科研产出
基于APSIM模型的低纬高原蔗区甘蔗生产潜力
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对中国（云南）低纬高原蔗区甘蔗产业高质量发展受限于不同生态条件下的甘蔗生产潜力缺乏系统评估的问题，该研究基于低纬高原不同生态蔗区17个代表站点1981–2010年的气象资料，采用大田试验数据统计结合APSIM（agricultural production systems simulator）作物模型模拟的方法，分析了典型播期充分灌溉和雨养条件下甘蔗主栽品种的蔗茎产量和糖分差异，并对不同水平的甘蔗生产潜力进行了系统评估。结果表明，无论在灌溉模式还是雨养模式下，不同生态蔗区的甘蔗生产潜力和产量差均存在差异，特别是半湿润蔗区的灌溉模式与雨养模式之间产量差异显著（P＜0.05），增产潜力大；典型春播种植模式下，湿润区的潜在产量为123.1～134.6 t/hm~2，半湿润区的潜在产量为99.3～132.7 t/hm~2，当前农户平均单产已达72.0 t/hm~2，仍有25.2%～45.4%的蔗茎增产潜力，7.4%～11.1%的糖分增产潜力，以及25.5%～49.7%的蔗糖增产潜力。蔗区生态气候、播期水氮管理优化和良种推广是影响和提升甘蔗生产潜力的重要因素。在生态气候上，湿润蔗区降雨充足，灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差小，进行补充灌溉对蔗茎产量的增产效果不明显，还会降低蔗茎糖分，适合采用雨养模式为主，注重高产稳产的种植策略；半湿润蔗区降雨不足，灌溉模式与雨养模式之间的潜在产量差大，灌溉模式较雨养模式增产增糖效果明显，适合采用节水灌溉为主，注重高糖高效的种植策略。在播期和水氮优化上，春植蔗生育期长度适中（360 d），水氮需求适中（施氮120 kg/hm~2，湿润区灌水656 mm，半湿润区灌水970 mm），远低于秋植蔗的生育期时间（480 d）和水氮需求（施氮240 kg/hm~2，湿润区灌水964 mm，半湿润区灌水1 342 mm），但仍可获得较高的产量（122～133t/hm~2），因此，以春植蔗为主的播期和水氮优化种植模式在低纬高原蔗区被广泛接受，是促进甘蔗产业提质增效的有效措施。在良种推广上，云蔗05-51产量表现突出，在湿润蔗区和半湿润蔗区均可作为主推品种；桂柳05-136糖分表现突出，可作为湿润蔗区的主推品种。研究结果为低纬高原蔗区甘蔗产业可持续发展特别是节水抗旱栽培提供依据。
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FTIR结合化学计量学快速预测铁皮石斛中总多糖含量
《江西农业学报 》 2018
摘要：有效成分含量检测是评价药用植物质量的主要手段,采集时间不同对药用植物有效成分含量有显著影响。通过傅里叶变换红外光谱结合化学计量学,建立了快速预测不同采收时间铁皮石斛中总多糖含量的方法。采收2014年1~12月的样品干燥粉碎;以苯酚硫酸法测定铁皮石斛中总多糖含量,分析了不同采收时间铁皮石斛中总多糖随时间的累积规律;采集样品红外光谱信息,归属红外光谱吸收峰,拟合光谱数据和总多糖含量数据,结合一阶导数、二阶导数、标准正态变量、多元散射校正、正交信号校正等对数据进行预处理,建立偏最小二乘回归模型预测样品中总多糖含量。结果显示:(1)样品和标准品葡萄糖均在488 nm附近有共有吸收峰,以488 nm为总多糖定量波长,标准曲线为y=0.0079x+0.027,相关系数R2=0.9995,线性关系良好;精密度、重现性和稳定性相对标准偏差分别为0.2%、0.31%和1.3%,该方法稳定可靠;(2)总多糖含量随时间变化趋势为先升高后降低,1~4月和12月样品含量较高,平均含量大于0.284 g/g;(3)铁皮石斛红外光谱数据与总多糖含量拟合后进行一阶导数、二阶导数、标准正态变量、多元散射校正、正交信号校正等组合处理,用PLSR模型预测铁皮石斛的总多糖含量,结果最佳预处理方式为2D+OSC+MSC+SNV+SG5-PLSR,训练集和验证集R2分别为0.843和0.782,验证均方根误差(RMSEE)和预测均方根误差(RMSEP)分别为2.8904和3.5513,铁皮石斛中总多糖含量预测值与测量值较接近,表明PLSR模型可用于总多糖含量的快速预测。傅里叶变换红外光谱结合化学计量学能实现铁皮石斛中总多糖含量准确预测,为铁皮石斛质量评价提供快速、有效的方法。
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基于Solanum模型的云贵高原大春马铃薯潜在产量研究
《中国农业资源与区划 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：[目的]计算云贵高原地区大春马铃薯潜在产量及产量差,分析产生巨大产量差的原因及解决措施。[方法]文章采用由国际马铃薯中心开发的新型植物生长模拟模型Solanum模型与田间试验相结合的方法,更精确地评估马铃薯潜在产量。[结果]云贵高原地区大春马铃薯的产量潜力巨大。云薯401潜在产量为138 t/hm~2,云薯505潜在产量为147 t/hm~2,合作88潜在产量为91.9 t/hm~2,与实际产量之间的产量差(YGM)最大的为云薯505,为117 t/hm~2,与基于FAO农业生态区域法的光温产量潜在模型算法得出的结果相符。与世界范围内已知的马铃薯潜在产量数据相比,云贵高原地区大春马铃薯的潜在产量全球最高。[结论]云贵高原地区大春马铃薯的发展潜力巨大,不同品种的潜在产量存在差异。防控晚疫病,延长生育期以充分利用太阳辐射,提高光合辐射有效利用率(RUE)是提高产量,缩小产量差的关键。
关键词： 马铃薯 潜在产量 Solanum 模型 云贵高原 大春马铃薯
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干热河谷区紫色土玉米季协调农学、水体环境和经济效益的容许施肥量
《中国农学通报 》 2016
摘要：选取玉米为紫色土区典型种植作物作为研究对象,设置不施肥、常规施肥量(750 kg/hm~2)、常规施肥量的0.5倍、1.5倍、2.0倍和2.5倍6个施肥水平,通过野外坡耕地小区试验和试验室内分析试验,分析玉米典型生育期内不同施肥量对作物产量、生长特性、淋洗液和径流中氮、磷的流失特征的影响,并基于肥料施用量与肥料中氮素和磷素的去向的试验数据,构建干热河谷区紫色土玉米协调农学、水体环境和经济效益的统一经济指标和评价模型。研究结果表明:在玉米生长期内,施肥量为0~1870 kg/hm~2时,叶面积指数发展动态表现为前期上升快、后期下降慢的趋势。玉米生育期株高和产量均随着施肥量从较低到适中的增加而递增,且达到较高施肥处理(常规施肥量2.5倍)时株高降低。不同施肥处理下径流和淋洗液中的总氮和总磷在整个玉米生育期内的变化呈现出同一趋势,均随着施肥量的增加而流出量增加。运用该模型,分别计算了玉米肥料的边际产量效应和富营养化效应,得到干旱河谷区紫色土玉米协调农学、水体环境和经济效益的容许施肥量为1154~1176 kg/hm~2。
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