间作条件下辐射传输与分配模型研究进展

对近年来国内外对间作系统内辐射传输模型的研究成果作了简单的综述.包括间作条件下的辐射传输模型、辐射在作物间的分配模型.指出了此项研究存在的问题,进而对其今后研究方向和发展趋势进行了展望.     

模型驾驶室振动辐射声的研究

运用统计能量分析（ＳＥＡ）方法，建立了结构振动能量传输的数学模型。以某拖拉机驾驶室模型为研究对象，将其分为８个子系统－－７个板件子系统和１个声学空间子系统，分析了驾驶室模型各板件之间振动能量的传输情况，计算了各振动板件的模型内部空间辐射的噪声，并用试验结果验证了计算模型与分析方法的正确性。     

基于ISAREG模型的小麦间作玉米灌溉制度设计

将ISAREG模型与种植模式相结合研究小麦间作玉米的灌溉制度。对间作条件下灌溉制度模拟所需的各项参数进行了预处理和验证,分析评价了小麦间作玉米的实际灌溉制度,在此基础上根据小麦间作玉米的需水特性进行了多组合方案设计,分别得到了现状供水状况下和不受灌水日期约束时的优选灌溉制度。     

基于生态位适宜度模型和TOPSIS模型的间作模式评价

基于生态位适宜度模型对生菜与小白菜、樱桃萝卜、豌豆苗和香菜间作4种模式下作物对生境条件的适宜程度进行了初步评价,并采用TOPSIS模型对评价结果进行优选,以揭示生菜各间作模式中的最优模式。结果表明:模式1、模式2和模式3的生态位适宜度值较高且较接近,其生境环境较能满足作物的需求,其中,生菜和樱桃萝卜的间作模式与理想方案的相对接近程度最大,即生菜与樱桃萝卜的间作模式为4种模式中最优间作模式。采用生态位适宜度模型和TOPSIS模型对间作模式进行优选的结果与实际栽培效果一致,通过限制因子分析确定生菜和樱桃萝卜间作模式的限制因子为营养液中钾元素含量。     

冬小麦间作春玉米土壤温度时空变

根据冬小麦间作春玉米试验期内土壤温度和气温的观测资料，分析了间作田不同深度处土壤温度的日变化特征，以及土壤温度的季节变化特征，并对土壤温度与气温的关系做了拟合。同时对间作和单作田土壤温度时空变化特征进行了对比分析。     

红枣红外辐射干燥数学模型

利用自行设计的红外辐射干燥箱,对红枣进行红外辐射干燥研究。通过对试验值进行回归分析,确定红枣红外辐射干燥模型的形式为Page模型。该模型与辐射温度和辐射距离有关,并得到各参数的表达式和数值。通过对实验值和模型预测值进行统计检验,说明该模型能较好的描述和预测红枣红外辐射干燥的水分比变化规律。     

冬小麦间作春玉米土壤温度变化特征试验研究

根据冬小麦间作春玉米试验期内土壤温度和气温的观测资料，分析了间作田不同深度处土壤温度的日变化特征，以及土壤温度的季节变化特征，并对土壤温度与气温的关系做了拟合。同时对间作和单作田土壤温度时空变化特征进行了对比分析。     

玉米花生间作对玉米光合特性及产量形成的影响研究

在探索玉米花生间作中玉米光合特性及产量的过程中,对间作玉米进行研究。研究表明：间作能够将玉米功能叶片内的叶绿素含量提升,转变叶绿素的构造,明显提升了净光合速率。间作令玉米提升了光补偿点、光饱和点、光饱和中最大净光合速率、表观量子效率以及羧化效率,令CO2补偿点显著下降。间作显著提升了玉米生育后期单株干物质,加快籽粒成长,显著提升玉米产量,当量高出其所占面积比时,体现出显著的间作产量特点。     

冬小麦辣椒间套作对光合有效辐射和地温的影响

种植模式影响到农作物生存的微环境,通过对单作和间套作种植模式下作物冠层入射和透射的光合有效辐射及地温的观测,分析了冬小麦辣椒不同配置方式下冠层光合有效辐射截获量的日变化规律、冬小麦对预留行的遮阴作用以及共生期间地温的动态变化。间作条件下,由于小麦的遮挡作用,使得预留行接受的太阳辐射减少,地温较裸地低,且单作与间作种植模式的光合有效辐射(PAR)和地温具有各自的时空变化;在小麦间套作辣椒的不同配置方式中,小麦行间地上10 cm的光合有效辐射强度是3-2式4-2式5-2式小麦单作;地温表现为小麦行间与辣椒行间均是辣椒单作3-2式4-2式5-2式,即地温随着预留行的变窄而降低。     

甜瓜/向日葵间作系统的土地利用效率和经济效益

以沙漠绿洲区自然气候条件为基础,以2种作物单作为对照,研究了甜瓜/向日葵间作条件下不同灌溉定额对甜瓜/向日葵间作系统的产量及经济效益等的影响。研究表明,甜瓜/向日葵间作具有显著的间作优势,土地当量比介于1.17~1.89之间。甜瓜/向日葵间作系统的经济效益、经济净效益均高于单作各处理。间作各处理的经济效率显著高于向日葵单作。说明甜瓜/向日葵间作系统具有明显的产量优势,土地利用效率及经济效益得到显著提高。     

小麦-蚕豆间作对土壤水势的影响

通过小麦-蚕豆间作盆栽试验,研究了小麦-蚕豆间作中小麦和蚕豆、间作与单作在土壤水势变化方面的差异。研究结果表明,在小麦-蚕豆间作中,除小麦苗期外,其它生育期小麦土壤水势下降速度都快于蚕豆,而且在小麦孕穗期下降速度最快,这证明土壤水分除小麦苗期外,其它生育期都由蚕豆向小麦迁移,而且迁移速度在小麦孕穗期最快。间作小麦和单作小麦相比,除小麦苗期前期,间作小麦与蚕豆对土壤水分的竞争较弱,其它生育期间作小麦与蚕豆对土壤水分的竞争都比较激烈。     

基于Faster RCNN的间作类农田无人机喷雾方法研究

为解决植保无人机在间作类农田进行农药喷洒作业时对非喷雾对象的误喷问题,提出一种基于Faster RCNN目标检测的无人机喷雾方法,包括图像预处理、模型训练与测试、喷雾规则的制定。对模型识别效果与喷雾规则可行性进行试验,结果表明,该识别模型对喷雾对象的识别准确率达96.66%,对喷雾对象位置定位的准确率达91.33%,该喷雾规则具有较高的可行性。研究结果为间作类农田的无人机智能化喷雾提供参考。     

新疆地区潜在蒸散量计算模型适用性评价

[目的]评价不同潜在蒸散量模型计算结果的准确性以及模型在不同地区的适用性,提出适合于新疆不同区域的潜在蒸散量计算模型.[方法]基于新疆16个站点1970-2015年的实测气象资料,以实测蒸发为基准,采用综合法、辐射法、质量传输法、温度法4类模型计算了潜在蒸散量;通过随机森林模型分析了潜在蒸散量的主要影响因素,并利用多属...     

石羊河流域太阳辐射总模型适用性评价及基于天气类型的模型率定研究

石羊河流域光照资源充足,太阳辐射强,准确估算其太阳总辐射对石羊河流域农业生产具有重要意义。为了对常见太阳辐射总模型在石羊河流域的模拟精度进行评价,确定适合石羊河流域太阳总辐射估算的模型,本研究基于中国农业大学石羊河实验站2014-2018年的气象数据资料,选取5种太阳总辐射模型,采用决定系数R2、平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE、一致性指数d以及整体评价指标GPI共5个指标进行适用性评价,并进行了基于不同天气类型的太阳总辐射模型模拟与评价。结果表明：基于日照百分率、日平均温度、相对湿度的综合模型具有最佳的模拟效果;晴天天气下,三次函数型A-P模型具有最佳模拟效果;多云天气下,综合模型模拟效果最佳,提出了基于天气组合的石羊河流域太阳总辐射估算模型,为石羊河流域太阳总辐射估算提供了进一步的模型支持。     

干旱区不同种植模式下棉花根系及地上部差异性分析

为了探明枣-棉间作模式对棉花生长特性的影响,以干旱绿洲区典型的枣-棉间作种植方式下的棉花为研究对象,采用剖面法分层取样得到棉花根系,再结合图像扫描分析方法,对比研究了单作、间作模式下棉花的根系分布及地上部的差异性,以及以产量对其进行经济效益评价。结果表明:种植模式对棉花根系发育及地上部生长有重要影响。单作棉花根系主要分布在水平0~20cm、垂直0~20cm范围内;间作棉花根系主要分布在水平0~40cm、垂直0~40cm范围内。间作单株棉花根长密度总量较单作高1.84%,总根质量较单作高15.47%。单作、间作棉花根长密度、地上部间均有显著性差异。由单作、间作棉花产量及经济效益对比可知,间作对棉花生长更为有利。     

水分下限对西瓜/棉花间作水分生产效率及土地利用率的影响

以华北地区西瓜/棉花间作群体为研究对象,于间作共生期内西瓜不同生育阶段设置不同灌水下限,分析了不同水分下限对西瓜/棉花间作水分生产效率及土地利用效率的影响。结果表明,西瓜/棉花间作具有显著的间作优势,其中,西瓜膨大期灌水下限为田间持水率的70%(PD70处理)时,保证了西瓜产量较高的同时显著提高了棉花籽棉产量,PD70处理水分生产效率虽低于单作西瓜处理,但高于其他间作处理和单作棉花处理,该处理总产出值亦较其他处理偏高。间作各处理土地当量比均大于1,其中,PD70处理显著高于其他处理。因此,该地区西瓜/棉花间作系统在共生期西瓜膨大期灌水下限为田间持水率的70%有利于间作系统的协调生长,可以达到节水高产高效的目标。     

基于植物功能-结构模型的玉米-大豆条带间作光截获行间差异研究

间作种植形成了异质冠层空间结构,但因此导致的作物生长、表型和光截获的行间差异目前还少有定量化。为解析条带间作生产力的行间差异,本研究基于田间观测数据构建植物功能-结构模型（Functional-Structural Plant Model,FSPM）,量化间作系统中光截获的行间差异。于2017—2018年开展了玉米和大豆单作、2行玉米和2行大豆的2:2 MS间作以及3行玉米和6行大豆的3:6 MS间作田间试验。基于植物生长平台GroIMP开发了玉米-大豆间作的FSPM,模型较好地模拟了叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）、株高和光截获系数动态三个指标,均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）分别为0.24～0.70 m²/m²、0.06～0.17 m和0.06～0.10。田间试验结果表明,间作种植显著增加了玉米节间直径。受玉米遮阴影响,大豆节间变长、变细,且随大豆条带变窄差异越明显。模型模拟的2:2 MS间作玉米光截获比单作玉米高35.6%,3:6 MS边行玉米和内行玉米的光截获分别比单作玉米高27.8%和20.3%。2:2 MS与3:6 MS边行大豆的光截获比单作大豆分别少36.0%和28.8%;3:6 MS大豆内I行和内II行比单作大豆的光截获分别少4.1%和1.8%。基于三维FSPM,未来可进行不同生长环境下间作种植模式等的布局优化,以达到最佳系统光截获优势。     

间作套种玉米高产栽培技术

在分析间作套种作用、玉米套种方式的基础上，从考虑选用玉米品种是否适合间作套种、间作套种玉米带宽控制适度、合理控制套种密度、加强肥水管理四个方面就间作套种玉米高产栽培技术进行了论述，为地方农作物栽培实现丰产、高产提供借鉴思路。     

13种典型参考作物蒸散量估算模型在安徽省的适用性评价

考虑到Penman-Monteith FAO-56(PMF-56)模型在估算参考作物蒸散量(ETref)时受限于对大数据集的要求以及复杂的计算过程,此时迫切需要寻找计算过程简单且输入变量较少的经验模型.首先采用安徽省2001-2014年65个气象站点常规气象观测数据,通过相对均方根误差(RRMSE)、平均绝对误差(MAE)和Nash-Sutcliffe(NS)系数对13种典型ETref估算模型的模拟性能进行系统评价;之后,采用2015-2019年数据,通过线性回归模型对13种经验模型的模拟性能进行验证.结果表明:经验模型在模拟安徽省不同自然区ETref时的模拟性能相当,差异较小.模型校准前,VA3模型表现最佳,而PEN、WMO、TRA和JH模型误差较大.模型在月尺度校准时,基于温度、辐射和组合的模型估算的ETref与PMF-56模型计算值之间拟合的R2值均呈先增后减的变化趋势,而质量传输模型与之相反;尽管质量传输模型整体模拟性能较差,但其在1-3月和11-12月的模拟效果较好,尤其在12月,WMO和TRA模型与PMF-56模型计算值之间拟合的R2值均高达0.972,优于VA3模型.模型校准后,总体模拟效果均较好,仅TRA、MAK和WMO模型在4-8月存在低估现象.因此,若能获得完整的气象数据集,VA3模型可作为PMF-56模型的最佳替代方案;除此之外,则在4-10月推荐使用基于温度和辐射的模型以及VA1和VA2模型,而在其他月份使用质量传输模型.     

间作种植模式下冬小麦根系生长的时空分布及变化规律研究

针对冬小麦/春玉米间作种植模式下冬小麦的根系分布特征进行研究,分析冬小麦在间作种植模式下根系的空间变化规律及随生育时期的增长规律。研究表明,间作冬小麦根系在垂直方向上随深度的增加呈幂函数衰减规律,在水平方向上呈指数递减规律。在对根系变化规律进行统计分析的基础上,建立了衰减数学模型。同时对比分析了间作和单作2种不同种植模式下冬小麦根长密度的垂直分布。对根系生物量随时间的增长分析结果表明,2种种植模式下冬小麦根系生物量的增长均呈现“S”型曲线。