基于地统计学的山西省不同类型土壤有机质空间变异分析研究

为了展示山西省不同土壤类型条件下耕层土壤有机质含量的空间变异性以及影响因素,实现土壤肥力高效利用,进一步指导农业生产方式改良以及精准施肥。本研究以褐土、黄绵土、栗褐土、栗钙土四种山西省常见土壤类型进行研究,分别选取区位临近的县市采样,得到耕层土壤有机质含量数据,采用GIS与地统计学方法相结合的方法,研究不同土壤类型的土壤有机质含量的空间变异性,通过对比从三种函数模型(指数模型、球状模型、高斯模型)中选取最优拟合模型,并采用最优拟合模型进行插值制图以及趋势分析。结果表明,褐土平均有机质含量最高,其块金系数为25%,具有较强的空间结构性;黄绵土平均有机质含量最低,其块金系数为50%,具有中等强度的空间结构性;栗褐土平均有机质含量仅次于褐土,其块金系数为49%,具有中等强度的空间结构性;栗钙土平均有机质含量略低于栗褐土,其块金系数为32%,具有中等强度的空间结构性。由以上分析结果可以看出,土壤类型是土壤有机质含量空间变异的重要影响因素,除此之外,海拔、地形地貌、人为活动等因素同样对有机质空间变异会产生一定的影响。本研究可以为提高山西省土壤肥力、精准施肥、改良农业生产措施提供依据。     

控制结构下苜蓿生物量分配与累积过程的模拟

以紫花苜蓿(Medicago sativa L.)各类器官归一化的生长扩展速率与相应的库强乘积作为权重,表征各器官竞争获取苜蓿个体在不同阶段产生的净光合同化产物的相对能力大小,描述不同生长阶段生物量在组成苜蓿个体的各器官中分配与累积的动态过程,从而构建定量化描述结构与功能互反馈过程的苜蓿生长过程数字化模型,为提高苜蓿生产性能与优化苜蓿生态功能提供理论支持。通过田间栽培控制试验,对苜蓿的形态结构与生物量进行动态测定,获取模拟参数;并进行控制结构下苜蓿各器官生物量测定值与模拟值的比较。结果表明:各器官生物量与几何特征测定值的变化趋势基本上与对应的模拟值变化趋势一致。因此,本研究给出的生物量分配模式能够应用于控制结构下苜蓿个体内可用生物量资源在各器官中分配与累积的定量描述。     

不同氮吸收效率玉米品种的根系构型差异比较：模拟与应用

 【目的】研究玉米根系构型及其在土壤中的空间分布与氮吸收效率的关系,并通过根系功能-结构模型将根系构型可视化。【方法】以玉米自交系氮高效478与氮低效Wu312为材料,在田间试验的基础上,通过对种子根和不同轮次节根扫描,并以实测根长结果为参数,在改进的根系功能-结构模型的基础上对根系形态进行模拟。【结果】氮高效自交系478的种子根和每一轮节根长度、根系形态,以及根系在土壤空间中的分布都优于氮低效自交系Wu312。从模拟的角度可以看出,478根系具有较大的生长速率和分支密度。对不同轮次节根的发生、生长和衰老规律研究表明,第1～3层节根仅占总根长的很小部分,其根长分别在播种后35、57和76 d左右达到最大值,随后开始衰老;第4层以后的节根发生时间集中,与植株进入快速生长期、吸氮速率迅速增加密切相关。第4层以后节根的根长均在播种后93 d左右达到最大值,随后开始迅速衰老。【结论】玉米根系形态及其在土壤中的时空分布差异是造成氮素吸收效率差异的重要因素。以根系长度为参数,可以利用根系功能-结构模型实现不同生长发育阶段的玉米根系构型差异的可视化。     

硝酸钙泥配施泥炭和无机肥对不同土壤的效应

为明确硝酸钙泥对土壤的改良效果,采用盆栽试验研究了硝酸钙泥与泥炭和无机肥配施对石灰性褐土和菜园土的土壤pH值、含盐量、有机质、全氮、速效磷和速效钾的影响。结果表明,从土壤pH值和含盐量改变效果来看,泥炭∶钙泥为1∶6的施肥处理施用效果最好;从土壤有机、无机养分含量来看,泥炭∶钙泥为4∶3的施肥处理施用效果最好。不同施肥处理可以改善土壤酸碱度,增加土壤含盐量,提高有机、无机养分含量,因此,硝酸钙泥可与泥炭和无机肥配置成复混肥料,从而实现农业资源化利用。     

均质壤土下玉米根系三维空间分布的模拟与参数分析

根系三维结构的确定对研究原位状态下根系吸收水分、养分有重要的意义[1,2]。国内外很多研究者已经将定量化模拟与分析根系三维结构作为培育资源高效利用的作物新品种、提高SPAC系统中物质、能量运移与分布模拟精度的重要突破手段与方法[2~5]。目前,关于根系结构研究多采用三种方式。第一种方式,假设根系在水平方向均匀生长与分布,在根系生长的垂直一维方向上把土壤空间划分为若干层,来研究根系结构与生长的空间分布[6]。第二种方式采用三维根系生长模型,在试验测定或者人工设定模型参数的条件下,实现以根段个体为研究对象的根系生长的三…     

北方冬麦区小麦产量潜力及增产技术研究进展

为了合理、准确地分析北方冬麦区的小麦产量潜力,找到限制因素,探寻相应的调控技术,提高小麦生产力。归纳了本地区模型模拟的冬小麦产量和高产记录,比较分析了模型模拟和高产纪录产量水平的差异,总结了限制小麦产量差缩小的主要原因与可能的调控技术。得出当前模型模拟结果低于高产记录是因为数据采集年份和数据量的影响;产量性能理论是定量化分析产量差异原因的有效方法;指出北方冬麦区限制小麦产量差缩小的主要原因和调控技术。认为小麦产量提升应从产量差确定、产量性能分析、集成技术等3个方面依次开展。     

黄土丘陵矿区生态脆弱性评价——以晋城市长河流域为例

以晋城市长河流域108 km2为研究区,结合黄土丘陵矿区生态系统的特点和生态脆弱性理论,建立黄土丘陵区生态脆弱性评价体系,利用AHP法测算16项因子的权重并使用集对分析法对该区域5 a生态脆弱度归纳评估并验证结果可靠性。结果表明,植被指数、年均降雨量等7项指标权重影响较大,研究区2007—2015年整体呈现脆弱状态,脆弱性等级最高为强脆弱,出现在2007,2009年,最低级别为稍脆弱,出现在2015年,研究区生态脆弱度呈现逐年下降趋势,说明生态环境呈现逐年好转。研究区生态脆弱性虽然好转,但形势依然不容乐观,应继续树立可持续发展理念,保持区域协调可持续发展。     

自然场景下多目标苹果识别定位融合算法研究

自然场景下苹果采摘对目标的精准识别和三维定位是苹果智能采摘设备的关键技术.融合YOLOv3算法和双目视觉技术,通过YOLOv3算法对多种自然场景下的样本进行训练,构建识别模型,利用双目视觉获取苹果图像,运用YOLOv3模型得到图像中目标苹果的二维坐标,再利用双目视觉视差原理得到深度坐标信息,从而实现对目标苹果的三维空间...