基于GIS的测土配方施肥技术研究与应用

探索在测土配方施肥中导入GIS技术构建施肥专家系统平台。利用标准农田田间采样数据,构建空间地理信息浏览、土壤养分管理及测土配方施肥推荐的可视化系统平台。以宁波市北仑区的早稻和西蓝花为应用对象,将GIS技术与农田施肥技术紧密结合,指导农田合理施肥。     

桐庐县油菜测土配方施肥试验

根据测土配方专家系统给出的施肥建议在油菜上开展施肥试验,结果表明,测土配方施肥和常规施肥相比,油菜籽增产显著,不仅促进了油菜的生长发育,同时提高了种植的经济效益。测土配方施肥化肥+有机肥提高经济效益和提升农田生产能力优势明显。     

施肥专家系统的现状及其分析

文章系统阐述了国内外施肥专家系统的发展及现状,分析指出了其应用价值。通过对现有施肥方法的分析与研究,并根据生产实际,将施肥方法归纳成五大类,并对每一类进行了定义。在此基础上,分析指出了目前施肥专家系统存在的问题和不足,并对施肥专家系统今后的发展提出了自己的建议,为今后在该领域的深入研究提供了参考。     

甘肃省测土配方施肥专家系统的建立与应用

以甘肃省农业科学院土壤肥料研究所承担甘肃省世行办"西部扶贫调整项目区7县(区)土壤养分监测评价及平衡施肥技术" 扶贫项目所开发的甘肃省测土配方施肥专家系统为例,对其开发结构和功能及应用效果进行了分析,并就进一步研究与开发提出了建议:加强专家系统推广;研发以"3S"技术为核心的未来施肥专家系统.     

养分专家系统推荐施肥对小麦玉米产量、效益及养分平衡的影响

针对传统推荐施肥方法周期长、成本高及难以适合分散小地块的弊端,本研究利用养分专家系统(Nutrient Expert)在山东省小麦-玉米轮作模式下进行3周年的推荐施肥试验,通过作物产量、收益分析及表观养分平衡计算,综合评价养分专家系统的实际应用效果。试验在143户的小麦-玉米轮作地块进行,设置空白处理(CK,不施肥)、农民习惯施肥处理(FP)、当地官方推荐施肥处理(OPTS)和养分专家系统推荐施肥处理(OPTE),比较不同施肥处理间产量、效益及养分平衡情况。结果表明:与不施肥相比,各施肥处理产量增加明显,玉米增产幅度在15.1%~29.5%,小麦增产幅度在25.6%~37.2%。各施肥处理间产量无显著性差异,但OPTE处理相比FP、OPTS处理养分投入量降低,提高了种植效益,产投比明显高于其余两个处理。养分表观平衡计算结果表明,OPTE处理氮磷钾养分盈余量同其他处理相比最小。综合产量、效益及养分收支平衡各方面,养分专家系统推荐施肥优于传统推荐施肥方法,在小麦玉米生产上能够稳产增收、降低环境污染风险。     

玉米精确施肥系统的研究与应用

以玉米施肥为突破口,将人工智能技术与全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术相结合,以玉米养分平衡法数学模型为核心,采用面向对象技术,开发研制了玉米精确施肥专家系统。该系统主要解决玉米产量预测和精确施肥2大问题,最终为用户打印出包含预测产量、推荐品种、建议施肥量、效益分析情况在内的玉米精确施肥咨询单。该系统的应用可降低玉米生产成本,使农民增产增效,实现低投入高产出。     

基于PAID平台的新疆棉花施肥专家系统的建立

利用PAID农业专家系统开发平台嵌入GIS组件MapX技术,以SQL Server为后台数据库,把棉花田间管理和作物施肥理论等专家知识进行科学组装和集成,建立了基于网络的棉花施肥推荐专家系统。实现了远程专家施肥推荐和信息查询功能。该系统不仅实现了专家知识的远程共享,也为今后开发其它作物或类型的专家系统奠定了基础。     

基于Web的油菜生产专家系统施肥知识表示

油菜施肥决策是油菜生产中的关键栽培管理技术之一，因而成为油菜专家系统的重要组成部分。配方施肥采用精量或半精量的先进科学施肥替代耕种者个人的经验施肥，在减少环境污染和提高肥料效益等方面意义重大。由于配方施肥涉及描述性知识、关联性知识和计算性知识，因此在专家系统的知识表达中具有一定的综合性与复杂性，在分析油菜需肥特性的基础上，提出了专家系统施肥决策应考虑的主要因素，阐述了油菜配方施肥技术，论述了Web油菜生产专家系统配方施肥知识表示、算法和知识规则，该配方施肥知识表示在作物专家系统中具有一定的通用性。     

有机物还田方式对小麦玉米两熟种植系统能值效率的影响

本研究利用能值方法分析了不同秸秆还田处理方式对小麦玉米两熟农田生态系统能值效率的影响。以小麦玉米两熟农田为研究系统,以常规施肥为对照(CK),设置了秸秆粉碎还田、沼液还田和有机肥(牛粪)还田3种有机物还田方式,运用能值分析方法对农田生态系统的能值产出率(EYR)、能值投资率(EIS)、环境负载率(ELR)、可持续发展指数(ESI)和基于能值的产品安全性指标(EIPS)进行了比较。结果显示:4种有机物还田方式沼液还田的能值产出率(EYR)是常规施肥的1.13倍(最大),而有机肥(牛粪)还田的农田系统的能值投资率(EIR)是对照的24.58倍,常规施肥方式的农田系统的环境负载率(ELR)是有机肥还田方式的19.5倍,对环境的压力是最大的,秸秆粉碎还田和沼液还田的可持续发展指数(ESI)基本相同,沼液还田的最高,是常规施肥的1.43倍,有机肥(牛粪)还田的农田系统产出的产品基于能值的产品安全性指标为-0.008,其安全性最高,常规施肥的农田系统产品存在一定的安全隐患。综上所述,在等氮量条件下,对于农田生态系统,沼液还田方式的能值效益和可持续发展能力要高于其他处理,应值得推广。     

基于产量反应的粮食作物养分专家系统微信版应用

【目的】针对我国小农户生产中肥料施用不合理导致肥料利用率低等现状,建立基于产量反应和农学效率的养分专家系统微信版,研究其在三大粮食作物上的应用效果。【方法】2017—2018年在水稻、玉米和小麦主产区10个省份(吉林省、黑龙江省、湖北省、安徽省、江西省、湖南省、内蒙古自治区、山西省、山东省和河北省)开展了225个田间试验,从施肥量、产量、净效益和肥料利用率方面对养分专家系统微信版进行矫正和改进,每个试验包括6个处理:(1)NE处理,基于养分专家系统推荐施肥处理;(2)FP处理,基于农民习惯施肥措施处理;(3)ST处理,基于测土施肥或当地农技部门推荐施肥处理;(4)基于NE处理的不施氮处理;(5)基于NE处理的不施磷处理;(6)基于NE处理的不施钾处理。【结果】总体而言,与FP和ST处理相比,NE处理降低了氮肥和磷肥施用量,平衡了钾肥用量,而水稻、玉米和小麦产量增加了0.1～0.6 t/hm~2。NE处理降低了肥料花费,但水稻、玉米和小麦均增加了净效益,与FP相比,分别增加了1 798、895和528元/hm~2;与ST相比,分别增加了894、360和365元/hm~2。【结论】应用大量的田间试验数据,采用计算机软件技术,形成了养分专家系统微信版,并通过田间验证进行了校正和改进。其在土壤测试条件不具备或测试结果不及时的情况下,养分专家系统是一种简便、易操作的指导施肥新方法。     

施钾对长绒棉干物质积累和产量品质的影响

为了明确钾肥对新疆南疆地区长绒棉干物质积累以及对产量和品质的影响.在新疆阿瓦提县进行了大田试验.试验结果表明,各处理长绒棉1 hm2总干物质的积累动态都呈"S"型曲线,可用Logistic生长函数加以模拟,效果良好.K1、K2、K3、K4各处理总干物质积累速率最大时刻t分别为播种后的84、86、90和85 d.施钾对长绒棉增产效果明显,处理K2、K3分别比处理K0的1 hm2籽棉产量增加了517.9和435.3 kg,增幅达13.03;和10.96;;增产效果主要是通过增加单株铃数实现的.施钾可以改善长绒棉的纤维品质,其中,强度、马克隆、成熟度和可纺系数值均增加,而却对纤维长度、整齐度影响不大.     

发挥区域资源优势促进新疆棉花可持续发展

根据新疆的区域资源优势和棉花生产现状,分析了新疆棉花可持续发展存在的问题,提出新疆棉花生产可持续发展的对策:合理安排棉花生产布局;建好棉种繁育基地;建立科学施肥体系;采用先进的节水灌溉技术;综合防治;大力开展棉花产业化经营。     

新疆内陆干旱区棉花水肥耦合研究进展

水肥利用率低成为新疆棉花生产的主要限制因素,通过水肥的协同关系来提高水肥利用效率为棉花高产稳产的关键.近些年,在棉花水肥耦合研究方面,新疆学者已得出获得高产的施肥总量和基、追肥比例,并认为膜下滴灌水肥耦合可提高肥料利用率.棉花生育期水肥耦合已有研究,为进一步明确棉花生育期追肥配比用量,建议通过研究棉花生育期水肥耦合作物生长规律建立相应模型,根据高产形成机理来确定生育期最佳水肥用量配比,并进一步完善建立土壤.植株测试推荐施肥技术.     

新疆早熟中长绒棉育种进展特点及改进目标

据国家、新疆早熟棉区试验结果分析:"十五"期间新疆早熟中长绒棉育种取得新进展,有两个新品种通过2003～2007品种审定,在生产上示范推广,一批新品系参试.新品种(系)产量水平接近常规推广品种,纤维品质基本符合农业部2003～2007年中长绒棉育种目标,抗病性在逐步提高,同时存在熟性偏晚,吐絮不集中,中后期花成熟度差,抗逆、适应性不强等问题.提出了提高早熟性、强力和抗逆为重点的育种目标和扩大遗传背景,打破性状间负相关性及田间目标性状选择等改良措施.     

杂交棉新品种(系)的比较研究

[目的]研究不同棉花品种在新疆阿克苏地区的适应性、丰产性和抗病性。[方法]以棉花品种中棉所35为对照,研究新陆中29、鲁棉28、科1等13个棉花品种在新疆阿克苏地区的适应性、丰产性和抗病性。[结果]海陆杂交棉科1前期长势明显优于常规棉和陆陆杂交棉;陆陆杂交棉苗期长势弱于常规棉,但其现蕾、开花的节位较低;杂交棉的现蕾量明显多于常规棉。鲁棉28、科14、038、吉田4号、中40和3号对黄萎病的耐性较强,新陆中29和天杂1号抗病性较差。在供试品种中,吉田4号的籽棉产量和皮棉产量均为最高,分别比对照高19.1%和27.7%;其次是豫杂37号,比对照高11.0%和20.3%。[结论]陆陆杂交棉更适宜在新疆阿克苏地区栽培。     

新疆渭-库绿洲棉花种植面积遥感监测研究

渭干河-库车河三角洲绿洲是新疆的棉花主要生产区域之一,准确掌握该区种棉面积及空间分布情况,对新疆棉田的优化布局和棉花产业的可持续发展具有重要意义。本文利用TM遥感影像及野外调查数据,建立研究区典型地物类型解译标志,通过遥感分类确定了渭-库绿洲种棉区域范围。结果显示,研究区棉花主要集中分布于西南和南边沿塔里木河北边的新开垦地,零星分部于中部和北部。遥感监测得到的研究区棉花总面积为155210 hm2,2011年统计面积为147493 hm2,棉花面积信息提取总精度为94.77%;库车县、沙雅县、新和县的棉花面积遥感提取精度分别为92.16%、97.83%和93.19%。研究表明,利用TM遥感影像并结合野外调查是区域尺度快速提取棉花种植面积信息的有效手段。     

新疆棉花养分丰缺诊断与施肥技术

新疆棉区是我国高产棉区,通过棉花苗情诊断、营养元素丰缺诊断和合理施肥技术措施的运用对进一步提高棉花产量具有重要作用。介绍了苗情诊断和营养元素丰缺诊断的技术措施,并提出了合理施肥技术。     

新疆棉花施肥现状、问题与对策

通过对棉花产量、施肥量及其它管理措施的调查,分析了新疆主要植棉县棉花的施肥现状及存在问题.对棉花种植户生产状况分析结论如下:(1)在棉花生产中,农民施肥盲目性较大,区域间有机肥施用量不平衡,南疆农民较重视有机肥的施用;(2)肥料投入不平衡严重,施肥量上有较大的差异,很少施用钾肥,氮肥(N)投入量0～495 kg/hm2、磷肥(P2O5)0～813.75 kg/hm2、钾肥(K2O)0～49.5 kg/hm2、有机肥0～60 000 kg/hm2;(3)氮磷钾配比不协调,氮磷钾配比为1∶0.14～2.9∶0～0.28;(4)施肥品种单一,主要是以尿素和磷酸二铵为主,只有33.9;的农户施用专用肥或者复合肥.针对以上问题提出了棉花生产的施肥改进措施.     

Mehlich3法在新疆棉花土壤养分分析中的应用

[目的]评价Mehlich3法(以下简称M3法)测定新疆棉区土壤速效有效磷、钾、铜、锌、锰等的可行性.[方法]用Mehlich3通用浸提剂测定新疆石灰性土壤中有效养分,对目前较普遍适用于棉花土壤的浸提方法与M3法相比较.[结果]两种方法浸提棉花土壤有效态P、K、Cu、Zn、Mn含量的相关性均达到极显著水平,相关系数分别为0.936 6、0.903 2、0.8446、0.785 6和0.977 6;M3浸提剂测得各元素有效态含量均高于常用浸提方法测得各元素有效态含量,其中有效Mn的相差是最大的,达3倍,而Zn的结果相差不大.[结论]对M3方法及电感耦合等离子体光谱仪(ICP)精密度测定后认为M3方法结合ICP测定精密度高,结果稳定可靠.     

新疆棉田硫丹防虫替代技术的筛选与评价

【目的】筛选集成新疆棉区可替代硫丹的害虫防治技术方法,推动农药减量及硫丹淘汰进程。【方法】在新疆棉区,选择14种硫丹替代方法,针对二代和三代棉铃虫及兼治蚜虫进行小区试验,评价替代方法的防效、社会及生态效益,选择最优方法用于集成适合新疆的棉田害虫综合治理模型。【结果】信息素诱捕田最高日均诱蛾量(15 ± 2.6)头,对照自防田为(22.2 ± 8.6)头,未见显著差异;针对兼治蚜虫减退率比较,中剂量甲维盐(-70.00 ± 27.10)%及甲维·虱螨脲(-67.32± 44.51)% 均显著低于硫丹对照(20.07 ± 17.81)%;田间益虫调查显示草蛉为主要优势种,最高占比81%,实验处理对瓢虫影响最大,最高占比由48%下降至18%;测产发现氟苯虫酰胺(低剂量)及阿维·氯虫苯甲酰胺(高剂量)每667 m²收入较硫丹可分别提高161.07和157.53元;PCA及聚类分析显示硫丹加权分15,其他处理中加权超20最佳替代方法4个,加权超15优秀替代方法3个。【结论】与硫丹相比,性信息素诱捕、氯虫苯甲酰胺、棉铃虫核型多角体病毒和苏云金杆菌4种替代方法表现最佳;短稳杆菌、氟苯虫酰胺和甲维·虱螨脲3种替代方法表现与硫丹相当。以上7种替代方法可以作为制定棉区害虫综合治理的方案。