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基于水热耦合的冬小麦-夏玉米产量响应与变化预测 被引量：1
1
作者 任贺靖 路凯超 +1 位作者 蔡甲冰 侯立柱 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期429-443,484,共16页
全球气候变化对未来粮食产量影响巨大。水分和温度是冬小麦-夏玉米生长过程中最重要的环境因子,显著影响其产量。利用华北平原保定灌溉试验站2006—2015年冬小麦-夏玉米灌溉试验数据对AquaCrop模型进行参数率定与校核,依据Blank型、Stew... 全球气候变化对未来粮食产量影响巨大。水分和温度是冬小麦-夏玉米生长过程中最重要的环境因子,显著影响其产量。利用华北平原保定灌溉试验站2006—2015年冬小麦-夏玉米灌溉试验数据对AquaCrop模型进行参数率定与校核,依据Blank型、Stewart型、Jensen型、Minhas型4种经典的水分生产函数,构建冬小麦-夏玉米生育期内各阶段积温、耗水量和产量之间的水热生产函数;在此基础上,利用第六次国际耦合模式比较计划CMIP6中海-气耦合全球气候MIROC6模式数据来考虑未来气候变化情景,对低强迫排放情景(SSP1-RCP2.6和SSP4-RCP3.4)、中等强迫排放情景(SSP2-RCP4.5)、中等至高强迫排放情景(SSP3-RCP7.0)和高强迫排放情景(SSP5-RCP8.5)等5种未来气候变化情景的逐日降雨量与气温数据进行降尺度分析,并结合构建的水热生产函数对冬小麦-夏玉米产量变化进行分析和预测。结果表明:经多年灌溉试验数据校核后的AquaCrop模型可以较好地模拟该地区冬小麦-夏玉米生长过程,夏玉米产量模拟值与实测值间的决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、标准化均方根误差(NRMSE)和一致性系数(d)分别为0.91、0.58 t/hm^(2)、0.06、0.97,冬小麦分别为0.80、0.42 t/hm^(2)、0.10、0.94。通过AquaCrop模型模拟的多年数据构建了4种水热生产函数,其中Jensen型生产函数效果最好;冬小麦在抽穗-灌浆期对水分最敏感,返青-拔节期积温对产量影响效应最明显,而夏玉米在拔节-抽穗期对水分最敏感,本阶段积温对产量的影响效应也最明显。在未来气候变化的5种排放情景下,冬小麦潜在产量呈波动趋势,但均高于当前时期的多年平均潜在产量,在SSP3-RCP7.0情景更适合生长发育;夏玉米潜在产量整体呈上升趋势,在SSP1-RCP2.6情景更适合生长发育。在未来5种气候情景下,仅考虑水热条件补充灌溉对冬小麦潜在产量的贡献率为70%左右;生育期降雨量对夏玉米潜在产量的贡献率为94%左右。研究结果可评估未来气候变化下粮食作物产量变化情况,为保障国家粮食安全战略提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米 积温 产量 AquaCrop模型 水热耦合 CMIP6
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有机肥替代化学氮肥对冬小麦-夏玉米产量和土壤肥力的影响 被引量：3
2
作者 徐春燕 张倩 +2 位作者 贠一鸣 李岚涛 王宜伦 《河南农业大学学报》 北大核心 2025年第1期79-90,共12页
【目的】探明适宜砂质潮土地区作物增产及土壤肥力提升的有机肥方案,以期为该地区作物增产、土壤培肥提供理论依据。【方法】于2021年10月—2023年10月在河南省新乡县砂质潮土开展冬小麦-夏玉米田间试验,研究常规化肥(N0)、有机肥替代... 【目的】探明适宜砂质潮土地区作物增产及土壤肥力提升的有机肥方案,以期为该地区作物增产、土壤培肥提供理论依据。【方法】于2021年10月—2023年10月在河南省新乡县砂质潮土开展冬小麦-夏玉米田间试验,研究常规化肥(N0)、有机肥替代质量分数20%氮肥(N_(2)0)和有机肥替代质量分数40%氮肥(N40)处理对冬小麦-夏玉米生长性状、产量、养分积累量、土壤理化性状和胞外酶活性的影响。【结果】与常规化肥相比,有机肥替代部分化学氮肥显著提高冬小麦产量27.7%~36.3%,N_(2)0能提高2021—2022年、2022—2023年小麦-玉米轮作周年净收益分别为19.7%、10.5%。N_(2)0对冬小麦增产效果较好,可降低土壤容积质量,提高>0.250 mm粒径团聚体比例,增加冬小麦季土壤有机碳含量0.86~2.77 g⋅kg^(-1),增加全氮含量0.07~0.21 g⋅kg^(-1),提高乙酰氨基葡萄糖苷酶、α-葡糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶等酶活性,实现地上部氮素、磷素、钾素积累量与产量提升。N40提高后季夏玉米大喇叭口期叶绿素相对含量和叶面积指数分别为13.6%和8.7%,降低夏玉米冠层平均温度0.91~1.49℃,提高土壤有机碳、铵态氮、硝态氮、速效磷含量及地上部氮素、磷素、钾素积累量,夏玉米增产32.1%、19.0%。【结论】N_(2)0、N40均能提高冬小麦、夏玉米产量及氮磷钾素积累量,改善土壤理化性状,N_(2)0还能提高小麦-玉米轮作周年净收益,因此有机肥替代质量分数20%氮肥可作为豫北砂质潮土兼顾作物产量、地力提升和经济效益的施肥方案。 展开更多
关键词 有机肥替代化学氮肥 砂质潮土 冬小麦 夏玉米 产量 土壤理化性状
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基于不同机器学习方法的典型冬小麦-夏玉米农田CO_(2)通量模拟研究
3
作者 唐欢 叶剑 +3 位作者 殷华 高振翔 王锦杰 李成 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第5期1172-1184,共13页
为探究典型冬小麦-夏玉米农田CO_(2)通量的影响因素及不同机器学习模型对其模拟能力,本研究选取中国生态系统研究网络禹城综合试验站冬小麦-夏玉米农田为研究对象,基于气象、土壤和作物生长等数据,通过类别型特征提升(CATBoost)、极限... 为探究典型冬小麦-夏玉米农田CO_(2)通量的影响因素及不同机器学习模型对其模拟能力,本研究选取中国生态系统研究网络禹城综合试验站冬小麦-夏玉米农田为研究对象,基于气象、土壤和作物生长等数据,通过类别型特征提升(CATBoost)、极限梯度提升(XGBoost)、支持向量机(SVM)、人工神经网络(ANN)、随机森林(RF)和K近邻法(KNN)六种机器学习算法,分析其对逐日净生态系统碳交换量(NEE)、总初级生产力(GPP)和生态系统呼吸(Re)模拟的准确性。结果表明:对不同机器学习模型而言,CATBoost模型对农田NEE、GPP和Re模拟的准确性都优于其他模型,XGBoost模型次之。对不同输入变量组合而言,当包含气象变量、土壤变量和作物变量时各机器学习模型的模拟效果最佳,其次是包含气象变量和作物变量,而包含气象变量和土壤变量的模拟效果相对较弱。对不同农田类型而言,六种机器学习模型在不同输入变量组合下表现出冬小麦田NEE、GPP和Re的模拟效果优于对应的夏玉米田,其中冬小麦田GPP和Re的模拟准确性相近,且优于NEE;而夏玉米田NEE和GPP的模拟准确性相近,且优于Re。 展开更多
关键词 CO_(2)通量 机器学习模型 影响因素 模拟能力 冬小麦 夏玉米 农田
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冬小麦-夏玉米轮作模式下地下滴灌管埋深与耕作方式适配性研究
4
作者 张俊 慕飞 张琳琳 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第2期233-241,共9页
为确定适宜的地下滴灌毛管埋深与配套耕作方式,以关中地区冬小麦-夏玉米轮作区为研究对象,设置5种不同毛管埋深(0、10、20、30、40 cm)和2种耕作方式(旋耕和免耕),分析了不同处理对冬小麦-夏玉米生长和产量的影响。结果表明:与地表滴灌... 为确定适宜的地下滴灌毛管埋深与配套耕作方式,以关中地区冬小麦-夏玉米轮作区为研究对象,设置5种不同毛管埋深(0、10、20、30、40 cm)和2种耕作方式(旋耕和免耕),分析了不同处理对冬小麦-夏玉米生长和产量的影响。结果表明:与地表滴灌相比,地下滴灌促进了冬小麦-夏玉米生长及产量的形成。毛管埋深40 cm处理减缓了冬小麦-夏玉米前期株高和叶面积生长(2.42%~21.03%),显著降低了夏玉米干物质积累(8.47%)。与地表滴灌相比,冬小麦、夏玉米产量增幅分别为3.55%~7.68%和2.53%~5.16%。毛管埋深为30 cm和40 cm时,不同耕作方式处理之间无显著差异(P<0.05)。综合考虑田间生产实践,免耕与毛管埋深30 cm地下滴灌组合可作为关中地区冬小麦-夏玉米轮作较为适宜的种植模式。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米轮作 地下滴灌 毛管埋深 旋耕 免耕
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乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂对夏玉米耐热性和产量的调控效应
5
作者 孟凡琦 房孟颖 +7 位作者 罗艺 卢霖 董学瑞 王亚菲 郭丽娜 闫鹏 董志强 张凤路 《作物学报》 北大核心 2025年第5期1299-1311,共13页
高温热害已成为黄淮海地区夏玉米生产的重要限制性气候因子,增强玉米耐热性对保障该区域玉米稳产高产具有重要意义。为研究乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂(有效成分为乙烯利、甜菜碱和水杨酸,总有效成分含量42%,下文简称“EGS”)对夏玉米耐... 高温热害已成为黄淮海地区夏玉米生产的重要限制性气候因子,增强玉米耐热性对保障该区域玉米稳产高产具有重要意义。为研究乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂(有效成分为乙烯利、甜菜碱和水杨酸,总有效成分含量42%,下文简称“EGS”)对夏玉米耐热性和产量的调控效用及其作用机制,以郑单958 (ZD958)和豫单9953 (YD9953)为试验材料,采用随机区组试验设计,设置常温(CK)、高温(HT)和高温化控(TR)3个处理,TR为在玉米6展叶期叶面均匀喷施乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂, CK和HT处理喷施等量清水, 2021年设置V8、V12和VT共3个高温处理时期, 2022年设置V9和VT共2个高温处理时期。结果表明,相比CK,HT处理对玉米株高和穗位高无显著影响,单株叶面积下降3.6%;TR处理下,玉米株高、穗位高和单株叶面积相比CK分别显著下降10.9%、11.9%和7.3%,叶片净光合速率相比CK和HT分别显著提高6.3%和16.8%。TR处理增强了2个玉米品种叶片耐热性,促进了高温胁迫下玉米干物质积累和根系发育,叶片SOD活性、POD活性、可溶性蛋白含量、花期植株干重和根系干重相比HT分别增加6.6%、17.5%、15.2%、11.0%和16.3%, 2个品种ZD958和YD9953产量相比CK无显著差异,相比HT分别显著增加14.8%和14.2%。相关性分析和回归分析结果表明,产量与植株干重和根系干重密切相关。综上所述,叶面喷施乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂增强了高温胁迫下冠层干物质生产能力并促进了根系发育、进而缓解了高温对玉米产量的影响,可作为黄淮海夏玉米区抗热增产的重要栽培措施。 展开更多
关键词 乙烯利-甜菜碱-水杨酸合剂 夏玉米 高温 热形态建成 产量
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不同锌源叶面喷施对冬小麦和夏玉米产量及籽粒营养品质的影响 被引量：10
6
作者 颜为 孙金鞭 +6 位作者 吕洪国 黄萌 王志伟 齐世军 崔振岭 薛艳芳 刘开昌 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期504-515,共12页
为探明不同锌源叶面肥喷施对小麦和玉米产量、籽粒矿质元素含量及锌、铁生物有效性的影响,对冬小麦-夏玉米轮作体系开展不同叶面肥喷施试验。小麦季设置去离子水(CK1)、尿素(CK2)、尿素+纳米氧化锌(U+ZnO)、尿素+壳聚糖纳米锌(U+ZnCNP)... 为探明不同锌源叶面肥喷施对小麦和玉米产量、籽粒矿质元素含量及锌、铁生物有效性的影响,对冬小麦-夏玉米轮作体系开展不同叶面肥喷施试验。小麦季设置去离子水(CK1)、尿素(CK2)、尿素+纳米氧化锌(U+ZnO)、尿素+壳聚糖纳米锌(U+ZnCNP)、尿素+普通七水硫酸锌(U+Zn)5种叶面肥处理;玉米季增加尿素与锌铁硒多元混合喷施处理(U+Zn/Fe/Se)。结果表明:各叶面肥喷施处理对小麦和玉米籽粒产量均无显著影响,但对籽粒微量元素含量有显著影响。不同锌源与尿素混合叶面肥对小麦籽粒锌含量强化效果由弱到强依次为U+ZnCNP<U+ZnO<U+Zn。与CK2处理相比,处理U+Zn使小麦籽粒锌含量显著提高77.7%(从22.80 mg·kg^(-1)增加至40.52 mg·kg^(-1))、籽粒植酸与锌(PA/Zn)摩尔比显著下降42.1%,使籽粒锌生物有效性(TAZ)显著提高74.5%。对于玉米,与CK2处理相比,处理U+Zn/Fe/Se使籽粒锌含量提高32.3%(从14.93 mg·kg^(-1)增加至19.60 mg·kg^(-1))、硒含量显著提高12.7倍(从17.66μg·kg^(-1)增加至242.04μg·kg^(-1))、籽粒PA/Zn摩尔比显著下降27.0%,使籽粒TAZ显著提高36.9%,使整个植株或玉米秸秆磷与锌(P/Zn)和磷与铁(P/Fe)摩尔比降低。研究表明,叶面喷施普通七水硫酸锌是提高小麦、玉米籽粒锌含量和生物有效性的最佳形式,其强化小麦籽粒锌效果优于玉米。叶面喷施尿素与锌铁硒混合溶液可同时提高玉米籽粒锌、硒含量及锌、铁生物有效性(籽粒、全株、秸秆),是解决人体或动物微量元素营养缺乏的有效农艺强化措施。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米轮作 不同锌源 锌铁生物有效性 叶面喷施 微量元素含量
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华北平原冬小麦-夏玉米农田生态系统土壤自养和异养呼吸模型构建 被引量：6
7
作者 吴丹咏 王秀君 雷慧闽 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2364-2378,共15页
土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机... 土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要过程,准确估算土壤呼吸对估算陆地生态系统碳源汇具有重要意义。通过在华北平原典型农田内开展土壤呼吸及其组分的原位观测实验,构建了适用于华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的半经验半机理土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型。结果表明,冬小麦-夏玉米农田土壤异养呼吸模型可表达为土壤温度和土壤水分的函数,其中,土壤温度对土壤异养呼吸的影响适合用Arrhenius方程描述,而土壤水分的影响适合用对称的倒抛物线描述。验证表明,该模型的R^(2)和RMSE分别为0.68和0.52μmol m^(-2)s^(-1)。土壤自养呼吸模型包括维持呼吸和生长呼吸两个模块,其中,维持呼吸表达为土壤温度和叶面积指数的函数,其形式分别为Van′t Hoff指数方程和米氏方程;生长呼吸表达为总初级生产力与维持呼吸之差的线性函数。冬小麦季和夏玉米季土壤自养呼吸模型的结构相同,但是两种作物的模型参数差异较大。验证表明,冬小麦季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.64和0.50μmol m^(-2)s^(-1),夏玉米季土壤自养呼吸模型的R2和RMSE分别为0.67和0.37μmol m^(-2)s^(-1)。相比于不区分土壤异养呼吸和土壤自养呼吸的土壤总呼吸模型,本研究构建的土壤异养呼吸和土壤自养呼吸模型能够更加准确地模拟土壤呼吸的季节变化和年际变化过程,可为华北平原冬小麦-夏玉米轮种制农田生态系统的土壤呼吸估算提供方法依据。 展开更多
关键词 土壤异养呼吸 土壤自养呼吸 半经验半机理模型 冬小麦-夏玉米 华北平原
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冬小麦-夏玉米“双晚”种植模式的产量形成及资源效率研究 被引量：79
8
作者 付雪丽 张惠 +3 位作者 贾继增 杜立丰 付金东 赵明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1708-1714,共7页
为了进一步明确黄淮平原冬小麦晚播、夏玉米晚收的"双晚"增产及资源高效的效应,选用2个中熟冬小麦品种和2个中晚熟夏玉米品种,于2006—2008年先后在河南温县和焦作进行大田试验,研究作物群体物质生产、产量形成参数定量指标... 为了进一步明确黄淮平原冬小麦晚播、夏玉米晚收的"双晚"增产及资源高效的效应,选用2个中熟冬小麦品种和2个中晚熟夏玉米品种,于2006—2008年先后在河南温县和焦作进行大田试验,研究作物群体物质生产、产量形成参数定量指标及光温资源的分配利用。结果表明,冬小麦晚播产量降低不明显,夏玉米晚收产量显著提高747～2700kghm?2,"双晚"周年产量21891～22507kghm?2,比对照提高442～2575kghm?2。冬小麦晚播平均叶面积指数、每平方米穗数和穗粒数降低,但平均净同化率、收获指数和粒重提高达5%显著水平;夏玉米晚收平均叶面积指数、收获指数、生育期天数和粒重均显著提高。"双晚"栽培优化了周年资源分配,提高生育期与光、温资源变化的吻合度,其生产效率分别提高2.22%～10.86%和0.47%～11.56%。小麦和玉米品种的遗传类型是影响"双晚"栽培技术的关键。因此,选用小麦晚播早熟高产和玉米长生育期晚熟品种,通过有效调节资源配置,将小麦冗余的光温资源分配给C4高光效作物玉米,是提高周年高产高效的重要途径。 展开更多
关键词 冬小麦 夏玉米 双季晚栽 产量构成 资源利用效率
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冬小麦-夏玉米轮作产量与氮素利用最佳水氮配置 被引量：11
9
作者 张经廷 陈青云 +3 位作者 吕丽华 申海平 贾秀领 梁双波 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期886-896,共11页
【目的】华北太行山前平原高产限水区冬小麦-夏玉米轮作体系中灌水施肥不合理的现象普遍存在,水资源浪费和农业面源污染严重。长期定位研究水氮配置对小麦玉米产量和氮素利用影响,可为该区优化水氮管理模式,充分发挥水氮协同增效作用提... 【目的】华北太行山前平原高产限水区冬小麦-夏玉米轮作体系中灌水施肥不合理的现象普遍存在,水资源浪费和农业面源污染严重。长期定位研究水氮配置对小麦玉米产量和氮素利用影响,可为该区优化水氮管理模式,充分发挥水氮协同增效作用提供依据。【方法】2006 2014年进行大田试验,采取裂区设计,灌水量为主区,施氮量为副区。小麦季灌水设春灌一次水(W_1,拔节水)和两次水(W_2,拔节水+开花水)两个处理;玉米季在小麦灌一次水基础上设限水处理(WL),在两次水基础上设适水处理(WS),限水和适水的灌水次数根据降水年型而定。两种灌水条件均设置6个施氮水平,分别为0(N_0)、60(N_(60))、120(N_(120))、180(N_(180))、240(N_(240))、300(N_(300))kg/hm^2。连续8年定位测定了小麦玉米产量、植株吸氮量。【结果】小麦玉米产量和植株吸氮量年际间差异均较大,相对而言,W_2(WS)产量和吸氮量的年际波动较小,一定程度上降低了不同年型气象因素的影响,达到稳产的效果。两种水分条件下N0和N60处理的作物产量和吸氮量除个别年份外都显著低于其余施氮处理。本研究的产量水平下(冬小麦7000 9500 kg/hm^2,夏玉米8500 11000 kg/hm^2)小麦玉米产量与其吸氮量呈显著线性正相关。小麦玉米8年平均产量和吸氮量在一定施氮范围内均随施氮量的增加而显著增加,但施氮达到120 kg/hm^2后产量不再显著增加,达到180 kg/hm^2后吸氮量不再显著增加,同一施氮水平的作物产量和吸氮量都表现W_2(WS)高于W_1(WL)。两种水分条件下小麦玉米的氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮素生产效率都随施氮量的增大而显著减小,但对同一施氮水平W_2(WS)高于W_1(WL)。冬小麦-夏玉米整个轮作体系氮肥累计表观利用率(一段时期内作物对肥料氮的累计吸收量与该时期施氮总量的比值)同样随施氮量的增加显著减小,一次水+限水条件下从N60+60的51.8%下降到N300+300的22.3%,两次水+适水从N_(60+60)的57.4%下降到N_(300+300)的24.6%。同一施氮水平的氮肥累计表观利用率两次水+适水都高于一次水+限水。【结论】冬小麦春灌两次水、施用N 120 kg/hm^2,夏玉米适水灌溉、施N 120 kg/hm^2的产量和吸氮量都达到最高水平,氮肥偏生产力、农学效率、累计表观利用率以及氮素生产效率也比较高,因此在一定时期内可作为当地小麦-玉米轮作体系适宜的水氮配置,周年产量可维持在1619 t/hm^2。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米轮作 水氮配置 产量 吸氮量 氮肥利用效率
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冬小麦-夏玉米复种连作中定位水氮组合对籽粒灌浆特性及产量的影响 被引量：10
10
作者 郭丽 张凤路 +4 位作者 贾秀领 任会芳 董志强 张丽华 邢素丽 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2010年第3期159-164,共6页
为提高水氮高效利用,在2～3年定位水氮处理基础上于2008-2009年对玉米-小麦灌浆过程及产量形成进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程可较好的用Logistic函数描述。玉米粒重随施氮量增加呈抛物线变化,灌开花水高施氮量处理条件下粒重下降... 为提高水氮高效利用,在2～3年定位水氮处理基础上于2008-2009年对玉米-小麦灌浆过程及产量形成进行了研究。结果表明,籽粒灌浆过程可较好的用Logistic函数描述。玉米粒重随施氮量增加呈抛物线变化,灌开花水高施氮量处理条件下粒重下降。小麦粒重随施氮量增加呈下降趋势,灌开花水显著提高粒重。灌浆持续时间和平均灌浆速率与粒重呈正相关,但灌浆持续时间和平均灌浆速率呈极显著负相关(R=-0.966 7)。玉米产量以1水条件下施氮480 kg/hm2最高,小麦产量以3水条件下施氮480 kg/hm2最高。 展开更多
关键词 定位水氮 夏玉米 冬小麦 灌浆特性 产量
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不同灌溉施肥措施对夏玉米-冬小麦农田N2O排放和产量的影响 被引量：19
11
作者 李昊儒 郝卫平 +1 位作者 梅旭荣 郭瑞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第16期103-112,共10页
为明确不同灌溉施肥措施下夏玉米-冬小麦轮作农田N_2O的排放特征,寻求既能减少N_2O排放又保证粮食产量的灌溉施肥方法,以华北地区夏玉米-冬小麦轮作农田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤N_2O排放特征进行了周年(2015年6月15日-... 为明确不同灌溉施肥措施下夏玉米-冬小麦轮作农田N_2O的排放特征,寻求既能减少N_2O排放又保证粮食产量的灌溉施肥方法,以华北地区夏玉米-冬小麦轮作农田为研究对象,利用静态暗箱-气相色谱法对土壤N_2O排放特征进行了周年(2015年6月15日-2016年6月12日)观测,探讨了常规施氮量(夏玉米:205.5 kg/hm2;冬小麦:250 kg/hm2)下传统灌溉施肥(FP100%)、滴灌+传统施肥(DN100%)、滴灌水肥一体化(FN100%)以及滴灌水肥一体化下不同施氮量(减氮60%(FN40%)、减氮30%(FN70%)、常规氮量(FN100%)和增氮30%(FN130%))下农田N_2O排放特征及土壤温湿度对农田N_2O排放的影响,另设滴灌+不施氮肥(CK)为对照。结果表明:在夏玉米-冬小麦轮作体系中小麦季农田土壤N_2O排放通量高于玉米季,夏玉米季土壤N_2O阶段排放峰值出现在拔节期和抽雄期;而冬小麦季土壤N_2O阶段排放峰值出现在冬前苗期和拔节期。与FP100%处理相比,FN40%处理在夏玉米和冬小麦季的N_2O平均排放通量分别降低了70.8%和66.7%,N_2O排放总量分别减少了58.7%和66.3%;整个轮作季周年产量没有显著减少,N_2O排放总量显著降低了62.9%(P<0.05)。FN40%处理夏玉米季和冬小麦N_2O排放系数分别为0.06和0.01,显著低于其他施肥处理(P<0.05)。土壤温湿度均影响农田N_2O排放,但不同处理在夏玉米和冬小麦生长季与土壤温度和土壤湿度的相关性并不相同。综合考虑N_2O排放量和作物产量,研究认为,在华北地区夏玉米-冬小麦轮作系统下,若采用滴灌,则根据作物需肥规律同时采用水肥一体化方式进行施肥才既有增产,又减少农田N_2O排放的效果,并且在滴灌水肥一体化技术下,减少60%施氮量在保障粮食产量的同时,可以有效地减少N_2O排放,是兼顾作物产量及大气环境的推荐管理措施。 展开更多
关键词 灌溉 氮肥 作物 华北平原 冬小麦-夏玉米轮作 水肥一体化 N2O排放
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EPIC模型对华北平原冬小麦与夏玉米生长和产量模拟的适用性评价 被引量：8
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作者 范兰 吕昌河 +1 位作者 王学春 陈朝 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1677-1684,共8页
为验证EPIC模型应用于华北地区农业生产的适用性,利用禹城生态试验站的试验观测数据对该模型参数进行了修订,构建了适合华北平原的模型参数数据库,并分别验证了2003-2005年冬小麦、2004年夏玉米的叶面积指数、生物量和产量模拟的精度与... 为验证EPIC模型应用于华北地区农业生产的适用性,利用禹城生态试验站的试验观测数据对该模型参数进行了修订,构建了适合华北平原的模型参数数据库,并分别验证了2003-2005年冬小麦、2004年夏玉米的叶面积指数、生物量和产量模拟的精度与适用性。结果表明,EPIC模型对禹城站冬小麦和夏玉米叶面积指数和地上部生物量的模拟值和实测值随时间的变化趋势大体一致,决定系数均高于0.81;EPIC模型对禹城站2004、2005年冬小麦产量的模拟误差分别为1.61%和-2.56%,对2004夏玉米产量的模拟误差为-2.60%。因此,该模型模拟产量的绝对误差低于2.60%,适用于华北平原冬小麦和夏玉米的产量评估。 展开更多
关键词 EPIC模型 华北平原 冬小麦 夏玉米 叶面积指数 生物量 产量 模拟误差
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控释与稳定尿素配施对土壤氮素迁移及冬小麦-夏玉米产量的影响 被引量：6
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作者 肖强 李鸿雁 +4 位作者 衣文平 邹国元 魏丹 孙世友 李丽霞 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1591-1599,共9页
控释与稳定尿素配施,可通过双重调控作用增强对氮素的高效管理。本文以聚氨酯包膜控释尿素和新型复合型抑制剂涂覆尿素为试材,研究了二者配施条件下,调控冬小麦-夏玉米季施肥后氮素的动态迁移转化的效果,为开发高效专用肥和农业面源污... 控释与稳定尿素配施,可通过双重调控作用增强对氮素的高效管理。本文以聚氨酯包膜控释尿素和新型复合型抑制剂涂覆尿素为试材,研究了二者配施条件下,调控冬小麦-夏玉米季施肥后氮素的动态迁移转化的效果,为开发高效专用肥和农业面源污染治理提供新的思路和技术手段。试验设置不施氮肥(CK)、农民习惯施用尿素[CV,冬小麦和夏玉米习惯施氮量分别为285 kg(N)·hm^-2和225 kg(N)·hm^-2]、优化施用尿素(OPT,冬小麦和夏玉米优化施氮量分别为199.50 kg(N)·hm^-2和157.50 kg(N)·hm^-2)、优化施氮量下控释尿素+普通尿素(CRF1,冬小麦和夏玉米控释氮分别占40%和30%)和2个优化施氮量下控释尿素+抑制剂涂覆尿素(CRF2,冬小麦季和夏玉米季控释氮分别占30%和20%;CRF3,冬小麦季和夏玉米季控释氮分别占50%和30%)。试验测定了氨挥发和土壤硝态氮及作物产量。结果表明:在同等施氮量条件下,与OPT相比,CRF1、CRF2和CRF3在夏玉米、冬小麦季分别显著降低累积氨挥发量24.90%~57.00%和10.20%~27.80%,CRF2、CRF3比CRF1分别显著降低33.30%~42.80%和12.20%~19.60%。施肥后土壤表层硝态氮含量升高和降低速率由快至慢依次为CV、OPT、CRF1、CRF2和CRF3。夏玉米收获期土壤剖面残留硝态氮淋失风险由大到小依次是CV、OPT、CRF1、CRF2和CRF3,而冬小麦则为CV、OPT、CRF2、CRF1和CRF3。与CV和OPT处理相比,一次性优化施氮CRF1、CRF2和CRF3处理冬小麦、夏玉米产量没有显著差异。CRF2和CRF3净收入与其他施氮处理相比略有增加,与CRF1相比在夏玉米季增加639元·hm^-2和859元·hm^-2,在冬小麦季降低1 196元·hm^-2和增加61元·hm^-2。控释氮和稳定氮为5︰5(冬小麦)和3︰7(夏玉米)表现效果最佳。 展开更多
关键词 复合抑制剂 涂覆工艺 控释尿素 氨挥发 淋溶 冬小麦-夏玉米 产量
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长期施用有效微生物肥对冬小麦-夏玉米生长和产量的影响 被引量：17
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作者 同小娟 李俊 李维炯 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2007年第6期165-170,共6页
在多年连续定位试验研究的基础上，研究了不同施肥方式对冬小麦、夏玉米生长和产量的影响。结果表明：EM微生物堆肥能明显增加冬小麦和夏玉米的产量。EM微生物堆肥处理的年均总产比等量传统堆肥增产8．3％～8．9％，其中冬小麦增产8．3... 在多年连续定位试验研究的基础上，研究了不同施肥方式对冬小麦、夏玉米生长和产量的影响。结果表明：EM微生物堆肥能明显增加冬小麦和夏玉米的产量。EM微生物堆肥处理的年均总产比等量传统堆肥增产8．3％～8．9％，其中冬小麦增产8．3％，夏玉米增产8．2％～9．4％。EM微生物堆肥能在一定程度降低土壤容重，增加土壤含水量，改善作物的生长环境。EM微生物堆肥处理的冬小麦、夏玉米总光合势比等量传统堆肥分别高5％～36％，5．2％～14，3％，比化肥处理分别高19％～72％，19．6％～46，4％，随EM微生物堆肥施用量的增加差异更明显。EM微生物堆肥比较高的光合势加快了干物质的积累速度，从而提高了冬小麦、夏玉米的群体生长速率。 展开更多
关键词 EM微生物堆肥 冬小麦 夏玉米 光合势 群体生长率 产量
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山东省气候变化及其对冬小麦-夏玉米产量的影响 被引量：20
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作者 刘昌 张红日 +1 位作者 赵相伟 李明杰 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期379-384,共6页
利用1983-2015年山东省34个气象站点的气象数据,通过线性回归分析山东省1983-2015年气候变化特征;基于Matlab,Surfer绘制年平均气温、降水量及日照时数的小波系数实部等值线图进行气候周期变化的分析;利用HP滤波法提取农作物产量中的气... 利用1983-2015年山东省34个气象站点的气象数据,通过线性回归分析山东省1983-2015年气候变化特征;基于Matlab,Surfer绘制年平均气温、降水量及日照时数的小波系数实部等值线图进行气候周期变化的分析;利用HP滤波法提取农作物产量中的气候产量,并采用Lobell非线性回归模型和敏感性分析法探究了气候变化对山东省冬小麦、夏玉米单产的影响。结果表明:1983-2015年山东省年平均气温和降水整体呈现波动上升的趋势,日照时数呈现波动下降的趋势;气候变化的多时间尺度趋势分析显示,山东省气温在一定时间内仍将持续升高,降水量在经历短暂的增加之后将转入减少的阶段,日照时数会延续目前的下降趋势;1983-2015年山东省冬小麦、夏玉米单产及冬小麦-夏玉米周年单产呈明显的上升趋势,但气候产量波动较大;平均气温、降水量、日照时数增加对冬小麦单产有促进作用,降水量增加对冬小麦增产影响最显著,降水量每增加100 mm,冬小麦增产5.76%。夏玉米对平均气温、最低气温、日照时数的增加表现为负效应,最高气温和降水量的增加有利于夏玉米增产。冬小麦-夏玉米周年单产对最高气温、最低气温的响应表现为负效应,降水量的增加能够小幅提升周年单产。 展开更多
关键词 气候产量 小波分析 敏感性分析 冬小麦 夏玉米 山东省
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华北冬小麦-夏玉米系统有机态氮替代的产量及肥料效应 被引量：11
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作者 何翠翠 李贵春 尹昌斌 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期43-48,共6页
通过多年定位试验,探讨了秋施基肥有机态氮替代化肥态氮对冬小麦-夏玉米轮作系统粮食产量的影响,为华北地区冬小麦-夏玉米轮作合理施用氮肥提供理论依据。试验开始于2010年6月,只对秋施基肥进行有机态氮替代化肥态氮。试验处理如下:CK,... 通过多年定位试验,探讨了秋施基肥有机态氮替代化肥态氮对冬小麦-夏玉米轮作系统粮食产量的影响,为华北地区冬小麦-夏玉米轮作合理施用氮肥提供理论依据。试验开始于2010年6月,只对秋施基肥进行有机态氮替代化肥态氮。试验处理如下:CK,不施肥处理;M_0C_(100),零有机肥替代;M_(20)C_(80),20%有机肥替代;M_(50)C_(50),50%有机肥替代;M_(100)C_0,100%有机肥替代。试验结果显示,与M_0C_(100)相比,不同量有机态氮替代对冬小麦产量没有显著差异,产量均处在6 633.3~7 600 kg/hm^2之间。但是,有机态氮替代对夏玉米产量影响较显著,M_(100)C^0夏玉米产量最高,为7 416.7~9 575 kg/hm^2,M_0C_(100)最低,只有6 583.3~7 060 kg/hm^2,M_(20)C_(80)和M_(50)C_(50)夏玉米产量处在两者之间。同时,有机态氮替代提高了夏玉米的氮肥贡献率、偏生产力以及农学效率。在冬小麦-夏玉米轮作系统中,秋施基肥有机态氮替代提高了整个轮作系统的粮食产量,尤其对下茬作物夏玉米产量影响较大,因此,秋施基肥有机态氮替代在华北冬小麦-夏玉米轮作系统中是可行的。 展开更多
关键词 有机无机肥料配施 秋施基肥 有机态氮替代 冬小麦-夏玉米 粮食产量
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冬小麦-夏玉米轮作区土壤磷与磷肥产量效应变化 被引量：5
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作者 刘建玲 吴晶 +3 位作者 贾可 廖文华 吕英华 马俊永 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期104-111,共8页
为了给作物持续高产下科学施用磷肥提供依据,采用1978年以来土壤有效磷变化的大数据分析、不同时段磷肥定位试验、大面积磷肥产量效应试验等方法分析了冬小麦-夏玉米轮作区土壤有效磷变化、土壤和肥料磷的产量效应。结果表明,冬小麦-夏... 为了给作物持续高产下科学施用磷肥提供依据,采用1978年以来土壤有效磷变化的大数据分析、不同时段磷肥定位试验、大面积磷肥产量效应试验等方法分析了冬小麦-夏玉米轮作区土壤有效磷变化、土壤和肥料磷的产量效应。结果表明,冬小麦-夏玉米轮作区土壤有效磷含量平均为22.43 mg/kg,表现为太行山山麓平原﹥冲积平原。1996—1999年,太行山山麓平原、冲积平原区供试土壤有效磷含量分别为15.09,11.90 mg/kg,冬小麦P_(2)O_(5)用量180 kg/hm^(2)时土壤供磷能力:冬小麦分别为83.9%,75.8%,夏玉米分别为83.3%,89.7%。冬小麦秸秆还田下,土壤磷收支表观平衡分别为盈余52.8%,55.4%。2010—2012年,太行山山麓平原土壤有效磷27.22 mg/kg,冬小麦、夏玉米P_(2)O_(5)用量分别为108,60 kg/hm^(2)时土壤供磷能力:冬小麦为84.6%,夏玉米为90.1%。小麦秸秆不还田下,土壤磷收支表观平衡:冬小麦盈余6.7%,夏玉米亏缺47.1%。基于2002—2006年,2012—2016年多点大面积磷肥在冬小麦、夏玉米上的效应函数计算出最高产量P_(2)O_(5)用量:冬小麦分别为107.3,125.1 kg/hm^(2),夏玉米分别为52.0,58.9 kg/hm^(2)。过量施用磷肥连续种植3 a 6茬,土壤积累磷均表现出显著的增产效应。冬小麦-夏玉米轮作秸秆还田下,冬小麦、夏玉米推荐P_(2)O_(5)用量分别为90~100,30 kg/hm^(2);秸秆不还田分别为100~120,45 kg/hm^(2)。 展开更多
关键词 冬小麦-夏玉米轮作 土壤磷素 磷肥 供磷能力 产量效应
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不同施肥处理对冬小麦-夏玉米产量及肥料效益的影响 被引量：4
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作者 董静 李絮花 《安徽农业科学》 CAS 2013年第22期9295-9296,9406,共3页
[目的]为了研究长期不同施肥处理对冬小麦-夏玉米连作产量和肥料效益的影响。[方法]在4年长期定位试验定向培育的土壤平台上,采用田间试验与室内分析相结合的方法。[结果]NPK配合施用的增产效果最明显;PK肥在早期有增产效果,但随着时间... [目的]为了研究长期不同施肥处理对冬小麦-夏玉米连作产量和肥料效益的影响。[方法]在4年长期定位试验定向培育的土壤平台上,采用田间试验与室内分析相结合的方法。[结果]NPK配合施用的增产效果最明显;PK肥在早期有增产效果,但随着时间的推移,产量明显低于不施肥处理。试验地土壤的供氮能力则逐渐降低,供磷、供钾能力保持稳定,一直处于较高水平。肥料贡献率以NPK处理最高,NP、NK处理次之,PK处理最低。[结论]长期NPK配合施用下冬小麦-夏玉米连作的产量和肥料效益最高。 展开更多
关键词 冬小麦 夏玉米 产量 肥料效益
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土壤肥力和施肥措施对冬小麦--夏玉米产量地力贡献率和土壤容重的影响 被引量：11
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作者 郭丽 郑春莲 +3 位作者 曹彩云 党红凯 马俊永 李科江 《河北农业科学》 2016年第2期29-33,共5页
为指导低平原区粮田基础地力定向培育提供重要理论依据,2012-2014年在大田试验条件下,采用裂区试验设计,以土壤肥力水平为主区、不同施肥措施为副区,研究了低平原区不同土壤基础肥力（高肥、中肥、低肥）和施肥方式（CK—30a不施肥,T_1... 为指导低平原区粮田基础地力定向培育提供重要理论依据,2012-2014年在大田试验条件下,采用裂区试验设计,以土壤肥力水平为主区、不同施肥措施为副区,研究了低平原区不同土壤基础肥力（高肥、中肥、低肥）和施肥方式（CK—30a不施肥,T_1—2a不施肥,T_2—1a不施肥,T_3—3a施NPK肥,T_4—3a施PK肥）对冬小麦-夏玉米产量、地力贡献率和土壤容重的影响。结果表明：各肥力条件下小麦、玉米及全年产量基本表现为T_3〉T_2〉T_1〉T_4〉CK,其中,高、中肥力条件下作物产量差异较小,且与低肥力下的产量差异基本达到了极显著水平。各肥力条件下,不同施肥措施的基础地力贡献率均表现为T_2〉T_1〉CK;各施肥处理在不同肥力条件下的周年基础地力贡献率差异均不显著,但总体来看,高肥力地块对周年产量的基础地力贡献率相对较高。各肥力地块在同种施肥方式下土壤容重差异均不显著;低肥力地块施用氮磷钾肥可以显著降低土壤容重,但随着土壤肥力增高,适当延长氮磷钾肥施用年限才能对土壤容重有明显的降低作用;氮肥对土壤紧实度的调控效应高于磷钾肥。 展开更多
关键词 冬小麦 夏玉米 产量 基础地力贡献率 土壤容重
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冬小麦-夏玉米复种连作体系下氮肥周年运筹对其产量及构成要素的影响 被引量：8
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作者 孙志考 田北京 +4 位作者 王月福 赵长星 林琪 杜金哲 王瑞英 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期164-170,共7页
在大田试验条件下,研究了在冬小麦-夏玉米复种连作体系下氮肥周年运筹对其产量以及关键构成要素的影响,分别对两季作物中各产量构成要素。穗部性状和关键农艺性状进行了相关以及通径分析。结果显示,在冬小麦-夏玉米复种连作体系下,中高... 在大田试验条件下,研究了在冬小麦-夏玉米复种连作体系下氮肥周年运筹对其产量以及关键构成要素的影响,分别对两季作物中各产量构成要素。穗部性状和关键农艺性状进行了相关以及通径分析。结果显示,在冬小麦-夏玉米复种连作体系下,中高氮肥水平对冬小麦产量关键性构成要素穗粒数、穗粒质量和每穗结实小穗数的影响均较对照和低氮肥水平有所提高,千粒质量下降;对夏玉米百粒质量、果穗粗、果穗长的影响具有显著提高,但中高氮肥之间差异不显著。本研究认为,华北地区冬小麦-夏玉米复种连作模式下,对冬小麦季灌拔节水和开花水,氮肥施用量为210～270 kg/hm2,采用基施和拔节施,对夏玉米季氮肥施用量为240～300 kg/hm2采用拔节施和大喇叭口施的栽培措施,可以使产量最优。 展开更多
关键词 冬小麦 夏玉米 复种连作体系 氮肥周年运筹 产量构成要素
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