考虑农户收入差异的农田水利设施供给效果的综合评价

为探讨农户收入差异视角下农田水利设施供给效果及其影响因素,该文从主、客观两个维度构建农田水利设施供给效果评价指标,探索农户收入差异及其他因素影响农田水利设施供给效果的效应。采用因子分析法对农田水利设施的供给水平相关指标进行量化分析,计算得到所调查180个村庄的农田水利设施供给水平的综合得分;使用Min-max标准化处理法对农田水利设施供给水平及农户满意度进行标准化处理,使其取值均在0~1范围内,然后取两者的平均值来表征农田水利设施的供给效果;进而选用分层线性模型探析农户收入差异等因素对农田水利设施供给效果的影响。结果表明,调查地区的农田水利设施供给水平偏低,农户对农田水利设施的满意度尚未达到理性预期;农田水利设施供给效果的差异有48.8%是由村庄农田水利设施供给的差异导致的;用不同指标所衡量的农户收入差异与农田水利设施供给效果的关系是一致的。该研究可为促进农田水利设施供给效果改善提供意见参考。     

基于小麦群体图像的田间麦穗计数及产量预测方法

在田间小麦测产时,需人工获取田间单位面积内的麦穗数和穗粒数,耗时耗力。为了快速测量小麦田间单位面积内的产量,该文利用特定装置以田间麦穗倾斜的方式获取田间麦穗群体图像,通过转换图像颜色空间RGB→HSI,提取饱和度S分量图像,然后把饱和度S分量图像转换成二值图像,再经细窄部位粘连去除算法进行初步分割,再由边界和区域的特征参数判断出粘连的麦穗图像,并利用基于凹点检测匹配连线的方法实现粘连麦穗的分割,进而识别出图像中的麦穗数量;通过计算图像中每个麦穗的面积像素点数并由预测公式得到每个麦穗的籽粒数,进而计算出每幅图像上所有麦穗的预测籽粒数,然后计算出0.25 m2区域内对应的4幅图像上的预测籽粒数;同时根据籽粒千粒质量数据,计算得到该区域内的产量信息。该文在识别3个品种田间麦穗单幅图像中麦穗数量的平均识别精度为91.63%,籽粒数的平均预测精度为90.73%;对3个品种0.25 m2区域的小麦麦穗数量、总籽粒数及产量预测的平均精度为93.83%、93.43%、93.49%。运用该文方法可以实现小麦田间单位面积内的产量信息自动测量。     

农用地整理对碳储量和粮食产能的影响

农用地整理对区域生态系统的空间格局和功能产生的影响需要持续不断的予以关注和调节。该文以福建省建溪流域为例,采用碳储量多源模型和耕地生产潜力模型估算了建溪流域的碳储量和粮食产能,分析了区域尺度农用地整理对碳储量和粮食产能的影响。研究表明:与2010年相比,2016年碳存储总量降低了38.28×10~6 t,为369.29×10~6 t;整理区以1.41%的土地贡献了整个建溪流域1.70%的碳储量减少量,农用地整理对建溪流域生态系统的固碳服务有负作用;2016年建溪流域的粮食产能提高了10.83×10~4t,为124.46×10~4t;农用地整理项目区占建溪流域耕地面积的14.61%,贡献了20.87%的粮食产能提高值,有效提高了建溪流域耕地的粮食产能。农用地整理所产生的碳效应不容忽视,在农用地整理中需要注重生态措施的运用。     

改进颗粒组构力学模型模拟筒仓卸粮成拱细观机理

现有研究表明筒仓卸粮成拱和粮食的内外摩擦密切相关,但现行相关离散元模拟采用单一圆形颗粒,模拟粮食的真实接触面积要小很多,不能客观反映卸粮过程粮食的摩擦情况,也较难还原卸粮成拱现象的细观动态过程。该文针对离散元模拟中圆形颗粒的内摩擦力小于真实粮食内摩擦力的缺陷,在已有PFC离散元程序基础上,添加了黏度系数较大的微型颗粒模拟粉尘,建立了一种改进颗粒组构力学模型,采用几何方法判断圆形颗粒间的接触情况,推导出基本单元间力-位移关系。基于典型事故案例和室内试验成果,采用建立的颗粒组构力学模型模拟了卸粮成拱动态过程中圆形大颗粒间以及圆形小颗粒与仓壁之间的力-位移关系。研究表明在卸粮过程中,切应力在剪切位移达到0.3 mm的过程中,迅速提高,达到最大值切应力的60%,所得的切应力位移图与其应力特征曲线与试验成果基本吻合。以试验结果曲线各点值为标准值,改进后模拟结果曲线值的标准差相比改进前减小37%,说明曲线相似度更高,利用该模型可更加客观反映筒仓卸粮成拱的动态细观机理。该文提出的改进颗粒组构力学模型,不仅可用于模拟卸粮成拱机理模拟,而且对于模拟散颗粒流动特性、散体-仓壁相互作用机理都具有一定借鉴意义。     

Yield and nitrogen use efficiency of wheat increased with root length and biomass due to nitrogen,phosphorus, and potassium interactions

Balanced applications of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) are known to increase grain yield of wheat but the impact of the interactions among N, P, and K on root growth and nitrogen use efficiency (NUE) have not been proven. The aim of this study was to investigate the effect of balanced applications of N, P, and K on the rooting patterns and NUE of wheat. Two glasshouse experiments were conducted. A rhizobox study was used to assess the impact of interactions among N, P, and K fertilisers on total root length, biomass, specific root length, root length density, N use efficiency (NUE), and N uptake efficiency of the shoots (NUpE_shoot) and N nutrition index. In a separate pot study, plants were grown to maturity to confirm the effect of the observed changes in root growth on NUE, NUpE_grain, and grain/biomass yield. In the rhizobox experiment when plants were supplied with N+P+K, total root biomass increased approximately six‐fold relative to plants grown with N alone or with no fertiliser. Plants exposed to N+P+K had NUpE_shoot and NUE values that were five and ten times higher, respectively, than plants that received just fertiliser N. Plants supplied with N+P or N+P+K had N nutrition indices close to one (N‐adequate), while plants that only received N had an index of 0.62 (N‐deficient). The pot study confirmed that the changes in root length and biomass in plants exposed to N+P+K resulted in significant increases in NUE, NUpE_grain, shoot biomass, and grain yield at maturity. Interactions among fertiliser N, P, and K played a critical role in influencing root biomass and length, which was associated with increases in NUE, NUpE_shoot and NUpE_grain.     

Irrigation and Zn fertilizer management improves Zn phyto‐availability in various rice production systems

Zinc (Zn) is an important micronutrient for rice (Oryza sativa L.) production and its deficiency has been observed in various production systems. High grain Zn concentration is equally important for high rice yield and human health. In this work, the effects of Zn fertilization on seedling growth, grain yield, grain Zn concentration, and their association with root traits were studied under alternate wetting and drying (AWD), aerobic rice (AR), system of rice intensification (SRI), and continuous flooding (CF). Zinc fertilization (15 kg ha^?1) improved nursery seedlings chlorophyll and Zn concentrations, root length, and number of roots with highest values observed in CF. At harvesting, maximum plant height, panicle length, total and panicle bearing tillers, and kernel yield were found with Zn addition in AWD and CF rice systems. Mid season drainage provided at maximum tillering and Zn fertilization increased its concentration in leaves, culms, panicles, and grains under CF and AR at physiological maturity. Most of Zn applied was allocated into culms and panicles, nevertheless, a significant increase in grain Zn concentration was also observed in all production systems. Association of leaf Zn with grain Zn concentration was stronger than with culm and panicle Zn. The results indicate that Zn application after rice nursery transplanting is more important for grain Zn enrichment in all rice systems than for increase in grain yield in all systems except AWD where grain yield was also increased. More grain yield in CF and AWD as compared to SRI and AR can also be attributed to decreased spikelet sterility and to better Zn phyto‐availability in these rice systems at physiological maturity.     

北京昌平农业景观传粉服务供给和需求评估研究

近年来全球范围内蜜蜂多样性的下降引起了各国科学家与政府对与农业可持续生产密切相关的传粉服务的关注。为了认识和了解区域传粉服务的供给和需求状况,为制定区域传粉管理策略奠定基础,本研究在2016年对北京昌平7种常见生境的野生蜂多样性、植被组成、土壤紧实度、作物种植面积等数据进行了调查,根据野生蜂的物种组成、飞行距离、筑巢偏好和活动季节,生境的植物资源数据和筑巢适宜性数据,结合In VEST模型对研究区传粉服务的供给进行了评估;根据研究区传粉依赖作物种植面积和各种作物对传粉服务的依赖程度,对研究区传粉服务的需求进行了评估;通过叠加传粉服务供给和需求分级图,评估了研究区的传粉服务供需匹配状况。结果显示,自然林是最适宜野生蜂的生境,其次是人工林、荒草地和边界生境;果园既是野生蜂的生境,也对传粉服务有较高的需求;大棚几乎不供给传粉服务,但对传粉服务有较高需求。对传粉供需等级匹配的结果显示,昌平区供给等级高于需求等级的区域占34.2%,大部分分布于山区,有较高的传粉服务供给和较低的传粉服务需求,具有较高保护价值;供给等级低于需求等级的区域占13.9%,多分布于靠近山区的平原地区,虽然具有较高的传粉服务供给,但也具有最高的需求等级;供给等级与需求等级持平的区域占51.9%,远离山区的平原地区由于具有较多半自然生境,传粉服务的供需基本是匹配的。最后,文章对研究区传粉服务提升提出了管理建议:对于高供给-中/低需求的区域(重点保护区),建议发展低管理强度的有机农业,保护区域内的生境;对于中/低供给-高需求的区域(重点提升区、一般提升区),建议使用养殖蜜蜂提升传粉服务,同时在景观尺度上增加自然/半自然生境比例,建立生态廊道以增加生境之间的连通度;对于供需等级较为一致的区域(重点维持区、一般维持区),建议降低农业区域的管理强度,同时增加生境间的连接度,以实现传粉服务的可持续供给。     

品种演替和土壤肥力对小麦产量和磷生理效率的影响

以25年来长期定位施肥试验构建不同土壤肥力梯度为平台,研究品种演替过程中籽粒产量和磷效率对土壤肥力的响应。结果表明,各施肥处理,随品种演替小麦籽粒产量呈显著增加趋势,其中郑麦0856的产量最高(8 157. 3kg·hm-2),郑麦7698次之,豫麦13的产量最低(5 915. 39 kg·hm-2);不施肥处理(CK)则下降。无论施肥或不施肥处理,100 kg小麦籽粒对磷素的需求量均随品种的演替呈上升趋势。此外,随品种演替,磷的生理效率呈先增加后降低的趋势,郑麦941 (172. 48 kg·kg-1)的磷生理效率最高,郑麦9023 (145. 79 kg·kg-1)、郑麦7698 (130. 51kg·kg-1)和郑麦0856 (147. 65 kg·kg-1)次之,三者之间差异不明显,豫麦13 (66. 71 kg·kg-1)的磷生理效率最低;同一品种,单施化肥处理(NPK)小麦磷生理效率显著高于其他施肥处理(MNPK、1. 5MNPK和SNPK)(豫麦13除外)。同时,品种演变明显提高了磷农学效率;但在施肥条件下,继续增施肥料和养分投入使豫麦13、郑麦941、郑麦7698和郑麦9023的磷农学效率降低;而郑麦0856的农学效率随着土壤肥力的增加而增加,与籽粒产量协同提升。因此,黄淮海地区小麦品种演替在土壤肥力养分充足时籽粒产量显著提高,磷效率也呈增加的趋势。     

不同生育期脱水对稻米镉含量的影响

为进一步探究水分管理对稻米镉含量的影响,以6 个早稻品种、4 个晚稻品种为研究材料,通过盆栽试验研究了不同生育期脱水（分蘖期脱水,T1;孕穗期脱水,T2;抽穗期脱水,T3;乳熟期脱水,T4;蜡熟期脱水,T5;全生育期淹水,CK）对稻米镉含量的影响。结果表明：脱水处理、品种及二者交互效应对稻米镉含量的影响均达到极显著水平(P＜0.01),不同处理间精米镉含量的大小顺序为T3＞T1＞T2＞T4＞T5＞CK,W2（‘C两优7 号’）、W12（‘湘晚籼13 号’）、W8（‘金优59’）3 个品种的耐镉特性及稳定性较好,适合一般污染区大面积种植。精米镉含量在水稻品种类型之间存在极显著差异(P＜0.01),其含量由高到低为超级杂交稻、常规稻、杂交稻;生育类型不存在主效应。     

日本森林资源供求变动趋势和经营管理战略创新

丰富的森林资源促进了第2次世界大战结束后日本经济的恢复和高速发展。此后,林产品市场供求、生产经营和产业政策发生了重大变化。文中分析了日本森林资源和森林经营现状、木材供求和森林功能多样化的趋势,以及林业政策、经营管理和技术创新的动向,以期为理论研究和业务决策提供参考。日本在经济高速增长期过后,木材需求量减少,自给率维持低位。近年来,日本林木进入集中主伐利用期,社会对森林生态环保需求增大,森林经营面临着规模过小、国有林缺乏经营活力、年轻劳动力减少等问题。日本森林经营管理创新的重点包括提高科技贡献率、改革林业特别是国有林的生产经营体制、提升森林在生态与环境和经济减贫等多方面价值。目前,上述创新已经效果初现,也是今后日本林业改革发展的主要方向。