经济快速发展地区耕地生产能力空间格局

为准确把握区域经济快速发展地区耕地生产能力空间格局,基于农用地分等成果,通过抽样补充调查,建立耕地生产能力核算模型,在此基础上分析3个层次产能（理论产能、可实现产能和实际产能）的空间分布得到：较高的理论单产和可实现单产主要分布在以唐山市为中心向四周延伸的各个乡镇;而较高的实际单产主要分布在唐山市南部地区和东北部地区的乡镇;处在北部山地丘陵区的迁西县和迁安市等地区的一些乡镇的3个层次的产能单产都比较低;以唐山市为中心的西部和东部及东南部地区的一些乡镇的3个层次产能的总产都比较高,北部的山地丘陵区的产能总产比     

基于EnKF和随机森林回归的玉米单产估测

为了提高玉米的估产精度,以河北省中部平原为研究区域,采用CERES-Maize模型模拟2013—2018年8个典型样点玉米整个生育期的叶面积指数(LAI),将遥感反演的LAI与CERES-Maize模型模拟的LAI相结合,通过集合卡尔曼滤波(En KF)同化算法实现2013—2018年玉米主要生育时期旬尺度LAI的同化,运用随机森林回归法计算同化和未同化的LAI权重,进而建立玉米单产估测模型,对2015年53个县(区)的玉米进行单产估测和精度评价,并分析2013—2018年玉米的单产时空分布特征。结果表明,采用En KF算法对8个研究样点进行单点同化,同化LAI更符合玉米实际生长情况;将样点LAI同化值从单点尺度扩展到区域尺度,同化LAI图像减少了相邻像素间LAI陡升陡降的现象,其效果优于遥感反演的LAI;与未同化LAI构建的估测模型相比,应用同化的LAI所建的估测模型精度明显提高,R2提高了0.024 5;在2015年河北中部平原53个县(区)估产结果中,总体平均相对误差为12.11%,RMSE为371 kg/hm2,NRMSE为6.18%;河北中部平原玉米单产估测结果呈现个别年份波动、总体呈先减少后增加的年际变化特点,并呈现西部地区最高、北部和南部地区次之、东部地区最低的空间分布特征。     

德州市“吨半粮”生产能力建设探析

<正>从2021年秋季开始,德州市正式启动“吨半粮”生产能力建设,计划利用5年时间,实现100万亩核心区单产1500公斤以上（小麦650公斤、玉米850公斤）,300万亩辐射区单产1200公斤以上（小麦产量550公斤、玉米产量650公斤）,600万亩带动区单产1100公斤以上（小麦产量500公斤、玉米产量600公斤）,力争在全国建成第一个大面积“吨半粮”示范区。2022年,德州“吨半粮”产能创建首战告捷,德州市114万亩“吨半粮”核心区小麦玉米周年平均产量达到1490.1公斤/亩,其中产量超过1500公斤/亩的面积达到61.8万亩,占比54.2%。创建全国第一个大面积“吨半粮”高产示范区的目标初步实现。     

加强农机农艺融合 加速农机化发展

我国农业生产形势2006年,我国农作物单产在世界各国排名(世界粮农组织数据库):谷物位于第20位;稻谷第16位;小麦第25位;玉米第36位;大豆第37位;油菜第25位;甘蔗第23位;棉花第6位。我国耕地2/3为中低产田,可开发耕地资源仍有潜力;改变农业增长方式,产量潜力仍然很大。近年来,环境质量问题却     

“三满意”推动玉米联合收获健康发展

烟台市牟平区玉米联合收获机的引进、推广与应用是从1998年开始的。牟平区地处胶东半岛,属一年两作地区,一季小麦,一季玉米。当小麦生产实现了全过程机械化以后,我们就把玉米生产全过程机械化作为农机推广工作的重点。然而,由于小麦收获时间紧、气温高、又属多雨季节,群众对机械收获的认识程度高,接受的也比较快,仅仅5年的时间就实现了普及。而玉米联合收获推广应用难度     

大城市近郊县域耕地保护预警方法

县域是耕地保护及预警最为合理的研究尺度,综合应用土地利用规划、年度计划和农用地分等定级成果,预测耕地资源“量”与“质”的变化趋势是科学合理地保护耕地的有效手段。该文在单项指标和综合指标2个层次上,从耕地数量、稳定生产能力、易变养分的空间变化和综合4个方面构建了县域耕地保护预警体系,并对北京市顺义区进行了耕地保护预警研究。顺义区耕地保护单项指标预警结果表明,2007、2008年顺义区耕地数量出现轻警,2009、2010年则为无警;耕地稳定生产能力在2007、2009年为中警,2008年为重警,2010年为轻警;而易变养分含量变化的警情则不尽相同。综合指标预警结果表明：2007年顺义区耕地保护出现重警,2008年和2009年为中警,2010年为轻警。研究结果从预警的时间尺度和空间尺度出发,全面考虑了耕地的数量变化和质量变化,并使警情判定与土地管理和农业生产工作相衔接,是进行区域耕地保护预警研究的有效方法。     

平原区耕作单元地块细碎化对小麦机收效率的影响分析

平原区耕作单元地块细碎化是影响小麦机收效率的重要因素。以河北省定州市韩家庄村为例,从分析平原区耕作单元地块的细碎化特征入手,定量评估了地块面积对小麦机收效率的影响程度,在此基础上分析了耕作单元地块合并后小麦机收效率的提升状况。研究发现:平原区耕地以权属细碎化为主,耕作单元地块面积小且分散,地块总体狭长,目前不适合大型农机作业;小麦机收效率受耕地面积影响较大,小麦机收的总作业效率、纯作业效率均随着耕地面积的增加而增加,总作业效率理论上可以达到0.430 1 s/m~2,纯作业效率理论上可以达到0.304 9 s/m~2;平原区开展土地整治时,建议切实推行耕作单元地块权属调整及耕地流转,使耕地连片面积达到一定规模,可以明显提高小麦机收效率。     

基于叶面积指数的河北中部平原夏玉米单产预测研究

为解决玉米单产预测的时效性和业务化问题,以河北中部平原为研究区域,选取与籽粒产量密切相关的叶面积指数(LAI)作为遥感特征参数,对研究区2016—2018年夏玉米单产进行预测研究。基于求和自回归移动平均(ARIMA)模型及径向基神经网络(RBFNN)分别逐像素预测研究区域的LAI,结果表明,基于ARIMA模型的LAI预测精度比RBF神经网络的预测精度高,1步、2步LAI预测结果的RMSE较RBF神经网络分别降低了0. 18、0. 14 m2/m2,更适合于河北中部平原的夏玉米单产预测。基于LAI监测数据和加权LAI与夏玉米单产的相关性研究成果,并结合基于ARIMA模型的LAI预测数据,得到2016—2018年夏玉米监测单产和向前1旬、2旬和3旬的单产预测结果。结果表明,无论是县域尺度还是像素尺度,向前1、2、3旬夏玉米的单产预测精度均较高,2016—2018年县域尺度预测单产与监测单产间最大相对误差仅为3. 73%。     

化肥施用量对中国粮食产量的影响分析

化肥对粮食生产的影响是粮食经济研究的重要议题,文章基于1994—2018年中国粮食主产区玉米、小麦、水稻三种主粮作物化肥施用量和粮食产量的面板数据,构建分位数回归模型,分析化肥施用量对粮食产量的影响。研究表明,随着化肥施用量的持续增加,对粮食作物的单产水平具有显著的关联效应,且呈现明显的阶段性增长特征。1997年以前,化肥施用量和单位面积粮食产量浮动程度趋于水平。1998—2004年,化肥施用量呈现大幅度跳跃趋势,但其总体产量始终维持在5 000 kg/hm~2以上。2004—2015年,化肥施用量和粮食单产都呈现出逐步递增的发展趋势。2016年后,化肥施用量和粮食单产出现小幅度增长再到小幅度回落的趋势。此外,在0.1～0.9分位点上,随着分位点的升高,玉米的化肥施用量对其单产存在正向作用,但已呈现边际效用递减特征,反观小麦、水稻的化肥施用量对其单产的促进作用逐渐减弱。为此,在坚持化肥施用零增长的前提下,需注重科学施肥、结合有机肥混合施用以提高化肥利用率,便于在保障粮食安全与促进农业可持续发展之间达成平衡。     

重庆市铜梁县粮食生产及耕地压力变化

分析粮食自给区县域尺度粮食生产及耕地压力变化,对区域耕地合理利用及保护具有重要意义。以重庆市典型低山丘陵区铜梁县为例,分析了2002—2011年研究区粮食生产及耕地压力变化趋势。结果显示,研究区以农业用地为主,且耕地占农业用地比例大;耕地呈现集中分布趋势,坡度较小的耕地主要分布于中下部,北部耕地坡度较大。10年间耕地总面积和人均耕地面积总体有所减少,但耕地复种指数有所增加,土地垦殖率略有降低;主要粮食作物单产均有所增加,粮食总产量和人均粮食量10年间均表现为先增加后减少趋势。10年间研究区耕地压力指数变化呈现多样性,耕地压力比较明显,耕地资源处于比较紧张状态。未来一定时期内,耕地压力会有所降低,紧张的耕地资源状况将有所缓解。      

占补平衡项目对千阳县新增耕地等别和粮食产能的影响

为揭示耕地占补平衡项目对渭北台塬区粮食产能的影响。本文以春玉米和冬小麦为量化标准,对典型的台塬区千阳县2016—2018年连续3年的占补平衡新增耕地等别及粮食产能变化情况以及粮食产能空间格局变化进行分析。结果表明:2016—2018年占补平衡项目新增耕地平均等别范围在10~12等之间,项目的实施使新增耕地等别较千阳县耕地平均水平提高了1~3个等别,且水浇地面积占比与新增耕地等别呈显著的正相关关系。粮食产能与新增耕地面积及新增耕地平均等别呈显著的正相关关系,水浇地以占总新增耕地80.29%的面积,创造了占比为86.44%的总粮食产能。粮食产能受耕地所处位置、自然条件、水利设施以及道路状况等影响较大,2016—2018年间,地势较为平坦,气候条件较好,且水利设施及道路条件较为完善的草碧镇、张家塬镇及城关镇实现新增耕地和粮食产能分别占全县的90.16%和90.49%,而相对位置越偏远、地形条件较差的南寨镇、水沟镇及崔家头镇新增耕地数量仅占总规模的10.17%,粮食产能仅占总产能的9.50%。从2016—2018年3年内,耕地占补平衡项目的实施,以24.89%的新增耕地占有量创造了30.82%的新增粮食产能,说明通过耕地占补平衡项目的实施能显著提高耕地粮食产能。     

Evaluation of surface water drainage systems for cropping in the Central Highlands of Ethiopia

In Ethiopia vertisols cover about 10% of the total land area and is the fourth most important soil used for crop production, accounting for nearly 23% of the total arable land used for crop production. More than half of the vertisols are found in the Central Highlands of Ethiopia, with an altitude of more than 1500 m above mean sea level. The unique physical and chemical properties of these soils and the high rainfall during the main cropping season create severe surface waterlogging problems which hinder crop production activities. Severe surface waterlogging affects the growth of plants by impeding nutrient uptake and creating oxygen deficiency around the root zone. To address this crop production problem, three surface water drainage methods, namely broad bed and furrow (BBF), ditch, and flat (traditional) methods were evaluated using the water balance of the plant root zone and wheat as a test crop. The experiment was conducted at the Ginchi Research Station in the central highlands of Ethiopia over two consecutive seasons (2000 and 2001). The results showed that both the BBF and the ditch drainage methods gave about 33% and 22% more grain yield than the flat treatment, respectively. However, there were no significant differences between BBF and ditch for both grain and biomass yield during both experimental seasons. During both seasons the total water balance (ΔW_r) at the root zone especially, in the months of June, July and August on all the treatments was higher than the crop water requirement (ETc) and showed no significant difference between the treatments. Thus, the results of this study indicated that the soil water in the root zone was not significantly altered by surface drainage systems and therefore implies the need of further improvement of the different surface drainage methods regarding improving the waterlogging condition and hence the productivity of the vertisols in the Central Highlands of Ethiopia.     

Regional simulation of maize production in tropical savanna fallow systems as affected by fallow availability

Upscaling of crop models from the field scale to the national or global scale is being used as a widespread method to make large-scale assessments of global change impacts on crop yields and agricultural production. In spite of the fact that soil fertility restoration and crop performance in many developing countries with low-input agriculture rely strongly on fallow duration and management, there are only few approaches which take into account the effect of fallowing on crop yields at the regional scale. The objectives of this study were to evaluate the sensitivity of maize yield simulations with the Environmental Policy Integrated Climate (EPIC) model to fallow availability at the field and regional scale and (2) to present a novel approach to derive a model-based estimate of the average fallow availability within a typical catchment of the sub-humid savanna zone of West Africa. Therefore, the EPIC model has been validated at the field scale and then incorporated into a spatial database covering a typical catchment within the sub-humid savanna zone of West Africa with 121 sub-basins. Maize-fallow rotations have been simulated within 2556 quasi-homogenous spatial units and then aggregated to the 10 districts within the catchment assuming three different scenarios of fallow availability: 100% of the bush-grass savanna area is available and used in fallow-crop rotations (FU100), 50% of the bush-grass savanna area is available and used in fallow-crop rotations (FU50) and 25% of the bush-grass savanna area is available and used in fallow-crop rotations (FU25). A new aggregation procedure has been developed which is based on changes in the frequency of fallow-cropland classes within the sub-basins to render the simulation results in the spatial database sensitive to changes in fallow availability. Comparison of the average simulated grain yield with the mean yield over the catchment shows that the simulations overestimate maize yields by 62%, 44% and 15% for scenario FU100, FU50 and FU25, respectively. The best agreement between simulated and observed crop yields at the district scale was found when using the assumption that 25% of the savanna is available as fallow land under the present cropping patterns, which corresponds to a fallow-cropland ratio of 0.9. Comparison with farm surveys shows that the combination of remote sensing and dynamic crop modelling with yield observations provides realistic estimates of effective fallow use at the regional scale.     

旱塬区新增耕地质量和粮食产能影响因素分析——以占补平衡项目为例

为揭示渭北旱塬区耕地占补平衡项目对粮食产能的影响,以冬小麦和春玉米为量化标准,采用Logistic回归模型,对典型的渭北旱塬区千阳县2017年占补平衡项目新增耕地粮食产能影响因素进行研究;同时,对项目实施前后新增耕地土壤理化性质变化进行分析.结果表明:通过占补平衡项目实施使新增耕地等级提升了1—2个等级,且新增耕地中水浇地面积占比越大,新增耕地等别越高,单位面积上水浇地较旱地的粮食产能提高率增加25%.随着项目实施年限增加,土壤理化性质不断得到改善,总孔隙度、大团聚体、水稳性团聚体和微团聚体均显著变大(P<0.05),土壤结构破坏率显著减小(P<0.05),抗侵蚀能力显著提高(P<0.05).土壤有机质质量比显著提高(P<0.05),土壤养分状况不断改善.新增耕地的面积、等别、基础设施、单位面积投资、年限等因素均与粮食产能之间呈现不同程度的正相关关系;各因素对新增耕地粮食产能影响程度,按因素排序由大到小表现为等别,面积,基础设施,年限,投资.     

秸秆覆盖对土壤水分及夏玉米产量的影响

秸秆覆盖是减少棵间无效水分蒸发,提高根层土壤含水量及水分利用效率的有效途径,在北京大兴县的3年使用表明,覆盖秸秆3．0t／hm2,可有效保持表层土壤结构,使表层土壤含水量提高2％～11％,且越是干旱年份保水保墒效果越显著,夏玉米出苗率提高4％～13％;可使作物总干物质产量提高26％,籽粒产量提高20％。研究结果显示秸秆覆盖技术具有明显节水增产效果,在半干旱的夏玉米种植区,具有推广价值。     

手持GPS定位仪在喷灌圈规划中的应用

GPS技术在农业生产实践中得到广泛应用。内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗绍根镇爱民温都嘎查“200 hm2优质紫花苜蓿种植项目”,使用圆形喷灌机灌溉工程规划设计取得了成功。实践证明,GPS应用于喷灌圈规划中,可以精准确定喷灌机的位置,使土地利用最大化,减少耕地浪费。      

长江河口地区典型地段土壤盐分特征研究

运用电磁感应仪EM38,结合GIS技术和地统计方法对长江河口地区典型地段土壤含盐量的空间变异性进行研究。结果表明,3个研究区土壤盐分含量的变幅有较大差异,其中以寅阳镇为最大,其次为大兴镇,北新镇土壤盐分变化幅度最小;各研究区土壤盐分含量均符合正态分布且均属于中等变异强度;各研究区的土壤盐分含量均表现为强的空间相关性,寅阳镇和北新镇土壤盐分含量半方差函数均符合球状模型,大兴镇土壤盐分含量半方差函数为指数模型。Kriging插值结果表明,各研究区土壤盐分的空间分布均呈现出条带状和斑块状格局;从空间尺度上来看,研究区土壤盐分南部高于北部;3个研究区土壤盐分含量具有明显的差别,寅阳镇土壤盐分含量明显高于其他2个镇,北新镇土壤盐分含量最低。     

不同空间分辨率驱动数据对作物模型区域模拟影响研究

为了探究不同空间分辨率驱动数据对作物模型区域模拟结果的影响,以中国北方冬麦区为研究区域,采用薄盘样条插值方法生成4种空间分辨率(5、10、25、50 km)的气象驱动数据,采用空间聚集方法构建相应空间分辨率的土壤参数集,以农业气象观测站数据为基础,通过泰森多边形方法扩展农田管理和作物模型品种参数,在以上基础上建立不同空间分辨率的WOFOST模拟平台,结合区域统计产量数据,诊断不同空间分辨率驱动数据对作物模型区域模拟的影响。研究表明:对于模拟的开花期、成熟期、潜在产量水平的地上生物量和穗质量、雨养产量水平的地上生物量和穗质量,4种空间分辨率的区域平均值模拟结果之间无显著差异;高分辨率驱动数据下,模拟结果分布上有更多的极值。不同空间分辨率的模拟结果均能反映冬小麦生长的空间分布规律;与同区域统计产量相比,不同空间分辨率下WOFOST雨养产量可以解释观测产量年际变异的75.4%~85.4%。不同空间分辨率的潜在产量和雨养产量与气候因子相关分析表明,生育期辐射可以解释16.6%~29.6%的潜在产量变化,生育期降水可以解释13.3%~17.8%的雨养产量变化。高空间分辨率的数据存贮量和计算时间分别是低空间分辨率的80和100倍以上。研究结果可以为作物模型区域应用,尤其是空间分辨率的选择提供理论依据。     

基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价

为客观获得省域耕地质量分布状况,减少时间断点引起的评价误差,构建了一种基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价方法。首先,在耕地图斑约束下,采用时序LSWI和EVI数据识别水稻和玉米;然后,采用2000—2010年MODIS的MOD09A1数据,结合气象站点数据,利用VPM模型分别计算水稻和玉米的净初级生产力(NPP),并得到多年NPP均值,可反映耕地种植作物的常年长势,使用距平分析法消除作物类型差异,得到表征耕地质量的评价结果;最后,以吉林省为研究区,对本文提出的方法进行了实证与分析。实验结果表明,长时间序列NPP耕地质量反演结果与耕地质量利用等别整体空间分布一致。其中,吉林省中部与北部由于耕地集中连片,反演结果准确。南部山区耕地斑块破碎,耕地与林地混合,导致反演结果偏高。本文构建的长时间序列NPP耕地质量评价方法对省域范围、集中连片耕地质量评价具有可行性,可为我国耕地质量评价提供科学依据。