作物遥感识别方法研究现状及展望

作物遥感识别是作物面积提取、长势监测、估产和时空分布研究的前提和基础。遥感识别作物方法多样,优势各异,应用性不同。本文系统梳理了基于光谱特征识别作物、基于纹理特征识别作物、基于物候特征识别作物及其他作物遥感识别的方法,归纳总结了每类方法的原理、优缺点和适用范围,指出了需进一步研究和解决的问题,并对今后的发展方向进行了展望,以期为作物遥感识别方法的应用及作物遥感研究提供参考与支撑。     

棉花作物系数的遥感获取——以新疆石河子棉花垦区为例

作物系数是计算作物需水量和农田蒸散量必要的参数,作物系数的遥感获取对于农田生态系统的水分平衡研究具有重要意义。利用Landsat ETM 遥感影像及Penman-Montieth方程,通过计算不同生长状况下棉花的作物需水量和参考作物蒸散量,实现棉花作物系数的遥感获取;在此基础上进一步分析作物系数对反照率、气象因子和植被生长参数等的敏感性。结果表明:1)利用遥感获取作物系数的空间分布是有效可行的;2)作物系数主要受植被生长状况的影响,反照率和气象因子对作物系数的影响相对次要;3)作物系数随气温、大气压、空气湿度和风速等气象因素的增大而增大,并且这种正效应随着植被覆盖度的增大而增大;4)作物系数与作物生长状况直接相关,仅仅根据作物生长阶段确定作物系数存在不合理性。     

遥感监测技术在薯类作物上的应用研究进展

遥感技术凭借其可以实时、快速、准确、无损地获取薯类作物生长信息的特点,已经是监测薯类作物生长的重要手段。薯类作物的茎叶和块根生长分别在地上和地下,光谱反射机理均不同于禾本科类作物(如水稻、玉米和小麦),因此,薯类作物具有遥感监测研究特有的方面。总结了遥感技术的特点,遥感平台的种类和遥感监测方法,以及应用遥感技术在薯类作物种植面积提取、病害管理、长势监测和估产等领域的国内外研究进展,分析了遥感技术在薯类作物生长信息监测的不足,进一步提出相关建议,并指出了探索薯类作物空间分布信息及变化、薯类作物长势高效监测、薯类作物产量预测模型、薯类作物遥感模型与农学模型同化机制研究是未来的发展方向。     

《土壤与作物》征稿简则

由中国科学院东北地理与农业生态研究所主办的中文期刊《土壤与作物》将于2012年创刊,重点刊登气候变化背景下的土壤与作物交互作用的过程、机理和调控技术方面的基础理论和应用层面的学术论文及综述文章,包括土壤肥力质量与作物生产力、土壤水分和养分有效性与作物生育、土壤有益／病原微生物与作物互作、作物适应气候变化的根际微环境等与土壤一作物互作相关的土壤生物化学和物理学、分子生物学、作物逆境生物学和作物生长发育模型等。土壤与作物资源保护、农田生态系统管理、区域土壤资源及其高效利用也属于该刊范畴。读者对象为从事土壤学、生态学等学科研究和教学的科技工作者及有关专业的高校学生和决策部门的工作者。欢迎国内外广大读者踊跃投稿,来稿应注意如下事项：     

基于本体的作物系统模拟框架构建研究

 【目的】研究作物系统模拟框架（CSSF）可以为构建作物生长模型及设计可重用的作物系统模拟软件提供基础框架。【方法】将本体技术应用于作物模拟模型领域,以作物生长的基础生理生态过程为主线,基于仿真本体和作物模拟本体,综合分析与提炼稻麦棉油等作物的建模流程、生长模拟模型算法及模型参数中的共性概念及概念之间的相互关系,构建了CSSF。【结果】CSSF包括作物建模外部知识框架（CMOKF）和作物模型内部知识框架（CMIKF）,其中CMOKF提炼了作物系统受时间、空间和自然环境共同驱动的共享特征,CMIKF描述了生育期、生物量积累、干物质分配与产量形成、器官建成、作物-土壤水分动态和养分平衡等作物模型组分与模型算法的共性特征。【结论】CSSF实现了作物建模概念、流程、结构和方法的知识级共享,对设计可重用的作物模型软件体系结构具有指导作用。     

气候变暖对西藏林芝地区作物生产的影响

为揭示气候变化对林芝地区主要作物生产的影响,以西藏自治区林芝地区为研究区,选择冬小麦、玉米、春青稞和春油菜4种主要农作物,通过划分喜温和喜凉作物不同生长季,分析1981—2018年气候变化对作物物候期、种植结构及产量变化的影响特征。结果显示:1)林芝地区作物生长季气温呈极显著的增暖趋势,生长季气温以0.35℃/10年的速率显著增加,且喜凉作物生长季增温更加显著;秋播作物、小春作物和大春作物生长季的年平均气温分别以0.34、0.30和0.26℃/10年的速率显著(P0.05)升高;作物生长季年平均降水量呈现较大的波动性特征。2)受气候变暖影响,林芝地区喜凉作物和喜温作物物候期均呈延长趋势,并且喜凉作物的物候期延长趋势较喜温作物显著,以5.43～11.7d/10年的速率延长。3)林芝地区作物结构变化表现为喜温作物种植面积增加,传统喜凉麦类作物面积减少;不同作物单产变化较为复杂,总体表现为喜温作物玉米单产增加,春青稞和冬小麦等喜凉作物单产有所降低。气候变暖背景下,林芝地区4种主要作物生长季增温显著,物候期延长显著,伴随喜温作物面积和产量增加,喜凉作物种植面积呈萎缩趋势。未来应积极调整优化种植结构,充分利用当地气候和土地资源,稳定作物生产的同时注意防范气候波动引起的自然灾害风险。     

国外能源作物研究进展与焦点问题

通过回顾主要国家和地区能源作物的发展过程与现状,分析认为世界能源作物发展呈现美洲强、欧洲与澳洲中和亚洲弱的格局特征。在综述近年对能源作物的适应性、生态效应、栽培技术、热能转化和研究方法与模型等研究进展的基础上,提出发展能源作物应该关注能源作物主体、能源作物产业化、环境保护和粮食安全等四个问题。     

第二讲 高效种植的基本理论(Ⅰ)

<正> 一、高效种植与作物特性 1.作物的需光特性。作物产量90—95％来自作物的光合作用,因此有效地利用光能是提高产量的重要因素。了解作物的需光特性是合理配置作物种植的依据。①需强光作物:其光饱和点为5—10万勒克斯,是作物配置中的主要作物,如玉米、棉花、花生、瓜类、茄果类蔬菜和菜用豆等。②需中     

激光雷达和摄像机联合标定识别作物

作物识别技术广泛应用于杂草精准对靶施药、果实采摘机器人、植物病虫害识别等方面.从机器视觉和激光探测两方面分析了国内外作物识别的研究现状,机器视觉识别作物主要是利用作物的颜色、纹理、形状、位置特征;激光探测识别作物利用激光的测距信息.分析了国内外融合激光雷达和摄像机信息识别作物的研究现状,总结了激光雷达和摄像机联合标定的方法,并指出其在作物识别中的重要性.     

辽宁省作物生态区划及种植业结构调整的研究

辽宁省划分为成5个作物生产生态区,包括东部山区作物生态区、辽东半岛作物生态区、中部平原作物生态区、西部低山丘陵作物生态区、西部风沙丘陵作物生态区,然后从种植业结构调整和种植制度的基本内涵出发,通过对辽宁省目前种植业结构现状的调查,分析了辽宁省种植业结构调整所面临的问题、5个作物生态区近年来的种植业结构及其变化趋势,提出各作物生态区种植业结构调整方向.     

南靖县农村沼气发展的现状、问题与对策

综合利用好沼气不仅可以节约能源、改善和保护环境,还有节约化肥和农药、提高农作物的产量和质量、促进和带动饲养业的发展等诸多好处。该文介绍南靖县农村沼气和服务体系建设的发展现状、主要做法与措施,分析当前沼气建设存在的问题,并提出对策和建议。     

沼液在农作物上的应用研究

概述了沼液在农作物及烤烟抗病虫、浸种、改良土壤、增产增质以及无公害生产等方面的应用研究,并总结了近年来沼液在烤烟生产中的应用,以为沼液资源高效利用提供参考。     

保定市“三沼”综合利用现状分析及发展对策

通过对保定市部分地区＂三沼＂综合利用现状的整理分析,探究制约＂三沼＂综合利用发展的瓶颈,针对当前存在的主要问题,提出了做好＂三沼＂的综合利用与推广的对策和建议。     

吉林省主要农作物秸秆空间分布特征及沼气潜力分析

基于吉林省主要农作物水稻、玉米、薯类、大豆、油料作物的产量，本文利用草谷比系数和可收集系数分区域估算不同种类的农作物秸秆资源量，以未被利用的秸秆资源量为原料，计算秸秆资源的沼气利用潜力。结果表明，2020年吉林省主要农作物秸秆理论资源量为6 522.51万t，可收集资源量为5 393.73万t，中部地区秸秆资源较多，东南地区较少，其中长春市秸秆资源最多。吉林省未被利用的玉米、水稻秸秆资源为1 291.29万t，折合标煤667.30万t，通过沼气工程处置，产沼气潜力为40.16亿～58.67亿m³，折合标煤343.52万～502.00万t，可以减排二氧化碳913.76万～1 335.32万t，能源转化率可达51.48%～75.24%；如果全部用于发电，发电潜力为72.27亿～129.08亿kW·h。产沼气潜力最大的地区是松原市，为8.83亿～12.96亿m³，发电潜力为15.89亿～28.51亿kW·h。通过分析农作物秸秆资源量及空间特征，估算不同地区农作物秸秆的沼气潜力，对吉林省农作物秸秆的合理利用及沼气工程建设发展具有非常重要而深远的意义。     

农田施用沼气残余物研究热点与展望

厌氧发酵生产沼气是处理有机废弃物的理想方式,农田施用沼气残余物,对于节约能源和养分资源循环利用有着重要意义。从沼气残余物的特性,施用后对土壤微生物、土壤质量、作物产量和品质及养分吸收的影响,沼气残余物肥用后期处理技术及施用技术等方面讨论了农田施用沼气残余物的研究热点。沼气残余物既可作肥料,提高作物产量;又可作土壤调理剂,改善土壤肥力。采用浅层注射施肥技术代替普通撒施和条施方法施用沼气残余物,可以降低氨挥发损失,发挥其最佳肥效。通过后期堆肥处理,可以提高沼肥质量并降低农田施用的氮淋溶损失。分子生物学方法有助于分析复杂的土壤微生物特性,在施用沼气残余物土壤质量早期监测上应该进一步探索利用。     

我国沼气发展的机遇与制约

研究了我国家用沼气的现状以及发展过程,尤其探讨了我国家用沼气在农村的机遇与制约。沼气在我国农村发展的有利条件包括农村家庭能源消耗、沼气发酵原料充足、国家的财政补贴、国际法律清洁发展机制;而沼气发展的制约条件是秸秆发酵和冷发酵工艺的不成熟以及使用者在综合利用沼气方面的水平低下等。     

秸秆厌氧消化产沼气的研究进展

秸秆是生物质能源的重要组成部分。我国农作物秸秆资源储量十分丰富,但大多数都没有得到有效利用,被随意丢弃或直接焚烧的现象较为常见,造成了严重的资源浪费和环境污染现象。因此,对秸秆的资源化利用已迫在眉睫。在秸秆的众多利用方式中,厌氧消化产沼气是现阶段对其资源化利用最有效的途径之一。本文主要围绕秸秆厌氧消化产沼气的可行性、影响因素、利用现状、存在问题和解决方案等方面进行了综述,旨在为规模化秸秆沼气工程的应用和推广提供一定参考。     

宁夏沼渣沼液有机肥开发应用前景

从沼渣沼液有机肥经济效益、保护生态环境、促进农业可持续发展等方面对比分析了宁夏沼渣沼液有机肥的开发价值、应用前景。     

沼气建设及综合利用存在的问题与发展对策

介绍发展沼气的重要意义,分析沼气建设及综合利用存在沼气发展模式单一、沼气资源未能综合利用和沼气发展服务体系不健全等主要问题,提出加大沼气建设投资力度、有针对性发展沼气模式、建立完善沼气协会制服务体系和加强沼气资源综合利用研究与应用等进一步发展沼气的对策。     

沼液养鱼的研究现状及发展趋势

畜禽粪污发酵所产生沼液的处理与综合利用问题已引起学者的广泛关注。综合介绍了国内外利用沼液养鱼的研究现状及发展趋势。主要从沼液的有效成分、沼液促进鱼的生长机制、沼液养鱼技术及效益、沼液养鱼潜在的环境影响和风险等方面进行了评述,并在此基础上提出了今后的研究方向。