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种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响

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棉花学报 2024年第3期36卷 194-210页

作者：宋延鸿阿依古再丽·玉苏普王雪姣赵鸣泽布阿依姆·阿布都热依木张立祯李杰巴特尔·巴克孙帅火勋国新疆农业大学资源与环境学院乌鲁木齐830052 新疆农业气象台乌鲁木齐830002 乌兰乌苏生态与农业气象新疆野外科学观测研究站新疆石河子832000 中国农业大学资源与环境学院北京100083 国家棉花工程技术研究中心乌鲁木齐830091 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002

【目的】探究种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响。【方法】分别于2022年、2023年在乌兰乌苏农业气象试验站、玛纳斯农业试验站进行大田试验,选取2个棉花品种——中棉所127(V1)和欣试518(V2),设计3个种植密度分别... 详细信息

【目的】探究种植密度和品种对北疆机采棉营养器官形态结构及产量的影响。【方法】分别于2022年、2023年在乌兰乌苏农业气象试验站、玛纳斯农业试验站进行大田试验,选取2个棉花品种——中棉所127(V1)和欣试518(V2),设计3个种植密度分别为11株·m^(-2)(D1)、22株·m^(-2)(D2)和28株·m^(-2)(D3)。比较不同处理对棉花主茎与果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径、节间长和节间直径以及产量性状的影响。【结果】2022年和2023年V1分别在D1和D2处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长以及节间长最小。2022年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶长、叶柄长、叶柄直径及节间长均最小;2023年V2在D3处理下的主茎和果枝的叶柄长及节间直径最小。2022年在同一密度下,主茎和果枝的叶长及节间长均表现为V1≥V2;2023年在同一密度下,V1和V2的主茎和果枝的叶长、节间长和节间直径均无显著差异。2022年和2023年在同一密度下,V2的衣分均显著高于V1。2022年2个品种以及2023年V2的籽棉产量和皮棉产量均随种植密度的增大而增加。V1D3处理的籽棉产量在2022年最高,在2023年也较高;V2D3处理的皮棉产量在2年试验中均最高。【结论】本试验条件下较优的种植密度为28株·m^(-2),欣试518的皮棉产量更高。本研究结果可为完善CottonXL棉花功能结构模型提供数据支撑,为北疆机采棉适宜品种、密度的选择提供参考。

关键词：机采棉种植密度品种形态结构株型产量

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气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响

农业工程学报 2011年第1期27卷 57-65页

作者：陈超潘学标张立祯庞艳梅中国农业大学资源与环境学院北京100193 四川省气候中心成都610071 北京市门头沟区气象局北京102308

为了预测未来气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响,该文采用英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS并结合COSIM棉花模型,对SRESA2(强调经济发展)和B2(强调可持续发展)2种排放情景下民勤地区的棉花生产和耗水情况进行模拟,并对石羊... 详细信息

为了预测未来气候变化对石羊河流域棉花生产和耗水的影响,该文采用英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS并结合COSIM棉花模型,对SRESA2(强调经济发展)和B2(强调可持续发展)2种排放情景下民勤地区的棉花生产和耗水情况进行模拟,并对石羊河流域扩大棉花种植范围的可能性进行了探讨,最后通过调整播期、引进新品种和改变灌溉量等适应措施的提出分析了石羊河流域棉花生产对未来气候变化的响应。结果表明,在PRECIS预测的未来气候变化情景下,到2080s(2071-2100年)民勤地区棉花的生长期明显延长,产量升高,且A2情景下产量高于B2情景,但B2情景下产量的增长速度更快。棉花产量的变异系数减小,种植棉花的风险降低;到2080s民勤棉花的参考作物蒸散量、耗水量和水分利用效率明显提高,棉花生长的用水需求提高,单位水分生产力上升。参考作物蒸散量和耗水量的变异系数增大,棉花受干旱影响的风险加大,水分利用效率变异系数减小,棉花生长的用水效率更稳定;在A2和B2的未来气候情景下,到2080s武威能满足棉花的正常生长,且在A2情景下获得了较高产量,仅从气候变化方面来考虑,未来石羊河流域棉花适宜种植区将扩大,棉花生产存在一定潜力;当假设其他条件不变时,到2080s,A2情景下适当推迟播期,B2情景下适当提前播期有利于棉花增产。选择早中熟品种替换早熟品种,A2情景下产量明显增加,而B2情景下产量下降,品种的替换存在一定风险。到2080s随着灌溉量的减少棉花产量明显下降,未来如果灌溉量不足、生产用水让位于生态用水将增加石羊河流域棉花生产的风险。

关键词：气候变化棉花模型产量生育期耗水

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基于功能结构模型的鲜切百合群体光截获模拟

中国农业气象 2019年第1期40卷 41-50页

作者：李超顾生浩张立祯北京市气候中心北京100089 北京农业信息技术研究中心北京100097 数字植物北京市重点实验室北京100097 中国农业大学资源与环境学院北京100193

针对鲜切百合株型设计和优化栽培手段不足的问题,通过田间试验和系统模拟对单株百合生长发育过程形态变化进行仿真模拟,构建百合功能结构模型,并利用叶倾角、叶序、出芽方向、出苗时间等关键生育参数在合理范围内的随机发生,实现对鲜切... 详细信息

针对鲜切百合株型设计和优化栽培手段不足的问题,通过田间试验和系统模拟对单株百合生长发育过程形态变化进行仿真模拟,构建百合功能结构模型,并利用叶倾角、叶序、出芽方向、出苗时间等关键生育参数在合理范围内的随机发生,实现对鲜切百合群体生长动态的三维重建。通过设置不同种植时间(4月10、20、30日和5月10、20、30日)、种植密度(66.7、33.3、22.2、16.7、13.3、11.1株·m-2)和不同株型(叶倾角分别为20°、30°、40°、50°、60°、70°和80°)的模拟情景,利用三维建模平台GroIMP中的辐射模型对百合群体累积光截获进行定量分析。结果表明,4月20日种植有助于百合群体获得最大累积光截获,叶倾角为20°的百合群体能够获得最大累积光截获。百合功能结构模型能够优化栽培管理、设计优势株型,为鲜切百合种质资源评价和株型基因改良提供理论依据和技术支撑。

关键词：百合花光合有效辐射分期播种理想株型作物模型

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农牧交错带不同间套作模式的土地生产力

农业工程学报 2013年第6期29卷 129-141页

作者：苟芳张立祯董宛麟于洋邸万通赵沛义妥德宝潘学标中国农业大学资源与环境学院农业气象系农业部武川农业环境科学观测实验站北京100193 内蒙古农牧业科学院植物营养与分析研究所呼和浩特010031 瓦格宁根大学作物系统与分析中心荷兰瓦格宁根6807PB

农牧交错带不同带状间套作不但是一种高产高效的生产技术,而且还是一种冬春季节防风固沙的生态保护措施。研究间套作对作物干物质积累过程和产量的影响,对于合理利用间套作技术提高土地生产力和改善生态环境有重要意义。该研究从2009年... 详细信息

农牧交错带不同带状间套作不但是一种高产高效的生产技术,而且还是一种冬春季节防风固沙的生态保护措施。研究间套作对作物干物质积累过程和产量的影响,对于合理利用间套作技术提高土地生产力和改善生态环境有重要意义。该研究从2009年到2011年在内蒙古武川县进行大田试验,通过地上部干物质质量随大于0℃有效积温增长的指数线性(expolinear)关系对不同作物间作和单作的地上部干物质增长动态进行拟合,量化了间作模式下作物的生长速率的变化和生长与发育延缓的程度。采用土地当量比(land equivalent ratio,LER)研究了农牧交错带几种典型间作模式的土地生产力。结果表明:向日葵/马铃薯、莜麦/马铃薯和莜麦/豆类大带宽(2m:2m带宽)间作具有显著的产量优势,基于经济产量的土地当量比LER分别为1.12、1.09和1.05,说明间作能提高土地生产力5%～12%。窄带宽模式(1m:1m带宽)间作优势小于大带宽模式,而且年际间的变幅较大。间作显著提高了向日葵收获指数,对其他作物收获指数的影响不显著。间作中高秆作物如莜麦在莜麦和豆类的间作中具有显著的边行优势。间作和单作相比,显著降低了作物最大生长速率(cm);但相对生长速率rm和单作的差异不显著;在间作中,矮秆作物(马铃薯和箭舌豌豆)的生长进程都有不同程度的延缓,到达冠层最大盖度时所需的有效积温比单作多117～387℃·d,考虑到试验区作物生长季内的日平均温度为15℃左右,这2种间作作物的生长延缓了约8～26d。总体来讲,农牧交错带的这几种典型带状间作种植模式都具有一定的间作产量优势和更高的经济效益,特别是大带宽间作模式,间作优势较为明显,而且还能降低农业生产的气候和市场风险。

关键词：土地利用作物土壤带状间作迟发土地当量比(LER) 生物篱风障

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近30年我国棉花需水特征

应用生态学报 2016年第5期27卷 1541-1552页

作者：马有绚张武张立祯兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室兰州730000 中国农业大学资源与环境学院北京100193

利用1981—2010年我国棉花全生育期和各生育阶段降水资料,分析在不同年降水量保证率条件下,棉花全生育期降水和需水量的变化特征.结果表明:我国棉花全生育期降水分布总体稳定少变,由南至北降水量递减;棉花全生育期需水量分布情况相似,... 详细信息

利用1981—2010年我国棉花全生育期和各生育阶段降水资料,分析在不同年降水量保证率条件下,棉花全生育期降水和需水量的变化特征.结果表明:我国棉花全生育期降水分布总体稳定少变,由南至北降水量递减;棉花全生育期需水量分布情况相似,新疆地区需水量较全国其他地方多;降水盈亏0毫米线在35°N附近,最大亏缺量在1000 mm左右,最大盈余量在800~1200 mm.各生育阶段需水量以下降趋势为主,尤其是开花-吐絮期更为明显,棉花全生育期需水量Kendall倾斜度为-3.6673^-0.3733.

关键词：降水保证率棉花需水量降水盈亏

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向日葵和马铃薯间作条件下氮素的吸收和利用

农业工程学报 2013年第7期29卷 98-108页

作者：董宛麟于洋张立祯潘志华苟芳邸万通赵沛义潘学标中国农业大学资源与环境学院农业气象系北京100193 农业部武川农业环境科学观测实验站呼和浩特010031 长春市双阳区气象局吉林130600 内蒙古农牧业科学院植物营养与分析研究所呼和浩特010031

间套作不但能提高作物产量和资源利用效率,也是有效降低土壤风蚀的重要措施。明确间套作体系中氮素竞争与互补机理,提高氮素利用效率对区域农业可持续发展有着重要意义。该研究于2010年和2011年在内蒙古武川进行了大田试验,利用半微量... 详细信息

间套作不但能提高作物产量和资源利用效率,也是有效降低土壤风蚀的重要措施。明确间套作体系中氮素竞争与互补机理,提高氮素利用效率对区域农业可持续发展有着重要意义。该研究于2010年和2011年在内蒙古武川进行了大田试验,利用半微量凯氏定氮方法测定植株各器官氮素含量和氮吸收量,探讨间作中作物对氮素吸收和利用的特征。结果表明,从系统角度出发,向日葵和马铃薯间作系统的氮吸收当量比(NER)为0.95～1.02,差异不显著,这种间作模式对作物氮的吸收效率没有影响。从作物角度出发,间作没有显著提高向日葵的氮素吸收和利用效率,却降低了系统中马铃薯的氮素吸收和利用效率。间作中,向日葵氮偏吸收当量比为0.53～0.74,大于其种植比例(50%),说明间作向日葵具有显著的氮素竞争和吸收优势;而马铃薯氮偏吸收当量比为0.28～0.42,低于其在间作中所占的比例(50%),处于显著劣势。间作马铃薯产量(鲜薯质量,80%含水率)的氮素生理利用效率(NPE)为249.2g/g,略低于单作(269.8g/g),其中4行马铃薯:4行向日葵(4P:4S)间作马铃薯的NPE为238.2g/g,显著低于单作。4P:4S间作向日葵产量(籽粒质量,12%含水率)的NPE为30.1g/g,高于单作(25.9g/g)和2行马铃薯:2行向日葵(2P:2S)间作的NPE(22.8g/g)。在4P:4S间作模式中,向日葵的NPE有所提高,作为代价,降低了马铃薯的NPE。间作中马铃薯的收获指数HI(0.83)低于单作(0.87),间作向日葵的HI(0.40)高于单作的HI(0.33)。间作作物NPE的变化主要受作物收获指数HI的影响。

关键词：氮素稀释试验间套作氮素利用效率单位叶面积氮含量(SLN)

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向日葵和马铃薯间作的生育期模拟模型

应用生态学报 2012年第10期23卷 2773-2778页

作者：苟芳张立祯董宛麟于洋邸万通沈姣姣中国农业大学资源与环境学院北京100193

向日葵和马铃薯间作是我国北方农牧交错带的一种重要种植方式,准确模拟其间套作的发育时期对评价和优化间套作种植具有重要意义.以生理发育时间为基础建立了向日葵和马铃薯单作、间作的生育期模拟模型,并利用2010—2011年的大田试验数... 详细信息

向日葵和马铃薯间作是我国北方农牧交错带的一种重要种植方式,准确模拟其间套作的发育时期对评价和优化间套作种植具有重要意义.以生理发育时间为基础建立了向日葵和马铃薯单作、间作的生育期模拟模型,并利用2010—2011年的大田试验数据对模型进行检验.结果表明:生育期模拟值与观测值的符合度较好,播种—出苗期、出苗—开花期、开花—成熟期和全生育期的均方差根(RMSE)分别为1.2、2.9、2.4和2.6d,误差<5%.模型既有较强的机理性,又有较好的适用性,为探索间套作条件下作物的生长发育规律提供了良好工具.

关键词：间套作马铃薯向日葵热效应作物模型

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向日葵和马铃薯间作模式的生产力及水分利用

农业工程学报 2012年第18期28卷 127-133页

作者：董宛麟张立祯于洋苟芳赵沛义妥德宝潘学标中国农业大学资源与环境学院农业气象系北京100193 农业部武川农业环境科学观测实验站北京100193 内蒙古农牧业科学院植物营养与分析研究所呼和浩特010031

本研究通过对不同间作模式中作物水分吸收和利用的分析比较,探讨间作提高产量的机理,提出适合当地生态环境的最优间作模式,并提供一定理论依据。于2009年和2010年在内蒙古武川进行了大田试验,研究马铃薯/向日葵不同间作模式水分吸收和利... 详细信息

本研究通过对不同间作模式中作物水分吸收和利用的分析比较,探讨间作提高产量的机理,提出适合当地生态环境的最优间作模式,并提供一定理论依据。于2009年和2010年在内蒙古武川进行了大田试验,研究马铃薯/向日葵不同间作模式水分吸收和利用,结果表明,马铃薯/向日葵2种间作模式:2行马铃薯:2行向日葵(2P:2S)和4行马铃薯:4行向日葵(4P:4S)的土地当量比LER为1.2～1.3,都具有较强的间作产量优势。其中,4P:4S间作体系2年平均的LER为1.26,间作优势最大。4P:4S间作马铃薯的农田蒸散量ET与单作马铃薯的ET相比差异不显著。单作向日葵和间作向日葵的农田蒸散量ET无显著差异。虽然,2P:2S间作模式和4P:4S间作模式的马铃薯水分利用效率WUE比单作分别降低了81%和66%,但2种间作模式下向日葵的水分利用效率与单作相当。因此,在马铃薯和向日葵间作模式中,整体的水分利用效率提高了,水分当量比WER在1.2～1.3,其中4P:4S间作系统的水分当量比2a均为1.3,说明该体系具有显著的水分利用优势。综合分析认为,马铃薯/向日葵间作特别是4P:4S间作模式有利于提高土地生产力和农田水分的利用效率,在可持续雨养农业发展中具有很好的应用价值。

关键词：蒸散量水分土壤马铃薯/向日葵间作水分当量比土地当量比风障

MIKE FLOOD模型在北京清河流域洪涝模拟中的有效性验证

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水利水电技术（中英文） 2021年第S2期52卷 157-163页

作者：卢丽潘学标张立祯北京市南水北调大宁管理处北京102400 中国农业大学资源与环境学院北京100193

近年来,由于极端降水事件频发和城镇化步伐加快,大中城市小流域的防汛压力急剧增大。城市中下垫面硬化面积较大,流域内的降雨径流加大,产汇流加快,预报预警准确率降低,造成防汛响应效率低。本文以首都中心区北部的清河流域为研究对象,... 详细信息

近年来,由于极端降水事件频发和城镇化步伐加快,大中城市小流域的防汛压力急剧增大。城市中下垫面硬化面积较大,流域内的降雨径流加大,产汇流加快,预报预警准确率降低,造成防汛响应效率低。本文以首都中心区北部的清河流域为研究对象,定量分析了流域内的土地利用现状、地形因素及防洪泄洪能力,应用1986—2014年的气象数据和和洪涝发生记录,率定了城市洪涝模型MIKE FLOOD,进行了参数的本地化和模型验证。结果表明,率定后的模型模拟值与实际观测的水位和洪峰动态均较吻合。结果表明该模型可用于流域极端降水和洪水的模拟分析。本研究为数字化、精细化流域洪涝管理提供了重要技术支撑。

关键词：流域洪水水文模型降水径流