Incorporation of ridge and furrow method of rainfall harvesting with mulching for crop production under semiarid conditions

A plastic-covered ridge and furrow rainfall harvesting (PRFRH) system combined with mulches was designed to increase water availability to crops for improving and stabilizing agricultural production in the semiarid Loess region of northwest China. The system was built by shaping the soil surface with alternate ridges and furrows along the contour. The plastic-covered ridges served as a rainfall harvesting zone and furrows as a planting zone. Some materials were also used to mulch the furrows to increase the effectiveness of the harvested water. This system can make better utilization of light rain by harvesting rainwater through the plastic-covered ridge. The field experiment (using corn as an indicator crop) showed that grain yields in the PRFRH system with mulches in 1998 and 1999 were significantly higher than the controls, with an increase of 4010–5297 kg per ha (108–143%). In most treatments, the water use efficiencies (WUE) were in excess of 2.0 kg m⁻³. The WUE values of corn in this system were 1.9 times greater than the controls in 1998 and 1.4 times greater than the controls in 1999. The plastic-covered ridge led to a yield increase of 3430 kg per ha (92%) in 1998 and of 1126 kg per ha (21%) in 1999 compared with the uncovered ridge. On average, the additional mulches in the furrow brought about a yield increase of 8–25%. Based on the results of this study and other researches, this technique can increase corn grain yield by 60–95% in drought and average years, 70–90% in wet years, and 20–30% in very wet years. The PRFRH system had the potential to increase crop yield and produced greater economic benefit, therefore it could be used in regions dominated by light rainfall of low intensity where crops generally fail due to water stress.     

玉米籽粒内部组分低对比度透射图像精确分割研究

为解决玉米籽粒透射图像由于对比度较低造成内部组分提取不精确的问题,提出一种基于色彩通道非线性变换的多通道重叠区域分割方法,对玉米籽粒图像在灰度、R通道及b通道下得到的二值图像使用重叠区域原理,实现玉米籽粒组分的精确分割。首先,采集不同玉米品种的籽粒透射图像,提取单粒玉米籽粒;其次,采用多通道重叠区域法分割单粒籽粒图像,得到玉米籽粒胚部、角质胚乳和粉质胚乳3部分的图像;最后,以查全率和查准率评价多通道重叠区域法与传统图像分割方法对不同品种玉米籽粒的分割效果。不同品种玉米籽粒的分割试验表明:多通道重叠区域分割方法的查全率、查准率及综合评价指标均达到98%以上,分割效果优于传统的图像分割方法,能够实现不同品种透明角质玉米籽粒透射图像的精确组分分割。     

秸秆覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响

以北方高寒区典型城市哈尔滨市为研究区域,通过冬季大田试验(试验周期2013-11-01—2014-04-30),设置自然无覆盖、覆盖秸秆厚度5、10、15 cm 4个处理,分别测定不同处理下20、40、60、100、140、180 cm深度土壤液态含水率以及气象数据,分析季节性冻融期秸秆覆盖对土壤水分变化特征的影响。研究结果表明:秸秆覆盖使0~60cm土层内液态含水率增加或减小的时间拐点发生延迟,随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显,但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显;秸秆覆盖阻碍了冻土融化初期融雪水入渗,使自然无覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度出现短暂的峰值,而在冻土融化末期秸秆覆盖抑制了土壤水蒸发,使各秸秆覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度又高于自然无覆盖。秸秆覆盖可有效平抑冻融期0~60 cm土层土壤液态含水率的变化幅度,且随着土壤深度的增加其平抑效果具有减弱趋势;积雪融水和秸秆覆盖的双重作用能够有效增加土壤墒情,但其增墒能力随着土壤深度的增加而降低,不同秸秆覆盖处理对0~60 cm土层的平均增墒能力由大到小排序依次为:15、10、5 cm。     

基于K均值聚类的厚壁组织区域自动提取

桉树是我国南方的速生丰产林,区域提取是定量分析各种组织抑制桉树茎生根原因的重要前提。为此,介绍了基于K均值聚类的在桉树茎切片图像中自适应提取厚壁组织区域的图像处理技术。将桉树茎切片彩色图像转换为CIEL*a*b*彩色空间,用K均值聚类分析算法对描述颜色的a*和b*通道进行聚类分析,提取细胞厚壁,然后填充其中白色的细胞腔,构成完整的厚壁组织区域。实验结果表明,在CIEL*a*b*空间使用该算法可以获得较准确的实验结果。     

宁夏地区潜在蒸散发变化特征及成因分析

根据宁夏地区1962—2017年11个国家级气象站的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算宁夏地区潜在蒸散发(potential evapotranspiration,ET0)日值系列,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、ArcGIS反距离权重空间插值、敏感性分析和贡献率等方法对宁夏地区...     

旱生条件下柠条锦鸡儿AM真菌生态学研究

通过从分布于山西、陕西和内蒙古三省区12个样地中的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)根围采集土样和根样,系统研究了柠条锦鸡儿AM真菌种类组成和生态分布.试验结果表明,在已分离鉴定出的12种AM真菌中,球囊霉属(Glomus)6种,无梗囊霉属(Acaulospora)3种,巨孢囊霉属(Gigaspora)1种,盾巨孢囊霉属(Scutellospora)2种,而摩西球囊霉(Glomus mosseae)和缩球囊霉(Glomus constrictum)是优势菌种. AM真菌能与柠条锦鸡儿形成良好的共生结构,AM真菌平均总定殖率59.98%,平均孢子密度为830.59个/100 g土.不同采样地之间的AM真菌种类和分布差异显著.孢子密度与菌丝和总定殖率呈显著正相关;孢子密度与土壤速效N呈极显著正相关,丛枝定殖率与土壤有机质呈显著正相关,总定殖率和菌丝定殖率与土壤pH呈极显著正相关.     

农牧交错区耕地净第一性生产力动态变化研究——以陕西榆林市榆阳区为例

以榆林市榆阳区1984～2003年各乡镇的粮食产量统计数据为依据,选用了适合农用地的净第一性生产力估算模型,对该区耕地净第一性生产力单位面积量及总量进行分区动态测算,以揭示生态环境对耕地净第一性生产力的影响.研究表明:(1) 1984～2003年间,榆阳区耕地净第一性生产力总量在波动中上升,20 a内总物质量从21.94×104 t/a增加到57.98×104 t/a,年度递增率为5.24%.(2) 在1984～2001年间,榆阳区北部耕地净第一性生产力远高于南部,且呈较快上升趋势,而南部黄土丘陵沟壑区的耕地净第一性生产力呈较平缓的波动变化,且略有下降.(3) 在1984～2001年间,榆阳区城区、近郊、远郊的差异性在单位耕地面积净第一性生产力上体现为城区＞近郊＞远郊;在耕地NPP总量方面,城区、近郊和远郊都表现为在波动中上升,三区变化以远郊波动幅度最大.(4) 榆阳区耕地净第一性生产力总量的大幅增长有农业投入增加的原因,但主要得益于该区的生态环境的改善.     

黄土丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区沙棘人工林不同恢复阶段物种多样性与土壤肥力的关系进行了研究.结果表明,在沙棘人工林恢复的初、中期阶段,α-多样性指数和土壤肥力(有机质含量和氮含量)的增加正相关较明显,在恢复的中期β-多样性指数变化较强烈,且土壤有机质含量变化较大,表现出在沙棘人工林恢复的同时,土壤有机质含量也会有所增加,二者基本上是同步的.对土壤肥力与沙棘人工林植物组成性状的关系进行多元回归分析后发现,土壤全氮与木本植物种数、植物种数和物种多样性等因素有关;全磷与物种多样性等因素有关;土壤全钾和pH值的变化比较复杂,与植物组成性状的关系不明显.     

地域民族传统文化与西部开发中技术转移关系的思考

地域民族传统文化与技术转移的关系密切,地域民族传统文化不仅是一种重要的文化资源,同时还对技术转移存在极大的促进作用,但有时还会阻碍技术转移的进一步实施与实现。西部大开发必须进行必要的技术转移,由于少数民族地区某些文化的滞后性和封闭性,使西部开发中技术转移与其民族传统文化产生了摩擦,超越传统文化,克服陈旧意识,转变思想观念,不断创新,营造先进的文化环境,为技术转移培育强劲的民族文化内动力,是消除技术转移与传统民族文化摩擦的有效措施。     

风成沉积物环境敏感粒度指标的提取及意义

采用SPSS11.5软件中的主成分分析方法,对黄土高原西部末次冰期沉积的宁夏中卫冰沟剖面和兰州沙金坪剖面的粒度进行了环境敏感粒度指标的提取,沙金坪剖面和冰沟剖面的环境敏感粒级分别为24.70-27.90μm、62.47-68.97μm,冰沟剖面的阈值基本是砂粒级标准(>63μm),冰沟剖面由于距沙漠源区更近,受物源影响更大而使敏感组分更粗,不同地区的环境敏感粒度指标存在差异。另外,不同数学方法提取的指标也存在差异,数学方法的运用必须考虑其数值所表示的物理机制和环境意义。