民勤绿洲不同耕作方式农田表层土壤风蚀规律的风洞模拟研究

[目的]比较分析不同耕作方式下农田表层土壤防风蚀机理和效果,为区域社会经济和生态环境建设提供科学依据。[方法]利用室内风洞及相关配套设备对甘肃民勤绿洲区的免耕、少耕、秋翻和深松农田表层土壤进行风蚀测试,计算风蚀速率及输沙率,研究其风沙运动规律,分析各种耕作农田表层土壤防风蚀情况。[结果]耕作措施对土壤风蚀速率的影响与风速大小相关,风速较小时,不同耕作方式对风速的影响差异不显著,而当风速大于14 m/s后不同耕作农田表层土壤风蚀速率开始出现较明显差异;少耕、秋翻、深松等耕作方式对农田表层土壤风蚀速率和输沙率的影响差异不明显;免耕耕作方式下农田表层土壤风蚀速率和输沙率最低,风速越高,差距越大;风速、耕作以及两者交互作用对农田表层土壤风蚀速率和输沙率有极显著影响。[结论]免耕耕作能有效抵抗农田表层土壤的风蚀,大幅度减少输沙率,表现出极佳的抗风蚀效果。     

河北北戴河区农田生态系统服务功能价值测算研究

农田生态系统是支撑与维持地球生命支持系统的重要组成部分,既具有直接供给农产品功能,又具有调节、支持、文化服务等间接功能。研究选取河北省北戴河区农田生态系统为研究对象,以生态系统服务功能为切入点,运用生态经济学方法,综合测算研究区农田生态系统服务功能价值。研究表明,2014年研究区农田生态系统服务功能所产生的间接价值为直接价值的1.09倍,说明农田生态系统不仅具有高效的、直接的生产功能,而且具有极其重要的生态环境支撑功能。鉴于此在北戴河区农业结构调整过程中,要对其生态系统服务功能给予足够的重视。农田生态系统服务功能的各项指标价值量由大到小排序为农田生产供给价值休闲旅游价值固碳释氧价值废弃物处理价值涵养水源价值社会保障价值土壤形成与保护价值秸秆还田价值净化大气价值。因此,研究认为:北戴河区在加快现代农业园区建设过程中,要大力发展生态休闲农业,全力推进农作物秸秆综合利用,积极发展生态循环农业,合理调整农田利用方式,应注重提高调节、支持、文化服务功能价值,使农田生态系统服务功能价值达到最优化。通过对北戴河区农田生态系统服务功能价值测算,为北戴河区有效保护和永续利用农田生态系统提供决策基础和科学支撑。     

秸秆还田机鞭式刀具原理及运动特性分析

针对现有秸秆还田机刀具性能的不足,研制了鞭式刀具.同时,在阐述鞭式刀具的结构与工作特点的基础上,着重对该刀具破茬瞬时的加速性能进行了计算分析.计算和田间试验结果表明,该刀具作用于根茬时刀头速度大,采用该刀具的还田机既可切碎秸秆,又可以同时入土破茬,并实现了碎茬与土壤的均匀混拌.     

提高耕地质量建设高标准基本农田

依据黑龙江省耕地的现状，从加强“三库”建设、推行虚实并存的耕作技术、科学实施集中投入等3个方面提出了提高耕地质量、建设高标准农田的建议。     

挖土受损农田对冬小麦植株性状及生理参数的影响

研究了农田挖土1 m深后不同时段对冬小麦植株性状(地上部分生物量、子粒的各项指标、叶面积)以及生理特性的影响。结果表明:植株地上部生物量挖土后10年、6年与未挖土样地在抽穗后期大于抽穗前期,而挖土1年、3年后的样地则是抽穗前期大于抽穗后期;穗部性状(子粒干、鲜重、鲜样子粒体积)以及叶面积指数的变化趋势一致,且未挖土>挖土后10年>挖土后6年>挖土后3年>挖土后1年;灌浆后20天之内,灌浆速率的变化趋势为挖土后1年>挖土后3年>未挖土>挖土后10年>挖土后6年,之后则表现为未挖土>挖土后10年>挖土后6年>挖土后3年>挖土后1年。同时未挖土的光合速率大于挖土。研究结果显示,开挖农田严重影响了小麦植株的营养吸收量和干物质的累积量,限制了小麦同化物的合成能力,受损农田生产力的修复过程需要10年以上甚至更长的一段时间。     

农田土壤氮素径流损失的影响因素及其防治措施研究

根据当前国内外在农田土壤氮素运移转化机理方面已取得的研究成果,简要回顾了农田土壤氮素损失产生的环境污染危害,分析了影响土壤氮素径流损失的主要因素。在此基础上,提出了优化水肥管理、合理施用氮肥、发展生态农业、调整种植结构、推广缓控释肥料等防治举措。     

黄土丘陵区不同退耕模式对土壤物理性状影响研究—以甘肃定西市为例

甘肃定西全面实施退耕还林近10年来,取得了显著的成效。本文以退耕还林重点地区定西市安定区为例,通过采集、实地调查取样和实验室分析,对比研究了不同退耕植被类型地与对照地（农田和天然草地）的土壤物理性状的变化情况。包括土壤的含水量、容重、土壤孔隙度、土壤水稳性团聚体结构。研究结果表明：天然草地和柽柳的含水量最高,分别为13.44%和13.52%。农田和山杏的含水量最低为8.01%和8.2%。0～60cm不同土层中柠条的容重最小且变化不大,农田的上下变化最大。在20～60cm退耕还林地的孔隙度均高于天然草地和农田,天然草地和农田非毛管孔隙度小且上下变化大,不利于土壤入渗。刺槐、柠条、柽柳的水稳性团聚体的含量最多,分别是农田的3.4、2.8和2.4倍。退耕还林以后,林地的土壤物理性状得到明显的改善,与农田和天然草地相比,刺槐,柠条的改良效果最好。因此对退耕还林地区进行植被恢复过程中,要深入了解当地的土壤环境特征,做到因地制宜,适地适树。     

基于卷积注意力的无人机多光谱遥感影像地膜农田识别

监测地膜覆盖农田的分布对准确评估由其导致的区域气候和生态环境变化有着重要作用,基于DeepLabv3+网络,通过学习面向地膜语义分割的通道注意力和空间注意力特征,提出一种适用于判断农田是否覆膜的改进深度语义分割模型,实现对无人机多光谱遥感影像中地膜农田的有效分割。以内蒙古自治区河套灌区西部解放闸灌区中沙壕渠灌域2018—2019年4块实验田的无人机多光谱遥感影像为研究数据,与可见光遥感影像的识别结果进行对比,同时考虑不同年份地膜农田表观的变化,设计了2组实验方案,分别用于验证模型的泛化性能和增强模型的分类精度。结果表明,改进的DeepLabv3+语义分割模型对多光谱遥感影像的识别效果比可见光高7.1个百分点。同时考虑地膜农田表观变化的深度语义分割模型具有更高的分类精度,其平均像素精度超出未考虑地膜农田表观变化时7.7个百分点,表明训练数据的多样性有助于提高地膜农田的识别精度。其次,改进的DeepLabv3+语义分割模型能够自适应学习地膜注意力,在2组实验中,分类精度均优于原始的DeepLabv3+模型,表明注意力机制能够增加深度语义分割模型的自适应性,从而提升分类精度。本文提出的方法能够从复杂的场景中精准识别地膜农田。     

基于像元尺度耕地质量局部空间自相关的基本农田划定

划定永久基本农田保护区是我国农业可持续发展的战略要求,耕地质量是保护区位置选择的重要依据。以湖北省嘉鱼县为例,引入植被指数信息,完善耕地质量综合评价指标体系,通过网络层次分析法确定指标权重,结合局部空间自相关分析结果,分别对基于耕地质量与莫兰指数的基本农田逐像元补划结果进行了分析。研究结果表明,嘉鱼县耕地综合质量在空间上表现出较强的相关性,全域和耕地范围的局部自相关系数分别为0. 864 5和0. 991 6;基于耕地质量和莫兰指数的划定结果在空间上保持高度的一致性,两种方法均优先将空间上呈HH型聚集的99. 97%的像元划入了基本农田保护区;两种方法互为补充,可以为最终决策提供参考。     

易涝易渍农田地下水动态特征

地下水动态是评价易涝易渍农田生产稳定性的重要指标,基于湖北四湖流域大量调查观测资料对此进行了研究。结果表明,易涝易渍农田地下水位存在明显的年、季差异,呈现出一定的波动性,在不同季节以及不同水平年间波动幅度不大,绝对偏差一般只有1 0~2 0 cm左右,最大不超过4 0 cm,地下水位呈现出在高水位上波动的特点;从微地形地貌看,沿江地势较高的农田其地下水平均埋深和地下水位波动与地势低洼的滨湖农田明显不同,前者明显大于后者。在较大尺度上当降水很接近时,农田地下水埋深随微地貌分异并不显著;对于水网密织的南方平原湖区,农田地下水位变化与周边水体相联系并受其影响,在农田涝渍防治中必须处理好农田与周边水体的关系。