基于日光温室的工业番茄育苗气象条件分析

研究新疆工业番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)育苗期间气象条件,为番茄温室育苗趋利避害提供气象依据。在新疆巴州和静、焉耆、博湖工业番茄育苗大棚安装小气候观测站,并对番茄生育期叶龄及生理生态指标进行观测,总结从播种到移植期间各叶龄对光、温、水等的要求。结果表明,工业番茄长出5片真叶、苗龄45～52 d、株高12～15 cm时达到番茄幼苗出棚标准。从播种至出苗一般需8～10 d,每长出1片真叶所需的时间为2～15 d。番茄播种至出苗期棚室温度为3.8～38.8℃,平均温度为14.7℃;在第一片真叶至第五片真叶期间棚室温度为5.8～36.6℃,平均温度为11.8～22.9℃;整个育苗期活动积温为805.8～955.9℃。     

日光温室黄瓜和芹菜不同位置消光系数模拟及验证

消光系数是作物模型的重要参数,准确获取作物不同位置的消光系数,可以准确模拟作物的冠层光合速率,从而提高作物模型的模拟精度。该研究依据黄瓜(Cucumis sativus L.)和芹菜(Apium graveolens L.)不同位置(群体底部(Bottom of Crop, BC)处,1/3群体中部(1/3 Height of Crop, 1/3HC)处,2/3群体中部(2/3 Height of Crop, 2/3HC)处)的辐射数据,以津盛206和尤文图斯为试验品种,利用11个播期的试验观测数据建立了基于正午时刻消光系数k值的温室作物消光系数模型,确定了模型参数,用相互独立的数据进行模型检验。结果表明:1)关于正午时刻(12时)的k值变化,黄瓜在秋冬茬期间呈现先下降后上升的变化趋势,而春茬呈现相反的趋势,秋冬茬高于春茬,位置越高,k值越大。芹菜在生长季内,k值为先增加后下降的过程,位置越高,k值呈现先下降后上升的变化趋势。2)关于k值日变化,黄瓜和芹菜均呈现先上升后下降的变化趋势,位置越高,k值越大。3)关于作物发育进程中各发育阶段内k值变化,在相同发育阶段内,黄瓜随着高度上升,k...     

中国冬小麦需水量时空特征分析

作物需水量是科学确定灌溉时期和灌溉量的重要依据。该文基于中国冬小麦种植区22个省(市、自治区)356个气象站点的气候资料以及冬小麦生育期资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式和作物系数计算了中国冬小麦1961-2010年全生育期及不同生育阶段的需水量,明确了研究区域内冬小麦需水量的空间分布特征和年代际变化特征,并结合降水量时空分布特征,综合分析冬小麦生长季内水分满足情况。研究结果表明:除播种-越冬(出苗)生育阶段冬小麦降水量空间分布特征不明显外,全生育期及各生育阶段冬小麦降水量空间分布特征均为东南沿海地区高西北内陆地区低的分布特征;除返青(出苗)-拔节生育阶段冬小麦需水量空间分布特征不明显外,全生育期及其他各生育阶段空间分布特征均呈西北高东南低的分布趋势;冬小麦全生育期和各生育阶段需水量近50a来均呈下降趋势,尤其是全生育期及开花-成熟生育阶段内需水量下降趋势更明显,返青(出苗)-拔节生育阶段下降速率较少;若不考虑灌溉条件,从全国尺度来看,华南冬麦区和长江下游冬麦区水分满足情况较好,其他区域冬小麦各个生育阶段的降水条件均不能满足水分需求。比较各区域典型站点冬小麦水分满足情况,北部冬麦区、黄淮冬麦区、新疆冬春麦区和西南冬麦区水分亏缺比较严重,比较水分亏缺严重区域的冬小麦各个生育阶段的水分满足情况看出,相对水分亏缺程度较轻的为播种-越冬生育阶段,开花-成熟生育阶段冬小麦的水分亏缺程度最严重,该生育阶段是决定冬小麦千粒重的关键期,有灌溉条件地区适时灌溉,对保证高产稳产具有重要意义。     

日光温室芹菜外观形态及干物质积累分配模拟模型

为实现日光温室芹菜外观形态与干物质积累分配预测.该研究依据芹菜(Apium graveolens L.)生长发育的光温反应特性,以'尤文图斯'为试验品种,利用2年2茬分期播种试验观测数据,依据温室芹菜外观形态生长与关键气象因子(温度和辐射)的关系,以单株辐热积(Photo-Thermal Index,PTI)为自变量构...     

基于机器视觉的冬小麦叶片形态测量软件开发

随着图像处理与识别技术的快速发展,作物表型识别技术日趋成熟。为实现不同品种、不同生育期冬小麦叶片面积和面积系数的精准快速测定,依托VB.net和OpenCV在.NET平台下的图像处理封装库,研发了基于机器视觉的冬小麦叶片形态测量算法并设计开发了软件,软件可实现数字图片的畸变校准并可以同时测量多个叶片长、宽和面积。为验证软件测定效果,选取冬小麦绿色展开叶100 片,通过与人工测量的叶片长宽、WinDIAS叶面积分析系统测量的叶面积结果对比,分析图像识别方法的准确性和稳定性。结果表明,图像识别法与人工和WinDIAS测量的冬小麦叶片长、宽和面积的相关系数均≥0.975,归一化均方根误差均≤0.10%;针对数字照片畸变校准功能进行测试,对叶片水平（垂直）缩放50%且垂直（水平）斜切30°的图像校准后,其测量结果与原始图像测量结果的最大相对误差仅为2%。说明基于机器视觉的冬小麦叶片形态识别方法,可对多种畸变图像进行准确的几何校准,可作为一种可同时准确测定多个叶片面积和长宽的新方法,在农业科学测量、农情信息业务、农业气象观测业务等领域推广应用。     

基于春玉米籽粒产量的渭北旱塬区农户施肥现状评价

【目的】 调查渭北旱塬区农户玉米产量与氮、磷、钾肥的施用量,分析评价农户产量水平及基于产量的玉米施肥状况,为指导该区域的科学施肥提供参考。 【方法】 于2013—2016年在渭北旱塬区东部的澄城、合阳、韩城、黄龙、蒲城等5个县 (市),实地入户调查680户农户玉米施肥量与产量。 【结果】 1) 农户玉米产量4年平均值为6000 kg/hm2,产量水平属于很低 (< 4200 kg/hm2)、偏低 (4200～5900 kg/hm2)、中等 (5900 ～7600 kg/hm2)、偏高 (7600～9300 kg/hm2)、很高 (> 9300 kg/hm2) 水平的农户数量分别占15.5%、26.9%、36.4%、14.4%、6.5%,低于中等水平农户占42.4%。2) 农户春玉米施氮量4年平均值为249 kg/hm2,其中施氮量属于很低 (< 76 kg/hm2)、偏低 (76 ～152 kg/hm2)、适中 (152～228 kg/hm2)、偏高 (228～304 kg/hm2) 和很高 (> 304 kg/hm2) 的农户数量分别占4.5%、11.6%、33.9%、35.3%和14.7%,并且施氮量很低的农户数量呈现出逐年减少趋势,由2013年的6.9%减少到2016年的2.8%。但施氮量偏高的农户呈现出增加趋势,由2013年的33.9%增加到2016年的37.1%。3) 农户春玉米施磷量处于一个较为适中的水平,4年平均磷肥施用量108～126 kg/hm2,平均值为118 kg/hm2,但施磷量很高 (> 160 kg/hm2) 的农户依然存在。4) 农户春玉米施钾量4年平均值为35 kg/hm2,钾肥施用量低于适中量 (52 ～78 kg/hm2) 的农户占85.3%。5) 低施氮、磷肥时,增加氮、磷肥施用,有良好的增产效果,随着氮、磷肥施用量的升高氮肥的增产效果明显降低,但施氮、磷再增高时,产量会出现下降趋势。6) 未发现施钾量与产量呈现出明显的关系,但高产量水平主要集中在钾肥施用量40～80 kg/hm2,适量施钾有利于获得较高的籽粒产量。 【结论】 渭北旱塬区农户玉米籽粒产量总体上仍然处于偏低水平,在施肥上氮肥过量施用与不足并存,并且过量施氮农户呈现增加的趋势;磷肥施用总体上合理,但不合理施磷农户仍然占有一定的比例;该区农户不重视钾肥的施用,但适量施钾有助于获得较高的籽粒产量,且有助于土壤的可持续利用。      

中国北方地区春玉米干旱的时间演变特征和空间分布规律

【目的】研究北方地区春玉米各生育阶段干旱年代际演变特征及空间分布规律。【方法】基于研究区域1961—2010年291个气象站点的逐日气象资料以及春玉米生育期资料,利用农业干旱指标作物水分亏缺指数（CWDI）,明确了研究区域春玉米干旱的年代际演变特征及空间分布规律。【结果】西北地区春玉米水分亏缺指数年际间波动平稳,华北和东北地区在20世纪80和90年代波动较为剧烈;华北地区春玉米水分亏缺指数在抽雄—成熟阶段明显低于其余两个阶段,东北、西北地区各生育阶段变化不明显;华北中部地区干旱等级的年代间波动明显。北方地区春玉米干旱等级和干旱发生频率的空间分布均呈现西高东低、北高南低的形势,西北地区最高、华北地区次之,东北地区最低;各旱级干旱频率的空间分布以特旱和轻旱最为明显,其中特旱主要集中发生在新疆大部、甘肃北部、内蒙古西北部等地区,发生频率在3年2遇以上,而轻旱主要集中在东北大部、华北大部以及西北东南部地区,发生频率在5年1遇以上。中旱和特旱主要集中发生在华北地区以及西北东部地区,频率均在5年1遇以上,并且随生育阶段更替有减轻的趋势。【结论】北方地区春玉米农业干旱指标CWDI年代间波动以华北、东北地区较为剧烈,且从20世纪80年代以来波动有上升的趋势。干旱的等级和频率空间分布均呈现明显的东西向分布。各旱级中特旱频率呈西高东低分布,生育后期在区域上呈扩大趋势,轻旱频率呈东高西低分布,生育后期有加重趋势,中旱和重旱频率呈中高东西低分布,生育后期在区域和程度上均呈下降趋势;生育阶段间旱级变化敏感的区域主要是新疆北部和华北中部地区。     

基于标准化胁迫积温的黄瓜采后品质模拟模型

为了量化贮藏环境对黄瓜果实采后品质的影响,收集了2018—2019年2个生长季3种动态贮藏环境条件下的气象和果实品质观测数据,以温度为环境驱动因素,建立了基于标准化胁迫积温(S tan_SAT)的黄瓜采后品质模拟模型,并探究了果实外观品质和理化品质指标间的量化关系。结果表明,果实鲜质量(W_f)与体积(V)、色光值(CV)与色调(H)、果实含水量(FW)与可溶性固形物含量(SSC)之间呈线性关系;果形指数(SI)与果实密度(ρ)呈二次函数关系;DV(暗度值)与H之间呈对数关系。品质评价值(QE)、DV、CV、SI、H和ρ与S tan_SAT呈线性关系;SSC与S tan_SAT呈二次函数关系。F、ρ、SI、H、DV、CV、SSC和QE采后品质指标模拟值与观测值均方根误差(RMSE)分别为0.99 N、36.15 kg·m^-3、0.75、0.24、1.39、449、0.75%和3.63,归一化均方根误差(NRMSE)在1.58%～17.85%,表明该模型有较高的模拟精度。研究结果可为黄瓜...     

气候变化背景下中国主要作物农业气象灾害时空分布特征[Ⅰ]:东北春玉米延迟型冷害

基于东北三省春玉米潜在种植区内65个气象站点1961-2010年逐日气象数据,以气象行业标准5-9月逐月平均气温之和与其多年平均值的距平作为春玉米冷害等级判断指标,分析东北三省春玉米生育期冷害发生概率的空间分布和年代际演变特征,并利用每月逐日平均气温与其多年平均值的距平值明确了春玉米生长时段内低温事件发生风险较大的月份。结果表明:(1)近50a(1961-2010年)东北三省春玉米冷害发生区域范围大小表现为重度轻度中度,其中轻度冷害的高发区位于吉林省西部,低发区位于辽宁省南部地区;中度冷害主要发生于黑龙江和吉林省部分地区,辽宁省发生较少;重度冷害高发区位于黑龙江省北部、东南部以及吉林省东部地区,发生频率在25%以上,低发区位于辽宁省中西部,发生频率低于5%。各等级冷害发生频率年际间总体呈下降趋势,近20a(1991-2010年),各等级冷害的发生范围明显缩小。(2)东北三省春玉米各等级冷害低温事件主要发生在5月和6月,生产实际中需关注5月和6月的温度变化及冷害发生。     

浙江省水资源生态足迹时空格局

[目的]研究浙江省水资源生态足迹时空格局,并对浙江省及各市水资源可持续利用水平进行评价,为区域发展和相关政策的制定提供必要的理论指导和依据。[方法]以生态足迹理论为基础,运用水资源生态足迹和生态承载力模型,核算浙江省及其各市水资源生态足迹和生态承载力。[结果]从时间序列看,2003—2013年浙江省整体水资源生态足迹呈较小波动的上升趋势;水资源生态承载力波动较大;人均水资源生态量均为盈余,且整体为上升趋势;水资源利用处于安全状态;水资源利用效率逐步提高。从空间差异看:浙江省各市水资源生态足迹可分为高值、中值和低值3个级别;水资源生态承载力和人均水资源量均呈自西南向东北递减格局;南部地区水资源生态安全程度高于北部地区;东部地区水资源利用效率高于西部和北部地区。[结论]浙江省整体水资源可持续利用水平逐步提高,但内部差异显著。为提高水资源利用科学化水平,浙江省及其各市应从发展阶段和发展目标出发,合理调整产业结构,建设相关水利工程设施,加强水资源循环利用,增强水资源保障。