半干旱牧区天然打草场生产力时空变化及对气候响应分析

【目的】 定量评估半干旱牧区天然打草场的生产能力,分析天然打草场的退化程度,明确气候因子对打草场生长过程的影响。【方法】 利用Miami和Tharnthwaite Memorial模型计算2000—2017年半干旱牧区天然打草场气候生产潜力,并结合近18年的中分辨率成像光谱仪（MODIS）净初级生产力（NPP）产品（MOD17A2H）进行分析。【结果】 2000—2017年半干旱牧区天然打草场实际生产力与潜在生产力均随降水增加呈上升趋势,天然打草场18年平均实际生产力和潜在生产力分别为295.24和557.79 g C·m^-2·a^-1。按不同草地类型分析,气候生产潜力与实际生产潜力均以草甸草原最高,分别为589.68 g C·m^-2·a^-1和349.78 g C·m^-2·a^-1,山地草甸的气候生产潜力最低,为518.72 g C·m^-2·a^-1,而实际生产潜力以典型草原最低,仅为269.52 g C·m^-2·a^-1。从变异系数来分析,气候生产潜力与实际生产力均以草甸草原最稳定。从年际变化率分析,草甸草原的气候生产潜力的上升速率最高,为6.30 g C·m^-2·a^-1,实际生产力以山地草甸上升速率最高,为4.44 g C·m^-2·a^-1。实际生产力对降水的响应高于温度,其中95.88%的打草场与降水呈显著正相关关系,与温度呈负相关的区域仅占总面积的5.70%,且不同草地类型的实际生产力均与降水在P<0.001水平呈显著正相关关系。【结论】 天然打草场气候生产潜力呈由西向东递增的地带性规律,而实际生产力受水热条件的影响,以大兴安岭为中心向东西两麓逐渐递减,其对降水的响应高于温度,水分条件是该区植被生长的限制因子;年均气候资源利用率的分布规律与实际生产力相同,平均气候资源利用率为55.09%;以草甸草原打草场的气候资源利用率最高,高达60.34%,同时也是退化速度最高的草地类型。     

数字牧场研究进展浅析

目的 高水平管理是草原畜牧业持续发展的关键,数字化技术能够帮助牧民勘探草原生态,为牧场管理提供重要手段。数字牧场将引领牧场快速实现智慧化、定量化、精准化,综述数字牧场现状与发展趋势,展望数字牧场发展方向,助力数字牧场稳步快速发展。方法 文章通过对数字牧场相关研究文献进行系统总结,梳理相关发现和应用的最新进展,深入分析在草原背景信息获取、草原动态监测、家畜信息监测、系统过程分析和决策支持等领域的研究进展和应用状况。结果 目前我国在草原信息获取和监测等方面技术相对比较成熟,“天—空—地”一体化信息技术实现了单一技术之间的优势互补,草原的全方位立体监测有助于实现信息的空间全覆盖,具有广阔的应用前景。在家畜监测方面,实现了家畜的自动监控和智能分析,但相关研究较少,仍处于积累阶段,具有很大发展潜力。为实现草畜生产过程定量调控,开展了一系列数字化草畜监测与牧场优化管理技术研究,先后建立了多种草畜生产过程模型,能够为管理者提供决策支持,开发具有自主知识产权的软硬件产品是大势所趋。结论 随着物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的发展和在畜牧行业的逐步落地应用,畜牧生产逐渐向数字化、智能化、智慧化发展,但是目前仍有很多不足,今后要在不断总结中取得突破和进展,在提高生产效益的同时,还要保持草原生态功能的最佳状态,促进草原生态和畜牧业生产的协调发展,进而实现草畜一体化科学发展。     

施用有机肥条件下氮肥不同底追比对冬小麦干物质运转和籽粒产量的影响

以冬小麦品种‘临Y7287’为供试材料,秸秆还田条件下,研究了在等化肥施用量,额外增施生物有机肥,氮肥不同底追比对小麦生长发育、干物质运转和籽粒产量的影响。结果表明:与单施化肥相比,化肥与生物有机肥配施可显著提高冬小麦叶面积,提高灌浆期干物质累积量,促进干物质向籽粒转移,显著提高了千粒重、穗粒数和成穗数,从而提高了小麦产量。在配施生物有机肥4 500 kg·hm~(-2)条件下,以氮肥底追比为1∶1(即50%氮肥底施,50%氮肥拔节期追施)增产效果最好,较单施化肥成穗数提高了12.71%,穗粒数提高了4.93%,千粒重提高了6.42%,产量增加了11.27%。因此,推荐山西临汾盆地冬小麦施肥方案:以生物有机肥4 500 kg·hm~(-2)配施N 225 kg·hm~(-2),50%氮肥底施,50%拔节期追施较宜。     

微喷水肥一体化提高冬小麦产量与品质

为了探明山西南部麦区节水省氮合理运筹模式,通过田间试验研究了9个水氮组合模式对冬小麦群体动态、氮肥利用率、籽粒产量及品质的影响。结果表明:1.水氮互作对冬小麦拔节期单株分蘖、成穗数和籽粒产量均有极显著影响。以微喷4次(W_2,越冬水、拔节水、孕穗水和灌浆水)和优化施氮(N_3,施氮N 225kg·hm-2,60%底施+30%拔节期追施+10%灌浆期追施)水氮一体化组合处理产量最高,与CK(越冬期和拔节期漫灌,习惯施氮)相比,冬前单株分蘖增加13%,产量和氮肥表观利用率分别提高9.36%和61.8%。2.相同灌水模式下,不同施氮处理间差异显著,其中微喷3次以目标产量施氮(N_2)的产量最高;微喷4次以优化施氮(N_3)产量最高,与习惯施氮(N_1)相比,氮肥表观利用率提高了61.8%。3.相同施氮模式下,以微喷4次的产量最高。综合分析各水氮处理组合以W_2N_3的小麦产量和氮肥表观利用率均为最高,且节水节肥、籽粒品质最优,因此,推荐该模式为山西省南部小麦/玉米一年两熟区的节水节肥减施增效水氮运筹模式。     

寒冷地区输气管道站场保温设置模拟

中国寒冷地区输气管道站场日益增多,但对站场保温设置的重要性认识不足。为了保障站场运行安全,节约运行成本,开展了站场保温设置原则及必要性研究。通过模拟保温对停输管道温降的影响,分析了保温设置对维持管壁温度的效果;通过模拟保温对站内热损失的影响,分析了保温设置对节约运行成本的效果。研究结果表明:设置保温对维持停输后管壁温度、降低站内温降损失效果显著。提出以下原则:根据达到设计输量年限确定站场是否设置保温;加热设备选型需要充分考虑站内温降等工艺参数。该研究成果已在中国东北地区哈沈线、中俄东线等工程中应用,并可进一步指导后续同类工程的建设。     

不同灌溉方式对冬小麦生长发育及水分利用效率的影响

为了确定山西省晋南地区冬小麦高产高效的节水灌溉模式,采用田间小区试验,研究了微喷灌(MSI)、滴灌(SDI)和传统漫灌(CK)3种灌溉方式对冬小麦不同生育期的土壤水分变化、生长性状、产量和水分利用效率的影响。其中SDI处理和MSI处理生育期灌水3次,分别为越冬期(12月9日)、拔节期(4月1日)、灌浆期(5月20日),每次灌水量为600 m~3/hm~2;CK按当地灌水习惯,于越冬期和拔节期灌水,每次灌水量为2 250 m~3/hm~2。结果表明,各处理越冬期0~100 cm土层土壤含水率没有明显差异,灌浆期0~80 cm土层土壤含水率表现为SDI处理MSI处理CK,MSI处理、SDI处理灌浆期灌水,可满足灌浆期对水分需求,促进籽粒灌浆;与CK相比,SDI处理与MSI处理可以明显增加单株分蘖数和总茎数、促进群体生长,显著增加冬小麦成穗数、穗粒数和千粒质量,因而显著提高了籽粒产量。与CK相比,MSI处理穗粒数、千粒质量分别提高16.54%、5.21%,SDI处理穗粒数、千粒质量分别提高9.10%、11.78%,MSI、SDI处理籽粒产量分别增加了2.79%、3.35%;同时,SDI处理与MSI处理冬小麦生育期的耗水总量分别减少43.88%和41.64%,水分利用效率分别提高了83.15%和77.09%。因此,在山西临汾盆地采用微喷与滴灌可以取得明显的节水高产效果。     

天然气长输管道压缩机站设计新技术

介绍了近几年在天然气长输管道压缩机站工艺设计中采用的新技术:压缩机站等负荷率布站设计技术,是结合站场的实际高程和环境温度,按相同的压缩机组负荷率设置压缩机站;压缩机组备用方案定量评价方法,是采用概率分析的方法,结合压缩机站的布置情况及压缩机组可用率和储气库容积等边界条件,确定压缩机组备用方案;压缩机组适用性分析技术,是利用仿真软件模拟压缩机工作曲线,分析压缩机组和管道特性匹配后的实际工况。在西气东输一线、二线等管道工程中的应用表明,这些技术可以明显降低管道工程投资,提高管道运行的经济性。     

不同有机肥和氮磷组合对旱地小麦的增产机理研究

【目的】 有机无机肥配施可为作物提供更全面的养分,改善光合性能而提高产量。为进一步挖掘旱地小麦的增产潜力,2012~2014年,在山西省临汾市丘陵旱地开展了有机肥与氮磷配施对小麦增产效果与机理的研究。【方法】 通过田间裂区设计,有机肥为主区,设施羊粪22.5 t/hm2（M_S）、猪粪22.5 t/hm2（M_P）、精制有机肥2.25 t/hm2（M_O）;氮磷配施量为副区,设不施氮、磷肥（N₀P₀）,N 105 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2（N₁₀₅P₇₅）、N 150 kg/hm2、P₂O₅ 105 kg/hm2（N₁₅₀P₁₀₅）。供试小麦品种'晋麦92号',生育期测定旗叶SPAD相对值、籽粒灌浆参数、干物质积累和收获期籽粒产量。【结果】 有机肥与氮磷配施均使小麦灌浆后期SPAD相对值下降缓慢。单施有机肥时,猪粪使小麦灌浆中期SPAD相对值和平均灌浆速率最高,精制有机肥使灌浆后期SPAD相对值最高,灌浆持续期延长最多,茎叶转移量和穗部积累量最高。有机肥与氮磷配施时,M_SN₁₅₀P₁₀₅、M_PN₁₀₅P₇₅、M_ON₁₀₅P₇₅有利于提高旗叶后期SPAD相对值,延长灌浆持续期,使干物质积累量增加。有机肥与氮磷配施较单施有机肥成穗数和千粒重提高,产量增加,以M_SN₁₅₀P₁₀₅产量最高,其次是M_PN₁₀₅P₇₅,二者间差异不显著。【结论】 山西南部丘陵旱地小麦有机肥与适量化肥配施,使成穗数增加,并可以改善光合特性,延长灌浆持续期,增加千粒重实现增产。本研究中,施羊粪22.5 t/hm2时,配施纯N 150 kg/hm2、P₂O₅ 105 kg/hm2的增产效果最好,施猪粪22.5 t/hm2时,配施纯N 105 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2可实现减施高产。     

基于遥感数据对内蒙古陈旗草畜平衡的评价

【目的】以内蒙古陈巴尔虎旗为对象,评价自实施草原生态保护补助奖励政策后,草畜平衡的效果,为后期继续实施草畜平衡政策提供政策依据,更好地促进草原生态系统良性循环,实现草原畜牧业持续发展。【方法】利用2010—2018年陈旗的遥感数据、地面样方调查数据进行最优估算模型建立,反演地上生物量,并利用牧业统计数据计算草畜平衡状况。【结果】(1)建立幂函数能较好模拟产草量与其对应NDVI值的相关关系;(2)反演草原产草量表明,实施草原生态保护补助奖励机制政策后,草原植被平均产草量持续增加,2018年草原植被平均产草量1 231.76 kg/hm2,往年同期相比处于最高值;(3)内蒙古陈旗2010—2018年的平均草畜平衡指数8.11%,草畜平衡指数在逐年增大,从2010年的欠载6%增加大超载6.17%,2018年接近临界超载。【结论】建议内蒙古陈旗要严格控制牲畜数量,调整牲畜结构,增加牲畜良种率,加强草畜平衡监督管理,使草原生态环境总体逐渐转好,达到草畜良性循环。     

叶面喷施微肥对晋南小麦产量和微量元素含量的影响

在山西临汾盆地石灰性褐土进行冬小麦田间试验,在底施NPK肥的基础上,研究了在拔节中期和抽穗前期叶面喷施锌、铁和硒对"济麦22"产量及其构成因素、成熟期地上部分各器官微量元素含量和分配比例的影响。结果表明:叶面喷施3种微肥提高了小麦产量及其构成因素,增产效果为FeSeZn,喷施铁肥与喷施清水相比差异显著;叶面喷施微肥使籽粒、茎叶和颖壳中对应微量元素的含量提高,其中喷施硒肥效果最为明显,喷施锌肥次之;籽粒对3种元素的吸收相互影响,铁对锌单向拮抗,锌与硒、铁与硒相互促进;叶面喷施微肥使锌在籽粒中分配比例稍高于茎叶+颖壳,铁在籽粒中分配比例仅6.87%~8.25%,硒在籽粒中的分配比例稍低于茎叶+颖壳。建议临汾盆地在小麦拔节中期和抽穗前期对冬小麦叶面喷施0.4%ZnSO_4·7H_2O溶液750 kg/hm~(2)和0.017%Na_2SeO_3溶液750 kg/hm~(2),可显著提高籽粒中的锌、硒含量,从而改善籽粒品质;叶面喷施0.3%FeSO_4·7H_2O溶液750 kg/hm~(2)对产量有一定的提升作用。