基于寒地春小麦AquaCrop与WOFOST模型适应性验证分析

使用AquaCrop模型与WOFOST模型对哈尔滨地区春小麦生长进行模拟,以春小麦的地上生物量和产量及生育期土壤体积含水量为指标,对比分析两个模型的模拟精度。结果表明:使用经过校正的两个模型均能够较为准确地模拟哈尔滨地区春小麦的生长发育情况及产量形成,观测值与模拟值一致性较好,误差均在合理范围内。在非正常年际AquaCrop模型模拟结果与实测结果偏差较大,说明该模型适合于正常年景的作物生长模拟,WOFOST模型适应性更强。在对2011年土壤水分含量的模拟中,两个模型观测值与模拟值总体趋势相同,误差均在合理范围内。总体来说,经过修正和校准后的AquaCrop模型与WOFOST模型均适合寒地春小麦的模拟研究。     

昆虫响应非生物胁迫——表达热休克蛋白策略的研究进展

在昆虫体内大量表达的热休克蛋白(Hsps)对昆虫生存是重要的调节者。昆虫对环境中出现的非生物胁迫如热激,紫外照射,化学,农药等的应答方式是诱导表达不同的Hsp。本研究综述了面对各种非生物胁迫,昆虫采取表达热休克蛋白的策略,以及Hsps在昆虫生存中所涉及的管理与调节作用的相关信息,还特别归纳了HSPs在重要经济昆虫家蚕中的研究,以期为进一步研究其细胞机制及在生物学,生理及分子进程的特殊功能作用提供参考。     

不同有机肥处理对荚果蕨幼苗生长及光合特性的影响

在人工控制水量（最适宜荚果蕨幼苗生长）条件下,对荚果蕨幼苗实施不同有机肥施肥处理,研究荚果蕨幼苗对不同有机肥、不同梯度肥量处理的反应机制及光合特性变化特征,旨在为荚果蕨大面积引种栽培推广进一步提供理论依据。结果表明：腐熟猪粪肥（Ta组）、腐熟牛粪肥（Tb组）、腐熟鸡粪肥（Tc组）对荚果蕨幼苗生长的影响差异显著,肥效大小规律表现为：Ta组> Tb组> Tc组,但不同施肥量梯度之间无明显规律; Ta组、Tb组、Tc组对荚果蕨幼苗地上部分生物量积累有明显促进作用,肥效大小规律表现为：Ta组> Tb组> Tc组>CK,且不同梯度施肥量间影响差异显著：三种腐熟有机肥均在2000 kg?hm-2的施用量上对荚果蕨地上部分生物量积累的有利影响达到峰值,以地上部分干重为例：Ta4、Tb4、Tc4分别比CK组高出140.27%、84.16%和45.80%,同时测得的光合特性与生物量积累（尤其是荚果蕨地上部分干重）之间表现出极显著相关。     

复合活化磷矿粉的有效性研究

为了实现中低品位磷矿粉的资源化利用,以油菜和小白菜为研究对象,通过设置盆栽试验,对经机械化学和磷素活化剂复合活化后磷矿粉的长效有效性进行研究。结果表明,前期试验中施用重过磷酸钙处理的油菜干重、叶绿素及全磷含量均显著高于经活化处理磷矿粉的。而后期试验中分别经机械化学和不同磷素活化剂（黑液污泥和低分子有机酸的钠钙盐）处理的磷矿粉,其小白菜干重、叶绿素及全磷含量均与重过磷酸钙处理的无显著差异。整个生长周期内,重过磷酸钙速效磷含量在前期（0~50天）呈线性递减,50天内减少了40 mg/kg,50天以后变化较平缓;复合活化后的磷矿粉速效磷含量呈现出缓慢升高后缓慢下降的趋势,且在40天左右达到最高。研究表明,尽管复合活化后的磷矿粉肥效初期达不到重过磷酸钙水平,但后期则能与之相当。     

氮磷肥对旱地小麦土壤水分与根系特性的影响

为给旱地小麦合理使用氮磷肥提供理论依据,于山西农业大学闻喜试验基地采用大田试验研究氮磷肥对旱地小麦土壤水分和根系特性的影响。结果表明：增加施氮量,可提高氮磷比为1:0.5返青至抽穗期土壤蓄水量和各生育期根系活力、根系总长、总体积、总面积和总投影面积,而降低了氮磷比为1:1各生育期土壤蓄水量、根系活力、根系总长、总体积、总面积和总投影面积。增加施磷量,可提高返青至抽穗期土壤蓄水量,而降低了开花期、成熟期土壤蓄水量,可增加各生育时期根系活力、根系总长、总体积、总面积和总投影面积,可增加0~80 cm各土层的根系长度、体积、根系面积和投影面积,且除60~80 cm土层根系体积,均达显著水平。总之,施氮量为150 kg/hm²,且氮磷比为1:1在旱地小麦水肥协作方面效果最佳。     

核桃树体不同器官氮、磷、钾含量及累积分布特征

为了探明核桃树体氮磷钾营养分布推动核桃合理施肥,以10年龄辽核1号为试材,于果实采收期对其进行整株采样肢解,研究了核桃树体生物量的构成特点、氮、磷、钾含量和累积分配特性。结果表明,多年生营养器官是干质量分配的主体,一年生器官占总干重的28.6%,其中主要是叶片和果实;多年生器官占61.5%,根系占9.9%。各器官中氮、磷、钾含量差异显著,氮的含量以种仁中最高,其次是叶片;磷含量以种仁中最高,青皮次之;钾含量以青皮最高,硬壳、种仁次之。氮磷钾吸收累积量表现为：氮＞钾＞磷,比例为13.4:1:4.4;一年生器官养分累积量＞多年生枝干＞根系。每生产100kg干商品核桃果实需提供N 10.3kg、P 1.15kg、K 8.76kg。     

重庆冬水田地区单季籼稻磷钾高效配施方案研究

为了提高以重庆为代表的冬水田地区稻田磷钾养分利用率和单季籼稻的单产水平,以重庆水稻生产主导品种‘渝香203’为材料,通过田间试验研究冬水田地区单季籼稻的磷钾利用特点和磷钾高效配施方案。结果表明,水稻植株组织总的含磷率随施磷量增加而增加,磷收获指数呈先增加后降低的趋势;植株总的含钾率及钾收获指数变化具有类似特点。磷、钾表观利用率随磷、钾用量相应增加而先上升后下降。N150P75K90处理的磷、钾农学利用效率较高,分别为13.07 kg/kg、7.80 kg/kg。高效的氮磷钾处理为N150P75K90,实际产量为8194.50 kg/hm2,其配施方案为氮:磷:钾=2:1:1.2。     

罗非鱼池塘养殖溶解氧预测研究

为及时有效地掌握池塘养殖中溶解氧浓度的变化趋势,保障罗非鱼稳定高效养殖,在对罗非鱼池塘养殖实际情况进行研究和分析的基础上,采用粒子群算法对BP神经网络模型进行参数优化,针对无锡市2015 年8 月23—11 月4 日这段时间内南泉实验基地的水产养殖溶解氧进行预测。同时,将粒子群优化BP神经网络模型与BP神经网络模型的训练结果和预测结果进行对比。研究结果表明,PSO-BP优化模型的训练和预测结果远远优于普通BP神经网络模型,除异常点外,误差率基本均低于0.5%。同时,该模型收敛速度快,计算复杂性低,能够较好的体现和预测罗非鱼池塘养殖的溶解氧趋势,也为其他水质指标的预测提供了研究方向。     

DSSAT模型在中国农业与气候变化领域应用进展

为了掌握农业转移支持决策系统(Decision Support System for Agrotechnology Transfer, DSSAT)模型在国内农业与气候变化领域的研究进展,更好地让模型在今后气候变化对农业生产影响评估和适应研究中应用,本文以近年来国内的研究和实践为基础,通过梳理模型应用的相关研究案例、方法和成果,从DSSAT 模型本地化适用性验证、数据库构建、参数订正和优化方案、气候变化影响评估及适应的应用等方面全面总结了模型的应用进展。结果表明：DSSAT模型在我国应用比较广泛,包括不同地区和不同作物之间;利用DSSAT模型研究气候变化对农业生产的影响的研究较多,研究结果比较丰富。但模型在应用中存在研究方法和结果比较分散、应用的作物种类有限、数据需求量大而实验数据有限等问题,这些都需要在今后的研究中不断完善解决。     

金纹细蛾发生与防治研究进展

金纹细蛾是苹果产区一种重要害虫。本文综述了近年来国内金纹细蛾的发生规律和为害特点方面的研究新进展。从农业防治、化学防治、天敌利用及性诱剂防治等方面进行了系统的归纳。结合实际工作,提出应大力推广应用以农业防治、物理防治和生物防治相结合的无公害综合防治技术。同时结合天敌防治运用生物源农药,推广性诱剂引诱,既能取得较好防效,又不污染环境,以达到经济、有效、安全的目的。     

AquaCrop模型在东北黑土区作物产量预测中的应用研究

东北黑土区是我国玉米和大豆生产基地,为了实现利用AquaCrop模型优化管理和预测产量,本文基于作物小区田间试验和大田观测数据,采用OAT(one factor at a time)法分析了该模型参数的敏感性,率定了敏感性高的参数,并对率定后的模型进行了验证。结果表明:玉米和大豆产量均对影响经济产量的收获指数十分敏感,二者虽然对冠层和根系生长参数都敏感,但有所差异:玉米对冠层衰减系数(canopy decline coefficient,CDC)更为敏感,而大豆则对限制冠层伸展的水分胁迫系数曲线的形状因子(shape factor for water stress coefficient for canopy expansion,Pexshp)更为敏感;玉米因根系深对最大有效根深(maximum effective rooting depth,Zx)更敏感,大豆因根系浅对根区根系伸展曲线的形状因子(shape factor describing root zone expansion,Rexshp)更敏感。由于玉米需水量大,对冠层形成和枯萎前的作物系数(crop coefficient before canopy formation and senescence,KcTr,x)和归一化水分生产力(normalized water productivity,WP*)很敏感,大豆则是一般敏感。率定后模型模拟玉米产量与实测产量的回归系数由0.34提升至0.89,模拟大豆产量与实测产量的回归系数由0.80提升至0.88。进一步用大田实测产量的验证结果表明:预测的玉米与大豆产量与实测产量间回归方程的决定系数(coefficient of determination,R2)分别为0.775和0.779,均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为1.076 t hm^–2和0.299 t hm^–2,标准均方根误差(normalized root mean square error,NRMSE)分别为0.097和0.178,模拟效率(model efficiency,ME)分别为0.747和0.730,率定后的AquaCrop模型能较精准地模拟东北黑土区玉米和大豆产量,可用于产量预测或优化管理。     

AquaCrop模型在东北黑土区作物产量预测中的应用研究

Northeast black soil area is the production area of maize and soybean in China. In order to optimize the agricultural management and forecast crop yield with AquaCrop model, we use OAT (one factor at a time) method to analyze the sensitivity of the model parameters based on the experiment and field observation data, and to validate the model after calibrated the high sensitivity parameters. The results of sensitivity analysis showed that the yields of maize and soybean were both extremely sensitive to the reference harvest index (HI₀) and the parameters of canopy growth and root growth. The difference was that maize was more sensitive to the canopy decline coefficient (CDC), while soybean was more sensitive to the shape factor for water stress coefficient for canopy expansion (Pexshp). Maize was more sensitive to the maximum effective rooting depth (Z_x) because of its deep root, while soybean was more sensitive to the shape factor describing root zone expansion (Rexshp) because of its short roots. Maize was extremely sensitive to the crop coefficient before canopy formation and senescence (Kc_Tr,x) and the normalized water productivity (WP^*) due to the large water demand, while soybean was only generally sensitive. After calibrated the high sensitivity parameters with experiment data, the regression coefficient of simulated yield and measured yield of maize increased from 0.34 to 0.89, and the regression coefficient of simulated yield and measured yield of soybean increased from 0.80 to 0.88. Furthermore, the validation results of field observation data indicated that the determination coefficients (R²), the root mean square error (RMSE), the normalized root mean square error (NRMSE) and the model efficiency (ME) of the AquaCrop model of maize and soybean were 0.775 and 0.779, 1.076 t hm^-2 and 0.299 t hm^-2, 0.097 and 0.178, 0.747 and 0.730, respectively. The calibrated AquaCrop model can accurately simulate the yield of corn and soybean in the black soil area of Northeast China, and is useful for yield prediction and optimal management.     

APSIM模型的研究进展及其在中国的应用

作物模型可以在已有研究资料基础上对在多种模拟条件下的作物生长情况进行模拟,预测未知风险,优化农业资源管理措施,为农业生产的管理经营提供科学指导。APSIM模型就是作物模型的典型代表。为了研究APSIM模型的结构特征和它在中国的应用现状,本文首先阐述了APSIM模型的发展历史、运行框架、模块结构组成,其次归纳总结了APSIM模型在中国气候变化评估和农田管理方面的应用以及在中国各个气候区域的应用,最后指出了APSIM模型在中国应用时所出现的问题,并为APSIM模型的应用提出了与RS技术和GIS技术相结合等一些意见。     

PIEteR: a Field-specific Production Model for Sugar-beet Growing

PIEteR is a field-specific production model for sugar-beet growing. It can provide quantitative information about the technical, economic and environmental consequences of plant density, nitrogen application and harvest date. Its core is a growth model that simulates rates of emergence, development, and root and sugar production, corrected for non-optimal water availability. Although PIEteR is not yet able to simulate extreme situations correctly, it is a good basis for the further development of a decision-support system.     

Combining the simulation crop model AquaCrop with an economic model for the optimization of irrigation management at farm level

Water resources used in irrigated agriculture are increasingly scarce, particularly in many countries where irrigation has undergone recent expansion. To optimize the limited resources available, optimization models provide useful tools for technical and economic analyses. One of the key inputs of these models is the yield response to water which is often simulated with empirical water production functions. At present, dynamic crop simulation models, such as AquaCrop (Steduto et al., 2009) offer alternative predictions of crop responses to different irrigation strategies as inputs to economic optimization. A model at farm scale was developed and applied to an area in South-western Spain to assist farmers in pre-season decision making on cropping patterns and on irrigation strategies. Yield predictions were obtained from the AquaCrop model which was validated for four different crops. The model simulated the impact on farm income of: (a) irrigation water constraints; (b) variations in agricultural policies; (c) changes in product and water prices; and, (d) variations in the communication to farmers of the specific level of irrigation water allocation. The applications of the models to the study area showed that currently, the changes in cropping patterns induced by the agricultural policy will encourage water savings more than an increase in water prices. Under water restrictions, the best strategy combines planting of low water use crops in part of the area to release water to grow more profitable crops with greater water needs. The model predicted a strong negative impact on farm income of delaying a decision on the level of seasonal water allocation by the water authority, reaching up to 300 € ha⁻¹ in the case of the study area.     

薏苡功能性成分研究进展

中国薏苡资源非常丰富,具有巨大的医药应用开发价值。为明确薏苡各部位的主要功能性成分,充分挖掘其利用价值,本研究总结了薏苡功能性氨基酸和蛋白质、油脂、维生素和矿物元素、薏苡多糖、多酚等功能性成分的研究进展,结果表明:薏苡非种仁部位同薏苡仁一样富含具有增强免疫、抑制肿瘤生长等多种功能的成分,而且生物量比薏苡仁大,利用前景将更为广阔,并提出利用薏苡非种仁部位代替薏仁开展饲用、药用、食用和日化用的设想,为薏苡功能的深度挖掘和开发利用提供参考。     

波萨安杂交羊生长发育规律的研究

用Logistic模型、Bertalanffy模型和Gompertz模型分别拟合波萨安杂交羊生长发育规律,其中以Bertalanffy模型拟合的拟合精度最大,其R2为0.99223。根据此模型可建立波萨安杂交羊的生长曲线,为其进一步选育提高提供理论参考依据。     

中国农业遥感技术应用现状及发展趋势

在中国农业遥感技术应用现状梳理基础上,分析遥感技术应用发展的趋势和不足,提出农业遥感技术应用的发展趋势,为遥感技术在农业领域的深入应用提供参考依据。对文献、政策进行整理及归纳分析,并结合国内外进展的对比,从中国农业遥感技术的重要性、应用水平、发展趋势、应用前景等方面进行总结,并提出相应的建议。结果表明,在遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的技术支撑下,国内对农业遥感技术需求是迫切的,农业遥感技术应用也比较广泛;农业遥感技术应用研究发展迅速,取得长足的进步,发展趋势呈现基础性、整体性、系统性等特点。但与世界先进水平相比,中国农业遥感技术应用仍然处于相对滞后的状态,需要突出基础理论研究、强化关键技术的应用普适性,加强国家宏观统筹,进一步提高农业遥感技术应用水平,促进农业数字化水平的提高。     

耕作方式对根土关系的影响及CT技术在其研究上的应用

东北是中国重要的粮食生产基地,在保障国家粮食安全发挥了重要作用,合理的土壤结构促进作物根系生长,为高产奠定了良好的物质基础。而土壤耕作调控土壤结构创造良好耕层结构,促进作物根系生长,是良好土壤结构形成和根系健康生长的“桥梁”,将土壤结构与作物根系之间关系结合起来,起着非常重要调控作用。本文阐述了耕作方式对土壤结构的影响及土壤结构与作物根系之间的互作关系,分析了CT技术在土壤结构和根系结构上的应用,展望了东北农田黑土区土壤结构和作物根系互作关系的研究重点及发展方向：一是要明确保护性耕作原状土体和团聚体结构特征,解析新型耕作技术对土壤结构的调控作用机制,阐明土壤结构决定土壤功能的内在机理;二是要明确保护性耕作玉米根系的结构特征,解析玉米根系生理代谢及衰老机制,揭示玉米根系生长对土壤结构应答的响应机制。其研究将为保育东北黑土,塑造理想根型,提升作物产量和助推全程机械化安全生产提供理论支撑。