李明发 作品数:8 被引量:12 H指数:2 供职机构: 新疆生产建设兵团 更多>> 发文基金: 兵团科技攻关计划项目 塔里木大学校长基金 更多>> 相关领域: 农业科学 自动化与计算机技术 更多>>
“以肥调水”缓解干旱对无膜滴灌棉花生理特性和产量的影响 2024年 【目的】研究“以肥调水”缓解干旱对南疆无膜滴灌棉花生理生长的调控作用,提高水资源限制条件下棉花产量。【方法】以中棉619为供试材料,设置亏缺灌溉(W1:45 mm)和充分灌溉(W2:54 mm)2种灌水定额,低氮(F1:150 kg·hm^(-2))、中氮(F2:225 kg·hm^(-2))和高氮(F3:300 kg·hm^(-2))3个施氮量,分析不同灌水定额和施氮量对棉花生理生长指标和籽棉产量的影响。【结果】灌水定额的增加促进了棉花生长,提高了棉花2年平均叶面积指数(leaf area index,LAI)、叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD值)和净光合速率(net photosynthetic rate,Pn),降低了棉花超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量。随着施氮量的增加,棉花2年平均LAI、SPAD值、抗氧化酶活性和Pn随之增加,MDA含量减少,棉花受水分亏缺的影响减轻。W1处理下施氮量的增加提高了棉花产量,W2处理下随着施氮量的增加棉花产量呈先增后减趋势,在水氮交互作用下,W2F2处理下2年平均产量最高(6821.86 kg·hm^(-2)),其次是W1F3处理(6717.72 kg·hm^(-2))。在优劣解距离法(technique for order preference by similarity to ideal solution,TOPSIS)分析中,W1F3和W2F2处理的综合评分较为接近,分别为0.57和0.56,并且W1F3和W2F2处理下籽棉产量差异不显著。【结论】亏缺灌溉下增加施氮量可有效缓解干旱对棉花生理性状和籽棉产量的不利影响。推荐南疆无膜滴灌棉田45 mm灌水定额(生育期灌水10次)搭配300 kg·hm^(-2)施氮量作为灌溉和施肥策略,以保障在水资源限制条件下的棉花产量。 赵丰年 王兴鹏 张磊 郭远航 张磊 殷姿 李明发 王洪博关键词:棉花 生理 以肥调水 基于DSSAT模型的南疆膜下滴灌棉花生长与产量模拟 被引量:6 2022年 目前关于膜下滴灌棉花的灌水定额制定仍以田间灌溉试验为主,而考虑播期土壤含水率及采用模型的方法确定膜下滴灌棉花灌水定额的研究较少。本文通过2017、2018年两季的新疆南疆地区棉花大田试验,利用2017、2018年棉花开花期、成熟期的土壤含水率、叶面积指数、生物量和籽棉产量实测数据对DSSAT CROPGRO Cotton模型进行参数校正和验证。试验共设计了24、30、36 mm 3个膜下滴灌棉花灌水定额水平,并采用验证的DSSAT CROPGRO Cotton模型对1.2θ_(FC)、1.1θ_(FC)、θ_(FC)、0.9θ_(FC)、0.8θ_(FC)、0.7θ_(FC)、0.6θ_(FC)、和0.5θ_(FC)(θ_(FC)为田间持水率)8个不同初始土壤含水率条件下的膜下滴灌棉花的生长及产量进行了模拟。结果表明,模型经过参数校正和验证后对土壤含水率、棉花物候期、叶面积指数和籽棉产量的模拟值与实测值吻合度较好,能够满足大田膜下滴灌棉花的模拟精度要求,但对生物量的模拟与实测值偏差较大。同时,基于验证的DSSAT CROPGRO Cotton模型对不同初始土壤含水率及灌水定额条件下的棉花籽棉产量和生物量进行了模拟。结果表明,棉花籽棉产量和生物量模拟值达到最大值的初始土壤含水率为0.8θ_(FC)~θ_(FC)。同时,要保证棉花生育期灌溉定额在330~396 mm之间。模拟结果在南疆地区的棉花播期及生育期灌溉管理中可供借鉴使用。 王兴鹏 辛朗 杜江涛 李明发关键词:棉花 生物量 膜下滴灌 水氮运筹对新疆无膜滴灌棉花生长发育及土壤温室气体排放的影响 被引量:1 2023年 【目的】探究水氮运筹对新疆无膜滴灌棉田棉花生长发育、水氮利用效率及土壤温室气体排放的影响。【方法】设置2个灌水定额(W1:450 m^(3)·hm^(-2),W2:540 m^(3)·hm^(-2))和3个施氮量(150、225、300 kg·hm^(-2)纯氮),分析不同水氮条件下土壤和植株全氮含量、棉花株高与茎粗、籽棉产量、水分与氮素利用效率及土壤温室气体排放的差异。【结果】225 kg·hm^(-2)和300 kg·hm^(-2)施氮量下,不同生育时期W1的0~80 cm土层平均全氮含量高于W2处理。同一施氮量水平下,W1处理的土壤CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O累积排放量,全球增温潜势(global warming potential,GWP),土壤温室气体排放强度(greenhouse gas emission intensity,GHGI)及水分利用效率均高于W2处理。W1灌溉水平下,苗期和蕾期0~80 cm土层平均全氮含量、不同生育时期棉花的株高与茎粗、籽棉产量、水分利用效率均随施氮量的增加而增加,土壤CO_(2)和CH4累积排放量、GWP、GHGI和氮肥偏生产力均随施氮量的增加而降低,而植株全氮含量随施氮量的增加呈现先升高后降低的趋势。W2灌溉水平下,植株全氮含量、籽棉产量和水分利用效率均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,土壤CO_(2)及CH_(4)累积排放量、GWP和氮肥偏生产力均施氮量的增加而降低,而棉花茎粗和株高随施氮量的增加而增加。通过拟合分析发现,W1与W2处理的籽棉产量拟合曲线在施氮量为278.07 kg·hm^(-2)时相交。【结论】在水资源短缺的新疆南疆地区,450 m^(3)·hm^(-2)灌水定额和300 kg·hm^(-2)施氮量是无膜滴灌棉花节水、增产、减排的高效水氮施用模式。 李国辉 王兴鹏 唐茂淞 赵泽艺 徐雪雯 李明发 李明发关键词:水氮运筹 温室气体排放 籽棉产量 灌溉和种植模式对无膜滴灌棉花幼苗生长及光合特性的影响 被引量:1 2022年 为了探明南疆地区灌溉和种植模式对无膜滴灌棉花幼苗生长发育的影响,以当地覆膜种植棉花为对照CK,设置T1(36 mm)、T2(45 mm)和T3(54 mm)3个灌水定额与I1(3.3万株/hm^(2))和I2(2.4万株/hm^(2))2个种植密度,结果表明:无膜滴灌棉花株高、茎粗、叶面积、总根重、根平均直径和叶片净光合速率均随灌水定额的增大而显著增加,但总根长和根总表面积显著降低,叶片净光合速率随播种密度的增加而显著下降。主成分表明棉花根平均直径、气孔导度、蒸腾速率和根总表面积对灌溉和种植模式的响应度较高。通过隶属函数值得出,无膜滴灌棉花适宜的灌水定额为54 mm,播种密度为2.4万株/hm^(2),可为无膜滴灌棉花产量的形成提供良好的前期基础。 龚珂宁 黄炳川 张楠 李明发 王兴鹏关键词:棉花幼苗 灌水定额 种植密度 新疆棉花应用膜下滴灌技术中存在的问题 被引量:3 2017年 膜下滴灌技术是一种运用在农业里的先进的浇灌技术,目的在于节水节肥,精确地利用水资源和土地资源。尤其在干旱少雨的地区更加适用。在新疆地区,滴灌技术解决了许多有关浇灌难、水资源短缺的问题。但是随着发展,适用滴灌技术的缺点和问题也逐渐暴露出来,成为了解决农业问题的新阻力,是一个需要去好好研究的新话题。 李明发 王萍关键词:膜下滴灌 棉花 新疆地区节水抗旱关键技术研究——以棉花为例 2016年 我国新疆地区水资源匮乏,严重制约了当地农业发展,为了应对水资源稀缺问题,农户积极探索节水抗旱技术,膜下滴灌节水技术就是一项高效的节水技术,有助于农作物增产。本文以棉花为例,就该节水技术在棉花种植中应用的增产效益进行分析,为新疆地区农业发展提供帮助。 李明发关键词:棉花种植 膜下滴灌技术 节水抗旱 不同灌水定额对2种油莎豆生长、产量及水分利用效率的影响 2024年 【目的】探究南疆地区灌水定额对不同品种油莎豆生理生长、产量及水分利用效率的影响,制定科学合理的灌溉制度。【方法】采用河南圆粒(HY)和内蒙古圆粒(NY)2个油莎豆品种,设置W1(18 mm)、W2(27 mm)、W3(36 mm)和W4(45 mm)4个灌水定额,分析土壤储水量、各生育期的株高、分蘖数、光合特性、产量、耗水量和水分利用效率变化。【结果】2个品种油莎豆土壤储水量和耗水量均随灌水定额增大而增加,W4处理储水量和耗水量较W1处理分别增加24.84%、60.57%(HY)和18.46%、55.61%(NY)。HY油莎豆株高、分蘖数、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶片蒸腾速率(Tr)和产量均随灌水定额增大呈显著增加趋势(P<0.05),W4处理较W1处理分别增加24.60%、15.11%、28.14%、34.86%、40.49%和13.92%,胞间CO_(2)浓度(Ci)随灌水定额增大呈减小趋势,W1处理较高。而NY油莎豆株高、分蘖数、Pn、Gs、Tr和产量均随灌水定额增大呈先增加后减小趋势,W2处理较W1处理分别增加26.07%、20.26%、19.69%、38.38%、44.92%和20.83%,Ci随灌水定额增大呈先减小后增大趋势,W2处理较低。不同处理油莎豆水分利用效率和灌溉水利用效率均随灌水定额增大呈减小趋势,W1处理显著优于其他处理。主成分分析表明,净光合速率和水分利用效率可作为油莎豆水分和品种筛选的指标。【结论】河南圆粒灌水定额为45 mm,内蒙古圆粒灌水定额为27 mm时更有利于油莎豆的生长,提升产量和水分利用效率。 殷姿 王兴鹏 张磊 赵丰年 张磊 王洪博关键词:油莎豆 生长生理 水分利用效率 基于机器学习算法的棉田土壤钾、钠离子量预测 被引量:1 2023年 【目的】比较4种机器学习方法对南疆棉田土壤K+、Na+量的预测结果,确定一种预测准确度较高的机器学习模型作为可供参考的方法。【方法】采用支持向量回归(SVR)、随机森林回归(RFR)、K-最近邻回归(KNNR)和梯度提升回归树(GBRT)4种机器学习算法,2020年棉田土壤K+、Na+量数据训练模型,2021年实测数据进行测试验证。使用平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和决定系数(R^(2))对模型预测结果进行评估。【结果】4种模型(SVR、RFR、KNNR和GBRT)对测试样本K+量预测的MAE分别为0.100、0.169、0.169g/kg和0.167g/kg;RMSE分别为0.119、0.218、0.218g/kg和0.223g/kg;R^(2)分别为0.687、0.437、0.430和0.395。对测试样本Na+量预测的MAE分别为0.841、2.841、2.826g/kg和2.856g/kg;RMSE分别为1.154、3.658、3.630g/kg和3.650g/kg;R^(2)分别为0.838、0.299、0.219和0.200。将测试样本K+、Na+量分别按4个土层深度(0~10、10~20、20~30 cm和30~40 cm)进行预测时,SVR模型的误差值最小,其对K+量按照4个深度预测的MAE分别为0.122、0.114、0.056 g/kg和0.106 g/kg,RMSE分别为0.135、0.135、0.069 g/kg和0.126 g/kg;对Na+量预测的MAE分别为0.540、0.619、0.835 g/kg和1.371 g/kg,RMSE分别为0.636、0.748、1.198 g/kg和1.710 g/kg。【结论】SVR模型预测K+、Na+量的精度最高,可推荐作为南疆棉田土壤钾、钠离子量预测的一种方法。 唐茂淞 张楠 李国辉 赵泽艺 李明发 王兴鹏关键词:土壤盐分离子