基于混合效应的湖南马尾松次生林单木生长模型

【目的】建立湖南省马尾松次生林单木断面积与材积生长模型,为林木的生长预估提供理论依据。【方法】以湖南省2014年一类清查样地中的20块马尾松次生林为研究对象,选取5个具有生物学意义的生长方程,建立马尾松断面积和材积随年龄变化的基础模型,在此基础上,加入以样地为随机效应的随机参数,构建基于混合效应的湖南马尾松次生林单木断面积和材积生长模型。【结果】断面积生长最优基础模型为Logistic方程,其确定系数(R2=0.746)和预测精度(P=98.13%)最大,残差平方和(SSE=0.025)最小;材积生长最优基础模型为Richards方程,其R2为0.703,预测精度为97.20%,SSE为1.034;混合效应模型模拟结果显示,断面积和材积生长模型的随机参数均为μ1、μ2、μ3。混合效应模型的拟合效果较基础模型有显著提升,其中断面积生长模型的R2由0.746提升到0.974,平均误差Bias由0.000 26降低到0.000 01;材积生长模型的R2由0.703提升到0.984,平均误差Bias由0.001 73降低到0.000 13。两个模型的预测精度较对应的基础模型均有所提升。【结论】含样地效应的混合效应模型拟合效果和预测精度均优于基础模型,具有更高的适用性,可为该林分的可持续经营提供科学指导。     

生物炭对萝卜幼苗生长及生理生化特性的影响

通过心里美萝卜（Raphanus sativus）盆栽试验研究不同浓度生物炭分别添加在纯土（J）和施加有机肥的土壤(S)中,有机肥与土壤按1∶[KG-*2]5混合,形成不同配比后对萝卜在两叶一心时期的生长指标和生理生化指标进行测量比较。结果表明：生物炭添加在施有机肥的土壤中比添加在纯土中的综合指标好,但与对照组比可看出生物炭添加在纯土中萝卜的增长幅度更高。添加生     

生育约束型直播水稻生育特征与稳产关键技术

随着农村优质劳力减少和劳动力成本攀升以及农业规模化经营的发展,直播水稻作为一种轻简化的种植技术应用面积不断扩大。因此,促进直播水稻稳产与增产对保证中国粮食安全具有重要意义。根据我国南方多熟制地区直播水稻生产特点,笔者提出了生育约束型直播水稻的概念,即受前茬作物的影响,直播水稻较移栽水稻播种晚,全生育期缩短,温光资源利用减少,加上前茬秸秆全量还田和短农耗期内粗放或半粗放化整地播种,造成种子和苗期都处于多种逆境下,显著制约了水稻的正常出苗与生育,使水稻产量不高不稳。这种生育约束型直播水稻在生产上应用已较为广泛,制约了大面积平衡增产。为此,有针对性地探究了生育约束型直播水稻稳产栽培途径,选用江苏代表性的穗粒兼顾型粳稻品种,在大面积有代表性的简化耕作播种条件下,通过设置基本苗量120万/hm ²、240万/hm ²和360万/hm ²处理,分别代表分蘖为主成穗型、主茎分蘖成穗并重型、主茎成穗型3种栽培途径,系统比较研究各类型水稻群体光合物质生产特征、产量与品质特征,初步认为“适当增加基本苗,增加主茎成穗比例,以主茎成穗为主,通过足量主茎穗数产出较高群体颖花量,在生育中后期积累更多的干物质量”是利于生育约束型直播水稻稳产增效的有效栽培途径。本文中还介绍了生育约束型直播水稻稳产栽培关键技术,并对合理发展直播水稻提出了建议。     

小麦生长模型对拔节期和孕穗期低温胁迫响应能力的比较

【目的】作物生长模型是预测和评估气候变化对作物生产力影响的重要量化工具,明确典型作物生长模型对小麦拔节期和孕穗期低温胁迫响应能力的不足,可以为进一步改进低温胁迫对小麦生产力影响的模拟算法提供指导。【方法】本研究将来自4套国际知名小麦生长模型（美国密歇根州立大学的CERES-Wheat、美国华盛顿州立大学的CropSyst、荷兰瓦赫宁根大学的WOFOST和法国国家农业科学研究院的STICS模型）的典型低温胁迫效应算法,与本课题组研发的小麦生长模拟模型WheatGrow相耦合,利用2012—2013年南京和2013—2015如皋不同品种（扬麦16和徐麦30）、不同温度水平（最低至-6℃）和持续时间（2、4、6 d）的人工气候室低温盆栽试验资料,检验和评价了原WheatGrow模型和耦合后低温胁迫效应算法的WheatGrow模型在拔节期和孕穗期低温胁迫下对小麦叶面积指数动态、茎生物量、地上部总生物量、籽粒产量等指标的预测能力。【结果】拔节—孕穗期低温胁迫明显降低了小麦叶面积指数、地上部生物量积累和籽粒产量,且随低温水平的降低和持续时间的增加降低幅度呈明显升高趋势。比较不同处理时期和品种发现,小麦生长发育及产量对孕穗期低温处理较拔节期低温处理更加敏感,扬麦16较徐麦30对低温胁迫更为敏感。耦合了4种低温胁迫效应算法的WheatGrow模型在模拟叶面积指数动态上较原WheatGrow模型有所改善,但模拟误差仍然较大,其中对孕穗期低温处理的模拟误差大于拔节期处理。4种低温胁迫算法均低估了低温胁迫对茎生物量以及成熟期地上部生物量积累的不利影响。综合比较4种低温胁迫算法的预测能力可以看出,对于叶面积指数和地上部生物量的动态模拟,CropSyst模型中的低温胁迫效应算法表现最好;对于茎生物量的动态模拟,WOFOST模型中的低温胁迫效应算法表现最好,特别是孕穗期低温处理;对于籽粒产量的模拟,STICS模型中的低温胁迫效应算法表现最好,其次是CropSyst模型。【结论】耦合低温胁迫效应算法后的WheatGrow模型,在模拟叶面积指数、茎生物量、地上部生物量和籽粒产量上均好于原WheatGrow模型,且在弱低温条件下的模拟效果好于强低温条件,但是4套算法由于没有考虑低温胁迫对茎秆的直接伤害、低温胁迫对干物质分配的影响以及低温胁迫后的恢复和补偿效应,因此在模拟茎生物量积累,以及模拟不同低温持续时间下的地上部生物量积累存在明显不足。此外,4套低温效应算法引入参数较多,为模型的参数化带来一定的困难,有待今后进一步改进和完善。研究结果对改进小麦生长模型对低温胁迫响应,降低气候变化背景下作物生产力的预测预警的不确定性具有重要意义。     

棉花生长发育模型及其在我国的研究和应用进展

棉花是一种重要的经济作物,棉花优质高产高效生产对于我国具有战略意义。棉花生长发育模拟模型从棉花的内部生理过程、外部形态结构及其与生长环境的动态交互出发,实现作物生长发育和产量品质形成过程的动态描述和精确模拟,为棉田生产管理措施的优化决策提供了极大的帮助和便利。本文在综合介绍棉花生理生态过程模型、棉花形态结构模型和棉花功能-结构模型的技术原理、组成结构和功能特点的基础上,深入探讨了棉花生长发育模拟模型在国内外研究进展,对棉花生长发育模型在我国棉花生长发育和产量形成、灌溉优化、施肥决策、病虫害管理及棉花生产区域系统评估方面的应用现状进行了系统介绍。根据我国棉花生产的实际情况,结合我国农业信息化发展方向,从模型的本地化研究、尺度提升及其推广示范方面为我国棉花生长发育模拟模型研究、发展和应用提出了建议,以期进一步推动我国棉花产业的现代化发展。     

子女性别对农民工外地务工决策的影响——基于中国劳动力动态调查数据的经验分析

农村改革使劳动力流动的障碍得以消除,农村劳动力不断向城市流动。外地务工反映了农民工务工地决策中的地点选择,对其研究有助于在微观层面了解农民工流动的倾向及其内在原因。利用2014年和2016年中国劳动力动态调查数据,运用最小二乘法和工具变量回归方法,分析子女性别差异对农民工外地务工的影响。结果表明,外地务工的农民工收入相对更高,同时家中拥有儿子的农民工更可能选择外地务工。第一胎为男孩将显著提高农民工外地务工的概率,从子女所处成长阶段看,当子女处于婴幼儿和接受义务教育阶段时,子女性别对农民工外地务工影响较小;而当子女处于婚配阶段时,生养儿子将显著提高农民工外地务工的可能性;当子女家庭趋于稳定之后,子女性别的影响不再显著。研究表明,男孩偏好观念对子女性别的影响具有协同作用;当子女处于婚配阶段时,助儿购/建房是农民工外地务工的原因之一。因此,提出营造男女平等的社会环境;积极落实与二胎政策相关的配套政策;进一步推进城乡一体化发展等建议。     

UV-B辐射和施氮对满江红生长、矿质营养和抗氧化生理的影响

为探讨UV-B辐射和施氮对满江红（Azolla）生长、矿质营养和抗氧化生理的影响,以元阳梯田稻田满江红为材料,室内模拟UV-B辐射（0 kJ·m^-2与5.0 kJ·m^-2）和施N处理（无氮和0.06 g·L^-1氮）,研究其对满江红生长、矿质营养和抗氧化生理的影响。结果表明,与CK （0 kJ·m^-2、无氮）相比,UV-B+N（5.0 kJ·m^-2、0.06 g·L^-1氮）、UV-B辐射（5.0 kJ·m^-2、无氮）处理均显著降低满江红光合色素含量,抑制其生长,导致生物量显著下降。UV-B辐射与施N单独或复合处理均显著增加满江红的N含量与累积量,降低植株Mg、Ca的含量。UV-B辐射与施N单独或复合处理均显著增加满江红丙二醛（MDA）含量,提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性,降低类黄酮含量和过氧化物酶（POD）活性。此外,UV-B辐射导致满江红抗坏血酸（AsA）含量下降、总酚含量增加,UV-B辐射与N处理显著增强满江红的总抗氧化能力。相关性分析发现,类黄酮、类胡萝卜素含量与生物量呈显著正相关。双因素分析表明,UV-B辐射显著增加了满江红氮、总酚、MDA含量,提高SOD、GR活性与总抗氧化能力; N处理显著增加AsA、MDA含量及SOD、GR活性; UV-B+N处理对满江红的生长系数、生物量、磷、钙、镁、叶绿素a、类胡萝卜素、AsA、总酚和类黄酮含量及POD、SOD活性和总抗氧化能力的影响存在交互作用。综上,UV-B辐射增强会抑制满江红生长,导致满江红N含量与累积量增加,施氮不能缓解UV-B辐射对满江红生长的抑制效应。     

施镁量对土壤供镁及烤烟生长发育和产质量的影响

为明确福建‘翠碧一号’烤烟适宜的施镁量以及施镁对烟田土壤供镁的影响,采用田间试验研究不同施镁量对烟田不同时期土壤供镁、烟株物质积累和烤后烟叶产质量的影响。结果表明,随施镁量的增加,土壤交换性镁浓度上升,不同时期土壤供镁能力与施镁量表现为显著的直线线性相关关系。终采时烟株不同部位叶片镁含量和积累量也均与施镁量存在显著的直线线性相关关系。施镁处理的均价、产值、上等烟比例和上中等烟比例分别比不施镁处理提高了6.39%~11.67%、6.13%~14.63%、18.43%~31.46%和5.36%~8.96%。随施镁量的增加烤后烟叶总钾含量呈下降趋势。综合烤后不同部位烟叶感官评吸质量以施镁（以MgO计）量在19.5 kg/hm²处理最好,其次为39 kg/hm²处理;产值以施镁58.5 kg/hm²处理最高。施镁量对烟株生物量积累和烤后烟叶产量的影响规律性不明显。综合福建植烟土壤交换性镁含量的实际情况,以及土壤供镁、烟株物质积累和烤后烟叶质量,认为福建‘翠碧一号’烤烟生产中,施镁（以MgO计）量以19.5~39 kg/hm²为宜,既能保证土壤正常供镁和镁营养的相对平衡,又能满足烟株对镁营养的需求,提高烤后烟叶质量。     

食用菌生长环境控制系统的设计与应用

根据食用菌生长环境要点,提出控制系统设计的思路和具体设计方案,并加以应用。结果表明,通过本系统对莆蕈1号和平菇生长发育环境进行管理和控制,二者产量分别提高了33.5%和10.8%。食用菌生长环境控制系统的应用能能准确评估并调控食用菌生长发育过程温度、湿度、光照等环境条件,促进食用菌的产能提升, 有普及运用的必要性。     

嗜吡啶红球菌Rp3生长及降解粪臭素特性研究

为获得适宜嗜吡啶红球菌（Rhodococcus pyridinivorans）Rp3生长的碳氮源并明确不同因素对Rp3菌株降解粪臭素的影响,采用单因素和正交试验优化Rp3菌株的发酵培养基,并采用高效液相色谱法测定培养液中粪臭素含量,分析最适碳氮源、金属离子、温度和传代对Rp3菌株生长和降解粪臭素效率的影响。结果表明,Rp3菌株能够以粪臭素为唯一碳源生长。碳氮源对Rp3菌株生长的影响排序依次为酵母浸粉>牛肉膏>蔗糖,适宜碳氮源用量为蔗糖16 g·L^-1、牛肉膏14 g·L^-1、酵母浸粉6 g·L^-1。培养液中不添加Mg²⁺时,粪臭素不能被降解,Mg²⁺被Fe²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺替代后,Rp3菌株对粪臭素的降解率显著下降。Rp3菌株对粪臭素的降解率随温度的升高而增加,28~40 ℃,培养24 h,降解效果可达到82.9%~95.5%。碳氮源和传代不影响Rp3菌株对粪臭素的降解。研究结果表明,嗜吡啶红球菌Rp3是易培养、不易退化的粪臭素高效降解菌株,具有一定的开发潜力。