科研产出
基于农田物联网设备CGMD-502的双季稻缺氮和干旱胁迫诊断研究
《江西农业学报 》 2023
摘要：通过3个氮肥水平和2个水分处理的田间小区试验,模拟双季稻遭遇不同逆境胁迫的情景,利用农田物联网设备CGMD-502采集早、晚稻归一化红边指数(NDRECGMD),并分析了NDRECGMD与农学参数(SPAD值、LAI)之间的相关关系以及该植被指数对双季稻不同程度缺氮和干旱胁迫的响应.结果发现:NDRECGMD与双季稻LAI之间具有较高的相关性,两者之间线性监测模型(LAI=32.25×NDRECGMD-2.34)的建模决定系数(R2)达到了0.72,检验均方根误差(RMSE)和偏差(bias)分别为1.25和0.80;NDRECGMD对双季稻缺氮和干旱胁迫具有较强的响应能力,在不同胁迫情景下的数值变化幅度略低于LAI,但与SPAD值相当.由此表明,农田物联网设备CGMD-502在生产中具有替代SPAD值和LAI诊断双季稻缺氮和干旱胁迫的实际应用潜力.研究结果对于促进农田物联网技术在双季稻生产中的应用及提高江西双季稻生产智慧管理水平具有重要意义.
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双季稻田智能灌溉系统应用效果初探
《作物研究 》 2023
摘要：为了明确双季稻田智能灌溉系统的应用效果，于2017—2020年连续4年8季在江西双季稻田开展了智能灌溉系统灌溉和常规有水层灌溉的对比试验，比较分析不同灌溉方式对双季稻产量、品质、水分利用和环境的影响。结果表明：双季稻田智能灌溉系统能根据土壤墒情和天气变量结合双季稻需水规律制定的灌溉规则进行精准灌溉，与常规灌溉相比，智能灌溉系统提高了双季稻产量6.4%～14.3%;并小幅改善了稻米品质，尤其是外观品质，减少了垩白粒率和垩白度；同时还能降低灌水量14.1%～90.8%,降低排水量56.1%～100%,提高水分利用效率0.07～0.59 kg/m~3,减少径流水中总氮排放47.3%～100%,减少径流水中总磷排放44.5%～100%。综合分析，双季稻田智能灌溉系统值得在南方双季稻区推广应用。
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鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节分布特征及污染风险分析
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确鄱阳湖平原双季稻区稻田氮磷流失的季节性分布及污染风险，于2015—2019年对位于江西省南昌市南昌县向塘镇国控监测点的“冬闲-双季稻”种植模式进行了原位监测。结果表明：监测期早稻季径流量占全年总量的比例最高，为39.11%～61.50%，其次是冬闲季，占23.31%～54.30%，而晚稻季的径流量最小；氮磷养分流失量与径流量的季节分配规律相似，也大体表现为早稻季＞冬闲季＞晚稻季。然而，监测期多数年份（除2016年外）防控关键期（施肥后10 d）的径流量及氮磷流失量占全年总量的比例均低于13%，表明双季稻田防控关键期的污染风险可能被夸大。但极端降水条件下，径流量、氮流失量和磷流失量在全年的占比分别为27.34%～52.19%、14.21%～54.06%和25.38%～45.95%，远高于防控关键期，表明极端降水可能导致较大的双季稻田面源污染风险。因此，对于鄱阳湖平原双季稻区，早稻季和冬闲季均是稻田氮磷流失防控的重要时期。由于降水事件具有偶然性，仅靠降低“防控关键期”的氮磷流失来防控面源污染具有较大风险，极端降水条件下的氮磷流失防控可能是未来消减双季稻区面源污染的重点研究方向。
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红壤稻田不同肥力水平和施氮量对早晚季甲烷排放的互作效应
《中国稻米 》 2023
摘要：土壤肥力和施氮量是影响稻田甲烷（CH4）排放的重要因子，但二者的互作效应尚不明晰。明确不同土壤肥力下施氮量对稻田CH4排放的影响，对提高稻田CH4排放清单的准确性和改进稻田CH4排放模型具有重要意义。以土壤有机质含量为标准，选择3个不同土壤肥力梯度（低、中、高）的红壤性双季稻田，设置4个施氮水平(N0、N90、N150和N210分别代表纯氮施用量为0、90、150和210 kg/hm~2)，研究了土壤肥力和施氮量对稻田CH4排放的互作效应。结果表明，在早稻季，与低肥力稻田相比，中、高肥力稻田CH4排放量分别显著减少115.7%和32.4%；与N0处理相比，N90处理的CH4排放量显著增加36.0%，而N150和N210处理分别显著减少32.9%和55.0%。在晚稻季，与低肥力稻田相比，中肥力稻田CH4排放量显著增加40.0%，而高肥力稻田CH4排放量有增加趋势，但两者差异不显著；与N0处理相比，N90处理CH4排放量显著增加46.4%，而N150、N210处理无显著差异。从周年CH4排放量来看，低肥力条件下，N90处理比N0处理显著增加82.8%,N150和N210处理与N0处理相比无显著差异；中、高肥力条件下，各施氮量处理间CH4排放无显著差异。土壤肥力和施氮量对早稻季和周年CH4排放量有显著的互作效应，但对晚稻季CH4排放量无显著互作效应。
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基于季节性降雨的双季稻生育后期干湿交替灌溉对稻谷产量及品质的影响
《作物杂志 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为明确依靠季节性降雨实现干湿交替灌溉对双季稻生育后期的影响,研究了双季稻齐穗后0、7、14和21d（对照）停止灌溉对叶绿素含量、干物质转化、产量及品质的影响。结果显示,早稻灌浆期降雨多且雨量大,齐穗后早停止灌溉延长干湿交替灌溉时间,可显著提高叶片、茎鞘干物质转化、穗粒数和结实率,叶绿素含量降低,无效分蘖成穗减少;与对照相比,齐穗后0d停止灌溉,实收产量提高16.0%,整精米率提高8.2%。晚稻灌浆期间降雨相对偏少,适期延迟停止灌溉,可提高叶片、茎鞘干物质转化、穗粒数、结实率、千粒重及整精米率;与对照相比,齐穗后7d停止灌溉,实收产量提高11.0%,整精米率提高6.1%;垩白度、垩白粒率及透明度随停止灌溉时间提前和干湿交替灌溉时间延长而增加,胶稠度以早稻齐穗后7d和14d、晚稻齐穗后14d停止灌溉最高,所有处理对双季稻米整体品质指标等级无影响。
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适宜南方丘陵双季杂交稻的精量育秧播种装备的研制与试验
《江西农业学报 》 2021
摘要：针对南方丘陵双季稻育插秧这一水稻机械化生产的薄弱环节,为解决双季稻育秧小播量播种均匀性差及落种位置准确性不高的难题,实现双季杂交稻的精量播种育秧。通过开展双季稻精量育秧播种装备的关键部件设计和仿真分析等创新研究,研制出气力式水稻精量育秧播种装备。通过试验表明,精量育秧播种装备能够有效满足双季杂交稻微小播量播种的农艺要求,具有省种、效率高（570盘/h）、播种均匀度高（95.56%）的显著特点,有效实现双季杂交稻的机械化稀播、匀播、定位落种育秧,为双季稻机械化育秧提供了适宜的装备支撑,具有良好的推广应用价值。
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基于作物生长监测诊断仪的双季稻叶干重监测模型
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：本文旨在验证作物生长监测诊断仪（crop growth monitoring and diagnosis apparatus, CGMD）监测双季稻长势指标的准确性,建立基于CGMD的双季稻叶干重监测模型。通过实施8个不同早、晚稻品种和4个施氮水平的小区试验,采用CGMD获取从分蘖期至灌浆期的冠层归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）、差值植被指数（differential vegetation index,DVI）和比值植被指数（ratio vegetation index,RVI）,同步采用高光谱仪（analytical spectral devices field-spec handheld 2, ASD FH2）获取冠层光谱反射率计算NDVI、DVI和RVI;分析2种光谱仪获取的植被指数间的相关关系,验证CGMD的测量精度,建立基于CGMD的叶干重监测模型,并用独立试验数据对模型进行检验。结果表明:早、晚稻叶干重随施氮水平的增加而增大,随生育进程的推进呈"低—高—低"动态变化趋势;CGMD与ASDFH2获取的NDVI、DVI和RVI呈极显著相关,相关系数（correlation coefficient,r）分别为0.9535～0.9972、0.9099～0.9948和0.9298～0.9926,表明2种光谱仪获取的植被指数具有高度的一致性, CGMD可替代价格昂贵的ASD FH2获取NDVI、DVI和RVI。CGMD获取的3个植被指数相比, RVICGMD与叶干重的相关性最高;基于RVICGMD的幂函数模型可准确地监测叶干重,模型建立的决定系数（determination coefficient,R2）为0.8604～0.9216,模型检验的均方根误差（root mean square error, RMSE）、相对均方根误差（relative root mean square error, RRMSE）和r分别为12.97～17.87 g m–2、4.88%～16.79%和0.9951～0.9992。与人工采样测定叶干重相比,利用CGMD可实时准确地获取双季稻叶干重动态变化,在双季稻长势精确诊断和丰产高效栽培中具有应用价值。
关键词： 双季稻 叶干重 作物生长监测诊断仪 植被指数 监测模型
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不同育秧盘对机插双季稻株型与产量的影响
《中国水稻科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]旨在阐明不同育秧盘对机插双季稻株型与产量的影响.[方法]以4个早、晚稻品种为材料,设置毯状盘(CK)、钵体盘(D1)和钵体毯状盘(D2)3种育秧盘试验,系统测定了不同育秧盘处理下早、晚稻植株形态特征与产量结构.[结果]1)不同秧盘处理秧苗素质表现为CK>D1>D2;机插时,D2处理下秧苗整体机插质量最优,表现在漂秧率、伤秧率和漏插率D2均优于CK,提高了栽插质量;2)D2处理下秧苗返青快,拔节期后分蘖快,孕穗期分蘖数D2>D1>CK,有效促进了茎蘖成穗,直接影响产量;从SPAD值看,早晚稻孕穗期时,D2处理下秧苗叶片SPAD值比D1处理平均高出3.2%,比CK处理平均高出9.2%,可有效促进光合作用,为增产提供了营养保障;3)产量数据显示,早晚稻均以D2处理产量最高,早稻分别比CK和D1增产13.04%和1.65%,晚稻分别增产30%和19%,平均比对照(CK)育秧机插增产20%;具体表现在D2处理叶片叶绿素含量高,有效穗数多,结实率和千粒重指标好.[结论]与毯状盘和钵体盘相比,钵体毯状盘可提高秧苗素质和产量,在江西双季稻生产中具有推广应用价值.
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基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：旨在阐明双季稻分蘖数与冠层反射高光谱间的定量关系,构建基于高光谱的双季稻分蘖数监测模型。基于不同早、晚稻品种和施氮水平的田间试验,于关键生育期(分蘖期、拔节期和孕穗期)测定早、晚稻分蘖数,同步使用FieldSpec HandHeld 2型高光谱仪采集早、晚稻冠层反射高光谱数据,分别利用光谱指数法和连续小波变换构建新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数进行监测,建立双季稻分蘖数光谱监测模型,并用独立试验数据进行检验。结果表明,新型光谱指数和敏感小波特征对双季稻分蘖数的监测效果优于其他类型光谱参数(植被指数和"三边"参数),其中位于红边区域的小波特征db7(s9,w735)监测早稻分蘖数时表现最优,监测模型R~2为0.754,模型检验相对均方根误差RRMSE为0.128;位于红边区域的小波特征mexh(s6,w714)监测晚稻分蘖数时表现最优,监测模型R~2为0.837,模型检验RRMSE为0.112。研究结果可为双季稻分蘖数快速无损监测和群体质量精确调控提供理论基础与技术支持。
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