粮食安全背景下东北典型黑土区耕地压力动态变化及趋势分析

东北黑土区耕地肩负国家粮食安全的重任,目前其耕层变浅、质量下降等耕地压力问题逐渐显现。为了掌握区域尺度上黑土耕地压力分布及其动态变化,保护黑土资源,该研究选取21个典型黑土县区,采用修正的耕地压力指数模型、灰色-BP组合预测模型分析测算耕地压力指数及耕地压力变化趋势,并依此对现有黑土地保护政策提出细化建议。结果表明：1）耕地压力指数受到耕地质量（负向影响）、实际人均耕地面积（负向影响）、粮食安全保障范围（正向影响）、社会经济发展水平（负向影响）等综合影响,得出典型黑土区域耕地压力的时空变化特征。2）耕地压力可表征粮食安全压力,但粮食安全压力无法准确反映耕地压力状况。3）耕地压力变化趋势为整体向好,局部堪忧。2004-2019年21个研究单元中除拜泉县以外耕地压力均下降至安全范围,2020-2024年有15个县区处于无压力平稳区或压力下降区,其余县区处于不同程度的压力状态。最后,对于不同压力区域提出因地制宜的黑土地保护政策建议。研究结果可为缓解黑土耕地压力、实现国家粮食安全提供科学依据。     

金诺丰叶面肥对旱地冬小麦陕农981旗叶光合和灌浆特性及产量的影响

以冬小麦陕农981为材料,采用单因素随机区组设计,研究了不同时期喷施叶面肥金诺丰对陕农981灌浆期旗叶光合特性、籽粒灌浆特性和产量的影响.结果表明:金诺丰能够提高小麦灌浆期旗叶的光合速率和籽粒灌浆速率,分别较对照提高14.5%和10.7%;增加籽粒干物质的积累量,较对照增加2.6%;产量构成三要素都有不同程度提高,成穗数、穗粒数、千粒重分别平均提高8.0%、7.5%和2.6%.不同时期喷施对产量的影响大小依次是拔节期＞开花期＞灌浆期＞分蘖期＞返青期.     

陇东黄土高原春播紫花苜蓿生长规律及气候生产潜力评估

利用春播两年生紫花苜蓿生长状况和平行气候条件观测资料,分析陇东黄土高原地区紫花苜蓿的生长高度和速率的时间变化规律,千物重和鲜草重与活动积温的相关关系;根据牧草气候生产力的光合产量和温度及降水订正模型,计算紫花苜蓿的气候生产潜力.结果表明:春播当年的开花～枯黄,第二年的显蕾～开花期的生长高度增长量达最大,生长速率在萌芽～分枝、显蕾～开花期达最大;干物重和鲜草重与活动积温在分枝～显蕾期同时达到最大值;水分是陇东紫花苜蓿气候生产潜力的主要限制因子,目前在中北部的黄土丘陵沟壑区尚有较大的气候生产潜力有待利用.     

沙漠增温效应下绿洲棉花热量生产潜力分析

在新疆干旱区,由于暖季沙漠增温效应的影响,与沙漠相邻绿洲区的热量资源相对优越,为植棉提供了有利条件。但随着时空变化,绿洲棉花热量生产潜力也呈现出相应的分异规律。本文以新疆北疆玛河流域石河子平原绿洲区为例,将绿洲与沙漠联系起来考虑,分析了距沙漠不同距离梯度的绿洲区棉花热量生产潜力。结果表明:石河子平原绿洲区内,距离沙漠最近区与最远区之间棉花热量生产潜力相差389Kg/hm2,绿洲与沙漠的距离平均每增加10Km,热量生产潜力下降43Kg/hm2。暖季沙漠增温效应对绿洲棉花的热量生产潜力影响明显,沙漠对相邻绿洲区的农业生产有着正面影响,起到了除太阳外第二个热量源的作用。     

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。     

以水分适宜指数作为作物适水种植指标的初探

通过对抗旱指数(DRI)的分析和改进,首次提出了水分适宜指数(WAI),并以此为指标,在不同的水分条件下对18个不同的玉米品种进行抗旱性研究。结果表明:WAI可以更好的反映不同水分条件下的产量变化,并且倾向于选择高产型品种。可以作为作物适水种植的筛选方法。     

粮食安全与生态安全双约束下江苏省耕地休耕规模探讨

实施耕地休耕是巩固提升粮食产能和促进农业可持续发展的重要举措,亟需科学合理地确定我国可休耕耕地规模,为深入实施"藏粮于地"战略和扩大耕地休耕制度试点提供理论依据。该研究基于粮食安全与生态安全双重约束构建粮食主产区耕地休耕最大规模测算仿真模型,同时提出休耕规模弹性边界的确定方法并以江苏省为实证区域进行仿真预测。结果表明：当前江苏省在兼顾粮食主产区的粮食调配任务且考虑区域耕地资源可持续利用状况的基础上,仍能保有10.16%的耕地资源来支撑耕地休耕制度的实施;仿真期内区域耕地资源面积可能会由于城市快速扩张和耕地保护不力出现大幅减少,并对区域耕地休耕条件环境产生影响;同时耕地资源可持续利用状况和休耕规模适宜程度的恶化导致江苏省休耕规模弹性边界从2017年的9.93%缩减至2036年的4.81%,区域粮食安全稳定状态终将被打破。建议充分利用粮食主产区的耕地资源基础积极有序推广开展耕地休耕工作,深入部署"藏粮于地"战略以巩固提升粮食产能;建立休耕规模与生态安全挂钩的指标预警体系以实现对休耕实施方案的宏观动态调节;统筹休耕与其他耕地保护政策的正向联动,创造耕地保护政策体系内部的正向溢出效应。     

压力式谷物产量监测系统优化与试验验证

为了提高谷物收获作业过程中谷物产量在线监测的精度,研制了基于谷物流压力原理的车载谷物产量在线监测系统,该系统包括谷物流量监测装置、定位装置、割台高度控制开关、核心处理器以及人机交互装置。以谷物产量与谷物流压力间的谷物产量监测数学模型为指导,搭建了谷物产量监测试验台,采用Box-Behnken试验设计方法优化谷物流量监测装置结构参数,研究了传感器数量、传感器安装位置和监测装置水平倾角对谷物产量监测系统测产误差的影响,确定了最优参数组合为传感器数量5、传感器安装位置0.24 cm、监测装置水平倾角5°,并对最优参数组合进行了验证试验,结果表明,谷物产量监测系统测产误差为3.27%,满足谷物产量监测的精度要求。对谷物产量监测系统田间实际效果进行了试验验证,试验结果表明,田间测产误差为5.28%,生成的产量分布图为后续田间作业管理提供了决策依据。     

低温等离子体耦合Fe2O3催化剂去除粮食仓储环境中磷化氢

为了探究低温等离子体（Non-Thermal Plasma,NTP）耦合催化剂对粮仓中磷化氢（PH3）的去除效果,该文采用介质阻挡放电低温等离子体与催化剂耦合的反应装置,研究了NTP与Fe2O3催化剂耦合对PH3去除率的影响,并对耦合反应后的催化剂进行表征,分析产物及反应机理。结果表明,载体和催化剂与NTP耦合改变了NTP的放电状态,提高了PH3去除率;不同载体负载Fe2O3后,在输入功率超过53 W时,NTP与Fe2O3催化剂耦合对PH3去除率均高于无填充,Fe2O3/Al2O3与NTP耦合效果最好,去除效率达到了100%。耦合前后催化剂的表征结果表明,耦合反应之后,Fe2O3/Al2O3催化剂的比表面积降低了11.23%,Fe3+/(Fe2++Fe3+)含量提高了21.06%,Osur/(Olatt+Osur+Oads)含量减少了2.24%,Fe含量降低了4.69%,P含量增加了4.34倍。产物分析表明耦合后生成的主要产物为磷酸。研究结果表明NTP耦合Fe2O3/Al2O3催化剂具有很好的PH3去除效果,为粮食仓储行业去除磷化氢提供理论依据。     

耕地质量和产能评价指标体系研究 ——以广西宾阳县为例

为科学评价耕地资源,实现耕地的有效管理,提高土地利用效率,通过文献法对耕地质量和产能的评价指标进行梳理,利用地理探测器进行指标筛选,采用特尔斐法确定指标权重,应用加权求和法对指标系数进行修正,利用连乘积法计算耕地质量与产能指数,系统科学地构建耕地质量和产能评价体系。结果表明,宾阳县耕地质量整体情况良好,等别为优等和良等的耕地面积占99.95%,东北部耕地等别略低于西南部,其等别差异主要原因为土地利用方式不同和土壤健康状况的差异。耕地产能等别中旱地等别主要集中在11等,水田等别主要集中在7等,呈现中部高四周低的分布规律,中心城镇地势平坦、管理水平高是造成耕地产能等别差异的主要原因。研究表明,应用本研究构建的指标体系得到的宾阳县耕地质量评价结果能够很好地反映耕地实际质量状况,说明评价指标体系合理,适用性较强。