1960—2015年黑龙江省水稻需水量时空分布特征

基于黑龙江省26个气象站1960—2015年逐日气象数据和29个水稻灌溉试验站的作物系数,利用Penman-Monteith方法和Arcmap空间分析功能计算并绘制了1960—1979年、1980—1999年和2000—2015年3个阶段水稻生长季参考作物蒸散量(ET0)、水稻生育期天数、需水量、有效降雨量和需水量与有效降雨量耦合度及相应的气候倾向率分布图。结果表明：水稻生长季ET0平均值为620mm,自西向东总体表现为先减小后增大趋势,风速、湿度、日照时数的减小和温度的升高共同作用导致水稻生长季ET0以-3.90mm/(10a)的平均速度下降;生育期平均天数为115d,自北向南总体表现为增加趋势,温度升高引起了水稻生育期天数以2.68d/(10a)的平均速度增加;水稻生育期有效降雨量平均值为297.03mm,自西向东总体表现为先增大后减小的趋势,生育期天数的增加也弥补了降雨量减小的影响,使有效降雨量以0.62mm/(10a)的平均速度增加;需水量平均值为490.52mm,自西向东总体表现为先减小后增加的趋势,生育期天数的增加弥补了ET0减小对需水量的影响,使研究区内水稻需水量以6.66mm/(10a)的平均速度增加;需水量与有效降雨量耦合度平均值为0.64,自西向东表现为先增加后减小的趋势,需水量增幅大于有效降雨量增幅,使需水量与有效降雨量耦合度总体以-0.009/(10a)速度下降。本研究可为黑龙江省合理分配灌溉水资源和优化水稻品种布局提供依据。     

云南省6县退耕还林农户收益分析及增收对策的案例研究

采取抽样调查的方式,对云南省6个地(市)退耕农户进行调研,对农户的林业收入状况、在退耕地所经营的林业项目以及退耕面积与收益等3方面进行深入剖析,认为农户的林业收入有高型、中高型、中等型、偏低型以及低下型5种类型.对退耕还林发展林业过程中面临的主要问题和促进当地林业发展、增加农户收入的对策进行了探讨.     

基于机器视觉的作物对行喷药控制的研究

设计了一套基于机器视觉的作物对行喷药控制系统.首先由CCD摄像机拍摄成行作物图像,提取其色调值图像并用最大类间方差法二值化后,经数学形态学腐蚀后用Hough变换方法拟合作物行中心线,最后步进电机移动其喷头标识来对准此作物行.实验验证了该方法的正确性.     

干旱半干旱地区边际地种植能源作物的资源环境问题探讨

为减少对进口石油的依赖及应对燃烧化石能源造成的空气污染和温室气体排放问题,世界各国争相发展生物质能源产业。针对利用能源植物带来的粮价上涨和粮食安全问题,适应人多耕地少的国情,我国制定了"不与民争粮,不与粮争地"生物质能源的发展原则。许多学者提出利用边际性土地种植能源作物。多数边际性土地过于零散,不利于能源作物大规模种植和收获、运输,人们把注意力集中到草原及荒草地。干旱和半干旱地区天然降水不能满足植物旺盛生长的水分需求。大规模集约化种植一年生能源作物,主要依靠灌溉,消耗大量的水资源,同"与民争粮,与粮争地"一样威胁粮食安全,同时还可能会造成生物多样性丧失、植被破坏、土地沙化、土壤次生盐渍化等环境和生态问题,影响草原畜牧业发展,使牧民生活无靠,与现有的《草原法》等法律、法规相悖,且无异于"问题搬家"。本研究通过分析能源作物,特别是在干旱和半干旱区规模化、集约化种植,对资源、生态环境的影响,依据国家相关法律法规,提出了干旱和半干旱地区边际土地能源作物规模化种植准入政策建议,以期为生物质能源产业的健康可持续发展提供依据。     

生物能源物质与土壤微生物数量及磷素转化关系

本研究是通过为土壤微生物提供大量的新鲜有机能源物质,激发土壤微生物快速繁殖。微生物在繁殖过程中降解有机能源物质转化难溶性磷,保护有效磷,使土壤中有效磷含量得以提高。     

植物根系生长的三维可视化模拟

利用模拟植物形态结构的L系统理论结合计算机图形学方法建立了模拟植物根系生长的三维可视化模拟系统。并利用随机参数L系统方法对豆科作物根系的生长过程进行了模拟。     

"黑麦草-水稻"草田轮作系统研究Ⅶ黑麦草残留物的田间分解及营养元素的释放动态

采用尼龙网袋分解法,将一定量的黑麦草根系和地上留茬(统称黑麦草残留物)置于田间耕作层令其自然分解,分别于埋设后11,39,70,109,161和244 d收集尼龙网袋内的样品,洗净,烘干,称重后用于分析全量N、P、K、Ca、Mg、Mn和Fe的含量.结果表明,黑麦草残留物在大田中通过生物降解,将养分释放到土壤中,在后作水稻的生长发育过程中,分解初期的释放量较高,埋设10 d后黑麦草残留物样品中近90%的Ca和37%～50%的C、N、P、K和Fe被释放,Mn和Mg则只有0.4%～13.4%被释放.在早稻生长过程中黑麦草残留物有74.9%被分解,C、N、Mn和Mg的矿化率均在80%以下,表现出一定的缓释效应.晚稻收获时各养分的释放率达到92%～99%.理论上黑麦草根系可以为0～20 cm土层贡献有机质、N、P、K、Fe、Mn、Mg和Ca分别达到865.42 g/kg,26.92 g/kg,1.75 g/kg,23.83 g/kg,2 741 mg/kg,75 mg/kg,162 mg/kg和46 mg/kg.     

不同轮作序列对旱地胡麻土壤有机碳稳定性的影响

为了探索陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区胡麻轮作序列对土壤碳库的影响,2012-2016年通过4年定位试验,以连作为对照,研究了不同胡麻频率下的轮作序列(F:休闲;PWFW:25%Flax、马铃薯-小麦-胡麻-小麦;WFWP:25%Flax、小麦-胡麻-小麦-马铃薯;FWPF:50%Flax、胡麻-小麦-马铃薯-胡麻;WPFF:50%Flax、小麦-马铃薯-胡麻-胡麻;FFFF:100%Flax、胡麻-胡麻-胡麻-胡麻)对土壤团聚体、总有机碳(TOC)、土壤颗粒有机碳(POC)、土壤微生物碳(MBC)和氮(MBN)的影响。结果表明,休闲、不同轮作序列和低胡麻频率显著增加了030 cm土层<0.25 mm粒级的土壤团聚体含量、TOC和POC含量,而随胡麻频率的增加三者的含量呈下降趋势。其中,25%Flax处理下土壤团聚体含量较播前和休闲处理分别显著增加了2.02%4.04%和9.56%11.73%;土壤有机碳(SOC)较连作显著增加5.95%7.48%。50%Flax处理下胡麻位置对土壤SOC影响显著,且轮作(FWPF)显著高于连作(WPFF)。060 cm土层土壤SOC含量表现为休闲>播前≈25%Flax>50%Flax>100%Flax。与连作相比,轮作显著提高了010 cm土层土壤TOC和POC含量,呈现表层富集现象。土壤POC含量表现为25%Flax≈休闲>50%Flax>100%Flax。此外,轮作换茬显著增加了土壤MBC含量,且随着胡麻频率的增加,030 cm土层土壤MBC含量逐渐降低。与播前、休闲、轮作相比,连作显著降低土壤微生物碳氮比,50%Flax(WPFF)轮作序列和土层深度对土壤有机碳和微生物量的互作效应显著。综合来看,休闲可以显著改善土壤理化性状,25%胡麻频率的轮作序列利于保持土壤团聚体稳定性,增加土壤TOC、SOC和POC含量,而50%Flax轮作序列(WPFF)能够提高土壤微生物量和微生物碳氮比。表明25%胡麻频率的轮作序列均可维持土壤有机碳的稳定性,是旱地胡麻比较理想的轮作序列。     

新疆博斯腾湖水环境问题研究

博斯腾湖是塔里木河流域4大源流--开都河的尾闾湖,孔雀河的源地.位于焉耆盆地东南,是我国最大的一个十分特殊,而又非常重要的内陆淡水湖泊.湖水清澈、水温适中(18.2～19.7 ℃),水生生物资源丰富.湖区西岸大片沼泽湿地是我国优质芦苇生产基地.博斯腾湖不仅对焉耆盆地和孔雀河流域环境具有调节作用,更为重要的是对当地的经济社会环境的可持续发展、对区域环境友好建设具有直接的影响.基于物质和能量的守恒理论,消耗品必须有出处,废弃物必须有去处.河流和气流在给博斯腾湖带来各种径流的同时,也带来了自然和人类活动产生的废弃物,导致湖泊生态功能受损.为适应变化着的湖泊环境,人类曾采取了一些限制自我行为的措施,收到了一定的成效.通过分析博斯腾湖水污染现状、机理,提出进一步适应和改善博斯腾湖水环境的措施.     

黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦产量的影响

通过2个生长季的田间试验,研究了黄淮海平原播前土壤水分对冬小麦生长发育、籽粒产量及水分利用的影响。结果表明,在播前不灌水条件下,越冬期或返青期灌水都可以获得较高的籽粒产量和水分利用效率,表明播前土壤贮存的水分可以满足冬小麦返青以前对水分的需求。在播前储水灌溉条件下,越冬期不需要灌溉,返青期是适宜的灌水时间;在拔节期或灌浆期灌水都会降低冬小麦的产量和水分利用效率。