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受渍冬小麦不同叶位叶片的SPAD高光谱估算

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生态学杂志 2024年第3期43卷 733-740页

作者：高小梅李燕丽熊勤学徐乐李继福李新竹王晓军湿地生态与农业利用教育部工程研究中心长江大学农学院湖北荆州434025

实时、准确获取叶绿素含量信息对及时了解农作物受害程度、指导农业生产和估测产量等具有重要意义。为探索受渍冬小麦各层叶片叶绿素相对含量(SPAD)的最优估测模型,本研究设置排灌可控的冬小麦渍害胁迫梯度微区试验,分析了15个常用高光... 详细信息

实时、准确获取叶绿素含量信息对及时了解农作物受害程度、指导农业生产和估测产量等具有重要意义。为探索受渍冬小麦各层叶片叶绿素相对含量(SPAD)的最优估测模型,本研究设置排灌可控的冬小麦渍害胁迫梯度微区试验,分析了15个常用高光谱特征指数与SPAD的相关关系,并对基于多元线性回归、支持向量机、BP神经网络、决策树和随机森林模型的受渍冬小麦各层叶片SPAD的估算结果进行了对比分析。结果表明:短期渍水(≤3 d)对冬小麦分层叶片的SPAD值影响不明显,当渍水时间大于9 d时,SPAD值随着渍水时间的增加降低较为明显,在生长后期为0;15个高光谱特征指数与SPAD均达到极显著相关水平(P利用高光谱信息进行受渍冬小麦SPAD估算时可采用平均SPAD值,且基于随机森林模型的估算结果较好。

关键词：高光谱特征指数 SPAD 冬小麦渍害随机森林模型

树脂包膜尿素配施普通尿素对直播稻田氨挥发、氮素径流和渗漏损失及产量的影响

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农业环境科学学报 2023年第9期42卷 2016-2026页

作者：周乾顺朱建强邹宇傲杨泽宇何明佳吴启侠长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

为探究树脂包膜尿素与普通尿素配施对直播稻田氮素损失的影响,于2021年开展大田试验,在施氮180 kg·hm^(-2)水平下,设置8个氮肥处理:树脂包膜尿素(基肥)∶普通尿素(分蘖肥)=4∶6(CRF4U6)、6∶4(CRF6U4)、8∶2(CRF8U2),一次性基施树脂包... 详细信息

为探究树脂包膜尿素与普通尿素配施对直播稻田氮素损失的影响,于2021年开展大田试验,在施氮180 kg·hm^(-2)水平下,设置8个氮肥处理:树脂包膜尿素(基肥)∶普通尿素(分蘖肥)=4∶6(CRF4U6)、6∶4(CRF6U4)、8∶2(CRF8U2),一次性基施树脂包膜尿素(CRF10U0);普通尿素(基肥)∶普通尿素(分蘖肥)=4∶6(C4U6)、6∶4(C6U4)、8∶2(C8U2);以不施氮处理为对照(CK)。结果表明:施树脂包膜尿素处理(CRFU系列)基肥期氨挥发通量峰值显著低于施普通尿素处理(U系列),水稻整个生育期氨挥发损失量以CRF10U0最低,CRF8U2次之,其氨挥发损失率分别为7.35%和8.92%。CRFU系列水稻生育期总氮(TN)径流流失率均显著低于U系列,以CRF10U0最低,CRF8U2次之,其流失率仅为1.69%和2.04%,原因是直播稻田径流主要发生在施基肥后,而CRFU系列基肥期(5月22日、5月26日)径流TN浓度显著低于U系列。直播稻田30 cm处渗漏水中氮素以NH^(+)_(4)-N为主,基肥期CRFU系列30 cm处渗漏水中TN、NH^(+)_(4)-N浓度峰值显著低于U系列,水稻整个生育期氮素渗漏损失量CRFU系列显著低于U系列,以CRF10U0最低,CRF8U2次之,其渗漏淋失率分别为2.90%、3.18%。CRF8U2与C4U6产量显著高于其他处理(CRF10U0除外),而CRF8U2产投比仅比C4U6低4.90%。综合考虑氮素损失、产量和产投比等多方面因素,CRF8U2施肥模式更加贴合直播稻实际生产。

关键词：直播稻氨挥发径流渗漏氮素流失树脂包膜尿素

不同稻作模式下品种混作对稻纵卷叶螟发生和水稻生长的影响

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生态学杂志 2021年第9期40卷 2783-2792页

作者：张海维姜硕琛孔盼杜斌朱建强长江大学农学院湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

水稻稻纵卷叶螟是我国水稻产区的主要害虫之一,生产中通常采取化学方法进行防治。然而,化学方法有残留,对环境有影响,特别是在稻虾共生模式下化学防治增加了小龙虾健康养殖的风险,因此探索利用生物多样性防治水稻病虫害十分必要。针对... 详细信息

水稻稻纵卷叶螟是我国水稻产区的主要害虫之一,生产中通常采取化学方法进行防治。然而,化学方法有残留,对环境有影响,特别是在稻虾共生模式下化学防治增加了小龙虾健康养殖的风险,因此探索利用生物多样性防治水稻病虫害十分必要。针对稻虾共生模式和传统的一季中稻模式,本研究开展了不同水稻品种混作田间试验,观察了4个品种单作(Y两优911、黄华占、美香占2号和象牙香占)和2组2个品种混作(Y两优911+美香占2号,美香占2号+象牙香占)下水稻稻纵卷叶螟发生情况,测定了水稻主要生长代谢指标。结果表明:与稻虾共生模式相比,在传统中稻模式下,水稻卷叶率增加了173.93%,水稻的株高、茎蘖数、叶面积指数(LAI)和地上部分干物重(DW)分别高5.82%、16.44%、19.51%和15.84%;叶片的蜡质含量、SPAD和净光合速率(Pn)分别高11.09%、3.36%和6.50%;有效穗和产量分别高17.58%和20.69%。与水稻单作相比,品种混作整体上降低了卷叶率,增加了茎蘖数、LAI和DW;当叶片硅含量、蜡质含量和Pn差异较大的品种混作时,混作群体数值在两个混作品种单作的数值之间,而混作群体的SPAD通常低于两个混作品种单作的数值;混作后,有效穗数和每穗粒数处于两个混作品种单作的数值之间,而结实率和千粒重无显著差异;混作对产量的影响因品种自身和环境而异。因此,可将水稻品种混作作为稻纵卷叶螟绿色防控的有效手段。

关键词：稻虾共生品种混作稻纵卷叶螟卷叶率水稻产量

不同施肥模式对克氏原螯虾稻田养殖水体浮游植物群落结构的影响

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水生生物学报 2022年第3期46卷 410-418页

作者：王海艳毛文静董泽涛杨军朱建强长江大学农学院荆州434025 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心荆州434025

为探讨在克氏原螯虾(Procambarus clarkii)稻田养殖水体中施用不同肥料对浮游植物群落结构的影响,以湖北省荆州市太湖农场稻虾模式试验基地为场所,于2019年4—5月进行试验,设置施化肥、施有机肥和施有机-无机复混肥3个处理。每块稻田中... 详细信息

为探讨在克氏原螯虾(Procambarus clarkii)稻田养殖水体中施用不同肥料对浮游植物群落结构的影响,以湖北省荆州市太湖农场稻虾模式试验基地为场所,于2019年4—5月进行试验,设置施化肥、施有机肥和施有机-无机复混肥3个处理。每块稻田中克氏原螯虾的放养密度为2.30ind/m^(2)。结果发现,施化肥、施有机肥和施有机-无机复混肥稻田中分别鉴定出浮游植物74、81和81种;浮游植物丰度和生物量变化范围分别为(0.78—30.32)×10^(6) ind./L、0.55—26.00 mg/L,且均以绿藻和隐藻占优势,群落动态主要表现为这两类植物的变动,浮游植物丰度和生物量总体表现为化肥>有机-无机复混肥>有机肥。施有机肥和施有机-无机复混肥的浮游植物均匀度指数和多样性指数均高于施化肥,且浮游植物群落能维持更加稳定的状态。浮游植物群落随时间表现出明显的动态变化,其中水温和营养盐对浮游植物的影响最大。在稻田养殖水体中施用有机-无机复混肥具有促进浮游植物生长、改善浮游植物群落结构的效果,施有机-无机复混肥优于单施化肥或有机肥。

关键词：浮游植物施肥稻田群落结构克氏原螯虾

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涝胁迫对杂交中稻形态和产量的影响

中国农业气象 2016年第2期37卷 188-198页

作者：吴启侠朱建强晏军黄成涛长江大学农学院荆州434025 湿地生态与农业利用教育部工程研究中心荆州434025

湖北平原地区夏季降水多,水稻易受涝害,为了解涝对杂交水稻生长及产量的影响,以杂交中稻丰两优香1号为试材,在拔节期、孕穗期和灌浆期分别设计不同涝淹深度和受涝时间的胁迫试验。结果表明：杂交中稻受涝胁迫后,植株高度、节间长度均增... 详细信息

湖北平原地区夏季降水多,水稻易受涝害,为了解涝对杂交水稻生长及产量的影响,以杂交中稻丰两优香1号为试材,在拔节期、孕穗期和灌浆期分别设计不同涝淹深度和受涝时间的胁迫试验。结果表明：杂交中稻受涝胁迫后,植株高度、节间长度均增长,灌浆期、孕穗期受涝胁迫后植株高度增长幅度大于拔节期,可用二元一次方程拟合水稻株高增长量（Y_（PH））、节间长度（Y_（IL））与受涝天数（D）和涝淹深度（H）之间的关系,涝淹深度对植株高度、节间长度的影响大于受涝天数。不同生育期受涝水稻减产顺序表现为孕穗期〉拔节期〉灌浆期,可用二元一次方程拟合水稻相对产量（Ry）与受涝天数（D）和涝淹深度（H）的关系,拔节期和灌浆期受涝天数对产量的影响大于受涝深度,而孕穗期涝淹深度的影响大于受涝天数。拔节期受涝胁迫结实率显著下降,孕穗期结实率和千粒重显著下降,灌浆期主要表现为结实率显著下降,其次是千粒重下降。拔节期、孕穗期和灌浆期受涝胁迫后,穗下部籽粒结实率的相对湿害指数分别为0.69%~44.01%、20.87%~71.14%（没顶淹9d为100%）、3.15%~81.84%;穗中部籽粒结实率的相对湿害指数分别为4.49%~32.36%、14.31%~62.21%（没顶淹9d为100%）、10.02%~66.89%;穗上部籽粒结实率的相对湿害指数分别为-0.77%~14.72%、7.64%~50.10%（没顶淹9d为100%）、2.75%~59.66%。

关键词：杂交水稻淹涝受涝时间株高节间产量结实率

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油菜耐渍机理解析及遗传改良研究进展

作物学报 2024年

作者：谢伶俐李永铃许本波张学昆长江大学农学院湿地生态与农业利用教育部工程研究中心

渍害胁迫是农业生产中重要的非生物逆境之一，主要通过低氧胁迫、离子毒害等抑制植物生长。油菜对渍害胁迫非常敏感，任何生育期遭遇渍害胁迫均可导致其生长发育受阻，进而影响产量和品质。油菜主要通过过量ROS清除、转变能量代谢方式... 详细信息

渍害胁迫是农业生产中重要的非生物逆境之一，主要通过低氧胁迫、离子毒害等抑制植物生长。油菜对渍害胁迫非常敏感，任何生育期遭遇渍害胁迫均可导致其生长发育受阻，进而影响产量和品质。油菜主要通过过量ROS清除、转变能量代谢方式、内源激素调控等响应和适应渍害胁迫。为加快油菜耐渍性遗传改良的步伐，本文综述了油菜耐渍性改良需求变化、渍害胁迫对油菜生长发育及产量品质的影响、油菜响应渍害胁迫的生理和分子机制，油菜耐渍抗性改良的主要技术途径，以期为深入研究油菜耐渍机制和培育耐渍油菜新品种提供理论指导。

关键词：油菜渍害胁迫需求变化适应机制遗传改良

江汉平原小麦孕穗期空气相对湿度升高的产量效应

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中国农业科学 2014年第19期47卷 3769-3779页

作者：王小燕赵晓宇陈恢富王晓玲熊勤学长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心

【目的】江汉平原为湖北省小麦主产区之一,小麦孕穗至成熟期空气相对湿度偏高是限制该地区小麦籽粒产量提高的重要气候因素。随着全球气候变化,在空气温度逐年升高的同时,空气中水汽的含量也在相应增加。论文旨在研究空气相对湿度升高... 详细信息

【目的】江汉平原为湖北省小麦主产区之一,小麦孕穗至成熟期空气相对湿度偏高是限制该地区小麦籽粒产量提高的重要气候因素。随着全球气候变化,在空气温度逐年升高的同时,空气中水汽的含量也在相应增加。论文旨在研究空气相对湿度升高对小麦的产量效应,以期为提高江汉平原小麦籽粒产量奠定理论基础。【方法】在系统分析江汉平原近30年空气相对湿度分布特征的基础上,通过人工气候室等设施于小麦孕穗期进行高空气湿度处理(处理时间为10 d),并以外界空气湿度处理为对照,于处理第5天、处理第10天、恢复后第5天、恢复后第15天等时期取样,分析孕穗期空气相对湿度升高对小麦旗叶光合特性、旗叶及倒三叶SPAD值、叶片衰老进程、根系活力、株高、干物质积累量、籽粒产量及产量构成因素等的影响。【结果】(1)1983—2013年江汉平原空气相对湿度呈不规则波动,2—5年为一个周期,孕穗期空气相对湿度达78%以上年份有12个;2011—2012年度及2012—2013年度江汉平原小麦孕穗期空气相对湿度偏高,平均分别为77.4%和79.1%;表明江汉平原小麦孕穗期高空气湿度天气频繁出现。(2)人为增加空气相对湿度达100%条件下,与对照相比,旗叶及倒三叶SPAD值均降低,其中高空气湿度处理第5天差异不显著,第10天差异达显著水平;恢复正常空气湿度后,高空气湿度处理与对照间差异幅度缩小,但仍低于对照水平。(3)空气湿度升高对旗叶光合速率的影响与SPAD一致,即空气相对湿度升高,旗叶光合速率下降,撤除高空气相对湿度处理后,旗叶光合速率与对照间差异减小。(4)人为增加空气相对湿度达100%条件下,分析旗叶及倒三叶丙二醛含量及根系活力表明,空气相对湿度升高,叶片膜质过氧化加速、根系活力降低,撤除高空气湿度处理后,叶片膜质过氧化程度及根系活力与对照间差异幅度均减小,但仍显著低于对照水平,表明高空气湿度对叶片衰老及根系活力的副效应是不可逆转的。(5)空气相对湿度升高,植株干物质积累量及籽粒产量均显著降低,成熟期干物质积累量较对照降低5.5%,籽粒产量降低10.0%,其中籽粒产量降低归因于穗粒数和穗粒重的降低,分析表明穗粒数较对照降低6.0%,穗粒重较对照降低4.2%。【结论】在本试验条件下,孕穗期空气相对湿度升高导致小麦旗叶光合速率等光合指标下降、膜质过氧化加速、根系活力降低,最终生物产量(含株高)和籽粒产量均显著降低,其中籽粒产量的降低主要归因于穗粒数的降低,其次为穗粒重。

关键词：小麦江汉平原空气相对湿度孕穗期产量

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模拟夏季陆源输入对长湖浮游植物群落的影响

水生态学杂志 2023年

作者：章叶飞李滔张露胡琴刘章勇朱建强杨军长江大学农学院长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心

近年来，由于全球气候变暖，强降雨等极端气候事件暴发的频次和强度呈显著增加趋势，强降雨事件可导致大量陆源营养物质输入湖泊，从而对湖泊生态系统造成严重影响。2021年夏季在长湖试验基地设置无陆源输入（CK）、低输入（LR）、中输... 详细信息

近年来，由于全球气候变暖，强降雨等极端气候事件暴发的频次和强度呈显著增加趋势，强降雨事件可导致大量陆源营养物质输入湖泊，从而对湖泊生态系统造成严重影响。2021年夏季在长湖试验基地设置无陆源输入（CK）、低输入（LR）、中输入（MR）、高输入（HR）4个处理，以模拟夏季高温多雨背景下陆源营养物质输入对湖泊生态系统的影响。试验期间共鉴定出浮游植物6门79种，其中CK、LR、MR和HR处理分别鉴定出浮游植物68、71、69和64种，且均以绿藻门种类数最多，分别达29、28、27和26种，CK处理优势种主要为小球藻属（Chlorella sp.）、双对栅藻（Scenedesmus bijuga）、惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii）和水华束丝藻（Aphanizomenon flosaquae），而陆源输入处理优势种主要为色球藻属（Chroococcus sp.）、假鱼腥藻属（Pseudanabaena sp.）和惠氏微囊藻。陆源输入的增加提高了水体中营养盐含量及浮游植物丰度、生物量、多样性和群落转换率，其中LR、MR和HR处理的浮游植物群落转换率较CK处理分别提高了34.95%、35.01%和37.64%，但浮游植物资源利用效率较CK处理分别降低了4.25%、10.80%和25.52%，群落结构向以蓝藻为优势方向发展。线性回归模型显示，不同处理浮游植物的影响因子存在差异，其中CK和LR处理浮游植物与溶解氧呈显著（P研究可为长湖水生态系统的监测和管理提供科学依据。

关键词：强降雨陆源输入浮游植物群落转换率资源利用效率

水深对克氏原鳌虾稻田养殖水体浮游植物群落结构的影响

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生态学杂志 2023年第8期42卷 1920-1927页

作者：张露李滔章叶飞王海艳习小杰朱建强杨军长江大学农学院湖北荆州434025 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

于2021年4—5月在湖北省荆州市长江大学农业科技园稻虾试验地进行试验,试验设置0.6 m(D1)、0.9 m(D2)、1.2 m(D3)和1.5 m(D4)四种环沟水深处理,以了解克氏原鳌虾(Procambarus clarkii)稻田养殖水体中环沟水深对浮游植物群落结构的影响... 详细信息

于2021年4—5月在湖北省荆州市长江大学农业科技园稻虾试验地进行试验,试验设置0.6 m(D1)、0.9 m(D2)、1.2 m(D3)和1.5 m(D4)四种环沟水深处理,以了解克氏原鳌虾(Procambarus clarkii)稻田养殖水体中环沟水深对浮游植物群落结构的影响。结果表明:D1、D2、D3和D4处理共鉴定出浮游植物8门10^(6)种,且均以绿藻门种类为主,分别占各处理的50.67%、46.83%、46.91%和46.38%,主要优势种为拟菱形弓形藻(Schroederia nitzschioides)、小球藻属(Chlorella sp.)和具尾蓝隐藻(Chroomonas caudata);浮游植物丰度和生物量分别为0.82×10^(6)~99.74×10^(6)cells·L^(-1)和0.77~27.21 mg·L^(-1),以D1处理的浮游植物丰度和生物量最低,D4处理的丰度和D2处理的生物量最高;浮游植物多样性指数显示,稻田水体水质整体介于清洁-中污染型,D1处理的Margalef指数、Pielou指数和Shannon指数均高于其他处理;冗余分析表明,溶解氧和水温对稻田浮游植物优势种的影响最大。在稻田养殖水体中保持浅水有利于浮游植物的生长和提升浮游植物现存量。

关键词：浮游植物稻田水深克氏原鳌虾