CO2浓度升高对农作物品质影响的研究进展

农作物品质受农作物遗传发育特征和环境因素的双重影响。在相似的遗传背景条件下,CO2浓度持续升高影响农作物中碳水化合物合成、有益和有害元素吸收的权重逐渐加大,从而引发所谓的“隐形饥饿”和农产品卫生品质下降。本文在回顾国内外有关CO2浓度升高影响农作物中碳水化和物合成、有益和有害成分吸收研究的基础上,结合本团队近年的研究结果,提出：随着产地环境污染由局部向整体扩延,CO2浓度持续升高对农作物卫生品质的潜在影响不断加剧,包括增加或减少农作物对有毒有害物质的吸收;强化农作物对土壤中有益或有害物质的非均衡吸收等。本文还对比了目前国内外CO2浓度升高对农作物品质影响研究的常用手段与方法,并对相关研究结果的差异进行了分析,着重指出这一研究方向今后工作的重点。     

东北地区主要粮食作物对气候变化的响应及其产量效应

综述了在全球气候变暖背景下,东北地区农业气候资源、农业气象灾害的变化特征以及主要农作物对气候变化的响应。结果表明,气候变暖给东北地区农业带来的影响利弊共存,主要表现为东北地区主要农作物生长季节温度升高、热量资源增加,适宜农作物生长的时期延长、适种区域扩大,为作物的光温生产潜力以及产量的提高提供了潜在的可能。但由于光照及水资源的限制以及CO2浓度的增加而引发的温室效应,对农作物的产量和品质也产生了负面影响。极端天气事件增加,农作物生态环境恶化,干旱、洪涝、盐碱化速度加快,尤其是近几年受全球变暖的影响,东北地区主要农作物受干旱灾害的影响最为明显。降水总量减少和降水分布不均匀,使东北地区成为受气候变化影响最敏感和脆弱地区之一。     

莱州湾地区海水入侵发生的环境背景及对农业水土环境的影响

针对山东省莱州湾地区海水入侵的实际,分析了海水入侵灾害发生的环境背景与条件。结合实地考察和收集资料,探讨了海水入侵对农业水土环境产生的影响,集中表现为海水入侵使水资源恶化,农业灌溉供水源地减少、土地资源退化,土地生产能力下降,农业生产受阻。鉴于此,从农业可持续发展的角度提出实施“开源节流、拦蓄补源”、调整农业结构和发展生态农业是综合防治海水入侵、实现农业可持续发展的重要措施。     

浅谈土壤地质图及其在农业生产中的应用——以长兴示范区土壤地质图编制为例

众所周知,农业地质环境调查是从地质背景与土壤地球化学调查开始的,随着农业地质工作的深入开展,土壤作为农学与地学的中介,深入土壤与岩石地质地球化学特性间关系与规律研究,土壤地质调查与研究工作日显重要。     

贵州省地质背景下的区域水土流失特征

 为进行区域水土流失现状评价及趋势预测,掌握宏观控制因子是必要的。从地质背景出发,分析贵州省地质条件的区域特征与水土流失现状及潜在危险性的关系。结果表明,地质条件是山区区域水土流失的重要影响因子之一,宏观上确定了水土流失危险程度的空间分布规律。同时,划分出6个水土流失分区,并就其未来趋势进行了描述和评价。     

CO2浓度升高对重金属污染下稻米品质影响的研究进展

目前研究CO2浓度升高对农作物的影响主要集中在光合作用、生理生态反应和产量形成等方面,对重金属污染胁迫下CO2浓度升高对水稻生长发育和品质影响的研究甚少。本文通过详述Cu、Cd等重金属污染条件下,CO2浓度升高对水稻生长发育及稻米品质的影响,揭示重金属污染条件下CO2浓度升高影响Cu、Cd在土壤-水稻系统中的运移状况及其稻米营养品质方面的相关机制,为CO2浓度持续升高背景下复合污染农田风险评估、农产品安全调控提供科学依据,也对于预测未来气候条件下人类稻米品质变化及水稻品种的选育意义重大。     

桂林毛村不同地质背景主要元素迁移特征及与植物蒸腾作用的相关性

对桂林毛村不同地质背景(石灰岩、白云岩和砂页岩)土壤中Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn等主要元素的迁移特征进行了研究,结果表明母岩的地球化学背景对岩溶土壤系统的元素迁移具有重要影响.同时,以不同地质背景生长的典型植物黄荆为例,研究了上述元素的迁聚与植物蒸腾作用的相关性.结果表明,植物蒸腾作用对土壤中Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn等主要元素迁聚的影响程度因不同地质背景以及不同元素而有明显差异.植物蒸腾作用对Mn、Cu等较难迁移元素的迁移具有一定促进作用.土壤中Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素的迁聚对植物吸收系数的影响程度因不同地质背景而有显著差异.岩溶山区进行植被恢复时必须考虑不同地质背景的差异,因地制宜地选择合适的植物品种.     

立体农业种植技术在小流域治理中的应用

马龙县在水土流失治理中,把农业种植技术与水土保持有机结合,采用农作物高矮间作技术增加地面覆盖度,取得了明显的成效,既能保持水土,又能提高耕地复种指数和单产,是一项值得推广的农业种植技术。     

重庆市奉节县中部土壤硒富集特征及来源分析

近年来,人们对富硒(Se)资源的需求不断提高,土壤作为农作物生长的基础物质,富 Se 土地开发利用将是提高 Se 资源合理利用的首要切入点。选取奉节县中部青龙镇和五马镇一带土壤为研究对象,采集 247 个土壤样品,对研究区 Se 元素含量、来源、分布和影响因素特征进行分析。结果表明,研究区土壤 Se 平均含量为 0.462 mg/kg,变异程度属于高度变异。根据《天然富硒土地划定与标识》(DZ/T 0380—2021)中规定的富 Se 土地划分标准,研究区内一般富 Se 点位占比为 17.89%,空间位置上具有连续分布的特点。对 Se 等元素源解析及影响因素分析结果显示,Se 元素与 Cd 等重金属元素具有较强的伴生关系并且来源相对一致。同时,土壤有机质、硫化物、铁氧化物及磷灰石对 Se 含量影响显著,并指示受到外源迁入的影响。据正定矩阵因子分析模型定量源解析分析,研究区 土壤中 Se 来源影响顺序为外源迁入 > 地质背景 > 人为活动,贡献率分别为 70.1%、15.2% 和 14.7%,主要受河流上游地质背景影响,同时伴随着 Cd 的迁入。综合分析表明,研究区土壤环境有利于 Se 元素富集并降低重金属安全风险,具有划定天然富 Se 土地的条件,建议在后续工作中开展专项农作物调查,进一步评估农产品开发利用潜力。     

中国土壤地质学研究进展与展望

土壤地质学正伴随着其他学科的发展取得新的进步。本文在论述成土母质与土壤发育、成土母质与土壤分类分区、土壤地质对农业与种植业结构影响、地质背景与土壤地球化学循环等土壤地质学主要研究领域的基础上,分析了土壤地质学与土壤学、地质学、环境地质学、农业地质学、土地科学等其他学科的关系,探讨了土壤地质学未来的重点研究领域和发展方向,以期推动土壤地质学研究的发展。     

土壤重金属地质高背景成因、风险与管控研究进展

土壤重金属地质高背景是近年来学术界研究的热点之一，涉及地质学、地球化学、土壤学、环境科学等学科。采用文献计量方法分析了土壤重金属地质高背景领域的研究进展与近期热点，介绍了全球和中国土壤重金属地质高背景分布特征、成因与类型，梳理了高背景区土壤重金属的环境风险及管控措施，以期为土壤重金属地质高背景成因机制与风险管控提供理论与技术参考。建议关注高背景区土壤重金属背景值调查、富集特征与形成机制、潜在活化与迁移，开展地质高背景区土壤风险评估、环境基准研究与管控技术研发。     

安徽宁国市山核桃农业地质环境的因子分析研究

利用SPSS软件,研究因子分析在宁国市山核桃农业地质环境中的应用。以植物生长有关的11种微量元素为指标,分析了不同长势的山核桃果、叶与岩石、土壤、成土母质微量元素之间的联系。研究表明:岩石、土壤、成土母质中的Mo、Cu、B、Co、N i、Zn、Cr等元素的丰度与宁国山核桃的生长发育密切相关;少数元素的差异,如Fe、Mn、Se等元素,可能对于山核桃长势及产量具有一定的制约作用或起决定性因素。     

影响禾谷类作物籽实营养素含量的遗传因素分析

禾谷类作物是最重要的粮食作物,为人类提供了必需的营养物质,淀粉、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质作为谷物的主要营养素,其含量是培育健康谷物的关键。为给育种研究中有效提升禾谷类籽实的营养品质及谷物的有效利用提供参考,并为培育更具全面营养的谷物提供理论依据,从饮食源头上为人类健康保驾护航。本文基于近年来相关文献资料的梳理归纳,对几种主要的禾谷类作物小麦、大麦、燕麦、水稻和玉米中的几种主要营养素含量进行比较分析,对影响这些营养物质含量和品质的遗传因素进行分析总结,认为小麦、大麦、燕麦、水稻、玉米等禾谷类籽实所含的各类营养物质有较大差异,不同物种遗传背景的差异是导致不同禾谷类籽实营养物质差异的根本原因,而在进化过程中基因突变的平行性又是导致禾谷类籽实中相同营养元素被同类基因编码调控的直接原因。     

四川茶区土壤营养元素背景值研究

采用单道扫描等离子发射光谱仪(ICP-AES)对四川茶区72个产茶县422个取样点035.cm土层中P、S、K等17种营养元素含量进行测定,分析了该地区茶园土壤的无机营养元素背景值特征。结果表明,四川茶区土壤中P、K、Ca、Mg、S等5种大、中量元素均相对贫乏;微量元素Mn、B、Zn在大部分地区土壤中相对富集,而Fe、Mo在大部分地区土壤相对贫乏;其他元素中Se和Sb相对富集,其浓集系数K值分别为5.45和22.3。方差分析表明,17种营养元素的含量在不同产茶地区土壤中的差异均显著。土壤中营养元素的背景值因土壤类型的不同而表现出一定的差异,其中棕壤中的营养元素含量相对丰富,而红壤中营养元素的含量相对缺乏。因此应有针对性地增施有机肥及微量元素肥料,以补充相对贫乏的营养元素。     

双背景光自适应融合与透射图精准估计水下图像复原

针对水下图像普遍存在低对比度、低亮度和颜色失真,以及现有的水下图像复原方法恢复结果不自然、亮度不均和主体色调偏红等问题。该文提出了双背景光自适应融合与透射图精准估计水下图像方法。采用基于水下光衰减特性和背景光平坦性的双背景光自适应融合策略以提高估算的融合背景光准确度,通过新型水下暗通道先验、反向饱和图和三通道光谱衰减系数估算出更加精准的水下图像透射图,最后将估算出的融合背景光与精准透射图应用于水下成像模型得到复原后的水下图像。在广东罗非鱼良种场水产养殖数据集和水下图像增强基准数据集的试验结果表明：对比暗通道先验、最大强度先验、基于模糊和光吸收、蓝绿通道去雾、基于背景光统计模型和透射图优化5种水下图像复原方法,在主观恢复效果评价中,该文方法能有效纠正水下图像失真、亮度偏暗和主体色调偏红等问题;在7个客观评价指标中,该文方法在6个指标中取得最好值,其中全参考图像质量评价指标中的峰值信噪比、结构相似性、均方误差和视觉信息保真度等数值比次好水下图像复原方法分别提升了0.52%、2.1%、3.4%和0.86%;无参考图像质量评价指标中的自然图像质量评价指标和水下图像质量评价数值比次好水下图像复原方法分别提升了2.4%和7.4%。该文方法在解决传统水下图像复原方法中存在的亮度不均和颜色偏红等问题具有一定优势,可以为水下图像复原方法提供技术借鉴。     

Historical aspects of soil classification in Japan

Historical perspective of soil classification in Japan from Max Fesca's soil classification in 1882 to the “Unified Soil Classification System of Japan (2002)” was outlined, aiming at reviewing the progress in soil classification. The evolution can be divided into the following five aspects: 1) Max Fesca's soil texture survey and soil classification from the agro-geological point of view under the influence of the German school; 2) Introduction of the concept of pedology into the classification under the influence of the Russian school led by Dokchaev; 3) Brief history of the classification of Andosols which has exerted a considerable influence on soil classification worldwide; 4) Soil classifications developed through the implementation of national soil survey projects to independently evaluate land suitability for the cultivation of paddy rice, upland crops, and for forest establishment; 5) Attempts to develop a comprehensive soil classification system in order to unify soil classification systems for the above-mentioned land uses from 1963 to the present.     

Assessment of land quality and soil fertility for planning farming systems and agrotechnologies

Soil quality is considered to be the key element in the system of the agroecological assessment of lands. Soil quality is characterized by a combination of conditions ensuring sustainable crop yields and determining the ecological functions and stability of agrolandscapes. Soil conditions, i.e., the character of soilscapes and the soil quality, are integrated with all the other agroecological conditions in the system of land assessment. The soil quality reflects the integral effect of soil properties on the yield and quality of particular crops under certain climatic and landscape conditions and the level of agriculture; the ecological functions of soils are also taken into account. The productive capacity of agricultural land is the integral criterion of land quality; it is characterized by the yield of crops of particular quality at the given levels of agriculture intensity, energy inputs, and economic efficiency.     

不同灌水条件下施硫对冬小麦碳、氮、硫物质积累及产量的影响

2009～2010年在河南农业大学科教示范园区,以2个中筋小麦品种多穗型豫农949和大穗型兰考矮早8为供试材料,设置不同灌水次数和施硫试验,研究不同灌水条件下施硫对冬小麦碳、氮、硫物质积累及产量的影响。结果表明,随灌水次数的增加,两品种小麦干物质积累量逐渐升高,且在开花期和成熟期干物质积累量表现为S60显著高于S0;施硫结合灌水1～2次可提高小麦干物质在各器官的积累量,以子粒干物质积累量最多,茎+叶、穗轴+颖壳次之,而各器官分配无显著差异;补施硫肥提高了子粒中氮和硫的含量,但随灌水次数的增加子粒和营养器官中氮含量呈下降趋势,以W0处理含量最高。随着灌水次数的增加,两品种穗粒数、千粒重和产量呈升高趋势,且以S60W2处理达到最大值,较S0W0处理增幅达34.29%,品种间达显著差异,豫农949表现优于兰考矮早8。综上所述,本试验条件下,施用硫肥60 kg/hm2结合灌水1～2次有利于冬小麦干物质和碳氮硫积累分配及产量的提高,品种间对硫的响应有差异。     

温室作物营养液深液流无限生长型栽培技术研究

通过对番茄R144、R139及网纹甜瓜C-8温室作物营养液深液流无限生长型特种栽培试验,初步掌握了无限生长型温室作物特种栽培的温湿度调控指标及技术、营养液调控指标及技术、作物生长过程及株形控制模式。供试验的R144番茄单株采摘成熟果累计13550个以上;C-8网纹甜瓜单株结果36个。试验结果表明,在可控环境下能最大限度地将某些蔬果作物的遗传潜力变为优质、高产的现实产品。实验获得的一些具体结果,对于实际温室作物生产有指导意义     

基于改进MobileNet-V2的田间农作物叶片病害识别

农作物病害是造成粮食产量下降的重要因素,利用智能化手段准确地识别农作物病害有利于病害的及时防治,该研究基于改进的MobileNet-V2识别复杂背景下的农作物病害,对未来覆盖各种作物的智能化病害识别工作具有重要意义。首先创建含有11类病害叶片及4类健康叶片的农作物数据集,采用数据增强操作构造不同的识别场景。其次在原始模型MobileNet-V2的基础上,嵌入轻量型的坐标注意力机制,建立通道注意力与位置信息的依赖关系。然后对网络中不同尺寸的特征图采取上采样融合操作,构建兼具网络高、低层信息的新特征图。此外,采用分组卷积并删除模型中不必要的分类层,减少模型参数量。试验结果表明：改进模型的参数量为2.30 MB,改进模型的识别准确率在背景复杂的农作物叶片病害数据集中达到了92.20%,较改进前提高了2.91个百分点。相比EfficientNet-b0、ResNet-50、ShuffleNet-V2等经典卷积神经网络架构,改进模型不仅达到了更高的识别准确率,还具有更平稳的收敛过程以及更少的参数。该研究改进的模型较好地平衡了模型的复杂度和识别准确率,为深度学习模型移植至田间移动病害检测设备提供了思路。