新疆盐碱地治理利用研究回顾与启示摘要:新疆盐碱地面积大、类型多,其治理利用对于缓解国家耕地紧缺和保障粮食安全具有重要意义.探索与新疆干旱生境与现代节水灌溉模式相匹配的治理新技术是新疆盐碱地资源可持续利用的关键.通过历史文献回顾和数据量化评价法系统梳理了新疆盐碱地治理历程与成效,解析了水资源刚性约束下盐碱地治理的瓶颈问题,提出新形势下新疆盐碱地综合利用启示.基于新疆水土平衡配置及节水灌溉农田次生盐渍化特点,提出了从流域和灌区尺度设计"防控治"一体化方案、合理确定灌溉与生态用水指标、探明滴灌农田耕区分层靶向降盐技术、建立农田土壤盐渍化动态监测体系、实施分区分类差异化防治等启示,以期为新疆盐碱地治理利用的精准施策提供依据.
新疆盐碱地盐渍化水土平衡
被引:47
化肥减量配施有机肥对玉米产量、养分吸收及氮素利用效率的影响摘要:[目的]探讨山西旱地玉米化肥减量配施有机肥的可行性与适宜化肥减量比例.[方法]于2021-2023年进行田间定位试验,研究CK(不施任何肥)、NPK(全化肥)、化肥减量(40%、30%、20%)生物炭有机肥替代(SWC40、SWC30、SWC20)和精致有机肥替代(JZ40、JZ30、JZ20)对玉米产量、养分吸收及氮素利用效率的影响.[结果]适当比例下化肥减量配施有机肥能显著增加玉米籽粒产量和地上部生物量,提高养分累积吸收量及氮素利用效率.与NPK处理相比,2021、2022、2023年,SWC40处理籽粒产量分别显著提高14.69%、9.88%、25.62%,JZ30处理籽粒产量与NPK处理无显著差异.2023年,SWC40处理籽粒氮、磷、钾素累积吸收量分别为145.64、38.30、38.07 kg/hm2,与NPK处理相比,SWC40处理玉米籽粒氮、磷、钾素累积吸收量显著增加38.36%、56.14%、46.59%;SWC40处理地上部氮、磷、钾素累积吸收量分别为311.79、69.49、204.22 kg/hm2,较NPK处理显著增加了 64.08%、84.32%、84.43%.SWC40处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥贡献率和氮肥表观利用率为6.80 kg/kg、15.64 kg/kg、43.53%、31.01%,较NPK处理显著提高了 49.78%、16.80%、29.48%、165.49%.[结论]化肥减量配施生物炭有机肥相较精致有机肥效果更佳,化肥减量40%配施生物炭有机肥为最优处理,化肥减量30%配施精致有机肥化肥次之,可作为玉米增产、氮肥增效的合理施肥方案.
化肥减量配施有机肥生物炭玉米养分氮素
被引:25
基于无人机遥感的春玉米产量预测研究摘要:[目的]适应现代农业发展作物产量快速预测的需求.[方法]以春玉米为研究对象,设置 50%ETc(W1)、75%ETc(W2)、100%ETc(W3)、125%ETc(W4)、150%ETc(W5)5个水分梯度处理试验,基于无人机多光谱影像进行植被指数的构建,并利用皮尔逊相关系数法筛选模型输入变量.采用偏最小二乘法(Partial least squares,PLS)、随机森林回归(Random forest regression,RF)和粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)优化随机森林模型,分别对拔节期、抽雄期和灌浆期春玉米进行基于单一植被指数和多植被指数组合的产量估测,结合模型精度评价指标,最终确定研究区春玉米产量分布图.[结果]以多植被指数组合为输入变量的模型精度总体高于以单一植被指数为输入变量的模型精度,且PSO-RF模型在抽雄期的拟合效果最好.基于单一植被指数NDVI的PSO-RF模型验证集的R2为 0.685,RMSE为 1 792.71 kg/hm2,RPD为 1.764.基于多植被组合的PSO-RF模型验证集的R2为 0.806,RMSE为 1 485.88 kg/hm2,RPD为 2.032.研究区W3处理春玉米产量最高,平均产量为 19 845.25 kg/hm2,W1 产量处理最低,平均产量为 12 054.52 kg/hm2.[结论]综上所述,多光谱无人机能够准确预测作物产量,可为实现精准农业提供技术支持.
无人机春玉米产量植被指数抽雄期随机森林回归
被引:20
中国农田土壤微塑料赋存特征研究进展及展望摘要:[目的]梳理我国农田土壤生态环境系统中微塑料污染的赋存特征.[方法]基于Web of Science和CNKI数据库检索了涉及我国农田土壤微塑料污染的相关文献,利用VOS-viewer软件进行关键词共现分析,并筛选出了符合农田土壤微塑料赋存特征(类型、丰度、粒径、颜色和形状)的文献进行分析.[结果]我国农田土壤中的微塑料类型有一定的相似性但也存在差异性,大部分省区的主要微塑料类型为聚乙烯(polyethylene,PE)和聚丙烯(polypropylene,PP);内蒙古、新疆、山东和广西农田土壤微塑料的平均丰度相对较大均超过了 10 000个/kg;农田土壤中的微塑料粒径范围主要集中在 0~2 mm之间,如新疆和贵州农田土壤微塑料粒径在 0~0.5 mm和 0~0.1 mm之间的占比均超过了 85%;微塑料颜色占比较高的为透明、白色、黑色、蓝色和黄色,微塑料形状占比较高的为纤维、薄膜、碎片和泡沫;最后,结合我国农田土壤微塑料的赋存特征对农田土壤微塑料污染的综合治理技术、管控措施及存在问题进行了剖析.[结论]开展农田土壤微塑料的赋存特征研究可为农田土壤微塑料污染防治和保障农产品质量安全提供一定的科学依据.
微塑料土壤赋存特征农田中国
被引:17
结合无人机多光谱数据和机器学习算法的春小麦叶面积指数反演摘要:[目的]探究基于无人机多光谱数据反演大田春小麦叶面积指数(LAI)的最优机器学习建模方法.[方法]以内蒙古沿黄流域的土默川平原春小麦为对象,利用大疆P4M无人机采集了 3个关键生育时期(拔节期、孕穗期、灌浆期)多光谱影像数据,提取植被指数同实测LAI进行相关性分析,用以植被指数的筛选,筛选后的植被指数进行主成分分析(PCA),将新主成分因子作为模型输入变量结合多元线性回归(MLR)、决策树回归(DTR)、BP神经网络回归(BPNN)、梯度提升树回归(GBDT)、支持向量机回归(SVR)和随机森林回归(RFR)6种建模方法,分别构建不同生育时期LAI估算模型,经精度验证,确定LAI的最优估算模型.[结果]归一化植被指数(NDVI)、改进的简单比值植被指数(MSR)、比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)、土壤调节植被指数(SAVI)和归一化差异红边指数(NDRE)与LAI均存在显著相关性,但重归一化植被指数(RDVI)在孕穗期和灌浆期与LAI的相关系数仅为0.23和0.21.在反演模型方面,拔节期的BPNN模型表现最优,验证集R2为0.822,RMSE为0.305,MAE为0.257.而在孕穗期、灌浆期以及整个生育期内,RFR模型表现最佳,验证集R2分别为0.613、0.811和0.834,对应的RMSE分别为0.189、0.150和0.174,MAE分别为0.126、0.121和0.133,且以多生育时期数据建立的RFR模型精度大于单生育时期模型.[结论]利用无人机多光谱数据计算的植被指数结合机器学习算法可以较好反映春小麦各生育时期LAI分布情况,其中,使用多生育时期数据建立的模型估算精度大于单生育时期模型,单生育时期中,拔节期的预测精度最高,其次是灌浆期和孕穗期.在算法方面,BPNN算法构建的LAI估算模型在拔节期的反演精度最高RFR算法构建的LAI估算模型是准确估算春小麦中后期LAI表型参数的优选方法,相比之下GBDT模型在各生育时期的反演精度均较低,不推荐作为春小麦LAI反演模型.
无人机多光谱春小麦叶面积指数机器学习算法植被指数
被引:17
不同品种春小麦生长生理指标及产量对水分响应研究摘要:[目的]系统研究不同程度间歇性干旱对春小麦生长生理及产量的影响.[方法]通过位于甘肃武威的大田试验,以春小麦"陇春41号"和"永良4号"为研究对象,系统研究拔节期和灌浆期不同程度间歇性干旱对春小麦生长生理及产量的影响.在春小麦拔节期、灌浆期分别设置灌水量为充分灌溉对照组的65%、80%的亏水处理,即:W1(拔节期65%/灌浆期65%)、W2(拔节期80%/灌浆期65%)、W3(拔节期65%/灌浆期80%)、W4(拔节期80%/灌浆期80%)、W5(充分灌溉对照组).分析不同处理下春小麦生长指标、产量、叶片光合参数及叶绿素荧光动力学参数对水分的响应规律.[结果]拔节期和灌浆期水分亏缺会对春小麦株高、叶面积指数、干物质积累量、净光合速率、蒸腾速率及光合电子传递速率产生显著负面影响,指标随灌水量减少而降低;抽穗期复水(恢复充分灌溉)后,"陇春41号"LAI得到了明显恢复,复水对春小麦叶绿素量、光合电子传递速率以及蒸腾速率的恢复有显著积极作用;产量随水分亏缺程度的加剧而减小,"陇春41号"整体产量高于"永良4号","陇春41号"W4处理下产量与W5处理无显著差异.[结论]考虑节水高产,本文推荐最优灌溉制度为W4处理(拔节期80%/灌浆期80%),推荐种植品种为"陇春41号".
春小麦水分亏缺生长指标光合特性光合电子传递速率叶水势
被引:13
中国农业生产效率及全要素生产率变化指数时空变化评价摘要:[目的]中国水资源短缺问题严重,不同地区农业生产条件和效率存在较大差异.在这一背景下,对中国各省、市和自治区的农业生产效率进行计算和分析,有助于识别出各省市区农业发展的制约因素,对提高农业生产效率和水资源利用效率均有重要意义.[方法]本文使用数据包络分析(DEA)方法对中国 31 个省市区 2004-2022年的农业生产综合效率、纯技术效率和规模效率进行测算,利用DEA-Malmquist生产率指数进一步评价了生产效率的构成及时间变化特征.[结果]北京、辽宁、吉林、黑龙江、上海、山东、海南和重庆的农业生产综合效率在2004-2022年均达到DEA有效,天津、江苏、浙江、福建、河南、广东、四川、贵州、西藏、陕西、青海和新疆在部分年份中达到DEA有效,河北、山西、内蒙古、安徽、江西、湖北、湖南、广西、云南、甘肃和宁夏在2004-2022年均为非DEA有效;全国及各省市区2004-2022年农业投入全要素生产率变化指数均大于1.000,说明从2004-2022年各省市区的农业生产效率均有所提高,提高的主要原因是技术进步,但技术效率、纯技术效率和规模效率基本保持稳定.部分非DEA有效省区(如河北、山西)的农业水资源或有效灌溉面积有冗余,这些省区需要减少有冗余变量的投入或适当补充松弛为0变量的投入,以提高农业生产效率和农田水利投入要素效率.所有省市区在2004-2022年纯技术效率和规模效率变化指数都在1.000附近波动,均需提高现有技术生产效率,并调整生产规模,推动纯技术效率和规模效率的提升.对于技术进步变化指数较低的省区(如新疆、云南)应优化技术,推广高效节水技术,提高农田水利设施建设水平.[结论]中国各省市区的农业生产效率和全要素生产率存在明显的地区差异.本研究针对不同限制性因素的情况分别提出了建议,为在水资源匮乏的地区有针对性地提高农业生产力和用水效率提供了依据.
农业生产效率数据包络分析综合效率纯技术效率规模效率全要素生产率
被引:11
基于层次分析-熵权法的乌梁素海湖泊生态系统健康评价摘要:[目的]诊断乌梁素海维持区域生态系统良性循环的潜力和保持湖泊重要功能的状态,掌握地区水文循环和生态平衡的关系.[方法]本文对 2015-2019 年乌梁素海水生态系统健康体征进行调查研究,首先构建了水文、物理、化学、生物、社会服务 5个方面的湖泊生态系统健康评价指标体系,基于层次分析-熵权健康指数法综合计算分析了乌梁素海生态系统健康体征.[结果]2015-2019 年乌梁素海生态系统综合健康指数分别为 0.201、0.226、0.542、0.517 和 0.605,2015-2016 年乌梁素海生态系统健康评估状况处于较差状态,2017-2018 年生态系统健康评估状况为中等状态,2019年乌梁素海湖泊生态系统评估结果较好.目前,乌梁素海全湖水质基本达到地表水环境质量标准Ⅴ类,乌梁素海整体水质呈上升趋势.[结论]通过运用层次分析-熵权综合健康指数法评价乌梁素海湖泊生态系统健康状态既可靠又实用,且能清晰体现出湖泊生态系统变化规律,为乌梁素海生态系统的保护和治理提供了方法支撑.
乌梁素海熵权法层次分析法生态系统健康评价
被引:10
不同耕作方式和前茬作物对冬小麦水肥利用效率及产量影响摘要:[目的]探讨不同耕作方式和前茬作物对冬小麦土壤养分、产量及水肥利用效率的影响.[方法]设置2个主处理:旋耕(RT)和免耕(NT),2个副处理:玉米前茬(MW)和大豆前茬(SW),共4个处理,分别记为RTMW、RTSW、NTMW、NTSW,研究不同耕作方式和前茬作物对冬小麦土壤养分、水肥利用效率及产量的影响.[结果]同一前茬作物下,免耕处理土壤含水率高于旋耕处理;同一耕作方式下,玉米前茬处理土壤含水率高于大豆前茬;冬小麦季各处理有机碳量、全氮量、速效磷量、速效钾量、铵态氮量、硝态氮量均随土层深度增加而降低.0~50 cm 土层,NTSW处理均有利于冬小麦麦田土壤有机碳、全氮、硝态氮量的积累,较RTMW处理分别提高了4.14%~13.54%、35.51%~54.44%、55.75%~112%;10~50 cm 土层,RTMW 处理后茬麦田速效磷、速效钾量较高:0~50 cm 土层,RTSW处理后茬麦田铵态氮量最高,较RTMW处理高13.39%~20.64%;NTSW处理穗数、穗粒数、千粒质量显著高于其他处理,且冬小麦产量也高于其他处理,较RTMW处理增产16.62%;NTSW处理水分利用效率及氮磷钾利用效率均最高.[结论]NTSW处理有利于冬小麦田的养分积累,且水肥利用效率最高,增产效果较好.
旋耕免耕前茬作物土壤养分水肥利用效率产量
被引:9
基于供水量的两级渠系优化配水模型摘要:[目的]基于灌区实际供水量构建两级渠系优化配水模型,提供各用水单元的配水量、配水流量、配水时间.[方法]本文分2种情形构建模型,情形1:非充分灌溉,作物某生育时期内供水无法满足需水,模型首先通过水资源配置确定每个用水户的分配水量,再通过渠系优化配水模型确定每条渠道的配水流量和配水时间;情形2:充分灌溉,供水能够满足需水,根据配置系数确定各渠道配水的优先次序,再确定配水流量和配水时间.[结果]将模型运用到山东省簸箕李灌区,验证模型的适用性,结果表明本模型能够根据灌区的供水量提供水资源配置方案和渠系配水方案.供水充足时,模型根据配置系数确定配水次序;供水不足时,模型根据分配系数确定水资源分配量.情形 1和情形2支渠的配水流量分别在流量上限的0.8倍与0.75倍以上,做到了大流量配水:2种情形的配水周期分别为10.90、17.84 d,缩短了灌溉周期.[结论]本文建立的模型能够依据供水量首先提供水资源分配方案或配置次序,再以此为基础,提供配水方案,即配水流量、配水开始时间、配水结束时间,从而指导灌区的配水工作.
渠系配水水资源配置优化配水灌区配水模型
被引:9
黑土区坡耕地水力侵蚀及其防治技术研究进展摘要:[目的]东北黑土区坡耕地水力侵蚀危害严重,直接影响区域粮食安全与生态安全;水力侵蚀防治技术在治理土壤侵蚀过程中发挥了重要作用,总结提炼相关研究进展可有效提高黑土区坡耕地水力侵蚀防治效果.[方法]本文通过系统梳理文献资料,对黑土区坡耕地水力侵蚀及其防治技术研究进展进行归纳总结.[结果]分析了东北黑土区坡耕地水力侵蚀现状、影响因素;综述了垄作、秸秆还田、地埂植物带、植物篱、梯田、少耕免耕、侵蚀沟治理等水力侵蚀防治关键技术;列举了水力侵蚀防治典型案例;指出了目前存在的主要问题:明确了未来研究中应加强水力侵蚀防治技术机理研究,建立水力侵蚀防控综合技术体系,构建径流调控-防蚀固土模式等研究展望.[结论]东北黑土区坡耕地水力侵蚀危害严重,其发生发展受多种自然因素及人为活动的共同影响,目前水力侵蚀防治关键技术在机理研究与实践应用中均取得了一定成果,可为深化东北黑土区水力侵蚀过程及推广水力侵蚀防治技术提供科学依据.
坡面侵蚀沟道侵蚀耕作措施工程措施生物措施
被引:9
气候变化背景下黄土高原干湿演变特征及成因分析摘要:[目的]干旱频发对农业生产和生态健康造成了严重影响,探究黄土高原干湿演变特征及其成因.[方法]基于黄土高原 71 个站点获取 1961-2020 年温度、降水量、相对湿度、日照时间、风速等气象数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)、Mann-Kendall 检验、游程理论等方法,分析了黄土高原 1961-2020 年干湿演变规律及其成因.[结果]1961-2020年,黄土高原地区的温度整体呈明显上升趋势,有变暖趋势,而风速、相对湿度、日照时间呈明显下降趋势.从时间变化来看,降水量呈微弱下降趋势,ET0 呈先上升后下降趋势;从空间变化来看,西北部降水量增加,ET0降低,有变"湿"趋势,而东北部降水量和ET0都呈降低趋势,其干湿变化仍需讨论;从干湿演变规律来看,SPEI在 1999 年之前呈减小趋势,之后呈增大趋势,东南部干旱频率高,干旱历时、干旱严重度、干旱峰值低,极端干旱事件少有发生,西北部情况则与东南部相反;从干湿演变的成因来看,温度增加、降水量增大、ET0减小属于黄土高原干湿演变特征的主要成因,黄土高原整体区域的温度与SPEI相关性较大,降水量和ET0对黄土高原的干湿演变有较大影响,且 ET0 对黄土高原干湿演变规律的影响强于降水量;此外,环流指数与 SPEI的线性相关较弱,表明其对黄土高原的干湿演变影响较小,黄土高原干湿变化与中纬度西风带强弱和太阳黑子活动程度有较弱的相关性.[结论]综上可知,黄土高原从 1960 年开始呈暖干化趋势,1999年后呈暖湿化趋势.
干湿变化标准化降水蒸散发指数演变特征成因分析黄土高原
被引:9
黄河流域(河南段)生境质量时空演变特征及驱动力研究摘要:[目的]探究1990-2020年黄河流域河南段生境质量时空变化格局,为流域生态恢复和可持续发展提供科学依据.[方法]运用InVEST模型生境质量模块、GIS空间自相关和地理探测器模型分析黄河流域河南段生境质量时空变化特征并识别其驱动因子.[结果]黄河流域河南段土地利用变化表现为耕地、草地面积显著减少,建设用地面积增加1倍.黄河流域河南段生境质量平均值处于中等水平,生境质量呈西高东低的空间分布格局.1990-2020年,生境质量存在强聚集效应,年际聚集性波动下降;土地利用是该区域生境质量变化的主要驱动因子,土地利用与高程、气温、NDVI、坡度、降水量、GDP和人口密度的交互协同作用值均大于0.95.[结论]1990-2020年,黄河流域河南段区大部分区域的生境质量处于较低水平,建设用地不断扩张,城市群问题突出,提升黄河流域河南段的生境质量并制定科学的土地规划势在必行.
生境质量InVEST模型地理探测器土地利用
被引:9
膜下滴灌水氮用量对春大豆生长、产量及品质的影响摘要:[目的]2023 年新疆推广种植大豆 6.7 万hm2,为紧跟农业生产实际需要,研究干旱区膜下滴灌条件春大豆生长对水氮用量的响应,以期为新疆干旱半干旱区膜下滴灌条件春大豆种植中水氮管理提供技术支撑.[方法]本研究通过田间小区试验,以裕农 3 号为试验材料,采用裂区设计,主区为灌溉定额处理:W1(3 600 m3/hm2)、W2(4 500 m3/hm2)、W3(5 400 m3/hm2);副区为施氮处理:N0(不施氮)、N1(138 kg/hm2)、N2(207 kg/hm2)、N3(276 kg/hm2).[结果]膜下滴灌条件下,增加灌水量对春大豆生长有明显促进作用,春大豆干物质积累符合Logistic生长曲线,结荚—鼓粒期是干物质快速积累时期;膜下滴灌条件下,灌溉定额和氮肥施用量显著影响春大豆生长,其干物质积累量、产量及产量构成因子与灌溉定额均呈正相关关系;N1 处理较 N0、N2、N3 处理更利于干物质积累和产量形成;研究中灌溉定额 5 400 m3/hm2,施氮量 138 kg/hm2 处理,干物质积累量和产量最高,分别为11 233.53 kg/hm2 和 5 685.00 kg/hm2,其产量、单株荚数、单株粒数、单株粒质量和百粒质量较W1N0 处理分别增加132.04%、164.57%、134.13%、227.22%和 24.31%;品质结果显示增加灌溉量不利于蛋白质和脂肪量的提高,增施氮量可以促进大豆蛋白质量提高,却不利于脂肪量积累.[结论]在新疆干旱半干旱区,水氮是大豆生长的关键因素,适当增加灌溉量、控施氮肥更利于春大豆产量提高,实现节本增效的种植目标.
春大豆膜下滴灌水氮用量产量品质
被引:9
微咸水滴灌对温室黄瓜土壤酶活性和产量的影响摘要:[目的]探究不同微咸水矿化度与灌水下限对土壤酶活性时空分布以及黄瓜生长和产量的影响.[方法]以温室黄瓜为研究对象,设置4种微咸水矿化度,分别为E1(5g/L)、E2(3.5 g/L)、E3(2.5 g/L)、E4(0.5 g/L);3种灌水下限,控制滴头正下方20cm 土层处的土壤基质势分别为L1(-15kPa)、L2(-25 kPa)、L3(-35 kPa),研究微咸水矿化度与灌水下限对土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性的时空分布以及温室黄瓜生长和产量的影响.[结果]垂直方向上,随着土层深度的增加,各处理3种土壤酶活性均呈逐渐降低趋势;水平方向上,随着距滴头距离的增加,3种土壤酶活性逐渐降低.3种土壤酶活性在距滴头水平方向0~15cm、垂直方向0~20 cm 土层较高.矿化度为0.5~2.5 g/L的微咸水对土壤脲酶、蔗糖酶活性无显著影响,但显著提高了土壤碱性磷酸酶活性.矿化度为3.5~5 g/L的微咸水会使3种土壤酶活性明显降低.随着灌水下限的降低,土壤脲酶和碱性磷酸酶活性先升高后降低,土壤蔗糖酶活性呈上升趋势.矿化度为3.5~5 g/L的微咸水滴灌处理黄瓜生长发育受到明显抑制,显著影响黄瓜产量;矿化度为0.5~2.5 g/L的微咸水滴灌,控制灌水下限为-35~-25 kPa有助于黄瓜生长并保证黄瓜产量.[结论]在淡水资源紧缺,而微咸水资源丰富的地区,可以尝试采用矿化度为0.5~2.5 g/L的微咸水,控制灌水下限为-35~-25 kPa灌溉温室黄瓜.
黄瓜微咸水土壤酶活性产量
被引:8
全球智慧灌溉技术发展态势研究摘要:随着科技和信息的快速发展,智慧灌溉技术被广泛应用.为了掌握全球智慧灌溉技术的发展态势.针对产学研一条链上的基础研究、工程研究和专利技术开展研究,选取Web of Science的SCI论文数据库、Scopus的EI论文数据库和Dervent Innovation的专利数据库进行分析.构建智慧灌溉领域的检索词集,分析表现力指数、竞争力指数以及研究热点和发展态势.研究表明,智慧灌溉领域已经形成相对稳定的全球布局,在感知、控制、决策和管理四大方向进行了战略布局,已经形成相对稳定的六大研究方向即干旱胁迫下的灌溉策略、田间试验与水肥效率、水土监测、智能灌溉系统、可持续发展与节水灌溉、水平衡与灌溉用水管理,两大技术方向即实时灌溉控制系统和方法、节水灌溉装置.未来智慧灌溉研究方向逐渐向可持续、规模化发展,在技术布局上秉持深度交叉融合.培育新业态、新模式,推动智慧灌溉向规模化、专业化、产业化、多元化全面升级,为维护国家粮食安全、全面推进乡村振兴注入新质动能.
智慧灌溉农田数据库计量
被引:8
不同种植密度对引大灌区青贮玉米产量和品质的影响摘要:[目的]明晰不同种植密度对引大灌区青贮玉米生长发育、产量及品质的影响.[方法]以青贮玉米"陇青贮 1 号"为试验材料,设置 M1(5.6×104株/hm2)、M2(6.8×104株/hm2)、M3(8.0×104株/hm2)、M4(9.2×104株/hm2)、M5(10.4×104株/hm2)共5个种植密度,探究不同种植密度对青贮玉米成熟期植株性状、产量及品质的影响.[结果]①随种植密度增大,青贮玉米株高和茎粗呈抛物线规律,穗长、穗粗、鲜穗质量、行粒数、穗行数均随种植密度增大呈先增加后减少趋势,M3处理达到最优值;②鲜草、干草和籽粒产量均随种植密度增大呈先增加后减少的趋势,在M3处理产量达到最大,最大值分别为182 146.72、91 054.35、24 278.68 kg/hm2;③青贮玉米的粗蛋白、粗淀粉和粗脂肪量均在M3处理下最大,较M4、处理,3指标分别增加了 8.31%、10.58%、和10.38%,较M5处理,3指标分别增加了 12.49%、15.71%和19.71%;中性洗涤纤维值M5处理最大,和M3处理最小,M5处理较M3处理增加7.78%.[结论]种植密度为8.0×104株/hm2时,引大灌区青贮玉米产量和品质均达到最优.
引大灌区种植密度青贮玉米产量品质
被引:8
南疆覆膜滴灌夏玉米生长特性及产量对施氮量的响应研究摘要:[目的]探究南疆干旱区夏玉米在覆膜滴灌(MD)与裸地滴灌(LD)条件下的生长表现及不同施氮水平对产量的影响.[方法]设计MD处理和LD处理夏玉米滴灌试验,5个施氮梯度(N0:0kg/hm2、N1:224.6 kg/hm2、N2:278.4 kg/hm2、N3:368.9 kg/hm2、N4:464.0 kg/hm2),以 2 个漫灌处理(MCK、LCK,施氮量均为 278.4 kg/hm2)为对照(CK),共计12个处理.[结果]①随着施氮量的增加,夏玉米的生长指标(SPAD值、LAI值、地上部干物质量)逐渐增大后趋于稳定,呈先升后缓趋势.全生育期内,MD处理夏玉米的SPAD值、LAI值和干物质量分别较LD处理显著提高18.67%、10.39%、10.41%.②干物质量Logistic拟合方程表明,当施氮量超过368.9 kg/hm2后,干物质量不再增加;与LD处理相比,MD处理配合施氮能够延长夏玉米生长旺盛时间7~18 d,推迟群体最大生长率出现时间1~6 d.③MD处理产量较LD处理高1 027.52~2 023.04 kg/hm2,施氮处理的产量较不施氮处理高29.41%~84.46%,而MD处理配合施氮可使产量显著增加52.17%~106.61%.非线性拟合分析表明,玉米产量与施氮量之间整体呈"S"型曲线关系,当施氮量超过267.69 kg/hm2和274.11 kg/hm2后,MD处理和LD处理的产量逐渐放缓,分别达到362.75 kg/hm2和364.14 kg/hm2后几乎无增长.④MD处理和LD处理下,N2处理下夏玉米的生长指标和产量与CK无显著差异,但灌水量却比CK少256.5 mm.[结论]MD处理结合278.4 kg/hm2的施氮量能显著促进夏玉米生长并提高产量,可以实现较优的栽培效果.
滴灌氮肥生长特性Logistic方程玉米
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淮北平原冬小麦农业干旱时空变化规律摘要:[目的]探究淮北平原冬小麦农业干旱的时空变化规律.[方法]以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,分析淮北平原1957-2018年各地区冬小麦各生育阶段CWDI年际变化趋势、空间分布、波动范围、干旱站次比和空间频率分布,探讨淮北平原冬小麦农业干旱的时空变化规律.[结果]淮北平原冬小麦整个生育期内旬需水量和旬供水量均呈先降低后上升的变化趋势,旬有效降水量变幅不大,均在10 mm以内,而潜水蒸发强度在3月中旬-5月下旬显著增加,增幅达260%.阜阳、蚌埠和蒙城地区的冬小麦生长期水分供需相对平衡,而砀山、亳州和宿州地区水分供需不平衡;宿州CWDI波动性最大,蚌埠CWDI波动性最小.1957-2018年,冬小麦生育期干旱站次比呈显著上升趋势;2010年干旱范围最广、干旱程度最大.各生育阶段农业干旱程度的空间分布不均,呈由南到北递增的趋势,黄潮土区干旱等级普遍高于砂姜黑土区;轻旱发生频率高值中心由淮北平原南部向北部迁移,中旱高值区主要集中在亳州和宿州;重旱呈北高南低的特征;特旱在全生育期内较为罕见,发生频率不足5%.[结论]淮北平原1957-2018年冬小麦干旱程度呈上升趋势,水分供需不平衡,砀山和宿州地区需增加灌溉量.
农业干旱冬小麦作物水分亏缺指数时空变化
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黄河流域1960-2022年干湿格局变化特征摘要:[目的]研究黄河流域降水时空变化,分析气候变化情况下黄河流域降水及干湿格局变化特征.[方法]收集黄河流域 1960-2022年 51 个气象站点降水数据,通过回归分析、相关分析、频率百分数法、Mann-Kendall非参数检验法,探究 1960-2022 年黄河流域降水、干湿期特征时空变化规律及相关性.[结果]①1960-2022 年,黄河流域年降水量变化不显著,但降水频率下降(-1.95%/10 a),强度上升(2.67%/10 a),且均通过显著性检验(P<0.05),年降水频率在 1978年发生突变,年降水强度在 1990年发生突变,自 1990年开始,年降水频率显著减少,强度显著增加.流域上游变湿,中、下游变干,流域整体来看,微降水、小降水、中等强度降水减少,强降水、极端降水增加,在流域上、中、下游微降水普遍减少,极端降水普遍增加;②黄河流域及流域上、中游发生干旱的风险增加,干旱强度下降,流域下游发生干旱风险及强度均呈增加趋势.降水在湿期分配更加集中,流域发生干旱和洪涝风险共存;③年降水量变化主要由高强度降水事件变化引起,年降水频率变化主要受低强度降水事件影响.湿日在年内的分配情况主要受低强度降水事件影响,湿期降水量变化主要是受高强度降水事件影响.[结论]在气候变化背景下,黄河流域发生干旱和洪涝灾害的风险共存,直接原因是低强度降水事件减少导致较短干期合并成较长干期,流域发生干旱风险增加.降水强度增加,降水在湿期更加集中导致流域发生洪涝风险增加.
黄河流域降水干期湿期极端降水
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