舍内不同氨气浓度对肉鸡抗氧化性能及肉品质的影响

【目的】探讨鸡舍内不同氨气浓度对肉鸡抗氧化性能和肉质性状的影响。【方法】采用单因素完全随机设计,将400只21日龄健康艾拔益加（AA）肉公鸡,随机分在4个呼吸代谢舱中,每个舱为1个处理,每个处理设4个重复,每个重复25只鸡。4个处理组分别为：对照组氨气浓度控制在＜3 mg·kg-1,试验组氨气浓度分别控制在(25±3)、(50±3)和(75±3) mg·kg-1。呼吸代谢舱采用全自动化控制养殖环境条件。试验期为21 d,21-31 d为试验前期,32-42 d为试验后期。肉鸡采用网上平养,自由采食和饮水。分别在32 d和42 d屠宰取样,测定肉鸡血液、肌肉、肝脏的抗氧化性能以及肉质性状。【结果】1）抗氧化性能：在21-31日龄阶段,随着鸡舍氨气浓度的升高,肉鸡血清超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性呈二次曲线增加（P＜0.05）,总抗氧化能力（total antioxidation capacity,T-AOC）活性和丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量呈线性增加（P＜0.05）;胸肌过氧化氢酶（catalase,CAT）活性和MDA含量具有呈线性增加的趋势（0.05＜P＜0.10）,而T-AOC活性呈线性降低（P＜0.05）;腿肌T-AOC活性有呈线性增加的趋势（0.05＜P＜0.10）,75 mg·kg^-1氨气处理组SOD活性显著高于对照组（P＜0.05）;肉鸡肝脏CAT活性具有线性降低的趋势（0.05＜P＜0.10）,MDA含量呈现线性增加（P＜0.05）。在32-42日龄阶段,随着鸡舍氨气浓度的升高,肉鸡血清谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）活性呈二次曲线降低（P＜0.05）,CAT活性呈线性降低（P＜0.05）,50 mg·kg^-1氨气处理组SOD活性显著低于对照组（P＜0.05）;胸肌CAT活性呈线性增加（P＜0.05）,T-AOC活性呈二次曲线降低（P＜0.05）;腿肌GSH-Px活性呈二次曲线增加（P＜0.05）,75 mg·kg^-1 氨气处理组腿肌SOD活性显著高于其他各组（P＜0.05）;肝脏T-AOC活性具有呈二次曲线增加的趋势（0.05＜P＜0.10）,GSH-Px活性呈线性降低（P＜0.05）。（2）肉质性状：在21-31日龄阶段,随着氨气浓度的升高,肉鸡胸肌剪切力和肉色b*值呈线性降低（P＜0.05）,L*值呈线性升高（P＜0.05）;腿肌肉色L*值呈线性降低（P＜0.05）,肉色a*值和宰后24 h的pH值呈二次曲线增加（P＜0.05）,b*值具有线性降低的趋势（0.05＜P＜0.10）。在32-42日龄阶段,随着氨气浓度的升高,肉鸡胸肌剪切力和肉色a*值呈线性降低（P＜0.05）,b*值与屠宰后24 h肉质pH值均呈线性升高（P＜0.05）,50 mg·kg^-1氨气处理组胸肌肉色L*值显著高于其他各组（P＜0.05）;宰后45 min腿肌pH具有呈二次曲线增加的趋势（0.05＜P＜0.10）。【结论】鸡舍高浓度氨气可降低肉鸡的抗氧化能力,影响鸡肉品质,且随氨气浓度的升高而逐渐增强,具有时间累加效应。     

放牧与舍饲条件下山羊肌肉发育和抗氧化能力变化研究

【目的】探究在放牧、舍饲条件下幼龄山羊肌肉品质及抗氧化能力的发育性变化。【方法】选择体况良好、体重相近的经产湘东黑山羊母羊25头,进行同期发情处理,怀孕后产羔,获得36头羔羊,不记公母。出生后20 d内所有羔羊均仅喂以母乳。在0、7、14 d,每个时间点分别随机选取4头屠宰;21 d时,将剩余的24头羔羊随机分为放牧组和舍饲组,每组12头,除母乳外,放牧组以牧草为食,舍饲组补给精料及与放牧组相同的牧草,40 d断奶;在42、56、70 d时,两组每个时间点分别随机选取4头进行屠宰。称量宰前活重、胴体重,采集背最长肌,测定肌肉中粗蛋白（CP）、肌内脂肪（IMF）、氨基酸（AA）、脂肪酸（FA）的组成和含量及主要抗氧化酶活性,包括过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、还原型谷胱甘肽（GSH）和总抗氧化能力（T-AOC）。【结果】（1）羔羊宰前活重、胴体重随日龄显著增加（P＜0.05）,相较于舍饲羊,放牧羊宰前活重较低（P＞0.05）,但胴体重较高（P＞0.05）。（2）无论是放牧还是舍饲,肌肉干物质中CP水平随日龄呈线性增加趋势（P＜0.05）,IMF含量呈升高趋势（P＞0.05）;相较于舍饲羊,放牧羊CP水平较低（P＞0.05）,IMF含量明显较高（P＜0.05）。（3）肌肉中氨基酸总量（TAA）、成人必需氨基酸（AEAA）、婴儿必需氨基酸（BEAA）在不同日龄间没有显著差异（P＞0.05）,但TAA随日龄有升高趋势（P＞0.05）,鲜味氨基酸（FAA）随日龄呈显著增加趋势（P＜0.05）;相较于舍饲羊,放牧羊TAA、AEAA、FAA含量较低,BEAA则较高,但均差异不显著（P＞0.05）。（4）肌肉中饱和脂肪酸（SFA）在放牧条件下随日龄变化不显著（P＞0.05）,舍饲时呈二次曲线变化（P＜0.05）,单不饱和脂肪酸（MUFA）显著降低（P＜0.05）,多不饱和脂肪酸（PUFA）、必需脂肪酸（EFA）显著升高（P＜0.05）;与舍饲羊相比,放牧羊SFA、PUFA、EFA比例较低（P＞0.05）,MUFA较高（P＜0.05）。（5）随着年龄的增长,CAT、SOD活力在0-14 d呈升高趋势,14-42 d有所降低,之后继续呈增加趋势,整体变化不显著（P＞0.05）,GSH-Px活力呈显著性二次曲线变化（P＜0.05）,T-AOC呈升高趋势（P＜0.05）,GSH含量在放牧组呈线性降低趋势（P＜0.05）,在舍饲组变化不显著（P＞0.05）;相较于舍饲羊,放牧羊SOD、GSH-Px、T-AOC活力较高（P＞0.05）,CAT活力较低（P＞0.05）,GSH含量则显著较低（P＜0.05）。【结论】随着年龄的增长,山羊宰前活重、胴体重显著增加,但饲养方式（放牧、舍饲）对其影响不显著,而肌肉中CP水平逐渐增加,IMF沉积呈升高趋势,氨基酸、脂肪酸的组成一致,含量有差异,相应指标是舍饲羊优于放牧羊。整体来看,舍饲羊肉质稍优于放牧羊。但山羊肌肉抗氧化能力随日龄逐渐增强,且放牧羊高于补饲羊。因此,根据当地和养殖场的条件,以及幼龄山羊肉质阶段性发育规律,合理选择放牧、舍饲等饲养方式,如可以将二者结合或轮换等,以获得更好的肉质和更大的经济效益。     

放牧强度对高寒草地不同类群土壤动物的群落结构和多样性的影响

【目的】明确放牧强度对高寒草地生态系统中不同类群土壤动物群落结构和多样性的影响。【方法】2014年9月在川西北红原县的西南民族大学“青藏高原生态保护与畜牧业高科技研究示范基地”内选取轻度放牧（light grazing,LG,15 sheep/hm²）、中度放牧（medium grazing,MG,22 sheep/hm²）、重度放牧（heavy grazing,HG,36 sheep/hm²）及无放牧（对照）(no grazing,NG) 4个样地。使用Vortis便携式吸虫器采集地表小型节肢动物;用环刀采集0-5、5-10和10-15 cm层土样,每层采2份,分别用干漏斗法（Tullgren）和湿漏斗法（Baermann）分别分离土壤节肢动物和土壤线虫。【结果】主成分（PCA）分析结果表明,无放牧处理与其他放牧处理样地间的3类土壤动物群落结构均存在明显差异,说明放牧对土壤动物群落结构具有显著影响;而土壤线虫群落结构在3种放牧强度之间的差异最明显,其次是地表节肢动物,土壤节肢动物群落结构在3中放牧强度间的差异相对最小。3种放牧强度样地中的土壤节肢动物及土壤线虫的群落密度均显著高于无放牧处理样地(P＜0.01),而地表节肢动物群落密度则以轻度放牧样地最低。地表节肢动物的类群数随放牧强度增加而增加,但不同放强度间无显著差异（P＞0.05）;Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数均随放牧强度的增加呈先下降后增加的变化趋势,且以无放牧处理最高,中度放牧处理最低,不同放牧强度间具有显著差异(P＜0.05)。土壤节肢动物的类群数和Shannon多样性指数均呈先增加后下降的变化趋势,且均是中度放牧强度样地的多样性显著高于其他放牧强度样地(P＜0.05);而Pielou 均匀度指数无明显变化趋势（P＞0.05）。土壤线虫的类群数以轻度放牧最高,Shannon多样性指数则是随放牧强度增加而下降,Pielou均匀度指数呈先下降后增加的趋势,以中度放牧最低,无放牧处理最高;单因素方差分析结果表明土壤线虫的多样性指数在各放牧处理间均有显著差异（P＜0.05）。多元回归分析结果表明地表和土壤节肢动物的密度和多样性指数与土壤化学性质呈显著相关（P＜0.05或P＜0.01）,土壤线虫群落密度和多样性指数与土壤化学性质和放牧强度呈显著相关(P＜0.01)。【结论】不同类群土壤动物对放牧强度的响应不同,重度放牧有利于地表节肢动物,中度放牧利于土壤节肢动物,轻度放牧利于土壤线虫。因此在评价放牧对草地生态系统的影响时选取合适的土壤动物类群非常关键。     

东北三省典型春玉米土壤剖面氮库变化及平衡特征

【目的】研究了东北三省典型春玉米种植区在0-90 cm土壤剖面土壤氮素的变化及平衡特征,试图了解东北三省典型春玉米种植区传统农民习惯施肥措施下土壤氮素的固持潜力。【方法】于2012年春玉米全生育期定点跟踪了黑龙江、吉林和辽宁省各17户,总计51户农民习惯处理,测定了0-30、30-60、60-90 cm土层中全氮（TN）、矿质氮（NO₃-N、NH₄-N）、颗粒有机氮（PON）、微生物生物量氮（SMBN）和可溶性有机氮（DON）以及春玉米产量,并计算了春玉米播种前和收获后的氮素平衡。【结果】黑龙江、吉林、辽宁典型春玉米种植区0-90 cm整个土壤剖面TN储量分别为357.9、286.9、218.1 kg·hm^-2,且各省土壤TN储量平均值均达显著性水平（P＜0.05）。黑龙江、吉林、辽宁0-30 cm表层土壤TN含量平均值分别为1.4、1.0、0.7 g·kg^-1,且各省TN含量均达显著性水平（P＜0.05）;在30-60 cm、60-90 cm土层TN含量平均值分别为0.9、0.6、0.4 g·kg^-1和0.6、0.4、0.3 g·kg^-1,黑龙江各土层土壤剖面TN含量平均值显著高于辽宁（P＜0.05）。0-30 cm土层中,随着纬度的降低,黑龙江、吉林、辽宁三省PON、PON/TN、SMBN/TN呈增加趋势,而SMBN含量则呈降低趋势,PON、PON/TN和SMBN含量平均值三省间均达显著水平（P＜0.05）,黑龙江与辽宁SMBN/TN平均值达显著水平（P＜0.05）;在30-60 cm土层,黑龙江、吉林和辽宁PON/TN随着纬度的降低而升高,且三省间PON/TN平均值达显著水平（P＜0.05）,黑龙江PON显著低于吉林、辽宁两省（P＜0.05）,黑龙江DON显著高于吉林和辽宁,吉林DON/TN平均值显著低于辽宁（P＜0.05）;在60-90 cm土层,吉林SMBN、SMBN/TN的平均值显著高于黑龙江、辽宁（P＜0.05）,黑龙江DON/TN平均值显著低于吉林、辽宁（P＜0.05）。各省土壤全氮及各活性氮库随着土层深度的增加总体呈下降趋势。0-30 cm土层,辽宁NO3-N含量平均值显著低于黑龙江、吉林（P＜0.05）;在30-60 cm、60-90 cm土层吉林NO₃-N含量平均值显著高于黑龙江、辽宁（P＜0.05）。吉林施肥量最高,因此吉林氮素平衡显著高于黑龙江、辽宁（P＜0.05）,且吉林表现为氮素盈余,黑龙江和辽宁基本上处于氮素平衡状态。2012年黑龙江、吉林、辽宁玉米产量平均值分别为11.9、11.3和10.8 t·hm^-2,黑龙江玉米产量显著高于吉林、辽宁（P＜0.05）。【结论】东北三省间土壤活性氮库消长规律与土壤全氮并不完全一致,东北三省产量维持在11 t·hm^-2左右,吉林省典型春玉米种植区氮素危害环境的风险较大。     

加热温度及时间对牛肉胶原蛋白特性及嫩度的影响

 【目的】通过研究不同加热温度和加热时间来探究胶原蛋白特性对嫩度的影响,为中国高熟度牛肉嫩度特性研究提供参考。【方法】将牛半腱肌肉在60、70、80、90和100℃水浴温度下分别加热30、60、90、120和150 min,通过测定剪切力、蒸煮损失、水分含量、质构特性、结缔组织机械强度、胶原蛋白含量及热溶解性、胶原蛋白共价交联以及扫描电镜等指标探究嫩度的变化规律,通过相关性分析得出影响嫩度的关键因素。【结果】随着加热温度的升高和加热时间的延长,牛半腱肌肉剪切力降低,蒸煮损失增大,水分含量降低;总胶原蛋白和不溶性胶原蛋白随着加热温度的升高其相对含量明显增加,随着加热时间的延长其相对含量变化不显著,可溶性胶原蛋白含量及热溶解性增加、羟赖氨酸吡啶啉（HP）相对含量上升、赖氨酸吡啶啉（LP）相对含量下降,黏着性增大,胶黏性、咀嚼性、凝聚性和回弹性减小。随着加热时间的延长,牛肉剪切力与蒸煮损失呈显著负相关（P＜0.05）;与水分含量、硬度、凝聚性、胶黏性、咀嚼性以及回弹性呈极显著正相关（P＜0.01）;与总胶原蛋白、可溶性胶原蛋白、不溶性胶原蛋白含量、胶原蛋白热溶解性以及羟赖氨酸吡啶啉含量呈极显著负相关（P＜0.01）。总胶原蛋白、不溶性胶原蛋白的含量与蒸煮损失呈极显著正相关（P＜0.01）;羟赖氨酸吡啶啉与肌肉的黏着性和总胶原蛋白含量呈极显著正相关（P＜0.01）,与弹性、可溶性胶原蛋白以及不溶性胶原蛋白含量呈显著正相关（P＜0.05）,与胶黏性和咀嚼性呈显著负相关（P＜0.05）,赖氨酸吡啶林与弹性呈显著负相关（P＜0.05）,与凝聚性呈显著正相关（P＜0.05）,与回弹性呈极显著正相关（P＜0.01）。与加热温度相比,加热时间对牛肉嫩度的影响更为显著。牛肉嫩度与胶原蛋白含量及热溶解性、HP、蒸煮损失、水分含量、硬度、凝聚性、胶黏性、回弹性和咀嚼性有关;胶原蛋白含量及热溶解性与蒸煮损失和水分含量有关。肌肉的黏着性、弹性、回弹性、凝聚性、胶黏性和咀嚼性等均与共价交联有关,胶原蛋白热溶解性与共价交联无关。【结论】高熟度牛肉的食用品质很大程度上取决于加热时长与胶原蛋白特性,胶原蛋白特性对嫩度的影响随着加热时间的延长而增加。胶原蛋白含量与热溶解性以及共价交联量通过影响肉的质构特性来改善嫩度。随着加热时间的延长,胶原蛋白和共价交联相对含量增加,结缔组织强度增加从而削弱了肌纤维对嫩度的影响,使嫩度得到改善。     

大理白族自治州植被水分利用效率时空变化趋势及其与海拔的关系

基于MODIS总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET),估算大理白族自治州植被水分利用效率(WUE),采用趋势分析方法分析研究区植被WUE与海拔的关系。结果表明：2016—2020年大理白族自治州植被WUE为1.93～2.22 g/(m²·mm),平均值为2.07 g/(m²·mm),研究区植被WUE年均值在2019年出现波峰。大理白族自治州植被WUE东西分布存在差异,东部近5年WUE主要呈上升趋势,在东南区域WUE上升趋势较为明显;西部WUE上升与下降面积基本相同,在西北区域WUE上升趋势较为缓慢。不同海拔植被WUE变化不同,研究区植被WUE年均值随海拔呈先上升后下降的正态分布规律,海拔>2 500～3 000 m区域WUE年均值达到最高,为2.14 g/(m²·mm)。     

温湿度动态变化过程中不同含水量稻谷的储运特性

【目的】中国是稻谷产销大国,稻谷安全储运至关重要。通过实验室模拟动态温湿度条件,研究动态储运条件下稻谷的品质变化和水分迁移规律,为优化稻谷安全储运条件提供参考。【方法】本研究通过动态温湿度的实验模拟,采用14%、16%、18%、20%、22%等5种不同水分稻谷进行3个月低温（10℃左右波动）、中温（20℃左右波动）和高温（30℃左右波动）的动态储运,观测微生物生长、质构品质、脂肪酸值和低场核磁共振数据的变化,阐明温度和水分对稻谷储运特性的影响。【结果】细菌总数随着储运时间延长而增加,不同温度和不同水分含量稻谷细菌总数的增加趋势不同;细菌总数随着温度的增加而增加。霉菌数量随着储运时间延长呈升高趋势,在中、高温下,稻谷霉菌数量显著增加,而且温度越高,霉菌数量上升趋势越明显;初始水分14%和16%的稻谷在低温、中温、高温3个动态模拟条件下,霉菌发生都处于较低水平;初始水分含量18%以上稻谷在中温和高温动态模拟储运15 d时霉菌发生显著高于水分含量为14%和16%的稻谷。稻谷蒸煮硬度和弹性随着储运时间延长逐渐上升,初始水分含量越大硬度上升越快（P＜0.01）,储运过程中硬度与稻谷中的初始水分含量显著负相关,初始水分含量越高,硬度值越小,稻谷质地越好;初始水分含量对稻谷弹性影响显著（P＜0.01）;黏着性则随着储运时间的延长呈下降趋势,温度和水分对黏着性均有显著影响（P＜0.05）。脂肪酸值与初始水分含量呈正相关（P＜0.01）,稻谷初始水分含量越高,脂肪酸值增加越明显;温度对高水分稻谷脂肪酸值影响尤为明显,温度越高,脂肪酸值上升越快。低场核磁信号总量（T_2w）随储运时间的增加而减小,T_2w信号总量与水分含量呈极显著的线性正相关（P＜0.01）。核磁共振图像显示,稻谷储运15 d时,水分主要集中在表皮层和糊粉层;储运30 d后,表层水分损失,水分分布更为均匀。【结论】水分含量14%或16%的稻谷短期（15或30 d）储运可以提高稻谷主要质构品质;温湿度动态变化（中温和低温）的长时间储运过程中稻谷初始水分应限定在16%及以下。     

基于水分利用效率的生态干旱敏感性评估

【目的】准确量化生态系统的干旱敏感性程度,为生态干旱早期预警和减少生态损失提供参考。【方法】以中国西北地区为例,基于生态缺水量构建标准化生态干旱指数（standardized ecological water deficit index,SEWDI）,结合植被水分利用效率（water use efficiency,WUE）定义生态干旱敏感性;采用Copula方法探讨生态干旱加剧条件下WUE升高的概率,以此分析生态干旱的敏感性。【结果】塔里木盆地、昆仑山脉、吐鲁番盆地以及柴达木盆地、河西走廊等地植被生态缺水量较高,逐月均值最高达75 mm。在研究区大部分区域SEWDI与WUE相关性较强,其中显著正相关区域占全区的24.2%,主要分布于新疆大部、青海西部、陕西南部等地;显著负相关区域占全区的36.8%,主要分布于黄土高原等地;随着生态干旱的加剧,WUE对生态干旱的敏感性在不同地区并非单调增加。植被生长期内生态干旱的敏感性随着干旱胁迫程度加剧而升高,且草地的生态干旱敏感性高于林地和耕地。5-6月WUE升高概率上升的速率最快,轻旱-中旱、中旱-重旱、重旱-特旱3个干旱变化情况下,WUE升高概率的月平均速率分别为0.09,0.07和0.06。【结论】水分利用效率（WUE）可以很好地反映植被在生长期遭受干旱胁迫时的生态干旱敏感性,可用作表征生态干旱敏感性的因子。     

夏闲期耕作对黄土高原旱地麦田土壤水稳性团聚体稳定性的影响

【目的】研究不同夏闲期耕作方式对黄土高原旱地麦田土壤水稳性团聚体稳定性的影响。【方法】于2013-2017年在山西省闻喜县邱家岭村开展免耕-免耕-免耕-免耕（4aNT）、深翻-深翻-深翻-深松（3aPT-ST）、深松-深松-深松-深翻（3aST-PT）和深松/深翻（4aST/PT）轮耕4种耕作处理,测定了平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、稳定率（WSAR）、破坏率（PAD）、分形维数（D）、峰凸系数（C_E）和偏倚系数（C_S）等水稳性团聚体稳定性指标。【结果】4年轮耕处理结果表明,深松/深翻轮耕能够有效提高土壤有机质含量和旱地麦田产量。深松/深翻轮耕0-50 cm土层＞0.25 mm水稳性团聚体含量分别比连续免耕、深翻-深翻-深翻-深松和深松-深松-深松-深翻高40.4%-45.5%、61.8%-98.0%和39.4%-106.1%,且深松/深翻轮耕处理下的GMD、MWD、WSAR和C_S均显著高于其他耕作处理,而D、PAD和C_E均显著低于其他耕作处理（P＜0.05）。各参数之间的相关分析结果显示,WSAR、MWD、GMD和C_S之间相互呈极显著正相关,且均与PAD、D和C_E呈极显著负相关（P＜0.01）。【结论】夏闲期耕作会显著影响土壤水稳性团聚体的稳定性,而夏闲期深松/深翻轮耕处理能提高耕层水稳定性团聚体含量与稳定性,更好的改善旱地土壤结构,提高产量。     

中国粒用高粱改良品种的产量和品质性状时空变化

【目的】对1977-2016年粒用高粱生产现状和审定品种的产量及品质相关性状进行分析,以期为高粱品种选育和生产提供参考。【方法】通过查阅行业年鉴和相关文献,统计了国家和省级审定并公开的品种324个,搜集其区试单产、穗粒重、千粒重、生育期、株高、穗长,以及品质相关性状包括淀粉、单宁、蛋白质、赖氨酸与脂肪含量的数据。【结果】从时间演变来看,40年来审定品种数随年份持续增加。株高呈下降趋势,平均每年降低1.36 cm。区试单产呈显著上升趋势,平均每年提高69.1 kg·hm^-2;淀粉和单宁含量呈显著上升趋势（P＜0.05）,蛋白质含量呈显著下降趋势（P＜0.05）,赖氨酸和脂肪含量则无显著变化。从空间分布来看,生育期的平均值在春播早熟区、春播晚熟区、春夏兼播区和南方区的变化范围为94-126 d;春夏兼播区的穗粒重最高（105.4 g）,南方区最低（64.6 g）;千粒重在春播晚熟区最高（30.3 g）,南方区最低（22.6 g）,分区间均表现出显著差异（P＜0.05）;淀粉含量在春播早熟区和春播晚熟区较高,平均为74.2%,而脂肪含量较低,平均为3.5%;单宁在南方区含量最高（1.1%）;蛋白质和赖氨酸含量在分区间无显著性差异。【结论】建议今后品种选育把植株矮化和提高千粒重作为提高产量的重点策略,品质上向专用型发展。酿酒高粱应保证适当高淀粉含量、合理的蛋白质和脂肪含量范围,注重提高单宁含量。而饲料高粱应保证高淀粉,注重降低单宁并提高蛋白质、赖氨酸含量。     

基于分段方式选择敏感植被指数的冬小麦叶面积指数遥感反演

【目的】考虑到利用单一植被指数（VI）反演叶面积指数(LAI)时,存在着不同程度的饱和性和易受土壤背景影响的问题,提出通过分段的方式选择敏感植被指数形成最佳VI组合以提高LAI反演的精度。【方法】通过ACRM辐射传输模型模拟数据,结合地面实测光谱数据,选择常用的植被指数进行土壤敏感性分析以及饱和性分析确定LAI的分段点,并在此基础上分段选择最佳植被指数形成组合VI来实现LAI的最终反演,并利Landsat5 TM开展区域条件下冬小麦LAI反演应用。【结果】以LAI=3是较为适宜的分段点,利用植被指数最佳分段组合OSAVI(LAI≤3)+TGDVI(LAI>3)可在一定程度上有效克服土壤影响因素以及饱和性问题,联合反演的结果明确优于单一植被指数反演精度。【结论】通过分段选择最佳植被指数形成联合VI可以有效提高LAI反演精度。     

新疆北疆棉花多元复合遥感估产模型研究

[目的]揭示棉花产量与棉花叶面积指数( LAI)、归一化植被指数(NDVI)相关关系,辨识新疆北疆棉花遥感估产最佳时相,建立棉花产量与LAI及NDVI间的多元复合遥感估产模型,为大面积棉花生产管理和估产提供理论参考.[方法]以TM影像为数据源,结合实地调查的棉花LAI、NDVI和产量等数据,对影像数据进行校正,最后用统计学方法分析棉花指数与产量数据间关系和建模.[结果]棉花LAI在各生育期呈先升后降的趋势,花铃期最高,均值为3.69;棉花NDVI在各生育期基本处于稳定的较高水平,棉花生长旺盛,长势较好;棉花蕾期和花铃期LAI与产量呈极显著正相关,花铃期相关系数最高,达到0.75;新疆北疆棉花最佳估产时相为花铃期,最优估产模型为Y=17.76 LAI - 123.05 NDVI +232.15.[结论]利用LAI和NDVI建立多元复合估产模型能有效提高棉花的估产精度.     

基于新型植被指数的冬小麦LAI高光谱反演

【目的】本研究旨在分析冠层叶片水分含量对作物冠层光谱的影响,构建新型光谱指数来提高作物叶面积指数高光谱反演的精度。【方法】在冬小麦水肥交叉试验的支持下,分析不同筋性品种、施氮量、灌溉量处理下的冬小麦叶面积指数冠层光谱响应特征,并分析标准化差分红边指数(NDRE)、水分敏感指数(WI)与叶面积指数的相关性,据此构建一个新型的植被指数——红边抗水植被指数(red-edge resistance water vegetable index,RRWVI)。选取常用的植被指数作为参照,分析RRWVI对于冬小麦多个关键生育期叶面积指数的诊断能力,随机选取约2/3的实测样本建立基于各种植被指数的叶面积指数高光谱响应模型,未参与建模的样本用于评价模型精度。【结果】研究结果表明,随着生育期的推进,冬小麦的叶面积指数呈先增加后降低的变化趋势,不同的水肥处理对冬小麦叶面积指数具有较大影响。开花期之后冬小麦LAI显著下降,强筋小麦(藁优2018)在整个生育期叶面积指数均高于中筋小麦(济麦22);不同氮水平下冬小麦冠层光谱反射率在近红外波段(720—1 350 nm)随着施氮量的增加而增大,与氮肥梯度完全一致,其中2倍氮肥处理的近红外反射率达到最高;不同生育期下冬小麦冠层光谱反射率变化波形大体一致;各个关键生育期的NDRE和WI均存在较高的相关性,而NDRE与LAI的相关性明显优于WI,新构建的植被指数RRWVI与LAI的相关性均优于NDRE、WI;虽然8个常用的植被指数均与LAI存在显著相关,但RRWVI与LAI相关性达到最大,其拟合曲线的决定系数R2为0.86。【结论】通过分析各种指数所构建的冬小麦叶面积指数高光谱反演模型,新构建的RRWVI取得了比NDRE、NDVI等常用植被指数更为可靠的反演效果,说明本研究新构建的红边抗水植被指数可有效提高冬小麦叶面积指数的精度。     

基于人工神经网络的大豆叶面积高光谱反演研究

【目的】探索不同高光谱模型监测大豆叶面积指数LAI的精度。【方法】实测不同水肥耦合作用下，大豆冠层的高光谱反射率与叶面积指数（Leaf Area Index）数据，对二者进行相关分析；采用敏感波段(801nm,670nm)构建RVI, NDVI, SAVI, OSAVI 和MTVI2植被指数，建立大豆LAI估算模型；最后采用相关系数较大的波段作为神经网络模型的输入变量进行大豆LAI的估算。【结果】大豆LAI与光谱反射率在可见光波段呈负相关、近红外波段呈正相关、红边处相关系数由负变正；微分光谱在三边处与大豆LAI关系密切，在红边处取得最大回归确定性系数（R2 = 0.86）。植被指数可以较为精确反演大豆LAI，确定性系数R2>0.84。人工神经网络模型可以大大提高大豆LAI的估算水平，当隐藏层节点数为2时，R2为0.92，随着隐藏层节点数的增加，R2可高达0.96；在没有黄熟期数据干扰的情况下，神经网络可以进一步提高大豆LAI的反演精度，R2可高达0.99。【结论】与基于植被指数建立的模型相比，神经网络模型可以有效避免因LAI过高而出现的过饱和现象，大大提高了LAI的反演精度。     

基于Landsat影像稀疏植被斑块格局对降水响应

【目的】古尔班通古特沙漠稀疏植被斑块格局是水分稀缺的荒漠区对降水在地表的表现。【方法】基于年降水量变化特征,选择1990年TM影像、2001年ETM+、2010年TM影像和2015年OLI遥感影像为数据源,结合1990~2015年蔡家湖气象站逐年的降水数据,计算古尔班通古特沙漠南缘的植被盖度、斑块面积、斑块数量、斑块密度,分析不同植被盖度、面积变化趋势,探讨年降水量对植被盖度、斑块面积、数量、密度的影响。【结果】1990~2015年,植被盖度总体呈减少趋势,其中二级植被面积明显增加(1 089.557 km²),增幅为20.154%,一、三、四级植被面积略有减少,减幅分别为-98.752%、-61.581%、-96.889%。随着降水量的增加,斑块数量,密度增加,破碎程度变小,植被盖度增加。【结论】1990~2015年古尔班通古特沙漠南缘稀疏植被盖度随年降水的变化总体呈退化-好转-退化趋势。年降水量变化与稀疏植被盖度、斑块面积、数量、密度均呈正相关关系。     

两个高产海岛棉品种(系)产量形成期同化物积累分配特点的研究

[目的]研究两个主载海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种(系)新海21号的提高系-优系193(YX-193)和新海28号(原代号TH-45)(XH-28)产量形成期的生长发育、各器官同化物积累分配及其与LAI、LAD、叶片SPAD值的相关性.[方法]通过覆膜滴灌,观测了海岛棉系-优系193和新海28号的生长发育和同化物积累分配等指标,利用SPAD-502叶绿素仪测定SPAD值,采用相关分析和回归分析等统计方法进行分析.[结果]除了株高外,系-优系193的茎粗、叶面积指数、光合势、叶面积比率、比叶面积、相对生长率、净同化率、最大LAI、同化物累积略高于新海28号,同化物积累速率最快均在出苗后60～90 d;不同器官同化物分配率规律不同,其共同特点是:生殖器官>营养器官>根;同化物积累量与叶片SPAD值呈线性相关,与LAI、LAD符合二次回归模型.[结论]在相同条件下,产量形成期海岛棉品种(系)系-优系193的同化物累积高于新海28号;营养器官同化物累积均呈抛物线型,生殖器官和单株总同化物积累均接近"S"型.两品种(系)的营养器官/总干重、叶干重比和根冠比均呈下降趋势,生殖器官/总干重均呈递增趋势.     

杂交棉LAI动态特征的密度效应

【目的】研究棉花不同密度群体叶面积系数(LAI)特征参数的密度效应,应用作物高产群体相对LAI动态普适模型方程y=(a+bx)/(1+cx+dx²)模拟分析不同密度对LAI动态特征参数的影响。【方法】选用不同基因型杂交棉品种兆丰1号(陆陆杂交F₁代)和新陆中31号(海陆杂交F₁代)为供试品种,2016年4月22日播种。膜下滴灌栽植配置(10+66+10+66+10+66)cm,1管3行模式。设置8个种植密度处理(按收获株数),分别是7.20×10⁴、10.24×10⁴、13.14×10⁴、16.58×10⁴、19.62 ×10⁴、22.26×10⁴、24.70×10⁴和28.80×10⁴株/hm²(分别记为T1、T2、T 3、T 4、T 5、T 6、T 7、T 8),随机区组排列,重复3次,每区种植3膜18行,面积74.8 m²。【结果】棉花群体最大LAI在7.2×10⁴~28.8×10⁴株/hm²范围内随密度增加呈近似直线增大趋势,而最大LAI出现的时间随密度增加而提早;将LAI数据相对化处理后,不同密度群体的LAI差异在最大LAI之后较之前表现明显,高密度群体较低密群体LAI衰减迅速。全生育期平均LAI随密度增加呈显著线性增大趋势。密度对模拟方程各参数均有不同程度的影响。全生育期群体LAI变化速率呈“N”形变化趋势,且与群体LAI变化及生育期对应,高密度群体LAI增加及衰减的速率均大于低密度群体。【结论】密度对棉花全生育群体LAI动态具有显著的调节作用,尤其群体LAI变化速率、最大LAI及其到达的时间、平均LAI等重要特征参数对密度响应较为敏感,可作为对棉花群体密度调控的参考指标。     

不同密度对复播青贮玉米光合特性和产量的影响

[目的]为北疆地区复播青贮玉米栽培推广提供科学理论依据和技术指导.[方法]研究两个青贮玉米品种新玉15号(XINYU15)、新饲玉10号(XINSIYU10)在麦后复播条件下,不同密度群体各生育期叶面积指数(LAI)、干物质积累(DMA)动态变化特征,并分析主要动态特征参数与产量及产量构成的关系,探讨复播青贮玉米高密度高产群体叶面积系数动态变化特征对产量的效应.[结果]各密度群体LAI动态变化呈单峰曲线趋势,随密度增加峰值增大,相同密度下新饲玉10号群体LAI大于新玉15号.群体的最大LAI在抽雄吐丝期、灌浆期.此阶段群体LAI对产量的影响最大,表明此时期是产量形成的关键期.[结论]密度是通过调控群体的LAI、穗数和穗重来影响产量构成和最终干物质产量,两个品种高产的适宜密度范围是5 000 ～6000株/667 m2.     

地膜覆盖条件下黄土高原玉米产量及水分利用效应分析

【目的】综合评价地膜覆盖玉米的产量以及水分利用效应,为黄土高原地区玉米生产合理利用地膜覆盖技术提供指导。【方法】本文在中国知网（CNKI）,Web of Science与EI Compondex文献数据库,收集了从2000—2017年间已发表的黄土高原地膜覆盖玉米产量及水分利用文章数据,综合分析了地膜覆盖对玉米产量、水分利用及水分利用效率的影响。【结果】黄土高原半膜覆盖平均产量为9 348 kg·hm^-2,较对照产量7 059 kg·hm^-2增产33%,全膜覆盖平均产量为9 191 kg·hm^-2,较对照产量5 910 kg·hm^-2增产56%,半膜覆盖或者全膜覆盖均显著提高了玉米产量,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米产量相近,没有显著差异。另外,半膜覆盖海拔高度超过630 m时或全膜覆盖海拔高度超过900 m时,玉米增产率随海拔高度的增加而呈增加的趋势,可能与覆膜提高土壤温度有关。半膜覆盖平均蒸散量为385 mm,较对照蒸散量389 mm减少1.0%,全膜覆盖平均蒸散量为366 mm,较对照蒸散量357 mm增加2.8%,半膜覆盖玉米蒸散量较不覆膜有所减少,但是全膜覆盖显著增加了玉米蒸散量,不过2种覆膜措施的蒸散量之间差异不显著。半膜覆盖平均水分利用效率为17.3 kg·hm^-2·mm^-1,较对照水分利用效率13.2 kg·hm^-2·mm^-1增加31%,全膜覆盖平均水分利用效率为17.5 kg·hm^-2·mm^-1,较对照水分利用效率11.7 kg·hm^-2·mm^-1增加50%,半膜覆盖与全膜覆盖均显著提高了玉米水分利用效率,但是全膜覆盖和半膜覆盖之间玉米水分利用效率相似,没有显著差异。覆膜显著增加玉米产量及水分利用效率与其降低土壤无效蒸发量（57 mm）,提高玉米潜在的蒸腾效率有关（11.2 kg·hm^-2·mm^-1）。【结论】在区域尺度上半膜覆盖与全膜覆盖对玉米产量、蒸散量及水分利用效率具有等效性,考虑到地膜的环境污染与经济成本等因素,推荐黄土高原玉米栽培选用半膜覆盖。     

和田河沙漠段生态输水植被恢复遥感评价和植被变化驱动因素分析

【目的】结合和田河沙漠段生态输水以来植被变化情况,评价和田河沙漠段治理成效,研究植被变化的驱动因素,为和田河沙漠段生态修复提供指导。【方法】运用卫星遥感影像数据和野外调查资料,对和田河沙漠段生态输水以来植被响应特征指标NDVI值进行系统研究分析。【结果】2002年生态输水以来,和田河沙漠段NDVI值整体提高,平均增幅达37.24%。生态输水对河岸1~2.75 km范围内植被影响显著,年际间NDVI值呈先升高后降低又升高趋势。整个沙漠段植被呈现上、下游较好,中游较差的特点,两河汇合口下游15~115 km为植被脆弱区域。沙漠段NDVI值变化与气温和河段耗水均呈正相关关系。【结论】和田河生态输水促进河道两岸植被的生态恢复,植被变好趋势明显。沙漠段NDVI值变化与气温和河段耗水密切相关,温度升高和上、下游断面水量损耗（生态引水）增加,均有助于和田河沙漠段植被改善。