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2016年  第24卷  第9期

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综合评述
江南冷浸田治理利用研究进展
王飞, 林诚, 李清华, 林新坚, 余广兰
2016, 24(9): 1151-1160. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160406
摘要(1136) PDF(1151)
摘要:
冷浸田是我国江南地区主要的一类低产水田, 因其撂荒普遍, 但增产潜力巨大且自然生态条件优越而受到关注。冷浸田形成是气候、地形、水文、人为管理等综合作用形成的结果。受常年地表水和地下水浸渍影响, 冷浸田土壤物理、化学和生物学性质发生了系列变化, 呈现“冷、烂、毒、瘦”障碍特征, 如水土温度低、土壤浸水容重低、亚铁、有机酸及还原态硫等还原性物质含量高、有机碳含量高但活性有机碳及有效养分缺乏或失衡、微生物区系少等。通过稻田潜育层与土壤还原性物质、地下水位等指标可诊断冷浸田并可评价土壤质量。冷浸田的治理利用包括工程措施、农艺措施与生物措施等综合技术, 涉及明沟暗管、适生品种、水旱轮作、垄畦耕作、平衡施肥与土壤改良剂等。除了传统的水稻种植方式外, 因地制宜利用是提高冷浸田综合生产能力的有效措施。在总结前人基础上, 基于农业可持续发展观点, 展望了今后冷浸田治理利用的研究重点与对策建议, 包括研究不同渍水状态与干湿交替下土壤结构和土壤有机质组分差异; 加强长期渍水状态的冷浸田甲烷排放特征研究; 加强冷浸田潜育化过程厌气性的微生物与其产生的相关酶的生态学过程研究, 强化微生物学调控改良冷浸田; 此外应针对不同生态类型与生产条件的冷浸田加强技术集成与政策扶持。
研究报告
安徽省粮食安全及现代农业发展战略
张正斌, 段子渊, 徐萍, 刘坤, 李贵
2016, 24(9): 1161-1168. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.151204
摘要(1282) PDF(1078)
摘要:
安徽省从一个灾害频发的穷省, 经过60多年的艰苦奋斗, 目前具有350亿kg的粮食生产能力, 是解放初期63.9亿kg的5.5倍, 已经成为我国五大粮食调出大省之一, 粮食总产到2020年有望达到400亿kg, 在我国农业区域发展和粮食安全保障中占有重要地位。但安徽省农田水利建设薄弱、多数地区靠雨养农业, 中低产田面积占耕地面积的60%左右; 农业机械化发展缓慢, 农业管理粗放, 单产普遍较低; 远远没有发挥其自然资源禀赋的生产潜力, 是我国未来中低产田重点改造的地区。本文提出安徽省粮食安全和现代农业的发展战略是: 在绿色提质增产增效的总体方针指导下, 在区域治理方面, 重点改造淮北砂姜黑土中低产田面积, 扩大建设淮河流域吨粮县市; 在区域发展模式方面, 主抓沿江淮(水稻小麦)和淮北平原(小麦玉米)粮食生产及深加工主体功能区农业现代化建设, 拓展江淮丘陵发展经济林果业和特色养殖业, 加快发展皖南及皖西大别山区绿色生态产业; 在农业基础建设方面, 突出农田水利工程建设, 加快投资大中型农业机械化普及, 创建绿色提质增效防灾减灾体系; 在种植业结构调整方面, 继续坚持水稻提升, 小麦高产、玉米振兴, 兼顾油料作物(油菜、大豆)调节; 在作物品种优化布局方面, 淮南地区减籼稻扩粳稻稳定油菜, 沿淮和淮北地区是减弱冬小麦扩半冬性优质小麦, 改中晚熟玉米为中早熟籽粒脱水快优质品种。创建出具有安徽省特色、水热资源高效利用(800~1 000 mm降水)、投入少、快速改造大面积中低产田、延伸绿色优质高效农产品产业链, 是保障粮食安全的现代农业发展之路。
禾豆间距对间作豌豆“氮阻遏”减缓效应的影响
赵财, 柴强, 乔寅英, 王建康
2016, 24(9): 1169-1176. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160289
摘要(1110) PDF(868)
摘要:
针对禾豆间作协同利用化学氮肥和豆科固氮潜力调控依据薄弱问题, 以河西走廊区主导间作模式玉米/豌豆间作系统为研究对象, 研究了禾豆间作间距为15 cm、30 cm和45 cm空间结构对间作豌豆氮阻遏减缓效应的影响, 以期为禾豆间作种植模式优化空间结构、减缓氮阻遏、提高氮素利用效率提供理论依据。2013和2014两年研究结果表明, 与单作相比, 间作豌豆有效根瘤个数和根瘤重均有显著提高, 根瘤数提高幅度达0~500%, 其中间距为30 cm时, 豌豆的根瘤数和瘤重达最大。以根瘤数和根瘤重计算的氮阻遏消减效应(Ca)均为正值, 施氮条件下, 玉米与豌豆间距为30 cm处理的氮阻遏消减效应显著高于15 cm和45 cm间距处理, 2013年和2014年以根瘤数计算的Ca值分别达78.70%和161.21%, 说明间作相对于单作都具有减缓氮阻遏的作用。而在此期豌豆的营养竞争比率(CRpm)大于1, 豌豆相对于玉米具有较强的种间竞争能力。禾豆间作可显著提高氮素利用效率, 以间距为30 cm的间作处理最高, 2013年和2014年两年平均较间距为15 cm和45 cm空间结构的间作模式分别提高21.90%和21.88%。说明优化空间结构可有效增加间作豌豆的结瘤数和瘤重, 增强氮阻遏减缓效应, 调控禾豆间作系统氮素吸收利用, 提高氮素利用效率。
遮阴和施氮对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响
张元帅, 冯伟, 张海艳, 齐双丽, 衡亚蓉, 郭彬彬, 李晓, 王永华, 郭天财
2016, 24(9): 1177-1184. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160207
摘要(1388) PDF(822)
摘要:
为了探明弱光条件下小麦光合速率降低的原因, 为黄淮海麦区小麦生产中合理施氮和高产高效栽培提供理论依据, 通过田间试验研究了拔节期至成熟期弱光胁迫(透光率为50%的黑色遮阳网遮阴)和氮素水平[N0, 0 kg(N)hm-2; N1, 120 kg(N)hm-2; N2, 240 kg(N)hm-2]对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响。结果表明: 冬小麦拔节期至成熟期长期遮阴, 导致旗叶叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(qP)和实际光化学量子产量(ΦPSII)在3个施氮水平下均显著增加, 其中以N2施氮水平下增幅最大, 同时显著降低了叶绿素a/b和荧光非光化学猝灭系数(qN), 进而提高了旗叶光化学效率, 降低了热能耗散, 提高光能利用率。在开花期至灌浆中期, 由于光能不足造成小麦旗叶净光合速率Pn降低, 而在灌浆后期, 遮阴处理较正常光照能维持较高的叶绿素含量和光能转化效率, 从而Pn高于正常光照。在相同光照条件下, 随施氮量增加, 小麦旗叶净光合速率Pn、叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(qP)和实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)显著提高, 这有利于植株充分利用光能, 增强光合作用。弱光导致穗数、穗粒数及千粒重显著降低(P<0.05), 穗粒数降低幅度最大(13%~46.8%), 千粒重降低幅度最小(3.4%~8.5%), 穗数的降低幅度为8.6%~22.5%, 严重影响氮肥的增产效应。遮阴和施氮水平间交互显著影响了叶绿素含量、穗粒数和产量, 但对其他指标影响并不显著。综合而言, 增施氮肥缓解了弱光胁迫对光合作用的不利影响, 遮阴条件下施氮处理(N1、N2)净光合速率Pn较对照(N0)增幅为11.5%~27.4%, 其中以N2[240 kg(N)hm-2]水平增幅最大。在不同施氮水平下, 遮阴处理均提高了光能转化效率, 但遮阴显著降低了植株光合速率及产量构成因素, 导致产量显著降低(P<0.05)。
不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放研究
宋敏, 齐鹏, 蔡立群, StephenYeboah, 张军, 张仁陟, 武均, 谢军红
2016, 24(9): 1185-1195. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.151380
摘要(1240) PDF(758)
摘要:
在陇中黄土高原干旱半干旱区, 采用小区定位试验, 对不同生物质炭输入水平下春小麦农田土壤温室气体(CO2、N2O和CH4)的排放通量进行全生育期连续观测, 并分析其影响因子。结果表明: 6个生物质炭输入水平处理下[0 t.hm-2 (CK)、10 t.hm-2、20 t.hm-2、30 t.hm-2、40 t.hm-2、50 t.hm-2], 旱作农田土壤在春小麦全生育期内均表现为CH4弱源、N2O源和CO2源。全生育期各处理CH4平均排放通量依次为: 0.005 7 mg·m-2·h-1、0.004 7 mg·m-2·h-1、0.003 6 mg·m-2·h-1、0.003 3 mg·m-2·h-1、0.002 7 mg·m-2·h-1和0.000 4 mg·m-2·h-1, N2O平均排放通量依次为: 0.230 5 mg·m-2·h-1、0.144 1 mg·m-2·h-1、0.135 3 mg·m-2·h-1、0.098 9 mg·m-2·h-1、0.125 0 mg·m-2·h-1和0.151 3 mg·m-2·h-1, CO2平均排放通量依次为: 0.449 2 μmol·m-2·s-1、0.447 0 μmol·m-2·s-1、0.430 3 μmol·m-2·s-1、0.391 4 μmol·m-2·s-1、0.408 0 μmol·m-2·s-1和0.416 4 μmol·m-2·s-1。土壤CH4排放通量随生物质炭输入量的增加而减小; 当生物质炭输入量小于30 t.hm-2时, 土壤N2O、CO2排放通量随其输入量增加而显著减小, 但当其输入量超过30 t·hm-2时, N2O、CO2排放通量则呈显著增大趋势。各处理在5~15 cm土层平均土壤温度差异显著(P<0.05), 在5~10 cm土层平均土壤含水量差异显著(P<0.05), 土壤温度及含水量受生物质炭影响明显; 且CK处理不同土层的土壤温度及含水量波动最大, 生物质炭输入可在一定程度上降低不同土层土壤的水热变化幅度; N2O、CO2排放通量与10~15 cm土层土壤温度呈显著性负相关, 与20~25 cm土壤温度呈显著性正相关; CH4平均排放通量与5~10 cm土层土壤温度呈显著性负相关, 与其含水量呈显著性正相关; N2O平均排放通量与15~20 cm土层土壤温度呈显著性正相关; CH4、N2O、CO2平均排放通量与0~5 cm土层土壤水分呈显著性负相关。生物质炭的输入能够减小温室气体的排放, 且会因其输入量的不同而异, 因此适量应用生物质炭有利于旱作农田生育期内增汇减排。
不同生育期调亏灌溉对酿酒葡萄耗水及果实品质的影响
邓浩亮, 孔维萍, 张恒嘉, 李福强
2016, 24(9): 1196-1205. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.151325
摘要(1275) PDF(868)
摘要:
不同程度的土壤干旱对酿酒葡萄的果实品质、产量和水分利用效率具有显著影响。明晰不同生育阶段干旱胁迫效应对酿酒葡萄土壤水分精准化管理和节水灌溉方案的制定具有重要的意义。本文于2014年在河西走廊中东部武威市凉州区清源镇威龙葡萄园产区开展了酿酒葡萄不同生育期、不同干旱胁迫程度的试验研究。在保持其他生育期土壤水分为正常灌溉(土壤水分阈值70%~75%)的情况下, 在葡萄的萌芽期、抽蔓期、开花期、浆果膨大期和着色成熟期分别进行中度(土壤水分阈值60%~65%)和重度(土壤水分阈值50%~55%)的干旱处理, 同时增设浆果膨大期的充分灌溉(土壤水分阈值80%~85%)处理, 以全生育期的正常灌溉(土壤水分阈值70%~75%)作为对照, 进行葡萄耗水特征和产量品质的测定。试验结果表明: 不同处理土壤含水量垂直变化趋势一致, 随土壤深度增加土壤含水量呈持续递增趋势; 随着土壤深度递增, 调亏灌溉对土壤含水量的影响越来越弱; 40~60 cm土壤剖面, 调亏处理含水量较对照减少幅度最大; 浆果膨大期土壤剖面内含水量均低于其他生育期。不同处理酿酒葡萄耗水强度随时间变化趋势一致, 萌芽期日耗水强度最小, 为0.13~0.33 mm·d-1, 而浆果膨大期耗水强度最大, 为2.30~4.09 mm·d-1。萌芽期中度胁迫处理酿酒葡萄产量和水分利用效率最高, 分别达到15 228 kg·hm-2和3.62 kg·m-3; 浆果膨大期充分灌溉处理次之, 而浆果膨大期重度胁迫处理最低, 仅分别为7 128 kg·hm-2和2.26 kg·m-3。着色成熟期中度胁迫下, 酿酒葡萄花青苷、还原糖、单宁、总酚含量比生育期正常供水处理高2.7%、6.56%、17.91%和23.23%, 且有效抑制可滴定酸积累(P<0.05), 而其他处理与对照之间品质指标差异不显著。综合考虑产量、水分生产效率及果实品质等指标, 最佳酿酒葡萄水分调控处理为着色成熟期中度胁迫, 即着色成熟期土壤相对含水率为60%~65%、其余生育期土壤相对含水率为70%~75%。由此可见, 在酿酒葡萄栽培时适时、适度的调亏灌溉既能显著提高水分生产效率, 实现节水、高效用水的目的, 又能提高果实品质, 对河西走廊地区酿酒葡萄种植具有重要的意义。
“稻鸭共生”生态系统重金属镉的转化、迁移及循环特征
张帆, 李海露, 程凯凯
2016, 24(9): 1206-1213. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160237
摘要(1132) PDF(669)
摘要:
重金属镉(Cd)通过污染的饲料和化肥而影响农产品进而危害人体健康已经成为食品安全和生态环境关注的焦点。为完善“稻鸭共生”系统的肥料和饲料管理, 建立合理的物质产投结构及降低重金属Cd的生态毒理风险, 在湖南省长沙市望城区桐林坳社区开展了2年田间试验, 以常规稻作为对照, 采用投入产出法, 研究分析“稻鸭共生”生态系统重金属Cd的转化、迁移及循环特征。结果表明, “稻鸭共生”生态系统Cd输入量为: 肥料>饲料>秧苗>雏鸭, 其中肥料Cd输入主要是磷肥输入。“稻鸭共生”生态系统Cd输出主要是水稻籽粒Cd和成鸭Cd。“稻鸭共生”生态系统内循环的Cd主要是鸭粪Cd、杂草Cd、害虫Cd及归还给系统的水稻秸秆Cd和根系Cd。鸭所摄食的Cd主要来自鸭饲料, 大鸭饲料Cd输入大于小鸭饲料Cd输入。在“稻鸭共生”生态系统中重金属Cd沿食物链的转化、迁移过程以鸭粪Cd形式放大, 且鸭粪Cd高于鸭饲料Cd输入。稻田土壤Cd输出来看, “稻鸭共生”和常规稻作相比无显著差异(P>0.05)。无论是常规稻作还是“稻鸭共生”, 水稻植株Cd含量次序为根>秸秆>籽粒。与常规稻作相比, “稻鸭共生”没有增加水稻植株Cd含量和Cd积累。糙米和鸭肉镉含量分别为0.033 mg·kg-1和0.008 mg·kg-1, 短期来看, “稻鸭共生”能够提供安全无Cd污染的农产品(鸭和稻米)。
气象因子对高香气烤烟品种主要香味前体物含量的影响
刘冰洋, 张小全, 张鋆鋆, 许志文, 彭玉富, 杨立均, 张广普, 杨铁钊
2016, 24(9): 1214-1222. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160065
摘要(1089) PDF(793)
摘要:
为研究气象因子对高香气烤烟品种主要香味前体物质含量的影响, 以烤烟品种‘云烟87’为对照, 对高香气烤烟品种‘豫烟11号’在5个不同地点的主要香味前体物质含量进行了比较, 并分别对2个品种的香味前体物质与气象因子进行了关联度分析。研究结果表明: ‘豫烟11号’主要香味前体物质含量在每个地点均显著高于‘云烟87’。烟叶类胡萝卜素在低纬度地区的含量显著低于高纬度地区, 多酚类物质的含量随着海拔降低、成熟期光照时数增加而逐渐增加, 叶片腺毛分泌物整体上高纬度地区的含量显著高于低纬度地区, 以河南卢氏的含量最高。2个品种的烟叶类胡萝卜素含量受成熟期日照时数、旺长期平均气温等光温因素影响较大, 而烟叶大田生长期间日照时数的长短对多酚类物质含量影响较大。2个品种的烟叶石油醚提取物和腺毛分泌物含量与气候因素的灰色关联度趋势有较大差异, ‘豫烟11号’烟叶石油醚提取物含量受烟叶生长期间的日照时数影响较大, ‘云烟87’则受平均气温的影响较大。‘豫烟11号’烟叶腺毛分泌物含量受成熟期日照时数和旺长期平均气温等的影响较大, ‘云烟87’则受伸根期平均气温、成熟期蒸发量和成熟期平均气温等的影响较大。高香气烤烟品种‘豫烟11号’在选择种植区域时, 应充分考虑成熟期日照时数和旺长期平均气温对品质的影响。
土壤微生物对紫茎泽兰生长与竞争的反馈: 不同灭菌方法的比较
梁作盼, 李立青, 万方浩, 刘万学
2016, 24(9): 1223-1230. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160040
摘要(1040) PDF(998)
摘要:
土壤微生物去除是验证土壤微生物反馈调节入侵植物竞争排斥本地植物群落的重要手段。为了确定土壤微生物反馈效应的最佳土壤微生物去除方法, 以及土壤微生物对紫茎泽兰与本地植物竞争中的反馈作用, 本试验比较了添加蛭石和未添加蛭石下, 3种常见土壤微生物灭菌方式(干热灭菌、湿热灭菌、辐照灭菌)处理的紫茎泽兰单优群落根际土壤对紫茎泽兰与本地植物香茶菜生长的影响。结果表明: 与未灭菌处理土壤相比, 3种灭菌处理土壤均显著抑制了紫茎泽兰和香茶菜的生长; 添加蛭石灭菌的土壤相对于未添加蛭石的灭菌土壤显著促进了2种植物的生长; 灭菌土壤添加蛭石的情况下辐照灭菌土壤的两种植物的生物量显著地高于干热灭菌和湿热灭菌土壤两种植物的生物量, 其中辐照灭菌下紫茎泽兰的生物量分别比干热灭菌和湿热灭菌条件下增加30.8%和66.5%, 香茶菜生物量分别显著增加109.5%和63.4%。辐照灭菌土壤添加蛭石的处理方式最接近真实地反映土壤微生物对植物生长的反馈效应。进一步进行辐照灭菌土壤添加蛭石处理与未灭菌土壤添加蛭石处理的紫茎泽兰与香茶菜混种的盆栽试验, 结果显示, 土壤微生物显著增强了紫茎泽兰对香茶菜的竞争优势, 相对竞争优势度增加16.0%, 说明土壤微生物在紫茎泽兰竞争排斥本地植物的入侵过程中具有正反馈偏利调节作用
近地层臭氧浓度增高对稻米品质的影响: FACE研究
沈士博, 张顶鹤, 杨开放, 王云霞, 朱建国, 杨连新, 王余龙
2016, 24(9): 1231-1238. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160319
摘要(1305) PDF(732)
摘要:
利用稻田开放式空气中臭氧浓度增加(FACE, Free Air gas Concentration Enrichment)平台, 以常规粳稻‘武粳15’和杂交粳稻‘陵风优18’为供试材料, 设置大气背景臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient增高21%, 模拟21世纪中叶臭氧浓度)两个水平, 研究臭氧胁迫对大田生长水稻成熟期稻米加工、外观、蒸煮/食味和营养品质的影响及其种间差异。结果表明, 近地层臭氧浓度增高使稻米糙米率、精米率和整精米率均不同程度下降, 其中精米率降幅达显著水平。与Ambient相比, 臭氧胁迫使两品种稻米垩白米率、垩白大小和垩白度平均分别增加15.0%(P=0.10)、42.0%(P<0.05)和60.5%(P<0.05)。臭氧胁迫使稻米胶稠度平均降低7.1% (P<0.05), 但对两品种稻米直链淀粉和糊化温度均无显著影响。稻米RVA谱测定结果显示, 臭氧胁迫对稻米最高黏度值、崩解值、冷胶黏度值、消减值和回复值均无显著影响。臭氧胁迫使两品种稻米蛋白质浓度呈增加趋势, 但均未达显著水平。方差分析表明, 多数情况下, 两品种间稻米诸品质性状存在显著差异, 但品种与臭氧的互作对所有测定指标均无显著影响, 说明两品种稻米品质对臭氧胁迫的响应无明显差异。本试验在开放稻田条件下运行, 适度臭氧胁迫使稻米垩白明显增加, 胶稠度显著下降, 但对其他米质指标影响较小, 两品种趋势一致。
热胁迫对不同小麦品种灌浆速率的影响
赵彦坤, 王秀堂, 王静, 傅晓艺, 董章辉, 史占良, 郭进考, 何明琦
2016, 24(9): 1239-1245. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160056
摘要(1326) PDF(924)
摘要:
为了给小麦高产稳产和耐热新品种选育提供依据, 对北部冬麦区和黄淮冬麦区的12个推广小麦品种在正常及热胁迫下的产量、千粒重及灌浆过程进行了研究。试验于2014—2015年度在河北省辛集马兰农场进行, 用大棚升温作为热胁迫处理, 在小麦灌浆期对不同品种在正常及热胁迫处理下的灌浆速率进行测定, 收获后测定产量和千粒重, 并计算热感指数。结果表明, ‘中麦175’、‘衡4399’、‘衡4444’、‘CA0816’和‘中麦875’在自然生长及热胁迫处理下有较高的产量。在小麦灌浆中后期的籽粒快增期及缓增期发生的热胁迫会通过影响灌浆速率显著影响小麦的千粒重及产量。根据千粒重热感指数对不同小麦品种的耐热性进行评估, 发现‘京冬8号’、‘CA0816’、‘CA1062’、‘中麦875’、‘中麦895’及‘衡4444’的千粒重热感指数<1, 是耐热性较好的品种; 其他品种的千粒重热感指数≥1, 是热敏感品种。对不同品种在正常及热胁迫条件下的灌浆速率进行分析, 发现热胁迫对不同耐热性品种灌浆速率产生影响的起始时间不同, 耐热性好的品种的灌浆速率在灌浆后期才会受到热胁迫的影响, 热敏感品种在灌浆中期即受到热胁迫的影响。总之, ‘CA0816’、‘中麦875’和‘衡4444’是丰产性和耐热性都较好的品种; ‘衡4399’和‘中麦175’的千粒重热感指数一般, 但产量在自然生长及热胁迫下均较高; ‘京冬8号’耐热性好, 丰产性略差。以上品种均可作为优异的耐热资源在育种中加以利用, 在育种实践中需联合使用品种的产量数据和千粒重热感指数来评估该品种在耐热性育种中的价值。
胡麻产量形成模拟模型研究
李玥, 吴兵, 刘栋, 高珍妮, 谢亚萍, 剡斌, 张中凯, 牛俊义
2016, 24(9): 1246-1253. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.151319
摘要(941) PDF(994)
摘要:
胡麻产量形成模型是胡麻生长模型中的重要子模型, 其准确性关系到整个模型的模拟性能。本研究拟构建能较准确预测不同生产情况下胡麻的产量形成模型, 为胡麻实际生产提供科学指导。模型利用2012—2013年胡麻西北主产区定西和榆中试验站不同肥料、不同播种方式、不同种植密度和不同氮磷水平的试验结果, 以胡麻生理生态过程为主线, 分别构建了产量构成因素法(基于品种遗传参数: 单位面积蒴果数、每果粒数、粒重与水肥胁迫因子、累积光合速率)的产量形成模型和基于粒壳比法(基于粒壳比和蒴果干物质总量)的产量形成模型; 利用2014—2015年试验区实测数据对模型进行较广泛验证。验证结果表明, 产量构成因素法对定西地区不同肥料、不同播种方式、不同种植密度产量模拟值的RMSE平均为133.47 kghm-2, 粒壳比法的RMSE平均为195.51 kghm-2; 利用最小二乘法计算的决定系数R2产量构成因素法与粒壳比法分别为0.819 8和0.743 9。榆中地区12个氮磷处理水平产量构成因素法平均RMSE值为140.70 kghm-2, 粒壳比法的RMSE平均为193.22 kghm-2; 产量构成因素法与粒壳比法预测的产量值与观测值R2分别为0.832 9和0.805 8。结果表明, 产量构成因素法对产量的模拟效果优于粒壳比法, 针对不同品种不同栽培方式, 把单位面积蒴果数、每果粒数与粒重作为品种遗传参数的产量构成因素法能更精确模拟胡麻的产量, 具有较高的预测性和通用性。
基于无人机数码影像的冬小麦叶面积指数探测研究
高林, 杨贵军, 李红军, 李振海, 冯海宽, 王磊, 董锦绘, 贺鹏
2016, 24(9): 1254-1264. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.151237
摘要(1837) PDF(1214)
摘要:
叶面积指数(LAI)是评价作物长势的重要农学参数之一, 利用遥感技术准确估测作物叶面积指数(LAI)对精准农业意义重大。目前, 数码相机与无人机系统组成的高性价比遥感监测系统在农业研究中已取得一些成果, 但利用无人机数码影像开展作物LAI估测研究还少有尝试。为论证利用无人机数码影像估测冬小麦LAI的可行性, 本文以获取到的3个关键生育期(孕穗期、开花期和灌浆期)冬小麦无人机数码影像为数据源, 利用数字图像转换原理构建出10种数字图像特征参数, 并系统地分析了3个生育期内两个冬小麦品种在4种氮水平下的LAI与数字图像特征参数之间的关联性。结果表明, 在LAI随生育期发生变化的同时, 10种数字图像特征参数中R/(R+G+B)和本文提出的基于无人机数码影像红、绿、蓝通道DN值以及可见光大气阻抗植被指数(VARI)计算原理构建的数字图像特征参数UAV-based VARIRGB也有规律性变化, 说明冬小麦的施氮差异不仅对LAI有影响, 也对某些数字图像特征参数有一定影响; 在不同条件(品种、氮营养水平以及生育期)下的数字图像特征参数与LAI的相关性分析中, R/(R+G+B)和UAV-based VARIRGB与LAI显著相关。进而, 研究评价了R/(R+G+B)和UAV-based VARIRGB构建的LAI估测模型, 最终确定UAV-based VARIRGB为估测冬小麦LAI的最佳参数指标。结果表明UAV-based VARIRGB指数模型估测的LAI与实测LAI拟合性较好(R2=0.71, RMSE=0.8, P<0.01)。本研究证明将无人机数码影像应用于冬小麦LAI探测是可行的, 这也为高性价比无人机遥感系统的精准农业应用增添了新成果和经验。
高标准基本农田建设时序安排研究——以河北省涿州市为例
贾丽, 吴冰冰, 高泽崇, 张长春
2016, 24(9): 1265-1274. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160007
摘要(1153) PDF(645)
摘要:
高标准基本农田是集耕地自然质量、良好配套基础设施、高级农业技术和先进管理理念的高生产能力系统, 然而国家对于高标准基本农田建设的投资标准较低, 如何在不饱和投资的前提下科学合理地进行高标准基本农田建设, 是当下以及未来很长一段时间内需要解决的热点问题。本文以河北省涿州市为例, 采取模型法、多因素综合评价方法、配对比较法、可行性适宜性组合矩阵, 首先依据基本农田连片度状况, 进行建设区划分, 依据乡镇界线对建设区进行细化, 然后以建设区为基本评价单元, 通过建立建设可行性和生态适宜性评价指标体系, 探讨各评价单元的高标准基本农田建设状况, 并根据可行性适宜性组合矩阵进行建设时序安排。结果表明: 河北省涿州市可划分为73个高标准基本农田建设区, 其中近期建设区15个, 总面积11 241.23 hm2, 主要分布在区域社会经济发展水平较好, 区位条件较优越, 生态景观状况良好, 连片度较高的松林店镇、码头镇和刁窝乡等区域; 中期建设区50个, 总面积27 054.07 hm2, 其分布较广, 主要分布在义和庄乡等东北部, 高官庄镇、豆庄乡等东南部, 以及西部、西北部绝大部分区域; 远期建设区8个, 总面积875.98 hm2, 呈零散状分布, 且建设区平均面积较小, 仅为109.50 hm2。相关政府部门需要综合考虑建设区建设可行性、生态适宜性, 以及实际工作开展时所需要的前期和后期经费支持等社会经济因素, 进行建设时序和重点区域选择; 通过工程或技术等措施改善限制高标准基本农田建设的主要要素, 逐步扩大适宜建设区域; 需要认真决策, 选择建设强度低且生态适宜性较好的区域进行试点工作, 与此同时积极扩宽投资渠道, 从而保证高标准基本农田建设目标的顺利完成。
基于多维评价模型的都市农业多功能发展模式探究
李梦桃, 周忠学
2016, 24(9): 1275-1284. doi: 10.13930/j.cnki.cjea.160023
摘要(1277) PDF(862)
摘要:
城市与都市农业通过功能互补与促进机制形成统一系统, 多功能是都市农业融入城市经济、社会、生态与空间系统之中表现出的显著内涵。但我国城市的自然环境、资源禀赋、发展基础、综合实力等方面表现出明显的东、中、西部区域差异, 都市农业功能发展的侧重点不同, 因此形成了多样化的都市农业多功能发展模式。评价都市农业多功能发展现状及合理性, 探究适宜我国不同区域城市的都市农业多功能发展模式, 有助于协调城市功能与都市农业功能发展、因地制宜地制定都市农业多功能发展战略。如何协调城市功能与都市农业功能是实现区域可持续发展急需探索的问题。本文应用四维评价模型对我国22个城市的都市农业生产、经济、社会与生态功能进行定量评价, 并根据四大功能间的不同组合类型, 用系统聚类法把我国都市农业分为10类多功能发展模式。研究表明: 受我国自然环境及社会经济发展水平的东、中、西部地区空间差异影响, 都市农业单项功能发展水平及多功能综合水平在各城市呈现明显的差异, 总体上表现出东、中、西的区域分异现状; 从我国西部城市至中东部城市, 都市农业发展模式逐渐从多功能弱协同模式转向基本协同、协同及强协同发展模式, 从生态优先发展模式转变为社会生态主导发展模式以及以生态为基础的生产(或经济或社会)功能主导的发展模式。都市农业发展模式属于生态优先发展模式的城市生态功能发展水平都达到了0.40以上, 属于社会优先发展模式的城市社会功能发展水平都在0.55以上, 属于经济优先发展模式的城市经济功能发展水平接近0.80, 属于生产优先发展模式的城市生产功能发展水平达到了0.75。