、叶面积及产量也增加显著,高底墒覆膜60d处理的产量在所有处理中为最高。