北美农业自动化研究

引言 拖拉机生产的早期,机器导航的自动化功能就激起了北美农业研究者的兴趣.沿着拖拉机的行驶轨迹去耕种土地这一方法在20世纪20年代初期就出现了.到20世纪70年代,一种载有低电流低频率的线缆常常用来判断机器在土地上应有的运行路线.     

缅甸竹业及中缅合作展望

缅甸是东南亚林业大国,尽管近年来森林资源总量下降,但竹资源丰富,发展空间十分巨大,竹产业被列为该国政府发展农村经济的重要方向。但是缅甸竹产业整体开发水平落后,且面临竹材综合利用率不高、产品附加值低及资源浪费严重等问题,亟待以科技为主的全方位提升。中国在竹林经营和产业开发方面经验丰富,但也存在资源短缺、与周边国家交流不足等问题。因此,推动和深化两国竹业合作既有助于提升缅甸竹产业综合实力,也有利于解决我国竹产业纵深发展的某些瓶颈问题。文中通过对缅甸竹子资源和产业的梳理,包括竹子资源与竹林经营、竹子利用与产业发展状况、竹产品国际贸易,提出了中缅竹业合作的初步设想,以期为深化两国林业合作提供借鉴。     

硫磺矿废弃地复垦土壤重金属含量演变规律研究

以西南地区某硫磺矿废弃地复垦土壤为研究对象,连续采集了2015、2016年土壤表层样品126个、50个,利用经典统计分析、单因子指数(P_i)和内梅罗综合指数(P_n)来评价复垦土壤5种重金属的污染程度,并利用经验贝叶斯克里格法进行空间预测,旨在探索复垦土壤重金属含量时序演变规律及其影响因素。结果表明,相较于2015年,2016年各土壤重金属变异性均增大,Cd变异系数高达1.04。由P_i和P_n值可知,Cd、Ni是研究区主要污染因子,且2016年P_n为3.05,土壤污染趋势加重。从重金属全量角度来看pH与有机质的变化可能对表层土壤重金属的演变具有一定指示作用。根据研究结果,可知复垦土壤pH增加0~1个单位,有机质含量提高2%左右时,有利于改善土壤环境质量。建议后续治理中,在土壤酸化严重、有机质含量较少地区可适当采取一定措施进行改善。     

粉煤灰充填复垦土壤理化性质分布特征及其对覆土厚度响应

以淮南市平圩电厂粉煤灰堆场复垦区为研究对象,采用经典统计和地统计学相结合的方法,从点和区域、水平与垂直等多维角度分析了不同覆土厚度下的复垦土壤主要理化性质分布特征,旨在揭示粉煤灰充填基质下复垦土壤理化性质分布特征及其与覆土厚度之间的响应关系。结果表明,随着覆土厚度的增加,土壤含水量均值呈现先增后减的趋势,各覆土厚度下土壤含水量基本在20%以上,覆土厚度20～30cm的土壤含水量最大,达到31.11%。在一定的覆土厚度下,含水量在粉煤灰重构剖面中间会出现一个突变层次,在土—灰界面将产生土壤水分的聚集。不同覆土厚度下表层土壤的容重出现明显的差异,随着覆土厚度的增加,土壤容重整体呈现上升趋势,覆土厚度40～60 cm时,土壤表层平均土壤容重达到1.75 g·cm-3,复垦后出现了不同程度的板结现象。不同覆土厚度下砂、粉和黏粒含量差异明显,总体上与该地区非重构土壤相似,基本属于粉砂质壤土。粉煤灰充填复垦后土壤颗粒组成由粉煤灰、覆土土源和覆土方式共同决定的,泥浆泵法覆土在不同水平间土壤颗粒组成差异较为明显。随着覆土厚度的增加,不同层次的有机质含量都有不同程度的提升,且提升程度与覆土厚度呈正相关。基于经验贝叶斯克里格法的复垦土壤含水量、容重、粉砂和有机质含量的RMSE分别为1.72、1.01、1.57和0.85;MSDR值分别为2.12、1.32、2.72和0.62,RMSE较小,预测精度较高,MSDR比较接近1,模型拟合效果较好。综合考虑各理化指标对覆土厚度的响应特征,冬小麦-夏玉米种植模式下覆土厚度40～50cm较为合理。经验贝叶斯克里格法比较适合粉煤灰充填复垦土壤理化指标空间预测。     

越橘花芽分化期叶片矿质元素含量和C/N变化分析

为研究矿质元素和C/N对越橘(Vaccinium)花芽分化影响,以8年生越橘品种"北陆(Northland)"为试材,测定花芽分化期间叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn 7种元素及碳水化合物含量,并分析C/N动态变化。结果表明,越橘花芽分化期N和Fe含量呈下降趋势,K和Mn呈持续上升趋势;P含量从7月24日开始不断降低,到8月9日升高,直至9月2日达最大值3.92%,随后含量开始下降;Ca和Mg含量则呈双峰式波动。越橘叶片中可溶性糖和淀粉含量先升后降;而C/N呈上升趋势,直到8月25日开始下降。可知高水平C/N与越橘花芽分化相关。同时,高浓度N和Fe促进越橘花芽分化进程;花瓣原基分化期需大量Ca和Mg;P、K、Mn积累与花器官形成有关,碳水化合物迅速增加促进成花。     

毛竹林冰雪灾害与环境、生物学特性和管理的关系

选取浙江临安双石村和奉化石门镇两个不同受灾性质的样点,运用NMS、CCA和Monte Carlo分析了冰雪气候过程中主要影响毛竹林灾情的环境条件、自身生物学特征参数和经营管理手段.结果表明:双石(SJ组)与石门(SII组)两地样地的NMS聚类结果的最终压力值为7.7345>5,最终不稳定性值为0.00009＜0.0001,表明2地样地之间存在明显的不同,并于143个重复时找到最佳维数为3维,依据FB、DS和GR可分成2组,SI组总体环境解释量为68.4%,SII组总体解释量为95.6%,SI组样地受到雪压的影响较大,其外部因素和条件比受到冰害的SII组样地而言更为复杂;Monte Carlo测试表明SI和SII的实际数据和模拟数据的特征值有区别(p＜0.01),而且受灾参数与冰雪灾害有相关性.受灾参数的CCA结果得到了较好的解释,钩梢对翻蔸、折断、破裂数量都有较大影响;立竹密度显著影响立竹形态结构的发育,影响立竹对冰雪灾害的敏感性;竹子的削尖度大大低于乔木(平均值为0.0078＜0.01),且尖削度是一个较好地体现毛竹林冰雪灾害程度的参考参数.冰雪灾害受损程度和胸径之间存在一定的关联,密度和削尖度之间存在临界点.因此,竹林管理中要注意合理采伐和控制削尖度.数据没有显示由于坡向的不同所引起的对毛竹林生态系统的影响;从三维图释可以看出,不同系列的变量反应了弯曲、开裂、翻蔸和开裂等不同受灾现象,因此在竹林管理中应区别对待.CCA与NMS的分析表明各种类型的干扰对竹林生态系统的影响其实是一种多因素的综合性作用.     

盐碱土加沙后接种溶磷菌对绿豆根际土壤细菌多样性的影响

土壤盐碱化危害农业的可持续发展。溶磷菌是一类可以将难溶性磷源转化成植物可吸收利用磷素的促生菌，对于提高土壤有效磷含量、缓解作物盐碱胁迫损伤及改良盐碱土具有重要意义。本试验利用前期筛选分离得到的3株耐盐碱溶磷菌株，通过盆栽试验分析其对绿豆的促生作用，并通过高通量测序手段分析接种溶磷菌株后加沙盐碱土中细菌群落的多样性。结果表明，3株溶磷菌株均具有溶磷作用，有利于缓解盐碱胁迫对绿豆的伤害，促进绿豆生长；施用溶磷菌株土壤中细菌群落多样性和丰富度显著增加，变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)相对丰度明显上升；冗余分析发现放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门(Chloroflexi)与可溶性盐含量、pH值呈正相关，与土壤肥力指标呈负相关；而厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门与可溶性盐含量、pH值呈负相关，与土壤肥力指标呈正相关。综上，施入溶磷菌能够提高绿豆的耐盐碱能力，改善土壤中细菌群落结构和功能，促进绿豆生长。     

HPLC法测定人参脂溶性成分中亚油酸含量

建立HPLC法测定人参脂溶性成分中亚油酸的含量。采用Agilent TC C18色谱柱(4.6×250 mm,5μm),以乙腈-0.1%磷酸溶液(65∶35,v∶v)为流动相,检测波长为203 nm,流速为1.0 mL/min,进样体积为10μL,柱温为25℃。结果亚油酸浓度在5.25~525μg/mL范围内与峰面积呈良好的线性关系(r=0.9997),平均回收率为98.59%,RSD值为1.54%。表明该方法操作简单、稳定可靠,适用于人参脂溶性成分中亚油酸的含量测定,为人参脂溶性成分的研究提供依据。     

江西棉花花铃期热害时空分布规律研究

为优化棉花生产布局和提升棉花科学防灾减灾水平，对江西省棉花主产区9个气象观测站花铃期高温热害时空分布进行分析。结果表明：（1）大部分站点棉花高温热害发生次数和持续时间线性变化呈极不显著的增多趋势；（2）赣北北部瑞昌站和西部高安站以及赣中西部吉安县站重度热害在20世纪70年代中期前后出现突变点，在20世纪80年代至21世纪初出现上升的突变区；（3）各站点棉花高温热害均呈现显著的、多尺度的振荡周期，未来5 a赣中西部吉安县的轻、中度高温热害均呈增加趋势，赣北西部高安站的轻、重度高温热害均呈增加趋势，鄱阳湖周边都昌、鄱阳和庐山市3个站点的轻、中度热害呈增加趋势。     

基于MESMA和RF的山丘区土地利用信息分类提取

探讨了基于多端元混合像元分解(Multiple endmember spectral mixture analysis,MESMA)和随机森林(Random forest,RF)相结合的土地利用信息分类提取方法。以Landsat-8 OLI卫星遥感影像为主要数据,基于植被-不透水面-裸土(Vegetation-impervious surface-soil,VIS)模型,利用MESMA将影像分解为植被、不透水面和裸土3类组分,将生成的3类组分变量和基于光谱、纹理信息计算选取的20个特征变量组合后开展RF分类实验,将分类结果与相同特征变量下的支持向量机(Support vector machine,SVM)、最大似然(Maximum likelihood classification,MLC)分类结果进行比较分析。结果表明:MESMA可以获得较为精确的组分丰度信息;RF分类结果优于相同特征变量下的SVM和MLC分类结果;在MESMA生成的组分信息变量参与分类后,3种方法的分类精度均有所改善,分别达90.50%、88.85%、86.35%,其中RF的分类精度改善最为显著;MESMA与线性混合分解(Linear spectral mixture analysis,LSMA)生成的组分信息变量相比,前者对于改善分类精度效果更为明显。MESMA对于提高影像分类精度起到一定积极作用,基于MESMA和RF的方法对中等空间分辨率影像山丘区土地利用信息分类提取精度较高,利用该方法开展遥感影像解译可为大尺度的土地利用监测和管理工作提供技术支持和理论参考。