减氮对麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性的影响

探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性影响,为华北地区麦玉轮作农田氮肥管理提供技术支持,本研究以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg·hm^(-2),N2)、减氮20%(纯氮240 kg·hm^(-2),N1),提取土壤DNA,用nirS(细胞色素cd1-亚硝酸还原酶)、nirK(Cu-亚硝酸还原酶)引物扩增后采用MiSeq PE300测序技术,研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性状及nirS、nirK反硝化细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,3个处理nirS、nirK反硝化细菌α-多样性指数无显著差异,nirS反硝化细菌α-多样性高于nirK。减氮显著影响nirS、nirK反硝化细菌物种组成。减氮对nirS、nirK反硝化细菌门水平及nirK纲水平物种组成无显著影响,但显著降低了nirS反硝化细菌Deltaproteobacteria(δ-变形菌纲)相对丰度;减氮显著影响nirS、nirK属水平物种组成。硝态氮、速效磷、pH值是影响土壤nirS反硝化细菌属水平群落结构主要环境因子;pH值是影响土壤nirK反硝化细菌属水平群落结构的主要环境因子。研究表明,适量减氮不影响反硝化细菌α-多样性,但显著影响反硝化细菌属水平群落组成和群落结构,减氮主要是通过影响土壤性状及微生物群落结构进而影响农田土壤N2O排放。

减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机理

【目的】探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【方法】冬小麦季和夏玉米季均以不施氮为对照(CK),设置2个施氮量,分别为常规施氮量(纯氮300 kg/hm2,N2)、减氮20%(纯氮240 kg/hm2,N1),研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性质及N2O排放通量影响,基于逐步回归分析,研究减氮对麦玉轮作农田土壤N2O排放调控机制。【结果】(1)减氮有效降低了N2O排放通量,且夏玉米季N2O排放通量远高于冬小麦季,夏玉米季由施肥引起的N2O排放量较高。(2)冬小麦季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=181.952+1.450×硝态氮+8.401×铵态氮-0.514×电导率;硝态氮、铵态氮会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的正向影响,而电导率会对冬小麦季N2O排放通量产生显著的负向影响。(3)夏玉米季N2O排放通量与环境因子逐步回归公式为:N2O排放通量=-354.606+4.592×硝态氮+157.848×铵态氮;硝态氮、铵态氮会对夏玉米季N2O排放通量产生显著的正向影响。【结论】综上可知,适量减氮显著降低夏玉米季N2O累积排放量和增温潜势,应加强夏玉米季农田水肥管理。

再生水-清水灌溉下接种枯草芽孢杆菌和酿酒酵母对土壤细菌多样性和水稻产量的影响

为了节约淡水、减少土壤盐分积累,在水稻种植中采用再生水-淡水联合灌溉(从分蘖期开始采用再生水灌溉50 d,然后用淡水灌溉至收获)。再生水灌溉结束后,将枯草芽孢杆菌和酿酒酵母接种到土壤中,二者的用量分别为0 g和0 g(J0)、5 g和0 g(J1)、3.75 g和1.25 g(J2)、2.5 g和2.5 g(J3)、1.25 g和3.75 g(J4)以及0 g和5 g(J5),以全生育期再生水灌溉作为对照(CK),测定了植株高度、分蘖、土壤理化性质和土壤细菌多样性。结果表明,J1~J5处理显著提高了水稻的株高,并且水稻根、茎、穗干质量和千粒质量显著增加,而叶干质量下降。接种微生物显著提高了作物的养分吸收能力,如J1、J2和J4处理显著增加了土壤硝态氮、铵态氮、速效磷和速效钾的含量,而J3、J4和J5处理增加了土壤有机质。接种微生物显著降低了土壤EC,J4处理降幅最大,同时微生物处理提高了土壤pH值。基于KEGG的细菌功能预测表明,接种微生物对土壤代谢功能没有显著干扰,有机质和pH值是影响土壤细菌群落结构的2个主要因素。在该研究条件下的最佳接种比例为每盆3.75 g枯草芽孢杆菌和1.25 g酿酒酵母。

基于科学知识图谱的灌溉条件下土壤重金属研究

系统梳理了灌溉条件下土壤重金属研究的热点问题和特征以及探索了该领域发展趋势以期为后续的研究提供参考。利用COOC13.4和VOSviewer等科学知识图谱工具,以中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心合集数据库(WOS)为数据检索源,对灌溉条件下土壤重金属领域的相关文献进行可视化分析。①英文文献数量比中文明显要多并且二者都呈逐年增加的趋势。我国在该领域研究中占据主导地位(发文量占比最多,达20.15%)。②中文核心期刊主要有《农业环境科学学报》等,英文核心期刊主要有《Environmental Science and Pollution Research》等。③国内本领域研究有明显的团队,团队之间联系较为松散。国外各机构作者国家之间合作频繁。④中文文献中Cd污染、非常规水灌溉、污灌区土壤、源解析、土壤修复依然是大家关注的热点问题。国外开始向更微观层级研究,而中国更倾向于生态环境友好型、废弃物利用和综合种养模式发展。目前环境污染和水资源缺乏的形势依旧严峻,灌溉条件下土壤重金属的研究仍然是当今国内外的研究热点并且未来还会向微观层面、纳米层级等方向将生态友好、废弃物利用和综合种养模式相结合深入发展研究。

高职院校计算机应用技术专业综合性课程设计教改研究——“专创融合”视域下

针对高职院校计算机应用技术专业课程设计任务单一、设计过程模块化、专业课程之间融合度不够等问题,本文结合“专创融合”的培养要求,以高职院校计算机应用技术专业课程设计现状为背景,结合“双创”教学理念,从构建综合性课程设计,明确设计任务分工,完善课程设计评价体系,推动课程设计成果转化等方面进行教学改革研究,将“专创融合”模式应用于实际教学中,柔性地构建融多种专业课为一体的综合性课程设计,有助于形成可实践的“专创融合”计算机应用技术专业课程设计建设路径,以期为培养专业素养和创新创业素养兼备的综合型人才提供策略。

物联网在农业灌溉中的应用:从灌溉自动化到智慧灌溉

【目的】掌握物联网在农业灌溉中的应用概况,梳理未来农业灌溉的重要发展方向,进一步提高农业灌溉效率和水平。【方法】采用文献计量的方法,分别在中国知网(CNKI)和WebofScience(WOS)数据库进行主题词和关键词搜索,采用Endnote X9和VOSviewer对文献数据进行整理,分析了发文量、机构、研究热点等,剖析了该领域发展现状,并对未来趋势进行展望。【结果】近年来,物联网在农业灌溉中的应用这一领域在国内外均得到快速发展,2011―2020年CNKI年均增加27.7篇,2020年发文量为300篇,2011―2021年WOS年均增加24.3篇,2021年发文量为280篇。国内方面,河北农业大学、北京农业智能装备技术研究中心等是主要的研究机构,《节水灌溉》《农机化研究》等是主要发文期刊;2010年之前,国内研究主要集中在灌溉自动化方面,智能灌溉研究逐渐兴起;2011年至今,主要关注智能灌溉、水肥一体化、智能农机、智慧灌溉以及节水减肥和绿色发展等。国际方面,佛罗里达州立大学系统、佛罗里达大学等是该领域的主要研究机构,《Agricultural Water Management》《Sensors》等是该领域的主要发文期刊,印度、中国、美国是主要的论文产出国,分别发表了292、220、184篇;2010年之前国际上主要关注农业生产、水管理和水资源调控等,2011年之后,主要关注农业生产及其环境效应、水资源的调控、以物联网和计算机为核心的灌溉技术的应用、智慧灌溉等。【结论】物联网技术推动灌溉自动化迈向智慧灌溉,未来农业灌溉物联网领域的研究方向主要包括优化智慧灌溉系统软件和硬件布局、低成本的灌溉设备、大数据分析和安全、智慧灌溉标准建立和人才培养、高效的无线传输网络、“水-肥-药”智能实施等。

外源有机酸对土壤pH值、酶活性和Cd迁移转化的影响

为了筛选植物修复土壤Cd污染适宜的外源有机酸,采用盆栽试验,在温室内以油菜为试验材料,在模拟重度Cd污染的土壤(原土Cd含量为0.838 mg·kg^-1,人工喷洒CdCl2水溶液,制备成Cd含量为4.838 mg·kg^-1的试验土)中加入5种有机酸:乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸和酒石酸,设置6个浓度:1、2、3、4、5、6 mmol·kg^-1,以不加有机酸为对照(CK),测定了油菜收获时的土壤pH值、酶活性和油菜干物质量以及Cd累积量,并分析了土壤理化指标与土壤Cd形态之间的关系。结果表明:1、3、4、5、6 mmol·kg^-1乙酸处理,4、5、6 mmol·kg^-1柠檬酸处理,3 mmol·kg^-1苹果酸处理,3、6 mmol·kg^-1酒石酸处理可显著增大土壤pH值(P<0.05),草酸处理pH值与CK差异不显著;但施加有机酸对土壤酶活性的影响不明显。1、4、6 mmol·kg^-1乙酸处理显著提高了油菜地上部干物质量,1、6 mmol·kg^-1乙酸处理根干物质量较CK增加了1倍以上,差异显著(P<0.05),4、6 mmol·kg^-1苹果酸处理根干物质量较CK显著增加了77.13%和88.30%(P<0.05),其余处理与CK差异不显著。1 mmol·kg^-1乙酸处理地上部Cd累积量较CK增加了51.52%,2 mmol·kg^-1草酸处理根系Cd累积量较CK增加了1.58倍,1 mmol·kg^-1柠檬酸处理地上部+根系Cd吸收总量高于CK,差异均显著(P<0.05);增加苹果酸量有利于提高根系Cd吸收总量,1、2 mmol·kg^-1酒石酸处理也提高了根系Cd累积量,但与CK差异均不显著(P>0.05)。施加乙酸时,土壤pH值与铁锰氧化物结合态Cd和土壤总Cd显著负相关,施加柠檬酸时,土壤pH值与碳酸盐结合态Cd和试验结束时土壤中的总Cd量显著正相关,施加苹果酸时土壤pH值与可交换态Cd显著正相关,其余处理土壤pH值与Cd形态相关性不显著。在碱性土上种植油菜,施加5种有机酸均会增大收获时土壤的pH值,且不同有机酸施加量对土壤Cd形态的影响不同。5种有机酸中乙酸最有利于提高油菜干物质量和油菜Cd累积量。

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P<0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P<0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P<0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P<0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P<0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P<0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。

成熟期水盐胁迫对番茄产量和贮藏期品质的影响

采用盆栽试验,研究了成熟期水盐胁迫对番茄产量和贮藏期品质的影响。结果表明,水分胁迫(60%FC^70%FC,T1)提高了番茄产量,降低了灌水量,且贮藏第10d后可溶性固形物比第1d提高了20%;盐分胁迫(100mmol/L NaCl,T2)产量较CK(常规灌溉)和T1处理分别高出66.67%和25.53%,并有效提升了果实贮藏期品质;T1和T2处理番茄表皮厚度分别比CK大1.61μm和4.63μm,有利于贮藏果实。番茄种植时适当的水分胁迫和盐分胁迫是可行的,且盐分胁迫效果优于水分胁迫。

基于文献计量的黄河流域农田灌排研究现状

【目的】促进黄河流域农田灌溉和排水研究的发展。【方法】基于VOSviewer和COOC4.1,通过收集中国知网(CNKI)期刊数据库中的论文信息,定量分析了2000―2019年黄河流域农田灌溉和排水领域的发文量、发文期刊、作者、研究机构、基金项目、关键词等,并对黄河流域农田灌溉排水研究进行了展望。【结果】①2000―2019年,黄河流域农田灌溉方面年均发文量为146篇,而排水方面年均发文量仅为6篇左右;农业工程、作物、农业资源与环境是这2个领域的主要学科方向,《节水灌溉》、《灌溉排水学报》等是刊载黄河流域灌溉和排水方面研究论文的主要期刊,而高被引论文主要发表在《农业工程学报》、《灌溉排水学报》等期刊上。②2000—2019年农田灌溉方面发文最多的机构包括西北农林科技大学、内蒙古农业大学等;农田排水方面发文最多的机构为西安理工大学、武汉大学等;2个领域的研究主要由国家自然科学基金和国家科技支撑计划等资助。③2000―2019年,黄河流域农田灌溉研究热点包括节水灌溉、灌区管理与发展、引黄灌溉、膜下滴灌、非常规水灌溉等,河套灌区、位山灌区、汾河灌区等是重点研究区域;排水方面研究热点包括控制排水、暗管排水、排水管理、模型研究等,河套灌区、银南灌区、平原河网地区等是重点研究区域。【结论】黄河流域灌区生态环境污染问题、先进灌排技术的应用及其配套设施是主要研究方向;针对引黄灌溉需要加强渠道疏浚等,同时需要密切关注气候变化对灌区水资源分配的影响;从管理角度,应切实推行水价改革,完善水权交易,保障用水秩序。

旱涝交替胁迫下水稻茎节发育及其抗倒伏能力

采用盆栽试验，设置4个旱涝交替胁迫处理f旱．涝．旱连续胁迫，涝后水分自然落干，待达到水分控制下限后开始旱胁迫：分蘖期：涝为保持水深10cm，包括轻旱（T-LD）和重旱（T-HD）2个处理：拔节期：涝为保持水深15cm。包括轻旱（S-LD）和重旱（S．HD）2个处理]，并以常规灌溉（CK）为对照，研究了不同生育期（分蘖期和拔节期）旱涝交替胁迫条件下水稻茎节发育状况和茎秆抗倒伏能力，并分析了茎节、株高、倒伏指数、抗折力之间的相关关系。结果表明，旱涝交替胁迫后，拔节后期和黄熟期水稻第一、二、三茎节生长发育均受到抑制。拔节后期各处理株高显著低于CK，且第-茎节S内较CK降低了20．84％～39．07％；而黄熟期T．LD、T-HD处理株高却超过CK，且T-LD和T-HD处理第一茎节S外、S内均较CK显著降低，而S—HD处理第一茎节S自较CK显著降低了69．70％，S#较CK显著增加了34．78％。拔节后期和黄熟期水稻各茎节长度相互之间呈显著正相关（p〈0．01），且第二茎节长度与第三茎节相关系数最高。但各茎节长度与株高相关性较弱；另外，株高的增加不利于水稻抗倒伏。黄熟期水稻第一茎节s。与倒伏指数显著正相关，而与抗折力负相关，第四茎节S外与倒伏指数显著负相关，与抗折力显著正相关。第一、二茎节S外和S截的增加不利于水稻抗倒伏，第三、四茎节截面积的增加有利于水稻抗倒伏。

基于EIS技术的低功耗猪肉细胞阻抗谱测试系统研究

现代肉类细胞阻抗谱检测技术是肉类细胞活性检测中一项新兴技术。该文通过对猪肉细胞组织进行分析,设计并仿真猪肉细胞阻抗谱检测电极,并用光刻技术进行电极的制作。向电极输入不同频率的激励来测试细胞阻抗谱,通过阻抗谱和猪肉的贮藏时间分析关联性,从而构建一个快速猪肉细胞新鲜度检测系统。同时,为增加便携式猪肉细胞检测设备的实用性,基于EIS技术对便携式设备的电池电化学阻抗谱中提取获得有关电池内部反应的信息,分析所得到的阻抗与频率之间的关系,揭示电池的各种性能参数,从而进行电池优化。

旱涝交替胁迫条件下水稻叶绿素荧光特性

采用盆栽试验,设置4个旱涝交替胁迫处理(旱-轻涝-旱连续胁迫,其中分蘖期轻涝为保持水深10 cm,拔节期轻涝为保持水深15 cm):分蘖期轻旱(T-LD)、分蘖期重旱(T-HD)、拔节期轻旱(S-LD)和拔节期重旱(S-HD),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了旱涝交替胁迫条件下水稻分蘖期和拔节期荧光特性。结果表明,分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫均对叶绿素荧光参数产生显著影响。分蘖期第一次旱后,T-HD处理最大荧光值(Fm)比T-LD处理高16.29%(p<0.05),而T-LD处理Fm则比CK降低3.44%;旱涝急转后,旱胁迫处理初始荧光值(Fo)略微低于CK,T-LD处理Fm比CK高1.98%,而T-HD处理则比CK低4.73%;第二次旱后,T-LD、T-HD处理Fo均低于CK,但PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)比CK高。拔节期第一次旱后,S-LD和S-HD处理Fo高于CK,但Fm和Fv/Fm均比CK低;旱涝急转后,S-HD处理Fv/Fm最低;第二次旱后,S-LD和S-HD处理Fo分别比CK低4.40%和3.30%,而Fm则分别比CK高出17.02%和23.87%,且Fv/Fm显著高于CK(p<0.01),荧光反应得到增强。复水至拔节期,分蘖期处理叶绿素Fo呈现先降低后升高的趋势,而Fm则上下波动,随后逐渐超过CK,且Fv/Fm低于CK(除9月6日外),说明PSⅡ反应中心的活性受到持续抑制;而在灌浆期后,各处理荧光参数差异较小。

分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片性状的影响

采用盆栽试验,设置2个旱涝交替胁迫处理(旱-涝-旱连续胁迫,其中涝为保持水深10 cm;轻旱(T-LD)和重旱(T-HD)),并以常规灌溉(CK)为对照,研究了分蘖期旱涝交替胁迫对水稻叶片含水率、叶面积、叶倾角和不同叶位叶片形状的影响。结果表明,水稻分蘖期受旱后叶片含水率降低,且胁迫程度越大叶片含水率越低;分蘖期旱涝交替胁迫抑制水稻叶片的叶面积增加,在后期复水后叶面积仍处于较低水平(T-LD、T-HD处理仅为CK的42.43%、53.90%),但黄熟期T-HD处理叶片比叶质量比CK低1.01%。旱涝交替胁迫下水稻上层叶倾角表现出大于CK的趋势,在抽穗开花期,水稻剑叶和倒二叶生长迅速。

旱涝交替胁迫对粳稻分蘖期叶片解剖结构的影响

盆栽试验于2013年进行,在粳稻分蘖期分别设置涝-轻旱(LD)和涝-重旱(HD)2种处理(涝保持水深10 cm),以浅水勤灌(保持水深0~5 cm,CK)为对照,研究了旱涝交替胁迫对水稻叶片解剖结构的影响。结果表明,与CK相比,第1次旱5 d后(阶段Ⅰ),LD处理主脉截面积减小了31.13%,LD处理侧叶大维管束面积和周长分别降低了28.87%和15.79%,HD处理则分别降低了24.74%和13.16%(P<0.05);LD和HD处理侧叶小维管束面积和周长也显著减少。进入涝胁迫5 d后(阶段Ⅱ),但LD处理小维管束周长较HD处理显著降低了0.13×10~2μm;HD处理除大维管束外其余指标均超过了CK,说明涝后重旱胁迫处理叶片发育表现出了一定的补偿效应。涝结束5 d后(阶段Ⅲ),LD和HD处理主脉面积分别较CK显著减小了45.47%和53.79%,侧叶器官发育也落后于CK。第2次旱5 d后(阶段Ⅳ),LD和HD处理主脉大维管束面积分别较CK显著降低了18.45%和29.13%;HD处理侧叶大维管束面积和周长则显著低于CK和LD处理,HD处理侧叶面积较CK减少了34.49%,LD和HD处理泡面积在受旱时均低于CK,阶段Ⅲ,泡面积则分别显著减少了0.38×10~2和0.57×10~2μm^2。重旱处理对水稻叶片的迫害在第2次重旱后加重,而轻旱处理则减轻。研究结果可为制定水稻灌溉方案以及研究光合能力提供依据。

旱涝交替胁迫对水稻分蘖期根解剖结构的影响

通过盆栽试验,研究了水稻分蘖期旱-涝-旱交替胁迫对根解剖结构的影响。本试验主要通过不同程度的旱胁迫(重旱,A1和轻旱,A2)和重涝胁迫(保持15 cm水层,B)分3个阶段交替进行,分析各个阶段水稻根的中柱、通气组织、根外层细胞发育及根外层厚度与常规灌溉之间的差异,探讨旱-涝-旱交替胁迫对水稻抗涝性的影响。结果表明,第Ⅰ阶段干旱胁迫(A1和A2处理)能促使根形成发达的通气组织,且形成时间早于常规灌溉(C),A1和A2处理根外层厚度显著高于C处理。第Ⅰ阶段重旱胁迫对第Ⅱ阶段涝胁迫(重旱-重涝处理,A1B)根解剖结构产生明显的影响,A1B处理通气组织较早形成,其导管直径、总面积和中柱面积分别较常规灌溉(CC)增加了43.3%、52.8%、76.5%,而第Ⅱ阶段淹涝条件下(常规灌溉-重涝处理,CB)根仅形成了少量的通气组织。第Ⅲ阶段涝胁迫后再经历旱胁迫(重旱-重涝-重旱处理,A1BA1和轻旱-重涝-轻旱处理,A2BA2),根解剖结构表现与第Ⅰ阶段旱胁迫相似。可见,短期旱胁迫可促进根系通气组织的发育,而不会造成水稻耐涝能力的降低。该研究可为水稻蓄水控灌技术提供理论依据。

黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析

为了解黄河流域九省区农业水资源利用现状,明晰提高九省区农业水资源利用效率障碍因子。基于熵权Topsis模型,以黄河流域九省区为评价单元,从资源利用效率、经济效益、生态效益准则层中选取14个评价指标,构建九省区的农业水资源利用效率的综合评价指标体系,评价黄河流域九省区2004年、2009年、2014年、2019年的农业水资源利用效率,并对九省区的农业水资源利用效率进行障碍因子诊断。结果表明:(1)2004—2019年,青海、内蒙古、河南、山东的农业水资源利用效率较高,陕西、甘肃、山西的农业水资源利用效率相对较低。(2)2004—2019年,各省区的农业水资源利用效率整体提高,且九省区之间的农业水资源利用效率差异逐渐减小。(3)地均水资源占有量(A 6)、人均生态环境用水量(A 13)是山西、山东、河南、四川、陕西、甘肃、宁夏的主要障碍因子,人均生态环境用水量(A 13)、农业水资源利用效率系数(A 4)是青海的主要障碍因子,地均水资源占有量(A 6)、用水的农业生产总值(A 9)是内蒙古主要障碍因子。因此,九省区水资源禀赋及生态环境用水量是影响其农业水资源利用效率的主要因素。

河南省冬小麦各生育期水分亏缺的空间分布及降水量突变检验

为探明河南省冬小麦不同生育阶段缺水量情况,将其冬小麦生育阶段划分为生育前期(播种—三叶期)、分蘖—越冬期、返青—成熟期,根据河南省20个基准气象站点1951—2013年旬值气象资料,利用CROPWAT模型计算了冬小麦不同生育阶段有效降水量,用P-M公式计算了冬小麦需水量,进而得到了冬小麦缺水量;利用Arc GIS10.0绘制了有效降水量、需水量、缺水量空间分布图,并分析了其空间变异性;利用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法分析了冬小麦各生育阶段降水量时间序列变化趋势。结果表明,(1)不同生育阶段有效降水量整体呈由东南向西北递减趋势,部分地区略高于周边地区;不同生育阶段冬小麦需水量整体呈由西北向东南递减趋势,分蘖—越冬期降水量分布无明显规律;不同生育阶段缺水量整体呈由西北向东南递减趋势,部分地区略低于周边地区;(2)冬小麦全生育期、生育前期、分蘖—越冬期、返青—成熟期多年平均有效降水量分别为201.80、25.04、45.91、130.85 mm,多年平均需水量分别为432.52、39.23、104.22、289.07 mm,多年分别平均缺水量分别为230.72、14.19、58.31、158.22 mm;(3)Mann-Kendall检验结果表明,冬小麦全生育期降水量随时间整体呈降低趋势;而生育前期降水量则整体呈升高趋势;分蘖—越冬期降水量整体呈降低趋势;返青—成熟期降水量整体呈降低趋势,期间各生育阶段降水量亦随UF曲线变化而变化。故河南省冬小麦返青—成熟期缺水量较多,西北部安阳、新乡等地缺水量严重,南部驻马店、信阳等地水分充足;除生育前期外,各生育期降水量随时间整体呈下降趋势。

城市需水量预测方法比较

为了提高城市需水量预测的精度,基于北京市2000—2011年的实际用水量数据,对比分析了BP神经网络预测模型、灰色GM(1,1)模型、非线性趋势模型和灰色-神经-趋势组合预测模型及其基于马尔科夫修正的各单项模型需水量预测结果。结果表明:组合预测模型优于各单项模型,基于马尔科夫修正的各模型优于各未修正预测模型。基于马尔科夫修正的灰色-神经-趋势组合预测模型预测精度最高、效果最好。

水稻旱涝交替胁迫叠加效应研究进展

在暴雨较多的南方地区,采用节水灌溉后,水稻经常遭受干旱和淹水交替胁迫,现有研究多集中于旱或涝的单独胁迫,而对两种胁迫交替作用对水稻农艺和理化指标的研究较少。对旱、涝及其交替胁迫的研究进展进行了综述,认为交替胁迫的叠加效应,在不同的旱、涝胁迫组合条件下,既可能表现为联合效应,也可能表现为拮抗效应,可能削弱或加强水稻对后继旱涝胁迫的抵抗能力;若合理控制胁迫程度,可对水稻生长和产量产生有利影响。提出了有关旱涝交替胁迫叠加效应的产生机制、影响规律以及适宜水分控制指标阈值与灌排模式等方面需进一步深入研究的问题。