机采棉种植模式下不同棉花品种适应性研究

明确各品种在机采棉种植模式下形态、生理及产量因子变化,为长江流域棉花机械化生产中品种选择提供理论基础。通过2018—2019年大田试验,以‘中棉所63F2’(杂交棉品种)低密度(4.5万株/hm^(2))为对照,研究‘中棉所63F2’和‘中棉所425’(常规早熟棉品种)、‘中棉所50’(常规早熟棉品种)等3个棉花品种在高密度(9.0万株/hm^(2))机采棉种植模式下的品种生育进程、农艺性状、干物质积累及产量变化。结果表明,各品种在机采棉种植模式下,其叶面积指数、干物质积累量、成铃数及产量均高于对照;‘中棉所63F2’单铃重、籽棉产量高于2个常规早熟棉花品种,但未达显著水平。常规早熟棉品种‘中棉所425’、‘中棉所50’成熟较早、集中成铃,适宜长江流域一年两熟模式下连茬种植。

基于CBAM-U-HRNet模型和Sentinel-2数据的棉花种植地块提取

棉花是我国重要的经济作物和战略储备物资,及时、准确地获取棉花空间分布信息对于棉花产量预测、农业政策的制定与调整具有重要意义。针对高分辨率遥感影像获取难度大以及传统机器学习对特征信息利用不足的问题,本文以新疆南部地区图木舒克市为目标区域,提出一种以U-HRNet为基本框架,融合CBAM注意力机制的CBAM-U-HRNet棉花种植地块提取模型。选择U-Net、HRNet和U-HRNet作为对比模型,评估CBAM-U-HRNet模型在Sentinel-2(10 m)和GF-2(1 m)2种空间分辨率数据集上的表现以及在棉花地块提取的优势。结果表明,基于Sentinel-2遥感影像的CBAM-U-HRNet组合模型对棉花地块的提取精度最优,mIoU和mPA分别达到92.78%和95.32%。与Sentinel-2数据集相比,空间分辨率更高的GF-2数据在HRNet、U-Net和U-HRNet网络上取得了更高的精度。对于两种不同空间分辨率的数据集,基于CBAM-U-HRNet模型的棉花地块提取精度较为接近,表明CBAM-U-HRNet模型能够减少由于数据集空间分辨率不同导致的错分。与随机森林算法相比,CBAM-U-HRNet模型对棉花地块提取的准确率更高。研究结果可以为干旱地区棉花识别与种植地块快速提取提供技术支撑。

新疆阿拉尔植棉区土壤养分丰缺状况评价

为了解新疆阿拉尔植棉区的土壤养分状况,本研究采集阿拉尔市15个植棉团镇的150个土壤样品进行养分测试分析。同时,以全国第二次土壤普查养分分级标准和新疆土壤盐渍化程度分级标准为依据,对植棉土壤养分丰缺状况进行分析评价。结果表明:阿拉尔市植棉土壤有机质含量整体处于低水平,均值为11.6 g·kg^(-1);土壤全氮含量整体处于较缺乏水平,均值为0.95 g·kg^(-1);土壤全磷含量整体处于中等及以上水平,均值为0.97 g·kg^(-1);土壤全钾含量整体处于中等及以上水平,均值为19.0 g·kg^(-1);土壤碱解氮含量处于较缺乏水平,均值为71.8 mg·kg^(-1);土壤速效磷含量整体偏高,均值为42.7 mg·kg^(-1);土壤速效钾含量整体偏高,均值为183 mg·kg^(-1);土壤pH值整体呈碱性,均值为8.06,土壤全盐量均值为4.1 g·kg^(-1)。本研究结果为阿拉尔植棉区土壤培肥和科学施肥提供理论依据。

2011─2019年阿拉尔垦区棉纤维品质变化的关键气候驱动因子分析

根据南疆阿拉尔垦区2011─2019年棉纤维品质指标数据和同期逐日地面气象数据,应用统计学方法分析了南疆阿拉尔垦区棉纤维品质变化的关键气候驱动因子。结果表明:在2011─2019年期间,受气候影响的优质棉纤维马克隆比例和整齐度指数比例均呈增加趋势,受气候影响的优质棉纤维长度比例和断裂比强度比例均呈减少趋势;2011─2019年,棉花全生育期的最高气温呈显著减小趋势,减幅为0.0559℃/a,平均气温、最低气温、活动积温和降水量均呈不显著增加趋势,气温日较差、日照时数和相对湿度均呈不显著减少趋势;2011─2019年,棉纤维品质的变化与各生育历期的关系均不明显,优质棉纤维马克隆比例增加、纤维长度比例减小、断裂比强度比例减小、纤维整齐度指数比例增加的关键气候驱动因子分别为7月积温的增加、出苗─现蕾期日照时数的增加+8月平均气温的增加、8月气温日较差的减小+9月降水量的增加、播种─出苗期相对湿度的减小+7月降水量的减少。

2011-2019年阿拉尔垦区棉花减产的关键气候驱动

为研究气候“暖湿化”背景下阿拉尔垦区棉花产量变化的关键气候驱动,根据阿拉尔垦区2011—2019年逐年棉花产量、生育期和逐日地面气象数据,运用统计学方法分析阿拉尔垦区棉花产量变化的关键气候驱动。结果表明,2011—2019年阿拉尔垦区棉花气候产量总体呈减少趋势,减幅为3×10^(-10)kg·hm^(-2)·a^(-1),以2014年受气候影响最大,2018年受气候影响最小。2011—2019年阿拉尔垦区棉花全生育期最高气温呈显著降低趋势,平均气温、最低气温、积温和降水量呈不显著升高(增加)趋势,气温日较差、日照时数和相对湿度呈不显著减小(少)趋势。2011—2019年阿拉尔垦区棉花产量的降低主要以播种-出苗期相对湿度的减小、开花-吐絮期降水量的增加、6月最低气温的升高、7月相对湿度的减小和9月最高气温的降低影响为主,以6月平均气温和积温的增加、9月日照时数的减少影响为辅。

基于PIE平台的棉花种植面积动态监测研究

为实现高精度、快速、高效提取长时间序列的棉花种植面积及其分布,文章基于遥感大数据计算服务(PIE Engine Studio)平台,以Landsat8 C2 SR、Landsat5 C2 SR及Sentinel-2 MSI的遥感影像作为数据源,采用中值合成法计算NDVI与EVI指数构建特征数据,并载入随机森林算法对新疆石河子市研究区近10年的棉花种植面积进行动态监测与分析,并将部分结果与GEE平台计算结果和统计数据做了对比。结果表明:1)研究区基于PIE平台的棉花种植面积提取精度良好、分类结果较理想,总体精度优于GEE平台,其中Kappa系数和总体精度OA最高可达到0.963和97.1%,与统计数据相比,精度较高;2)研究区2012–2021年棉花种植面积总体稳定,并有上升的趋势;3)研究区近10年棉花种植区域空间变化明显,种植分布变化以石河子市的西部、南部以及北部地区为主。上述结果进一步验证了PIE国产云计算平台的实用性与优越性,可为石河子市的棉花生产提供辅助信息,助力棉花产业的发展。

典型棉区地膜应用及污染现状的研究

残膜污染已经成为影响棉区农田生态环境的重要因子,以黄河流域棉区(河北邯郸)和西北内陆棉区(新疆兵团)典型覆膜棉田为研究对象,通过农户问卷调查和典型样点采集的方式,对地膜的应用、回收及污染现状进行系统的研究。结果表明,由于气候条件和生产方式的不同,两个棉区地膜投入量差异很大,河北邯郸地区地膜投入量为33.0kg·hm-2,农田覆膜比例为46.4%,而新疆地区地膜投入量为61.4kg·hm-2,农田覆膜比例高达84.8%。两个棉区地膜回收率基本相当,但由于投入量不同,新疆地区棉田土壤残膜量远大于邯郸地区,河北邯郸地区棉田0～30cm土层残膜量平均为80.5kg·hm-2,而新疆地区则达到208.5kg·hm-2,是邯郸地区的2.59倍。残膜在土壤中主要分布在0～20cm的耕层中,从各层次残膜分布比重来看,新疆棉田土壤残膜污染程度更深。农户调查表明,绝大多数农民已经意识到地膜污染的危害性,特别是在新疆地区,但在回收处理以及再利用等方面还存在技术制约,影响了残膜的回收和污染治理。

新疆石河子垦区50年气候变化对棉花种植的影响

对石河子垦区1959—2008年50a的气象资料分析表明，气候倾向为有利于棉花生产的发展趋势。分阶段研究发现：1959—1980年期间平均气温、≥IO℃积温和ET0与棉花种植比例的关系不密切，1981—2008年期间关系密切；总体上气候变化影响棉花种植主要是通过气候生产潜力来实现。分析棉花受灾比例的变化规律，在1959。1980年间呈上升趋势，绝对数值较小；在1981～2008年间呈下降趋势，绝对数值偏大；气象灾害对棉花种植比例和单产的影响，在1981—2008年间均比1959—1980年间严重。此外，1981～2008年间发生重大气象灾害的时间间隔明显缩短，对今后棉花生产造成了很大的潜在威胁。

中国棉花生态区划

由于曾统称长江流域、黄河流域及南疆为“中熟”棉区 ,导致东部地区品种引种到南疆出现晚熟等不适应的问题。根据各地的≥ 1 0℃积温与无霜期 ,以适于长江流域种植的棉花品种定位为中熟类型作基础 ,将我国植棉区域划分为 :特早熟(辽河流域 )、早熟 (北疆 )、次早熟 (南疆 )、中早熟(黄河流域 )、中熟 (长江流域 )和晚熟 (华南 ) 6个生态区 ;其中的 4个生态区由于地域与无霜期的不同 ,又各划分为 2个生态地区 (亚区 )

利用多时相HJ卫星CCD遥感影像提取嘉祥县秋收作物

作物种植面积对调整农业结构、制定区域粮食安全政策有着十分重要的意义。本文以山东省嘉祥县为研究区,利用3景不同时相的HJ卫星CCD遥感数据,结合野外调查样本,通过分析研究区主要秋收作物(玉米、棉花和水稻)在不同生育期的光谱特征和归一化植被指数(NDVI)的特点,对分类影像进行系列阈值分割、掩膜处理,最后利用决策树算法成功提取了山东省嘉祥县的玉米、棉花和水稻的种植面积,总体精度分别达到93.31%、89.41%、95.82%。

棉盲蝽在江苏沿海棉区的发生演变及原因剖析

40多年来,棉盲蝽在江苏沿海棉区经历了加重发生、大发生、治理下降、稳定发生和恢复上升等5个阶段的演变;分析了导致多年来棉盲蝽发生演变的主要因素有耕作制度、作物布局、栽培方式、生态环境、防治水平和气候条件等。

中国农产品目标价格补贴政策效应分析——以大豆和棉花为例

按国内大豆和棉花2014年1-4月的平均价格、国际平均价格、2012年的总产量,设定目标价格补贴为420元和3 657元,利用可计算一般均衡GTAP模型,计算中国在目标价格政策实施初期取消对大豆和棉花的临时收储转而实行目标价格补贴的过程中,按照种植面积补贴和产量补贴分别对产量、价格和进口量的影响,结果表明:目标价格补贴政策能够刺激生产,使得产量增加、国内市场价格下降、进口减少;与按照面积补贴相比,按照产量补贴对增产的刺激作用更大。

基于高光谱和连续投影算法的棉花叶面积指数估测

为实现快速、无损、实时监测不同灌溉处理下棉花植株叶面积指数,借助高光谱遥感技术获取了棉花植株4个生育期的冠层反射率,同时获取每株棉花的叶面积指数,用一阶导数、二阶导数、标准正态变换,多元散射校正、小波分析等光谱预处理方法,经过连续投影算法提取特征波段,用偏最小二乘法建立4个生育期(总体)和各生育期的高光谱估算模型。对比6种预处理方法在4个生育期和各生育期建模精度表明,4个生育期(总体)、蕾期、花期、花铃期的小波分解尺度为4、2、8、2,模型分别为CWT-SPA-PLS、CWT-FD-SPA-PLS、CWT-SPA-PLS、CWT-FD-SPA-PLS时可取得较好的精度;经二阶导数处理后,铃期可取得较好的结果,R^(2)和RPD分别0.973、5.3295,优于其他预处理。试验结果表明,利用预处理方法尤其是小波分析方法得到的光谱信息可有效估测棉花4个生育期(总体)和各生育期的叶面积指数。

中国棉花产业发展现状与未来展望

近年来,由于种植成本上涨、种植收益下降,植棉意愿下降,中国棉花种植面积持续下滑。同时,国产棉花品质不高,难以满足棉纺织企业产品升级的需要。从棉花生产、棉花消费、棉花品质等方面深入分析了中国棉花产业发展现状,探讨了产业发展面临的困境。并对中国棉花产业予以了展望,棉花种植面积将进一步缩减,棉花生产将向集约化、规模化、机械化发展,棉价波动将趋于频繁,中高等级棉花的供给将逐步增加。最后提出了促进棉花产业发展的相关建议:一是培育优质棉花新品种,推广提质增效栽培技术;二是完善政策机制,实现市场有效调控。

滨海地区不同棉花品种植株与光合性状及产量对盐碱胁迫的响应

[目的]在滨海盐碱地通过不同盐碱程度下种植不同棉花品种植株生长发育、光合性状及产量构成评价,探讨挖掘品种耐盐性提高滨海盐碱地产量的可能途径以及栽培策略。[方法]在中度(3.0~4.0g·kg-1)和重度盐碱棉田(4.0~6.0g·kg-1),选用杂交棉、早熟棉和中熟棉各4个品种,调查出苗率,植株性状、光合生理性状以及产量及其构成因子。[结果]除产量形成期杂交棉和早熟棉产品器官数,3种特性品种出苗率、植株光合生理性状和产量中度均优于重度盐碱棉田。早熟棉较杂交棉植株性状生育早期高6.2%~19.7%,叶绿素含量和单叶光合速率高5.5%~18.2%,叶面积高43.1%~57.1%;产量形成期株高和果枝数低0.4%~5.1%,产品器官数低12.6%~30.4%,光合生理性状低2.6%~18.7%,中熟棉较早熟棉的植株性状和光合生理性状均明显较低。皮棉产量中度盐碱棉田中熟棉最高(>1 000kg·hm-2),重度盐碱棉田早熟棉最高(≈1 000kg·hm-2)。[结论]杂交棉应采取措施增加出苗率并加强前期管理;中熟棉应并运用水肥等措施促进其尽早开花成铃。

新疆棉花的发展现状与质量提升对策

探讨新疆棉花的发展机遇和提升质量的对策。以新疆棉花为研究对象,分析了新疆棉花的生产现状和存在的质量问题,讨论了新疆棉花质量面临的机遇和挑战,并提出了提升新疆棉花质量的相应对策。认为:针对当前新疆棉花产业发展,必须转变发展思路,从数量增长型转变为质量增长型;调整产业政策,完善推广目标价格与棉花质量挂钩;加强标准引导,将籽棉含杂纳入分等计价收购质量指标;实施创新驱动,研发新型适用轧花机,改进棉花采收加工工艺;立足棉花质量,建立标准化和规模化、自动化、智能化、一体化的质量管理监测系统。

新疆阿拉尔垦区棉花精量播种技术现状及应用

推广棉花精量播种技术不仅可以大大提高农业劳动生产效率、减少棉农的劳动强度、实现农业节本增效,而且对促进棉花品种、品质的提高,实现棉花增产增收、优质高效都具有十分重要的意义。为此,阐述了阿拉尔垦区的棉花精量播种技术现状及技术要点,分析了精量播种技术在棉花作业的综合应用效果,指出推广棉花精量播种技术需要注意的主要环节。

2010年阿拉尔地区酸枣实生苗冻害调查

对阿拉尔地区1a生酸枣实生苗进行实地调查,应用分级确定了2010年1a生酸枣实生苗受冻害情况。结果表明:没浇冬灌水的冻害指数为25.25,浇冬灌水的冻害指数为14.25。9～10月没施氮肥冻害指数只有12,9～10月施氮肥并浇冬灌水冻害指数为32.5。施农家肥的冻害指数为18.25。低洼沟坝地冻害指数高达34.25。表明9～10月不施氮肥、浇冬灌水酸枣实生苗受冻情况轻。

天山北坡经济带棉花精细化气候区划研究

探索气候变化对新疆天山北坡经济带棉花种植区划的影响,对新疆棉花产业的发展规划具有重要意义。利用1961—2010年天山北坡经济带棉区11个代表站的气象资料,采用气候倾向率、滑动t-检验、MannKendall法和IDW插值等方法,同时以≥10℃积温、7月平均气温和无霜期3个气候要素作为衡量棉花气候区划的指标,通过GIS技术研究各年代棉花种植区划的风险棉区、次宜棉区和宜棉区的变化。结果表明,近50年,新疆天山北坡经济带7月平均气温、无霜期和≥l0℃积温,分别以0.05℃?10a?1、2.9 d?10a?1和64.6℃?d?10a?1的速率升高、延长和增多。受气候变暖的影响,天山北坡经济带棉花区划总体呈现风险棉区向东缩小并南移、次宜棉区向东缩小和宜棉区南移并东西双向扩展的变化特征。21世纪前10年与20世纪60年代相比,风险棉区从石河子市站点附近以及呼图壁县以东广大地区缩小至乌鲁木齐市站点附近,面积缩小98.4%,减少至3.6×102 km2;次宜棉区从原来的呼图壁县以西的大部分县市缩小至乌鲁木齐市站点以南的地区,面积缩小88.0%,减少至8.6×103 km2;宜棉区面积则增加18.4倍,达9.2×104 km2,占天山北坡经济带棉花总分区的91.2%。随着气候变化天山北坡经济带适宜种植棉花的潜在区域不断扩大,21世纪之后宜棉区已成为天山北坡经济带棉区的主体,有利于当地棉花产业的合理布局,对促进天山北坡经济带棉花产业的稳步发展具有现实意义。

江西省棉花种植意向下滑的原因分析与建议

通过对江西棉区3个县的6个乡(镇、场)共60户跟踪调查数据的分析。结果表明:2016年江西棉区棉花意向种植面积比上年减少20.9%,粮棉比价低、农村劳动力结构变化、地理位置差异、土地流转和改种其他作物是造成植棉面积下滑的主要原因,因而提出稳定棉花收购价格、发展新型植棉技术,扶持棉花种植大户或棉花专业生产合作社等稳定江西棉区棉花生产的措施与建议。旨在稳定江西棉花生产,确保区域内原棉供给平衡。