荒漠绿洲主要作物及不同种植方式需水规律研究

利用土工膜建立2 m×2 m×2 m的防渗池,中间埋设中子管,用中子仪监测土壤水分动态,利用水量平衡法得出了黑河中游临泽绿洲主要作物及不同种植方式需水规律,并与当地常规灌溉用水进行了比较,最后根据作物生育期提出了适宜的灌溉时期、灌水次数及定额.春小麦全生育期需水量为435.0 mm,耗水系数为609.2;玉米需水量为651.6 mm,耗水系数为595.1;春小麦+玉米带田需水量为754.6 mm,耗水系数为466.4;棉花需水量为675.5 mm,按皮棉计算耗水系数为6290.5;花生需水量为360.6 mm,耗水系数为1066.1.春小麦、玉米、春小麦+玉米带田、棉花、花生适宜的灌水次数分别为:4次、6次、7次、6次和4次.     

膜下滴灌条件下棉花年际需水量变化试验分析

为探索新疆准噶尔盆地南缘区膜下滴灌棉花年际需水量、水分生产率、作物系数、生长动态等变化,连续3年开展了灌溉试验,研究棉花耗水规律及气象因素对耗水规律的影响。结果表明:棉花生育期总耗水量随灌水量增加而增大,各处理(处理T1、T2、T3、T4分别为300、375、450、525 m~3·hm~(-2))耗水量差异显著,耗水量在343~625 mm之间;不同年份气象要素中气温对棉花生育阶段需水量影响最大;棉花皮棉产量与全生育期灌水量呈二次抛物线关系,水分生产率随灌水量的增加而降低,其值范围0.65~0.34 kg·m~(-3);不同时期棉花作物系数大小表现为:开花~吐絮现蕾~开花吐絮~收花出苗~现蕾播种~出苗,全生育期作物系数呈现单峰值变化,峰值出现在开花~吐絮期;生育期内棉花株高、叶面积指数和叶绿素均呈先增后减,最后保持平稳的趋势。不同处理棉花株高和叶面积指数与灌水量呈正比关系,随灌水量增大而增加,全生育期内株高和叶面积指数峰值出现在花铃期,叶绿素峰值出现在蕾期。     

渭干河—库车河三角洲绿洲主要作物不同生育期需水量估算

采用联合国粮农组织最新推荐的模型方法(FAO56),参照毗邻地区的灌溉试验成果和当地群众的灌水经验.对渭干河--库车河三角洲绿洲冬小麦、夏玉米和棉花等作物不同生育期的需水量及需水规律进行了分析.结果表明:①作物各生育期需水量的多少,取决于生育期的长短和需水强度;②作物需水量自西向东、自南向北增加,其空间波动与气温、风速和湿度息息相关;③若根据目前渭干河一库车河三角洲绿洲农业用水所占总水量的实际比例计算,地表水供给量完全满足作物对需水的要求.如果按国际上发展经济用水占河流总水量的比例计算,河道有效来水量只能满足作物的需水要求.若要全部考虑城镇工业用水、生活用水及农业用水,加上地表水资源的利用率较低、季节变化大,则不能完全满足作物灌溉用水,导致挤占生态用水.     

Bt作物系统害虫发生演替研究进展

自1996年以来的20年间,全球商业化种植Bt作物的国家增加到了25个。目前,种植应用的Bt作物主要是Bt棉花和Bt玉米,年种植面积约0.8亿hm2。Bt作物的大面积种植可能会带来害虫发生演替问题,国内外学术界对此高度关注。本文围绕这一核心问题,介绍了国内和国际的研究进展,同时对今后的研究进行了展望。以期为Bt棉花和Bt玉米的持续利用,以及其他Bt作物的推广应用提供经验与借鉴,进一步提升Bt作物在农作物害虫综合治理中的作用和地位。     

基于改进的SEBS模型的作物需水量研究

为了探讨以蒸散发为基础的作物需水量情况,便于为农业生产提供数据支持,利用风云三号、风云二号气象卫星数据,结合自动站气象数据,基于改进的SEBS模型对山西省进行作物需水量研究。结果表明:通过与实测数据对比验证发现模型结果精度较高。山西省2012年3—9月全省日均作物需水量最大值出现在春季的5月份,为1.27 mm,其中,以单季作物为代表的晋东北和中西部日均作物需水量最大值均出现在5月,分别为1.05 mm和1.38 mm;以双季作物为代表的晋东南日均作物需水量最大值出现在5月和7月,分别为1.28 mm和1.23 mm。可见山西省作物需水量普遍以春季最大,其中尤以中西部突出,晋东北则相对最低。     

平凉市农作物种植结构最优化方案研究

分析了甘肃省平凉市气候及农业种植结构特点,结合本地实际,提出建立农作物种植结构优化模型的原则及出发点,对平凉市主要作物设计出结构调整优化方案。按照优化方案,粮食作物中马铃薯的种植比例提高较大,经济作物中黄花菜增加的最为明显,林果类中杏子较以前增加了2倍多;主要种植作物的总产值将在现有基础上增加13.5%～21.5%。     

湖北玉米田杂草防治方案

湖北省玉米田面临的问题： 1、玉米种植品种复杂,甜玉米,糯玉米面积较大,在除草剂的选择上要求较高,选择除草剂不当容易产生药害; 2、作物种植种类繁多,棉花等阔叶作物和玉米往往毗邻,常发生喷施玉米田除草剂发生漂移导致棉花等作物发生药害.     

2001年湖北省棉铃虫发生特点与原因分析

2001年全省棉花种植面积35.6万hm2,面积比去年增加5.3多万hm2。棉花品种多、种植结构复杂,是2001年棉花种植上的一个显著特点,棉花与蔬菜、瓜果、玉米等作物间作、套种面积占棉花种植总面积的 40％,特别是抗虫棉面积大,据     

基于多目标遗传算法的节水型农牧业产业 结构优化调整模型

针对鄂尔多斯市农牧业产业结构不合理,从农牧业产业结构调整节水的基础理论研究出发,运用多目标遗传算法建立了农牧业产业结构优化模型.结果表明:小麦种植面积增加1.1％,玉米种植面积减少40.5％,豆类种植面积增加16.5％,薯类种植面积增加18.3％,油料作物种植面积减少5.5％,蔬菜种植面积增加4.2％,牧草种植面积增加5.9％,粮食作物∶经济作物∶饲草料的比例由50.0∶11.7∶38.3调整为27.1∶28.7∶44.2,农牧业种植业结构趋于合理化.     

不同覆盖条件下冬小麦作物系数试验研究

试验共设置裸地(CK)、秸秆覆盖(JF)、地膜覆盖(DF)3个处理,基于冬小麦2013—2014年实测数据及气象数据,利用Penman-Monteith公式计算杨凌地区冬小麦全生育期内参考作物蒸发蒸腾量,利用农田水量平衡方程计算冬小麦全生育期实际作物蒸发蒸腾量,由此计算冬小麦各生育阶段的作物系数。结果表明:秸秆覆盖和地膜覆盖可以减少冬小麦全生育期的作物需水量,减少量分别为13.07 mm和17.86 mm;秸秆覆盖处理对水分比较敏感;作物系数在全生育期呈双峰变化,峰值出现在分蘖~越冬期和抽穗~灌浆期,其中CK为0.82和1.16,JF为0.89和1.05,DF为0.87和1.13;冬小麦作物系数与种植后天数和大于0℃积温呈现良好的四次多项式和二次多项式关系,其中JF与DF的相关系数均在0.88以上。     

灌区广义水资源不确定性多目标优化配置

针对农业水资源配置系统的复杂性和不确定性，构建模糊可信性随机多目标农业水资源优化配置模型，以农业灌溉净经济效益最大和绿水利用占比最大为目标，对丰水年、平水年和枯水年下不同分区各生育阶段的水稻灌溉水量进行优化配置。将模型应用于湖北省漳河灌区，目标权重组合分别为（0.5, 0.5）、（0.75, 0.25）和（0.25, 0.75），可信性水平取0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0，得到不同情景下农业水资源配置方案。结果表明：多目标规划模型能够很好统筹社会经济发展目标与资源节约目标，优化方案的绿水利用占比在0.835以上，经济效益最高达14.153亿元；更高的可信性水平对应更低的系统效益与更高的绿水利用占比，丰富的优化方案能够帮助决策者权衡系统收益与违规风险；当水资源短缺时，应该优先保证抽穗期和孕穗期的作物需水，使因缺水造成的水稻减产损失最小化。总的来说，优化模型所得到的水资源配置方案能够为漳河灌区水资源管理者提供理论指导，同时为类似地区的农业水资源优化配置提供参考。     

河西走廊绿洲农业土地综合利用探析——以张掖市为例

以河西走廊中部的张掖市为例,进行了土地人口承载力的计算和农业内部产业效益分析。结果表明:种植粮食作物的人口承载力要远远大于畜牧业,而从农业内部不同产业综合效益分析来看,草畜业要大于种植业。考虑到土地对人口的承载力,将未来绿洲农业土地的利用模式调整为:耕地种植业和耕地草畜业的用地比例为1∶2左右;耕地种植业中,稳定口粮生产,压缩饲料粮生产,提高饲草种植比例;畜牧业中,压缩耗粮型猪禽养殖数量,发展节粮型草畜(牛、羊)的数量,提高食草性畜牧业比重;调整种植业、养殖业和农畜产品加工业结构,建立绿洲生态经济体系,实现经济、社会、生态效益的兼容。     

基于两阶段随机规划方法的绿洲水资源优化配置

选取塔里木盆地南缘和田地区策勒绿洲作为典型研究区,以当前绿洲种植的核桃、红枣及石榴经济林种为重点研究对象,针对绿洲水资源灌溉系统中的不确定性和复杂性,引入概率密度函数和离散区间方法,构建区间两阶段模糊随机规划模型,对各经济林种在各灌季的配水目标进行优化,模拟分析不同林种在不同灌季的最优配置水量。结果表明:灌溉主要集中在夏季与秋季;在策勒河来水量不确定时,春季依然需要少部分水量进行灌溉,应优先灌溉红枣和石榴;夏秋时,主要对红枣与核桃灌溉,同时对石榴的灌溉面积进行动态调节,获得种植业最大收益,系统收益区间为[0.67×10~8,1.32×10~8]元。通过典型案例运用分析,显示该模型不仅充分考虑到不确定性因素对系统收益的影响,风险进行权衡并以区间形式给出优化结果从而获得较为科学的决策方案。     

基于水足迹的民勤县农作物耗水当量与气候响应评估

在阐述水足迹、水资源压力指数的基础上,计算了1991—2013年民勤县8种主要农作物(玉米、小麦、棉花、葵花、苹果、瓜类、蔬菜)蓝水需水量、总耗水当量和单位作物耗水当量,研究了这些作物在23年内总耗水当量和单位耗水当量的时间序列变化规律,并对比三种经济技术耗水分离模型,分离出4种典型作物(小麦、玉米、棉花、瓜类)单位气候耗水当量,最后选择逐步回归分析法探讨了作物气候耗水当量与相关气候因子之间的关系。结果表明:(1)民勤总耗水当量逐年增加,粮食作物总耗水当量变化最大,蔬菜、油料作物(葵花)次之,单位作物耗水当量在震荡中逐年递减;(2)HP滤波法为最优气候耗水当量分离模型,单位作物气候耗水当量趋势性不明显,序列期内震荡显著,且不同作物差异较大;(3)显著影响单位作物气候耗水当量的主要气候因子为5、6月份总降水量和7月份相对湿度,与生长期内气温要素相关性不强。可见,不同作物耗水变化的气候响应模式差异较大,整体受降水和温度的影响显著,但对全球气候变暖大趋势的响应机制尚不明确。     

阴山北麓旱作区主要作物热能值及结构调整研究

阴山北麓农牧交错地带,气候干旱冷凉,种植结构单一,生产能力低而不稳。农业生产不仅要考虑作物综合生产能力,同时要考虑其水分消耗数量。作物的热能产值反映了其综合生产能力。文中采用能值研究方法,通过田间试验、实验室分析测试对该地区三年主要作物的热能产值、耗水量及其生物产量和经济效益进行了系统研究,结果表明,当地主要作物的热能值大小依次为:向日葵>玉米>马铃薯>草玉米>草谷子>草莜麦>油菜>莜麦>小麦>胡麻>箭筈碗豆>山黧豆。考虑到热能值、生物产量、经济效益和水分生产能力,该地区种植结构调整首先应考虑马铃薯的种植,其次是向日葵,然后是饲草和杂粮。优化作物布局,可以获得作物综合生产能力和环境资源保护的双赢,能够促进资源合理利用与农牧业的可持续发展。     

Seed production of Chenopodium album in competition with field vegetables

Total weed control within a crop is both difficult and expensive to achieve, so that some weeds will often remain to set seed. The seed production resulting from these weeds will ultimately affect the sustainability of the weed control strategy. If too much is allowed to return each season there could be a gradual, but significant, increase in the potential weed flora over a number of seasons. Field trials were carried out in 2000 and 2001 to quantify the potential magnitude of this weed seed return from Chenopodium album L., grown at two planting densities either in pure stands or in competition with one of two crops (cabbage or onion). Crop and weed weights and weed seed production were notably greater in 2001. Both dry weight and seed production of C. album were suppressed by increasing planting density or by the presence of crop, with cabbage having a more suppressive effect. Despite the plasticity in seed production, a linear relationship was demonstrated between log weed seed production and log weed biomass that was robust over a range of competitive situations with onion and cabbage, at different planting densities and in growing seasons. The study also demonstrated that the relationship could be combined with an existing simple competition model to allow the consequences of incomplete weed control to be assessed in terms of potential weed seed return.     

Evaluating agricultural water-use efficiency based on water footprint of crop values: a case study in Xinjiang of China

Efficient agricultural water use is crucial for food safety and water conservation on a global scale. To quantitatively investigate the agricultural water-use efficiency in regions exhibiting the complex agricultural structure, this study developed an indicator named water footprint of crop values (WFV) that is based on the water footprint of crop production. Defined as the water volume used to produce a unit price of crop (m³/CNY), the new indicator makes it feasible to directly compare the water footprint of different crops from an economic perspective, so as to comprehensively evaluate the water-use efficiency under the complex planting structure. On the basis of WFV, the study further proposed an indicator of structural water-use coefficient (SWUC), which is represented by the ratio of water-use efficiency for a given planting structure to the water efficiency for a reference crop and can quantitatively describe the impact of planting structure on agricultural water efficiency. Then, a case study was implemented in Xinjiang Uygur Autonomous Region of China. The temporal and spatial variations of WFV were assessed for the planting industries in 14 prefectures and cities of Xinjiang between 1991 and 2015. In addition, contribution rate analysis of WFV for different prefectures and cities was conducted to evaluate the variations of WFV caused by different influencing factors: agricultural input, climatic factors, and planting structure. Results from these analyses indicated first that the average WFV of planting industries in Xinjiang significantly decreased from 0.293 m³/CNY in 1991 to 0.153 m³/CNY in 2015, corresponding to an average annual change rate of -3.532%. WFV in 13 prefectures and cities (with the exception of Karamay) has declined significantly during the period of 1991-2015, indicating that agricultural water-use efficient has effectively improved. Second, the average SWUC in Xinjiang decreased from 1.17 to 1.08 m³/CNY in the 1990s, and then declined to 1.00 m³/CNY in 2011-2015. The value of SWUC was highly consistent with the relative value of WFV in most prefectures and cities, showing that planting structure is one of the primary factors affecting regional agricultural water-use efficiency. Third, the contribution rate of WFV variations from human factors including agricultural input and planting structure was much more significant than that from climatic factors. However, the distribution of agricultural input and the adjustment of planting structure significantly differed among prefectures and cities, suggesting regional imbalances of agricultural development. This study indicated the feasibility and effectiveness of controlling agricultural water use through increasing technical input and rational selection of crops in the face of impending climate change. Specifically, we concluded that, the rational application of chemical fertilizers, the development of the fruit industry, and the strict restriction of the cotton industry should be implemented to improve the agricultural water-use efficiency in Xinjiang.     

渭北旱塬节水型种植业结构优化研究——以长武县为例

以陕西长武县为例,对典型旱作农区种植业结构的现状进行了分析,基于模糊优选理论,以经济、社会、生态三者综合效益最大为目标,构建节水型种植结构多目标模糊优化模型,提出长武县2010、2015、2020年的节水型种植结构优化调整方案.依据方案,2010、2015、20 20年粮食作物种植面积比2007年分别下降11%、19%、24%;经济作物种植面积提高7%、12%、 17%;饲草作物提高8%;降水资源的利用效率从2007年的6.86 kg/(mm*hm2) 上升到2020年的14.08 kg/(mm*hm2).     

现代种植业系统结构变化分析——以河北省曲周县为例

以河北省曲周县为例,基于区域自然环境变化的基础上,研究了现代种植业系统的变化特点,主要表现为种植业用地占有相当大的比重而牧业用地萎缩;逐步形成以小麦、玉米为主的粮食作物、以棉花和油料为主的经济作物、以蔬菜瓜类为主的其它作物的结构.分析了系统生产力提高、农业总产值构成趋向国家结构调整方向的正效应的同时,也出现了一系列影响系统可持续发展的负效应,包括系统多样性尤其是不便于机械化耕作的农作物降低,单一化趋势明显;工业辅助能投入增加,生物辅助能投入下降,系统能效呈现"增加-停滞-降低"趋势;系统呈现人为性R-策略者时空效应,抗逆性差;区域缺水严重,土壤环境潜伏着由地下水位下降、化肥、农药、农膜、污灌等引起的生态隐患.建议加强其机械种植研究,同时调整土地利用结构,加大其它用地比重尤其是牧业用地的比重,提倡作物多样化种植的结构调整,选择耐旱型可替代粮食作物品种,以减轻粮食作物牧用的压力;建立能衡量资源环境价值的绿色GDP体系;改善投能结构,加强生物防治和污水处理,将传统农业的精华融入现代种植业系统中.