冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素(尤其土壤特性、气候)起主要作用。

不同施肥决策对冬小麦生长影响的高光谱监测及对比分析

为了明确不同变量施肥算法下的冬小麦冠层光谱特征,以及确定适宜我国气候条件的变量施肥算法,于2006年通过田间试验,分别测量了六种不同施肥决策下的冬小麦冠层光谱和产量,对这六种施肥算法进行了对比分析。结果表明,通过对施肥后冬小麦冠层光谱反射率、施肥前后反射率变化量以及不同时期的归一化植被指数的分析,得知不同施肥处理的冬小麦冠层光谱反射率存在差异,可以反映出冬小麦长势的强弱,其中基于光谱指数和作物生长模型相结合的算法(Z)进行施肥的冬小麦长势最佳。与均一施肥(W)和不施肥(CK)处理相比,变量施肥处理均显著提高小麦产量;除基于土壤养分变量施肥处理(T)外,产量变异系数明显降低,其中基于归一化SPAD值变量施肥处理(S)的变异系数最小。Z变量施肥算法综合效果最佳,S变量施肥算法在降低产量变异度方面效果最佳。拔节期施肥对开花期或灌浆初期小麦生长影响最大;并且这两时期的植被指数与产量的相关性也最好,尤其红边三角光谱指数(RTVI)最好(相关系数达到0.700),可见采用RTVI指数进行产量预测效果更优。

冬小麦氮平衡指数与籽粒蛋白质含量空间结构及关系

氮素的吸收对其最终籽粒蛋白质含量具有重要的影响。该研究以冬小麦为研究对象,运用地质统计学方法研究分析了冬小麦胁迫荧光参数氮平衡指数(nitrogen balance index,NBI)与籽粒蛋白质的空间结构并且建立了半方差函数。采用指示值等值线法分析了4个生育阶段的综合氮平衡指数(NBI)与籽粒蛋白质含量的关系。研究结果表明:氮平衡指数(NBI)与籽粒蛋白质含量数据符合正态分布;具有明显的区域化变量特征和较好的空间结构;冬小麦各生育期胁迫荧光参数氮平衡指数(NBI)与籽粒蛋白质含量的相关系数均表现较好,在灌浆中后期达到最大值(r=0.828);适宜氮平衡指数维持较长时间有利于较高籽粒蛋白质含量的形成,且综合氮平衡指数与籽粒蛋白质含量表现出相同的空间分布。该研究确定的冬小麦氮平衡指数(NBI)与籽粒蛋白质含量的空间结构和关系为作物大田氮肥管理、籽粒蛋白质预测等提供参考。

实时在线化学发光监测水体亚硝酸盐

构建了一个实时在线监测水体样品中低含量亚硝酸盐的化学发光分析系统。采用连续采样方式,在线将NO-2转换为HOONO并立即与Luminol反应,实现了对亚硝酸盐的全自动连续检测。方法的线性范围为1.0×10-8~1.0×10-5 mol/L,线性相关系数R2=0.9989,检出限为5.0×10-9 mol/L。与国家标准方法对比验证了新方法的可靠性。考察了自来水煮沸、持续煮沸、持续亚沸及多次煮沸等处理方式对亚硝酸盐含量的影响。实验表明,该分析系统可用于水加热处理过程和地表水中亚硝酸盐含量的监测。为健康饮水提供了参考依据。

基于叶片及冠层叶绿素参数的冬小麦籽粒蛋白质含量预测研究

小麦籽粒蛋白质含量是衡量小麦营养品质的重要指标,实现小麦品质快速的预测预报对于粮食收购部门和加工企业具有重要意义。研究基于作物叶绿素/氮素速测仪SPAD及Multiplex 3,获取冬小麦不同生育期叶片及冠层叶绿素参数,从小麦个体及群体参量两方面进行冬小麦收获期籽粒蛋白质含量及蛋白产量的预测研究。试验于2012年4—6月在国家精准农业研究示范基地开展,研究结果表明,冬小麦返青至灌浆初期,小麦冠层氮素密度与籽粒蛋白质含量的相关性优于叶片氮素含量与蛋白质含量的相关性,灌浆中期两者与籽粒蛋白质含量相关性差别不大;小麦叶片SPAD值与叶片氮素含量相关性总体优于其与冠层氮素密度的相关性,而叶绿素荧光参数SFR_G,SFR_R与冠层氮素密度的相关性优于其与叶片氮素含量的相关性;叶片SPAD与籽粒蛋白质含量的相关性在拔节期最弱,在灌浆中期最强,小麦冠层叶绿素荧光参数SFR_G,SFR_R与籽粒蛋白质含量相关性在返青至拔节期不显著,但孕穗期开始显著相关,在灌浆中期相关性最强且明显优于同期叶片SPAD与籽粒蛋白质含量的相关性;冬小麦籽粒蛋白产量与叶片SPAD值在小麦孕穗期至灌浆期显著相关,与SFR_G和SFR_R在小麦灌浆期显著相关;研究基于灌浆中期SPAD值及SFR_R值,构建了冬小麦籽粒蛋白质含量及籽粒蛋白产量的预测模型,其中,籽粒蛋白质含量预测模型复相关指数分别为0.426和0.497,模型标准误差分别为0.060%和0.055%,籽粒蛋白产量预测模型复相关指数分别为0.366和0.386,模型标准误差分别为125.367和123.454kg·ha-1。研究表明,利用叶片SPAD值及冠层叶绿素荧光信息,在小麦收获前进行品质的快速预测是可行的。

秦岭南坡北桑寄生生态危害状况评价

为了探明北桑寄生在秦岭南坡林区的分布式样及危害状况,对陕西省宝鸡市凤县林区进行全面踏查及典型样地调查。结果表明,北桑寄生在凤县林区主要寄主为锐齿栎,在锐齿栎林中呈中心辐射状分布,多寄生于成过熟林木上,树龄在40-50年的锐齿栎被侵染的数量最大。被侵染植株总数为样地内各树种总株数的29.03%,被侵染的锐齿栎为样地内锐齿栎总数的36.90%。受害锐齿栎一级分枝平均感染率为49.53%,被寄生枝干呈明显衰退趋势,分枝末端甚至死亡。受害严重寄主生长状况较差。单丛寄生植株最大直径达160 cm,多寄生于寄主冠部偏南。寄生植株平均最大直径与寄主年龄呈线性正相关。北桑寄生目前未对凤县林区造成严重危害,但对部分寄主个体的生存造成威胁。近年来随着＂天保工程＂的实施,秦岭南坡锐齿栎种群密度及其种子主要传播者种群数量逐渐增加,北桑寄生的种群数量有可能随之增加,由此带来对森林的潜在危害。

不同品种葡萄的抗氧化性研究

基于抗氧化物质能明显抑制鲁米诺-NaClO体系的化学发光强度,采用流动注射化学发光法,对3种不同品种葡萄的抗氧化活性进行了评价。在最优条件下,测定结果表明,户太八号的抗氧化性最强,无核白葡萄稍弱,红提的抗氧化性最弱。

秦岭凤县地区桑寄生科植物资源调查

桑寄生科植物在我国分布较为广泛,具有特殊的生活习性。为了摸清秦岭凤县地区桑寄生类植物的种类,对该地区进行了实地调查。结果表明,凤县地区分布的桑寄生科植物主要为北桑寄生(Loranthus tanakae)和桑寄生(Taxillus sutchuenensis)2种,北桑寄生的种群数量大于桑寄生。2种桑寄生科植物在该地区的主要寄主均为锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)。此外,对这2种寄生植物的生物学特征展开初步研究,并讨论了生活习性及生物学特征的差异对其种群数量的影响。

不同品种生熟莲藕抗氧化活性的研究

基于莲藕中抗氧化成分对化学发光有强烈抑制作用,采用鲁米诺-次氯酸钠流动注射化学发光体系测定不同生熟莲藕的抗氧化活性,建立了一种高效快速检测天然食品抗氧化活性的方法。实验结果表明,七孔莲藕抗氧化能力高于九孔莲藕,且煮熟后莲藕中的抗氧化物质含量高于生莲藕,建议多食用熟莲藕,即使生拌也最好在水中焯一下再食用。

县域尺度的农村空心化程度综合评估研究

针对我国农村空心化程度评估方法研究不足与区域空心村综合治理需要,本文以宁夏回族自治区为研究对象,采用农村空心化程度综合评价模型和探索性空间数据分析方法,基于Arc GIS10.3平台的空间自相关分析和热点分析模块综合评估宁夏回族自治区县域尺度的农村空心化程度总体和局部空间差异格局。在遵循综合区划地域相似性、主导因素一致性、不打破行政边界等原则的基础上,结合影响农村空心化程度的土地、人口、经济三个子系统的LISA反距离权重空间插值来计算各县级行政单元局域空间关联指数。最后,自下而上将宁夏回族自治区农村空心化程度划分为:宁夏北部经济发达型空心化低值区、宁夏中部土地粗放利用型空心化中值区、宁夏南部黄土高原经济滞后型空心化高值区。

海南高分卫星应用与发展

一、引言为促进国家高分辨率对地观测系统数据在海南的应用推广,发展海南高分数据应用产业,提高服务能力,加快应用推广,以空间信息技术助力信息产业发展,海南省依托中国科学院空天信息研究院海南研究院设立高分辨率对地观测系统海南数据与应用中心(简称海南高分数据与应用中心)。海南高分数据与应用中心成立以来,为海南省各行业提供高分辨率观测数据.

海南岛农业台风灾害风险评估与可持续发展对策

海南岛是中国台风频发地区之一,开展海南岛农业台风灾害风险评估研究,可为海南岛优化农业种植布局和加强农业防灾减灾提供技术支撑。该研究基于自然灾害系统理论和方法,结合海南岛气象、自然地理与社会经济等要素,综合考虑致灾因子危险性、孕灾环境暴露性、承灾体脆弱性,研究构建了海南岛农业台风灾害风险评估方法与指标体系,并基于2001-2020年历年海南岛台风发生数据进行了海南岛农业台风灾害风险评估,在此基础上提出了农业台风灾害防灾减灾与可持续发展对策。结果表明,海南岛农业台风灾害风险指数处于0.40~0.80之间,平均0.61,整体上呈现出北部及沿海地区的灾害风险高于中部山区的趋势;致灾因子危险性、孕灾环境暴露性在全岛北部和沿海地区指数较高,承灾体脆弱性在琼海、陵水和三亚等市县指数较高。同时提出了3种农业台风防灾减灾与可持续发展对策,包括调整农业种植布局、提升风险监测预警能力和加强农业政策保险投入等。海南岛各市县农业台风灾害风险的差异以及相应的对策,可支撑相关部门为不同灾害风险程度区域建立防灾方法提供指导依据。

林业科技期刊微信公众平台定位与运营推广策略

本文通过分析当前林业科技期刊微信公众平台使用状况,指出期刊编辑部应基于自身特点搭建平台,科学定位、选择适合的微信公众号种类,进行个性化的内容策划,并提供满足用户需求的功能服务。在此基础上,借鉴市场化的营销策略开展微信公众号的推广,扩大传播范围和影响力,以更好地为用户服务。

利用高分二号数据提取香蕉林信息及精度分析

针对海南农田地块细碎以及多云多雨气候条件下获取多时相的高质量卫星影像往往存在困难等问题,提出了一种利用单时相高分二号高分辨率卫星影像和随机森林算法的香蕉林信息提取方法。主要通过从高分辨率遥感影像中提取香蕉林的光谱和纹理等特征变量,然后利用综合不同光谱与纹理特征变量的随机森林分类算法进行香蕉林信息提取,并与以往的支持向量机分类算法进行了精度对比。结果表明,综合光谱和纹理信息的随机森林分类算法提取香蕉林空间分布结果最优,提取的香蕉林制图精度(PA)达到93.56%,用户精度(UA)达到87.43%;相比于支持向量机分类算法,PA和UA分别提高了11.99%和7.55%;相比只考虑光谱信息的随机森林分类算法,考虑纹理信息的随机森林分类算法提取的香蕉林PA提高了7.41%,UA提高了16.80%。研究结果可为人工园林的遥感信息提取提供技术参考。

作物病虫害遥感监测研究进展与展望

病虫害是农业生产过程中影响粮食产量和质量的重要生物灾害。目前,我国的作物病虫害监测方式以点状的地面调查为主,无法大面积、快速获取作物病虫害发生状况和空间分布信息,难以满足作物病虫害的大尺度科学监测和防控的需求。近年来,随着国内外卫星光谱、时间和空间分辨率的不断提升,利用遥感手段开展高效、无损的病虫害监测成为有效提升我国病虫害测报水平的重要手段。与此同时,多平台、多种方式的作物病虫害遥感监测也为病虫害的有效防治和管理提供了重要科技支撑。本文从作物病虫害光谱特征、遥感监测方法和遥感监测系统等方面阐述了作物病虫害遥感监测研究的进展,分析了当前面临的挑战,并对未来发展趋势进行了展望。

2016年和2020年海南岛10米空间分辨率耕地复种指数监测数据集

耕地复种指数是开展耕地地力评价、农业生态评价等的重要参数,遥感技术的发展使得高时空分辨率耕地复种指数监测成为可能。本文基于Sentinel-2数据,采用Savitzky-Golay滤波方法和二次差分法,开展了海南岛耕地复种指数提取方法研究,并结合2020年地面样本数据进行验证,在此基础上提取了2016年和2020年海南岛耕地复种指数数据集。该方法利用遥感数据提取得到的2020年海南岛耕地复种指数总体精度达91.9%,Kappa系数为0.9。本数据集可作为海南耕地复种时空变化分析的基础数据,也可为海南省开展农业生态资源监管,实施热带高效农业可持续发展战略提供数据和决策支撑。

基于面向对象分类的芒果林遥感提取方法研究

中国芒果种植面积居世界第二,并有持续增长的趋势。国内外利用遥感手段提取农作物的相关研究较多,但有关芒果林遥感提取的研究仍较少。本研究基于2016年12月的高分辨率卫星SPOT-6数据,结合植被覆盖度(FVC)和坡度(SLOPE)因子,利用面向对象分类方法对芒果林地信息进行提取,结果表明,利用FVC和SLOPE参与分割的面向对象分类方法,提取芒果林地的生产者精度达92.81%,用户精度达97.19%。该方法相比于最大似然法分类以及FVC和SLOPE未参与分割的面向对象分类,提取芒果林地的生产者精度分别提高了19.28%和3.62%;用户精度分别提高了8.62%和3.86%。本研究可为果园用地的遥感识别与信息提取有效的方法借鉴。

鲁米诺重氮化化学发光选择性测定水中的亚硝酸盐

基于重氮化鲁米诺与H2O2反应可产生增敏的化学发光信号，建立了一种新的对NO2-高选择性检测的化学发光方法。结合流动注射技术，方法测定N02一的线性范围为4．8×10-8-4．8×10-6mol／L，线性相关系数R2=0．9994，检出限为1．5×10-8mol／L，相对标准偏差RSD=3．6％（2．4×10-7mol／LNO2-，n=11）。对已知亚硝酸盐含量的样品进行测定，与国家标准方法测定结果无显著性差异。方法已用于自来水及同水源锅炉水中NO2-的测定。

基于Sentinel-2的海南耕地复种指数监测及时空变化分析

海南是发展热带特色高效农业的黄金宝地,开展高时空分辨率耕地复种指数遥感监测与时空变化分析对海南农业生产管理具有重要意义。基于Sentinel-2数据,利用最大值合成法和Savitzky-Golay滤波对NDVI时间序列曲线作平滑重构,结合二次差分法计算2016—2020年海南耕地复种指数,分析海南省耕地复种指数的时空演变特征。结果表明:通过2020年地面调查数据验证,海南耕地复种指数提取总体精度达91.94%,Kappa系数为0.88。海南省耕地复种指数从2016年1.53提升到2020年1.66,提高了0.13。从2016年到2020年单季种植面积占比增加了6.10%,两季种植面积占比减少了2.65%,三季种植面积占比增加了5.10%,休耕或抛荒耕地面积占比减少了5.60%。海南省各市县耕地复种指数在1.28—1.96区间内,其中海口市、三亚市、东方市、临高县等地区耕地复种指数上升,而琼海市、万宁市、琼中县等地区耕地复种指数下降。研究结果可为海南农业部门合理调整休耕、开垦方案等政策,实施热带高效农业可持续发展战略提供数据和决策支撑。