耕地粮食生产能力隐性损失测算方法研究

对于耕地的粮食生产能力研究国内外多集中于评价其刚性损失,而缺乏对于其隐性损失的评价方法。本项研究利用经济计量分析方法及Arc GIS空间分析技术,以2008年北京市大兴区农户调研样点数据进行实例验证,分析粮食生产能力的隐性损失。结果表明:农户的耕地利用比较效益可导致耕地利用方式的变化和耕地利用强度的降低。其中耕地利用方式的变化可通过粮食播种面积的变化计算,耕地利用强度的变化可通过粮食作物的单产差异计算。同时在大兴区的实例研究中发现,测算样点潜力值呈现出区域分布规律:经济越发达的区域,耕地隐性生产能力损失越大,其粮食生产潜力也越大。     

基于机器学习的遮荫设施内参考作物蒸散量估算

为高效准确地估算遮荫设施内参考作物蒸散量（Reference Evapotranspiration, ET0）,该研究通过分析三七栽培遮荫设施（四周及顶部均由黑色遮阳网遮盖,通风性较好）内及设施外气象参数的关系,采用Sobol敏感性分析方法筛选出设施外有效的气象参数,并将其作为模型输入,以Penman-Monteith（FAO-56 PM）模型计算的值为标准值,采用贝叶斯优化（Bayesian Optimization, BO）算法优化机器学习方法（支持向量回归机（Support Vector Regression, SVR）、随机森林（Random Forest, RF）和极限学习机（Extreme Learning Machine, ELM））中的参数,建立3种遮荫设施内ET0估算模型（BO-SVR、BO-RF和BO-ELM）。结果表明：遮荫设施内ET0对设施外平均相对湿度、平均风速、最高气温和平均气温的敏感性较高,一阶敏感系数分别为0.450、0.304、0.064和0.026,故基于4组气象参数建立模型。BO-ELM模型的测试精度整体优于BO-SVR和BO-RF,其中BO-ELM模型基于平均相对湿度、平均风速、最高气温和平均气温的气象参数组合估算精度最高,决定系数、均方根误差和平均绝对误差分别为0.928、0.069 mm/d和0.046 mm/d,BO-ELM模型也能很好地适应少量气象参数（平均相对湿度和平均风速）估算设施内ET0,决定系数、均方根误差和平均绝对误差分别为0.910、0.078 mm/d和0.057 mm/d。综合考虑计算精度和计算代价,可将BO-ELM模型作为气象参数缺失情况下遮荫设施内ET0的估算方法。研究为遮荫设施内ET0的估算提供有效方法。     

追施沼液对红富士苹果品质及叶片生理效应的影响

以厌氧发酵残余物沼液、化肥及沼液 化肥3种肥料作为根施追肥,辅之以不同叶面喷施沼液次数,研究不同施肥种类,肥料量及叶面喷施次数的不同水平组合对红富士苹果品质及叶片生理效应的影响。结果表明,叶面喷施次数达到6次时,叶绿素相对含量最高,平均达到55.59,高出对照3.319%。当单施沼液时,光合速率平均值达到16.622μmol.cm-2.s-1,高出对照26.029%。在高水平肥料量条件下,硬度平均达到7.504 kg.cm-2,高出对照22.454%;在中水平施肥条件下,还原糖18.175 mg.g-1,高出对照3.905%。     

不同水头和土壤容重下微润灌湿润体内水盐分布特性

为探明微润灌溉施肥的湿润体内水盐分布规律,开展不同压力水头和土壤容重下室内微润灌溉入渗试验。设置3个水头(H1.0:1.0 m、H1.5:1.5 m和H2.0:2.0 m)和3个土壤容重(D1.00:1.00 g/cm~3、D1.15:1.15 g/cm~3和D1.30:1.30 g/cm~3),以质量分数0.3%的硝酸钾溶液为入渗溶液,研究微润灌湿润体内水盐空间分布规律和变异特征。结果表明:微润管入口水头和土壤容重对湿润体内含水率、NO_3~--N与K~+含量均值影响显著。同一土壤容重下,H1.5和H2.0与H1.0相比,湿润体剖面面积增大13.50%~21.61%,湿润体内含水率、NO_3~--N与K~+含量均值分别增大3.69%~10.71%、7.80%~10.95%和7.29%~17.49%,均匀系数分别增大7.65%~18.63%、5.22%~13.63%和9.34%~21.89%;同一水头下,D1.15和D1.30与D1.00相比,湿润体剖面面积减小5.76%~9.21%,含水率、NO_3~--N含量均值分别减小15.73%~21.54%、8.08%~10.97%,而K~+含量均值增大34.89%~64.79%,三者均匀系数分别减小9.02%~11.45%、4.04%~7.25%和7.09%~11.54%。K~+在微润管周围分布较集中,K~+聚集分布面积约占湿润体剖面面积的40.80%~61.41%。微润灌湿润体内含水率、NO_3~--N和K~+含量均值与至微润管的水平距离符合四参数Log-logistic模型。     

微润灌溉施肥对干热区芒果光合特性、产量和水肥利用的影响

为探明干热区芒果高效生产的灌溉施肥模式,应用微润灌溉施肥技术在西南干热区开展大田芒果试验。以7年生贵妃芒为试验材料,设置4种灌溉模式和3个施肥水平。4种灌溉模式为全生育期充分灌溉(FI,100%ETC)和3个生育阶段调亏灌溉(RDI),调亏阶段分别为开花期、膨大期和成熟期(RDIFS、RDIES和RDIMS),调亏阶段的灌水水平为50%ETC,非调亏阶段为100%ETC。3个施肥水平为高肥(FH)、中肥(FM)和低肥(FL)。研究不同水肥处理对芒果光合特性、产量和水肥利用效率的影响。结果表明:不同生育期RDI均可显著减小芒果净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),而增大叶片瞬时水分利用效率(WUEi)。相同灌溉水平下,开花期和膨大期Pn、Gs和Tr随施肥量的增加而增加,WUEi随施肥量的增加先增后减,成熟期Pn、Tr和WUEi随施肥量的增加而增加。与FI处理相比,RDIFS减少芒果单果重量、产量和肥料偏生产力(PFP)分别为11.74%,23.43%,23.98%,RDIES分别减少为21.09%,20.29%,20.50%,RDIES和RDIMS分别提高灌溉水利用效率IWUE为11.87%和32.81%。与FM相比,FH减少产量和IWUE分别为4.17%和4.06%,FL分别减少6.75%和6.67%,PFP随着施肥量的增加而减少。与CK相比,除RDIMSFM处理增加产量6.36%和RDIMSFL增加不明显外,其余处理减少3.14%~31.76%,RDIMSFL处理下的PFP和RDIMSFM处理下的IWUE取得最大值,分别为363.93 kg/kg和15.80 kg/m3,与CK相比均显著增加。因此,综合考虑产量和IWUE等指标,RDIMSFM处理最优,是干热区芒果适宜的微润灌溉施肥模式。     

黑加伦反季节大栅扦插繁殖技术

黑加伦因其生长速度快、病虫害发生少、挂果早、见效快、经济价值高、对抚育管理要求不严，深受大家欢迎。现将几年来摸索出的扦插繁殖技术及其管理要点介绍如下。     

黑加伦反季节大棚扦插繁殖技术

黑加伦因其生长速度快、病虫害发生少、挂果早、见效快、经济价值高、管理要求不严，深受农民欢迎。现将几年来摸索出的扦插繁殖技术及其管理要点介绍如下。     

木质素降解菌筛选及葡萄枝条木质素降解研究

从腐烂的葡萄枝条中,分离筛选出产木质素降解酶活高及对葡萄枝条木质素降解能力强的微生物.经分离纯化,获得24株在愈创木酚培养基平板上产生变色圈的真菌.通过PDA-愈创木酚平板显色和PDA-苯胺蓝平板退色反应,筛选出5株产木质素降解酶较高的菌株.对上述5菌株进行液态产酶和固态降解试验.结果表明,A-51-1的木质素降解酶活性较高,其Lac和MnP酶活分别达9.20和21.6 U·mL-1;葡萄枝条经A-51-1处理30 d后,木质素的降解率为32.53%.     

基于机器学习的ET0跨站适应性研究

【目的】针对气象数据缺失问题,研究机器学习方法在计算参考作物蒸散量(ET_0)中的应用,为ET_0的估算提供支持。【方法】基于已有的本地气象站与邻站数据,利用极限梯度提升法(XGBoost)模型和支持向量机(SVM)模型2种机器学习算法,结合江西省吉安和鄱阳2个气象站及对应邻站1966-2015年逐月气象资料,使用K折交叉验证法及4种统计指标(决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、平均偏置误差(MBE)和归一化均方根误差(NRMSE))评估2种输入模式(本地输入或与邻站数据相融合输入)下估算逐月ET_0的适用性。【结果】2种输入模式下,XGBoost模型的性能整体优于SVM模型。只使用本地资料作为输入时,以最高温度(T_(max))、最低温度(T_(min))、地表总辐射量(R_s)为参数的模型性价比最高。使用邻站结合本地资料作为输入时,XGBoost模型对应的最佳输入参数为邻站ET_0数据(ET_0-ex),其平均R~2为0.986,RMSE和MBE分别为0.195和-0.106 mm/d, NRMSE为0.079。【结论】综合精度和稳定性等因素,当存在部分气象资料缺失时,使用本地数据或与邻站数据相结合,可成功估算出目标站点的ET_0值。推荐使用XGBoost模型且2种输入模式下最实用的输入组合分别为T_(max)、T_(min)、R_s和ET_0-ex,可用于类似江西鄱阳湖地区气象资料缺乏条件下ET_0的估算。     

水、氮和保水剂对小粒咖啡水氮利用的影响

为探求小粒咖啡幼树的最佳水氮管理及高效利用模式,通过2种灌水水平（中水（WM,65%～80%FC）和低水（WL,50%～65%FC））、3种施氮水平（高氮（NH,0.40g/kg）,低氮（NL,0.20g/kg）和无氮（Nz,0））和2种保水剂水平（有保（SH,1kg/m^3）和无保（SZ,0））的完全处理组合,研究灌水、氮素营养及保水剂对小粒咖啡幼树根区土壤水氮累积、干物质生产和水氮吸收利用的影响.研究表明：和WL相比,WM提高总干物质量、水分利用率、氮素吸收总量和氮素干物质生产效率分别为86.0%,36.4%,73.1%和5.3%.和NZ相比,NL和NH提高水分利用率和氮素吸收总量的效果基本相同.和SZ相比,SH提高土壤硝态氮质量比、总干物质量、水分利用率和氮素吸收总量分别为21.9%～43.0%,78.3%,68.9%和91.2%,而降低氮素干物质生产效率10.0%.在中等供水（65%～80%FC）和低氮（NL,0.20g/kg）条件下,配施保水剂能有效调控土壤水氮供给状况,促进干物质生产和提高水氮利用效率.因此,在本试验条件下,有利于小粒咖啡水氮高效利用的最优试验组合为WM NL SH.