立体种植的理论基础

在多年调查和试验的基础上,应用生态学的观点阐述了立体种植的概念和群体组合原则,以及空间结构配置理论依据,根据群落内部受光规律,设计垂直结构;运用群体边际效应规律确定水平结构的幅宽;按照种植计划、植物特性、土壤肥力和农机作业幅宽配置带宽。总结出时间结构的安排,并列举典型模式加以验证。     

春小麦三种种植方式的群体结构分析

在考虑作物群体内光能分布和单叶同化强度的影响,计算群体光合量的方法中,群体结构是最重要的因素,是基础。本试验采用罗斯(Pocc)方法测定了撒播、等行距条播、宽窄行条播,三种不同种植方式春小麦的群体结构。结果表明:叶面积按倾角分布的规律受种植方式的影响不大。对星红五号春小麦品种,倾角为30°—90°的叶片面积占总叶面积的80％以上;从株顶往下,直立叶减少,平伸叶增加。三种不同种植方式小麦群体,叶面积按方位的分布都表现出不均匀,其中以宽窄行条播群体不均匀性最明显,等行距条播群体次之,撒播群体最不显著。叶面积在各方位上分布的情况是:均以偏南方位较多;朝向行间,尤其以朝向宽行间的较多(仅在本试验行向下)。这种规律可解释为:由于太阳视轨道和种植方式不同,形成群体内太阳辐射能各向不均一,以及作物具有向光性所致。     

行距和行向对不同密度玉米群体田间小气候和产量的影响

"浚单20"是目前我国种植面积较大的紧凑性高产玉米品种。为充分发挥该品种在安徽种植区域的高产潜力, 开展了种植密度、行距和行向三者相配置的田间试验, 在60 000株·hm^-2和67 500株·hm^-2两种种植密度下, 研究了不同行距和行向对"浚单20"的田间小气候和玉米产量的影响。结果表明: 随着行距增大, 玉米群体内部的日均风速和日均光照强度逐渐增大, 累计积温和日均相对湿度则呈下降趋势。在同一种植密度和行距条件下, 东西行向种植比南北行向种植的玉米群体日均风速较大、日均光照强度较高、累计积温较低和日均相对湿度较小, 且产量高。同一种植行向, 不同种植密度和行距配置条件下, 玉米产量差异达显著水平(P<0.05)。其中种植密度为60 000株·hm^-2, 东西行向种植, 行距为50 cm时, 玉米群体结构较为合理, 所形成的田间小气候较有利于"浚单20"的生长发育, 籽粒产量达到10 582.5 kg·hm^-2。通过研究阐明了行距、行向和密度三者不同配置所形成的田间小气候与玉米产量形成的关系, 为提高"浚单20"在安徽省的种植水平提供指导。     

密度与氮肥配合对垄沟覆膜栽培冬小麦干物质累积及产量的影响

为协调冬小麦个-群体间关系,建立适宜的群体结构,充分发挥旱作条件下垄沟栽培优势,以小偃22为材料,采用二元二次旋转组合设计,通过2年田间试验研究了垄沟覆膜、垄下集中施肥模式下种植密度与施氮量对冬小麦个-群体间干物质累积及产量的影响。结果表明,个体干物质累积量随种植密度的增加呈降低趋势。2008～2009年群体干物质累积量随种植密度的增加而减小;2009～2010年群体干物质累积量随种植密度的增加而增加。花期单茎干物质累积量不受施氮量的影响;而成熟期个体干物质累积量随施氮量的增加而增加。冬小麦群体干物质累积量均随施氮量的增加而增加。冬小麦能够通过分蘖调节自身的群体结构,不能盲目的通过增加播种量增加小麦群体密度;适量的增施氮肥有利于个体与群体发育。本试验条件下,冬小麦品种小偃22在中等密度（112 kg/hm2）与较高施氮量（N 201～214 kg/hm2）配置时,个群体关系比较协调,个体发育健壮,群体干物质累积量和产量较高。     

基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法（NSGAⅡ-S）对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明：应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS₄（削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌）,该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。     

基于功能结构模型的鲜切百合群体光截获模拟

针对鲜切百合株型设计和优化栽培手段不足的问题,通过田间试验和系统模拟对单株百合生长发育过程形态变化进行仿真模拟,构建百合功能结构模型,并利用叶倾角、叶序、出芽方向、出苗时间等关键生育参数在合理范围内的随机发生,实现对鲜切百合群体生长动态的三维重建。通过设置不同种植时间（4月10、20、30日和5月10、20、30日）、种植密度（66.7、33.3、22.2、16.7、13.3、11.1株·m-2）和不同株型（叶倾角分别为20°、30°、40°、50°、60°、70°和80°）的模拟情景,利用三维建模平台GroIMP中的辐射模型对百合群体累积光截获进行定量分析。结果表明,4月20日种植有助于百合群体获得最大累积光截获,叶倾角为20°的百合群体能够获得最大累积光截获。百合功能结构模型能够优化栽培管理、设计优势株型,为鲜切百合种质资源评价和株型基因改良提供理论依据和技术支撑。     

基于投影寻踪技术的区域种植结构调整

种植业结构调整是保障粮食安全的重要措施.针对种植结构调整中数据呈现出的复杂性特征,通过采用投影寻踪技术分析处理其复杂系统的高维数据,能够克服传统种植结构调整中目标单一、指标选取简单等弊端.首次将投影寻踪技术应用到种植结构调整中,建立优化配置模型.通过分析齐齐哈尔地区的数据,得出当地种植结构调整后2010年、2030年综合效益值分别增加了13%和28%,证明了将投影寻踪技术应用于种植结构调整是合理可行的,拓宽了投影寻踪应用的新思路,为种植结构研究以及农业水资源的合理利用提供理论依据.     

消落带植物群落水深梯度配置技术

为充分发挥消落带水生植物的生态服务功能,对消落带水生植物种植技术进行了研究,提出消落带植物群落水深梯度配置技术,即按照消落带水位周期性变化规律,依照水生植物的水深适应性种植水生植物,并使其生长节律超前于水位变化的时间。种植前,掌握水位变化规律,测定水质、栽植底质厚度;依据水生植物的水深适应性,选择合适的水生植物;按照水生植物的生长特性,在春季枯水期进行种植,使植物在丰水期到来之前达到旺盛生长期。     

种植密度和施钾量对烤烟化学成分和香气物质含量的影响

以吉烟9号为试材,采用密度和施钾量2因素裂区设计,研究了种植密度和施钾量对烤烟化学成分及香气物质含量的影响.结果表明,1)随着种植密度的增加,总糖含量升高,总氮、烟碱、蛋白质、氯含量均降低,钾含量先升后降.随着施钾量的增加,总氮、烟碱、蛋白质、钾含量均升高,而总糖和氯含量均降低;2)种植密度和施钾量及其两者互作对香气物质总量均有极显著影响.香气物质总量随着种植密度的增大而增大,以16 500株/hm2处理最高,随着施钾量的增大则先降后升,以328.5 kg/hm2处理最高;3)综合分析认为,种植密度15 100株/hm2和施钾量328.5 kg/hm2组合群体结构较为合理,其烟叶化学成分较协调,香气量较高,烟叶品质较优.     

锥盘式颗粒肥撒施机构抛撒性能分析与试验

为了提高颗粒肥撒施的均匀性和一致性,该文设计了一种锥盘式撒肥机构,通过对锥盘式撒肥机构工作性能的分析,建立了肥料颗粒的受力方程。通过撒肥试验,研究喂入区大小、甩盘转速、甩肥高度对撒肥区域内肥料分布规律的影响。试验结果表明：喂入区大小对肥料颗粒的横向幅宽分布影响较大,对纵向分布影响较小,施肥作业中合理的喂入角为75°;随着甩盘转速的增加,有效施肥区域的横向幅宽和纵向距离均逐渐增大,而且施肥的均匀性和一致性也不断提高,合理转速为600 r/min;施肥高度对施肥幅宽分布和一致性没有显著影响。研究结果可为颗粒肥撒施机的设计提供参考。     

陕北黄土高原县域土地利用结构及其空间布局

为更好的合理优化和配置土地资源,以陕西省府谷县2010年土地利用现状数据,借助ArcGIS、Fragstats等软件以及与数学模型分析相结合的方法,对府谷县的土地利用数量特征进行分析,并在此基础上引入地形位指数和景观格局指数分析各土地利用类型的空间分布特征。结果表明:府谷县土地资源类型较为齐全,草地、耕地和林地为主要景观类型,占全县土地面积的比例分别为57.74%,24.50%,12.12%,土地利用类型组合数相对较小,土地利用的地域差异明显;从空间格局分布来看林地、草地、耕地和水面连接度较高,呈片状分布,城乡建设用地空间分布零散,斑块形状复杂,聚集程度较低,破碎化程度较高,土地利用空间数量结构和空间格局结构结合分析的方法能较好地适用于地形复杂的地区。     

农业结构调整与农业工程技术

在分析我国农业大好形势的基础上,对农业结构的调整,提出要适应“五化”要求,即需求的多样化、消费的优质化、贸易的一体化、农业的高效化、农业的多功能化;在调整中要注意五性,即适应性、战略性、长期性、艰巨性和动态性;用农业工程支撑五调,即结构要调优、链条要调长、技术要调新、效益要调高和基础要调强。     

尼罗罗非鱼胰岛的显微和亚显微结构

应用光镜、电镜及特殊染色等技术对尼罗罗非鱼(Tilapia nilotica)的胰岛及其细胞类型和形态进行了详细的研究。尼罗罗非鱼的胰脏与肝脏混合存在，属于肝胰脏。胰岛散布在胰腺内，无固定的形态，胰岛细胞的数量与类型因胰岛的大小而异。用Gomori醛复红特殊染色法，见尼罗罗非鱼胰岛有三种细胞：A细胞胞质中有黄色颗粒；B细胞胞质中有紫红色的颗粒；D细胞胞质内有浅绿色或淡灰色的颗粒。电镜下，B细胞的分泌颗粒较大,芯的形态多样，电子密度差异大,芯与界膜之间常有较大的间隙；A细胞分泌颗粒形态不规则，芯的大小不等，界膜与芯之间无间隙；D细胞分泌颗粒较多，芯的电子密度较低，界膜与芯之间无间隙。此外，胞质内可见较大的线粒体。     

鳄梨木材构造研究

对樟科鳄梨属鳄梨进行木材解剖表明：鳄梨为樟科散孔材，导管分子具单穿孔，管间纹孔式为互列具缘纹孔；木射线以异形３型为主；木纤维为纤维管胞，轴向薄壁组织为环管束状。并对鳄梨的木材解剖分子及木材组织比量进行了测定     

陕西省神木县2012年土地利用结构特征分析

以位于晋陕蒙接壤区的陕西省神木县为例,选取相关定量指标,对其2012年土地利用结构特征进行分析,结果表明:1)神木县和各乡镇土地利用均以中低覆盖度草地为主,景观基质为草地。2)神木县土地利用类型齐全度低,集中化程度高,组合类型少,土地利用程度低;西北部风沙草滩区乡镇较东南部丘陵沟壑区乡镇土地利用类型齐全度高,集约化水平低,土地整体功能强,组合类型数多;乡镇间不同土地利用类型的区位意义与该乡镇的矿藏开发、风景名胜区、地形地貌和植被区系等有很大关系。3)神木县土地利用类型的空间结构表现出农地、居民地和工矿用地等受人类活动影响越强烈的地类,其分维数越小、形状指数越大、形状越简单的特征。因此,神木县未来土地利用需要增加有效植被盖度,进一步使陡坡农地退耕,加强未利用地的开发以及工矿用地复垦,改善县域生态环境,从而保证土地利用可持续发展。     

北京鹫峰山区常见树种的枝叶及枯落物截留特征

为探究华北土石山区不同树种各枝叶层结构与枯落物结构与水分运移的量化关系,以北京鹫峰山区为例选取了侧柏、油松、栓皮栎、五角枫、白皮松和黄栌6种当地典型树种,于2015年7—9月在首都圈森林生态系统定位研究站人工降雨大厅进行降雨截留实验,试验采用自制降雨截留装置直接测定枝叶分层每一层及枯落物的截留雨量特征,快速方便,精度较高。结果表明:(1)对于同一种树体来说,雨强越大,树体本身达到稳定截留时间越短,在同种雨强作用下,整株树的截留能力顺序为栓皮栎五角枫侧柏油松黄栌白皮松;对于整场降雨饱和的树种而言,一般雨强越大,累积截留量越大,随着降雨时间的延长,截留率逐渐减小,在雨强较大时,截留量与叶面积指数关系不显著。(2)对于砍伐树叶分层后的截留过程来说,对于无下层叶、无中下层叶的树体而言,短历时降雨阔叶树总体的截留能力比针叶树强,无叶状态下针叶树的截留持水能力强于阔叶树,因此上层叶对于树木截留有一定的重要性;对于同种树而言,各层树叶的截留能力顺序大致为中层上层下层。(3)对于砍伐枝条分层后的截留过程来说,在树体无叶的状态下,对不同树种而言,各层枝条的截留量均为针叶树大于阔叶树,尤其是中下层枝条能截持更大的水量。(4)对于砍伐枝叶分层与枯落物共存时的截留过程来说,对雨水截持的能力顺序为五角枫白皮松黄栌油松侧柏栓皮栎,最终稳定时五角枫有效截留量最多,栓皮栎变化最大。(5)对于剪叶分层的树种来说,其与枯落物组合下的垂直面上阔叶树种截留能力强于针叶,随着树叶每一层的递减,其树种的稳定截留量也随之递减,同时栓皮栎和五角枫与枯落物组合的截留过程而也说明了冠层枝叶的截留量与其本身各层的生物量和密度及叶面积成一定的正比关系。但还需加强小雨强下截留效应的研究,以及拓展到林分尺度上的问题。通过量化研究使树木枝叶层及枯落物层充分发挥其涵养水源、保持水土及改善水质的重要生态功能,支撑水源涵养林体系建设技术,对推动水源涵养林学科体系的建设发展具有重要意义。     

冬小麦植株生长的形态构造模型研究

植物的结构与其生理功能关系密切。考虑植物经历的平均气候条件，在生长单元周期的水平上，建立了无水肥胁迫环境中冬小麦生长的形态构造模型，模拟了小麦地上植株拓扑结构的生成、鲜物质的生产和分配过程；根据实验数据估算模型的参数，模拟出了冬小麦在不同生长阶段的结构。该模型经完善后可用于指导农业生产。     

黄土高原沟壑区长武县2009年土地利用结构特征分析

 选取定量指标并结合G1S技术,基于土地利用结构内涵,对退耕还林背衆下黄土商原沟壑区长武县2009年土地利用结构特征进行定量分析。研究表明：目前全县土地利用多样化指数较高,集中化指数则较低,组合类型和洛伦兹曲线体现了全县土地利用较丰富的组合特征,集约化水平较低,各乡（镇）土地利用程度不高。空间分析定量化阐明了各乡（镇）地类区位意义、县域地类斑块空间分布状态。结构分析体现了北部塬面沟坡,南部残塬沟壑2大分区的县域特色。全县土地利用总体特征为：以林地+耕地为景观基质,林地+耕地+园地+未利用地为组合类型,以农用地为主,土地利用程度较低。黄土髙原沟壑区塬、坡、沟的地貌格局是土地利用空间格局的自然基础。人口密度与土地利用程度显著相关,居民工矿用地区位优势一定程度上体现了土地利用结构。黄土高原沟壑区土地利用没有直接反映经济水平,有待于进一步调整和优化土地利用现状。     

大力发展农业工程,促进农业和农村经济结构调整,提高农业效率和效益

对比了发达国家和我国农业的差异,指出为了完成我国农业发展新阶段的战略性任务:“对农业和农村经济结构进行调整,使其真正转到以质量和效益为中心的轨道上来,努力增加农民收入”,就必须大力发展农业工程。列举事实阐述了农业工程对以下7个方面的巨大作用:提高农产品质量,提高种植业效率和效益,加快畜牧业发展,发展农产品加工业,优化农业区域布局,调整农村劳动力就业结构,大力发展乡镇企业和小城镇,实现农业产业化经营,参与国际竞争