热带区域冬玉米物候发育的模拟与模型检验

为探索热区环境下冬播玉米物候发育的温度效应,建立具有较好解释性的冬玉米物候发育模拟模型。基于云南陇川、瑞丽、芒市三试点分品种和播期的3年试验资料,比较不同模拟方法对冬玉米物候期的预测效果。结果显示以0℃、6℃、8℃、10℃为下限温度的积温模型,预测精度均不高,根均方差(RMSE)为7~11天。因此本研究在WOFOST模型基础上,以日最高温、日最低温2个驱动变量取代日均温,为不同物候期分别设置基点温度,基于物候期分段函数、建立了新的冬玉米物候发育模拟模型。模型采用独立试验数据进行检验,对两供试品种物候期预测的RMSE分别为4.42天和4.19天。模型体现了日温变化对发育速率的影响,体现了不同物候期温度效应的差异,具有较好的机理性,模型预测精度较高。     

华北冬小麦-夏玉米农田水分动态模拟研究

冬小麦-夏玉米连作是华北地区主要的粮食作物种植模式。根据华北季节性冻土区的特点,将全年划分为作物生长期与越冬期,分别建立了作物生长条件下农田水分运移模型、冻融条件下土壤水热运移模型。前一模型主要包括参照腾发量计算、腾发量分配、作物根系吸水、土壤表面蒸发、土壤水分特征参数和土壤水分运动等子模型;后一模型主要包括冻土水热耦舍迁移、地气水热交换等子模型。应用以上模型对冬小麦-夏玉米连作条件下的土壤水分过程进行模拟,根据北京永乐店试验资料对模型进行检验。模拟了不同降水水平年、不同灌溉处理下的农田灌溉制度及土壤水分过程,分析了降水、灌溉对农田蒸散、土壤水利用、深层渗漏等的影响。     

秸秆覆盖对冬小麦耗水特征及水分生产率的影响

2季冬小麦试验结果表明 ,秸秆覆盖具有减少土壤棵间无效蒸发的作用 ,冬小麦返青前 1 m土层贮水量在砂壤土条件下秸秆覆盖处理比无覆盖处理增加 2 %～ 2 5 .8% ,粘壤土条件下增加 2 %～ 1 4.5 %。返青前秸秆覆盖处理比无覆盖处理的日耗水量普遍小 ,返青后情况则相反。秸秆覆盖能够促进作物生长 ,与无覆盖相比 ,提高水分生产效率 4.6%～ 2 5 .2 %。     

寒带无人值守机房冬季节能及补热方式

黑龙江冬季寒冷且时间长，各无人值守机房在冬季将消耗大量电能来取暖。由于无线移动基站很多，采取节能方式将降低运行成本。为此，介绍了一种节能和补偿热量方式，其实际应用效果显著。     

冬小麦节水高效优化灌溉制度模型应用研究

根据霍泉灌区田间试验资料,考虑水分亏缺的后效性,以冠层叶面积指数修正后的作物-水模型作为目标函数,建立二雏动态规划模型,计算冬小麦节水高效优化灌溉制度。结果显示,该模型充分反映了灌水时间、灌水定额和灌溉水量产生的冬小麦的产量效应,所建模型和参数确定较合理,在实践中更有实用性。     

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.     

污水灌溉对冬小麦产量及其品质的影响

通过测桶试验,研究了污水、稀释污水、再生水和清水灌溉条件下,冬小麦籽粒中淀粉、蛋白质、氮、磷、钾含量的变化,以及不同水质灌溉对小麦籽粒产量和籽粒中重金属残留的影响.结果表明:当灌水定额相同时,4种不同水质处理,小麦籽粒中粗蛋白质的含量为污水＞稀释污水＞再生水＞清水,且污水中粗蛋白质的含量要明显高于其他水质处理;低灌水定额时,污水、稀释污水和再生水处理与对照相比分别增产12.71%,9.57%和1.14%;高灌水定额时,污水、稀释污水和再生水处理与对照相比分别增产12.22%、5.05%和2.12%.污水、稀释污水和再生水与清水相比,小麦籽粒中的重金属含量无显著差异,其单项污染指数和综合污染指教远小于1.未形成污染.     

越冬期地面灌溉技术研究

基于越冬期大田土壤入渗和灌水试验,采用试验研究和模拟分析相结合的方法,分析讨论了冬灌水流运动特点,揭示了表征灌溉效果的各项指标随地中温度的变化特性,提出了提高越冬期灌溉灌水效果的5项技术:短畦灌溉技术、长畦灌溉技术、小流量灌溉技术、秋耕灌溉技术和最冷月免灌技术。研究结果对我国北方缺水地区冬季合理灌溉具有重要指导意义。     

空间自相关性对冬小麦种植面积空间抽样效率的影响

空间抽样是实现区域农作物面积高效估算的重要手段,农作物分布受自然条件等因素影响普遍存在空间自相关性,但以往针对空间相关性对农作物面积抽样效率的影响研究明显不足。该研究选取安徽省凤台县为研究区,通过2017年4月4景GF-1全色多光谱影像(Panchromatic and Multispectral, PMS)与Google Earth高空间分辨率影像相结合提取研究区冬小麦。设计10种抽样单元尺度、3种抽样外推方法、2种相对允许误差和5种样本布局方式,构建多种冬小麦面积空间抽样方案。利用全局莫兰指数(global Moran’s index)评价不种尺度下抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度,分析空间自相关性对冬小麦面积抽样效率(抽样误差、样本容量和空间布局)的影响。研究结果表明,抽样单元内冬小麦面积比的空间自相关强度随单元尺度的增大而减小,全局莫兰指数相应地由0.75降至0.50。无论在何种尺度下抽样单元内冬小麦面积比都呈显著的空间正相关性;抽样外推冬小麦面积总体的误差随空间自相关强度的减小呈先减小后明显增大的趋势。在10种抽样单元尺度中,当抽样单元尺度为2000m且抽样比为5%时,无论采用何种抽样方法外推总体的误差均为最小(简单随机抽样、系统和分层抽样外推总体的相对误差分别为17.94%、9.48%和1.82%);当相对允许误差设计为5%时,简单随机抽样外推总体所需样本容量随空间自相关强度的降低从660降至56。而分层抽样的样本容量不受空间自相关性的影响;5种样本布局方式中,采用分层随机抽样方式外推冬小麦面积总体的平均相对误差、平均变异系数和均方根误差最小,分别为1.82%、3.19%和0.11×108 m2。该研究可为有空间自相关存在下的农作物面积空间抽样方案合理设计提供参考依据。     

NDVI时序相似性对冬小麦种植面积总量控制的制图精度影响

遥感技术获取的区域作物面积与作物面积统计数据间常常存在不一致的问题,这在一定程度上影响了作物分布遥感制图信息的应用。为获得与作物面积统计数据一致的高精度作物分布遥感制图信息,该研究以河北省衡水市武邑县为研究区,以时序Sentinel-2遥感影像生成的归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)为研究数据,将冬小麦面积目视解译数据作为遥感提取的区域冬小麦面积总量参考,提出基于复合型混合演化算法(Shuffled Complex Evolution-University of Arizona, SCE-UA)和区域作物种植面积总量控制的NDVI时序相似性阈值优化冬小麦分布制图方法,并进行精度验证。在此基础上,进一步开展不同生育阶段NDVI时序相似性及其相似性组合的冬小麦分布提取精度对比研究。结果表明,利用全生育期NDVI时序相似性获得的冬小麦分布制图结果总量精度达99.99%以上,总体精度达98.08%,Kappa系数为0.96,可以保证遥感提取的区域冬小麦面积与冬小麦种植面积总量控制参考间的高度一致性且能获得较高的作物遥感识别精度。从不同生育阶段NDVI时序相似性及其相似性组合的冬小麦分布提取结果可知,利用出苗期-分蘖期、返青期-拔节期的NDVI时序可获得高精度冬小麦分布提取结果,而利用抽穗期-成熟期的NDVI时序数据提取冬小麦结果则精度较低,且综合不同生育阶段NDVI时序数据有利于冬小麦制图精度的提高。该研究可为高精度冬小麦分布提取和制图技术及其方案优化提供一定参考依据,也可为遥感数据和作物面积统计数据融合的大范围农作物分布遥感制图及统计数据空间化提供一定技术方法参考和思路借鉴。