基于辐射改进Penman-Monteith模型估算粮食主产区参考作物蒸散量

为进一步提高Penman-Monteith模型估算参考作物蒸散量(Reference crop evapotranspiration,ET0)的精度,以中国粮食主产区为研究对象,将其划分为温带湿润半湿润地区(THSZ)、温带干旱半干旱地区(TASZ)、暖温带半湿润地区(WTSZ)和亚热带湿润地区(SHZ),基于32个气象站点1994-2020年长序列实测逐日气象数据,将猎豹算法(CO)、沙猫算法(SCSO)、野狗算法(DOA)优化的时间卷积神经网络模型(TCN)和3种基于日照时数、3种基于温度的经验模型估算的辐射(R_(s))值与PM模型进行融合,得到改进PM模型。以均方根误差(RMSE)、决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)和效率系数(E_(NS))为精度评价体系,找出了粮食主产区不同分区的ET0最优估算模型,结果表明:基于日照时数模型的计算精度要优于温度模型,其中CO-TCN模型在全区内均表现出了较高的精度,在不同分区的RMSE、MAE、R^(2)和E_(NS)中位数取值分别为0.099~0.171 mm/d、0.057~0.111mm/d、0.984~0.998、0.983~0.997,由此可将CO-TCN模型估算的辐射值与PM模型融合,作为标准值用于估算粮食主产区ET0。

粮食作物播种面积遥感监测研究进展

介绍了遥感监测粮食作物播种面积的理论和现实意义,回顾了国内外基于常规方法、线状框架采样、面积框架采样、光谱混合模型(spectralmixturemodel,SMA)等方法进行植被制图和进行粮食作物识别研究的现状和存在的问题,并对基于波谱库的农作物播种面积监测提出了建议。

近10年来甘肃省粮食生产现状及增产途径分析

明确甘肃省粮食生产能力及其进一步提高的途径,对未来保障区域粮食安全具有重要意义。通过调查近10年来甘肃省耕地面积、粮食播种面积、粮食总产量、粮食单产等数据资料,探讨耕地面积、粮食播种面积、粮食总产量和粮食单产之间的相互关系,以阐明甘肃省粮食生产的潜力及其主要影响因素。结果表明,甘肃省耕地面积和粮食播种面积在近10年间呈先下降后上升的趋势,二者呈显著线性相关(P<0.01);粮食总产量和单产波动上升,但粮食播种面积的变化对粮食总产量无显著影响,单产提高是引起粮食总产量增加的主要因素。分析认为提高单位面积的粮食生产能力是保障甘肃省粮食安全的主要出路,而提高旱地粮食单产则是实现甘肃省新增25亿kg粮食的主要突破口。

重庆市武隆县粮食播种面积变化特征及其主要驱动因子识别

基于武隆统计年鉴和DEM数据,分析了武隆县粮食播种面积变化与高程、坡度、收入、人口和距县城距离间的关系。研究发现,武隆县粮食播种面积变化受高程和收入影响显著,而受坡度、人口、距县城距离影响较小。今后在分析山区的粮播面积问题时,可以参考武隆县的研究方法,从微观角度进行分析。

紫花苜蓿及主要粮食作物各生育时段叶面积指数及光能利用率比较

通过种植试验,计算、分析了紫花苜蓿叶面积系数及光能利用率增长、变化规律,并与同年度粮食作物进行了比较,定量描述了紫花苜蓿在利用气候资源方面的优势。

黄土沟壑区主要粮食作物生产稳定性及成本效益分析

种粮收入是黄土沟壑区农民收入的重要来源之一,为揭示该区域主要粮食作物生产投入产出状况及其稳定性,选取黄土沟壑区长武县王东沟流域的30户农户为研究对象,对其种粮过程中小麦、玉米和大豆等主要粮食作物的投入与产出状况进行了为期10a的跟踪调查,并进行了成本效益分析。结果表明,大豆的生产稳定性最高,其土地产出率变异系数为14.2%;玉米次之,其土地产出率变异系数为17.2%;小麦的土地产出率年际变化较大,其生产稳定性最低。1999—2008年间,3种粮食作物的单位面积产值及生产成本均呈上升趋势。从而得出,在黄土沟壑区,种植玉米的经济利润最高,大豆次之,小麦最低。据此提出增加科技投入,加大政府对农业生产资料价格的监控力度及种粮补贴力度,以降低农民种粮成本增加种粮收入,促进粮食稳定生产,保证区域粮食安全。

我国耕地面积与粮播面积的时序变化研究

本文就建国以来我国耕地面积和粮播面积的时序变化进行了深入的分析。作者在１９４９年～１９９５年全国粮食生产数据库的支持下，从变化趋势和变化机制两个方面，对中国耕地面积和粮播面积的时序特征进行了定量研究；在此基础上，分别应用综合增长法和灰色等维递补法对耕地面积和粮播面积进行了动态预测，结果表明：到本世纪末（２０００年），我国耕地面积将是９４００万公顷、粮播面积可保持１０８００万公顷；并分析了达到上述预测结果的可能性和艰巨性。

引黄灌区模拟轮牧对春小麦、燕麦和黑麦饲草生产的影响

优质饲草生产是区域草地农业系统稳定的关键,引黄灌区存在季节性饲草亏缺。小麦、燕麦和黑麦等小谷物在引黄灌区有悠久的种植历史,具有生长快、耐刈割和再生能力强的特点,春季直到初夏可以放牧或刈割鲜草,也可调制干草冷季饲用,是潜在的饲草作物。在景泰引黄灌区模拟家畜轮牧小麦、燕麦和黑麦3种小谷物,比较其饲用价值,以期为利用现有作物资源发展动物生产、改革和完善农业系统提供科学依据。结果表明,在景泰引黄灌区模拟家畜轮牧春小麦、燕麦和黑麦3种小谷物,燕麦产草量分别比黑麦和春小麦高38.8%和9.9%,当用作籽实生产时春小麦和燕麦地上部分总生物量分别高于模拟放牧37.5%和35.0%,黑麦差异不显著。轮牧利用的3种小谷物粗蛋白产量显著高于籽实生产。春小麦和黑麦的粗脂肪含量在模拟轮牧下明显高于用于籽实生产,但轮牧下燕麦粗脂肪产量低于籽实生产。轮牧利用后小谷物的粗纤维含量分别下降42.9%,53.0%和21.9%。轮牧后小谷物可溶性碳水化合物含量逐渐增加,而籽实生产的春小麦和黑麦可溶性碳水化合物含量先增加后下降。轮牧下3种小谷物NDF、ADF和纤维素含量低于其用于籽实生产。定量评价,小谷物轮牧利用比籽实生产更具饲用价值,而燕麦的饲用价值高于其他两种作物。

中国西南和华南粮食作物播种面积时序变化特征及其影响因素分析

利用历史统计资料,以西南和华南5个省份/自治区[四川、云南、贵州、广东省和广西壮族自治区(简称“广西”)]为代表区,探讨了多种粮食作物播种面积的时序变化特征,并分析了其变化的影响因素。结果表明,广东、广西和四川粮食播种面积逐渐减少,相较上世纪50年代,近10年分别减少了62.0%、13.9%和36.1%,贵州和云南省粮食播种面积则扩大明显,近10年分别扩大了41.4%和49.2%。其次,广东冬小麦、玉米和马铃薯播种面积呈增加趋势;广西稻谷、早稻、冬小麦、谷子、高粱和大豆播种面积呈先增后减趋势,玉米和马铃薯播种面积波动增加;四川冬小麦播种面积也呈先增后减趋势,玉米、豆类和薯类播种面积较为稳定,贵州谷物、稻谷、玉米、早稻、双季晚稻和豆类播种面积保持稳定,冬小麦播种面积呈先增后减趋势,高粱、大豆、薯类和马铃薯播种面积则持续增加,云南谷物、稻谷、豆类播种面积变化不大,双季晚稻和冬小麦播种面积呈先增后减趋势,玉米、谷子、大豆、薯类和马铃薯播种面积总体呈波动增加趋势。除此之外,各省/自治区其他粮食作物品种播种面积则呈逐渐减少趋势。分析了各粮食作物播种面积变化影响因素的效应,发现大多数影响因素与播种面积变化都有显著相关性,但具体到省份/自治区、作物品种,不同的因素效应不同。总体而言,社会经济因素中人口数量指标,以及个别农业技术指标对西南和华南粮食作物播种面积变化有重要影响。

宁南山区草田轮作研究 Ⅱ.不同轮作制度下的农田水分平衡

通过对宁南山区不同轮作方式的耗水量和水分利用效率的研究评价,结果发现:在当前生产水平下,各种作物收获后0～2m土层内都还存有一定数量的有效水分;粮豆轮作较春小麦连作具有较强的调节土壤水分的能力,对水的利用效率较高,适应于本区降水不均的气候条件、苜蓿耗水量大,能造成土壤深层水分枯竭,但随种植年限加长,耕作层的水分可得到恢复。研究表明,只要安排合理,在半干旱的宁南山区发展以苜蓿为主的草粮轮作制是可行的。

我国粮食主产区耕地复种指数变化特征与潜力分析

为了解粮食主产区耕地复种指数变化特征与潜力,进一步挖掘粮食主产区的生产能力,稳定全国粮食安全大局,利用1979-2008年统计资料,对我国粮食主产区耕地面积、农作物总播种面积、粮食播种面积进行分析,并采用最大复种指数与热量、水资源之间的定量化关系模型,分析粮食主产区的复种指数理论潜力和可挖掘潜力。结果表明:1979-2008年期间我国粮食主产区耕地面积减少,农作物播种面积增加,粮食总产量与单产攀升,粮食总产量占全国比重升高,耕地复种指数东北区、黄淮海区上升,长江中下游地区下降。以2008年的耕地复种指数为参照,东北区、黄淮海区、长江中下游区理论可挖掘潜力分别为28%、48%、94%。

2003-2011年中国粮食增产的贡献因素分析

理清2003年以来中国粮食产量增加的主要贡献因子及其贡献率,对于及时调整农业政策,保持和提升粮食生产能力有重要的意义。该文利用2003-2011年中国粮食及其各构成品种(根据国家统计局,粮食作物包括稻谷、小麦、玉米、薯类、豆类和其他谷物)的产量和播种面积数据,采用贡献因素分解的研究方法,研究了2003年以来中国粮食增产的作物和地区贡献,以及面积、单产和种植结构调整对于粮食增产的贡献率,并对各增产主力省区和主要粮食作物的增产贡献因素进行了分析,划定了增产主导类型。结果显示:研究期粮食增产全部来自3大粮食作物,其中玉米贡献了一半以上的增产量;杂粮、豆类和薯类总产均出现下降,其播种面积则分别下降了25.7%、17.4%和8.2%。地区贡献以黑龙江和河南最为突出,累积贡献率超过1/3;累积贡献率超过90%的13个省区,除新疆外其余都是粮食主产省区。作为传统农区的四川,其粮食增产贡献率仅为1.6%,与山西、陕西和甘肃等非主产区基本相当;全国粮食增产的面积贡献率最大,达到46.3%,其次是单产贡献率(44.2%),结构调整的贡献率将近10%,其中一半以上来自豆类向稻谷和玉米的调整;稻谷、玉米和春小麦的增产为面积主导型,而冬小麦的增产为单产和面积共同作用型;除河南和安徽为单产主导型,吉林和河北为面积单产共同作用型,其他增产主力省区的增产类型均为面积主导型。综合来看,2003-2011年中国粮食增产是以面积增加主导的外延式增产方式。由于粮食消费结构和国际粮食贸易容量的限制,今后结构调整的潜力已经很小。因此,在稳定粮食播种面积的基础上,进一步提高粮食作物的单产水平是今后稳定和提高粮食生产能力的重要举措。研究结果可为今后农业政策的调整提供决策依据。

河南省粮食单产变化的小波分析

利用1951—2004年河南粮食单产资料和小波分析的方法探讨了气候产量的多时间尺度变化特征。得出：河南省粮食单产总体呈增加趋势，但气候单产的振荡加剧，气候单产的变化周期与河南历史旱涝的演变大体一致，存在2～4a和20a左右的周期变化特征，其中以2a的变化特征为主。

我国五大粮食主产区农业干旱态势综合研究

受气候变化影响,我国干旱灾害加剧,威胁国家粮食安全。对农业干旱态势进行综合评价分析,有助于清楚地掌握我国农业受旱程度的空间分布及区域差异。为评价我国五大粮食主产区农业干旱综合态势,本文提出了"作物干旱综合指数"概念及其计算方法。根据全国1982—2011年的日值气象数据及主要农作物分布数据,首先计算了不同作物水分敏感期的作物干燥度,进而采用面积加权综合法计算作物干旱综合指数,分别分析了各粮食主产区的作物受旱情况和综合农业干旱态势。结果表明:三江平原和松嫩平原农业干旱综合态势较为严峻,且三江平原的春小麦以及松嫩平原春小麦、玉米、水稻的受旱程度均不容忽视。黄淮海平原农业干旱态势为5区中最严重,特别是冬小麦旱情最重,一季稻及玉米以轻度和中度旱情为主。长江中游及江淮地区农业干旱综合态势以轻度干旱为主,冬小麦、早稻和晚稻种植区均呈现不同程度旱情,以中度及其以下为主,晚稻受旱较为明显。四川盆地农业综合旱情为5区中最轻,各作物中一季稻和玉米旱情较轻,而冬小麦种植区旱情相对比较严重。

牧草饲料作物在发展节粮型养殖业中的地位与作用

调整畜禽结构,发展饲料报酬高的草食畜禽和淡水鱼类,是解决饲料不足和我国粮食短缺的有效途径。而广辟饲料资源,种植牧草饲料作物代替部分精饲料,以草节粮是上述措施的基础和关键。牧草比粮食作物能更有效地利用自然资源,提供更多的有效养分。同时牧草还是天然的全价饲料,营养全面,饲料转化率高,可直接或添加饲喂各种畜禽鱼等。农区发展牧草饲料作物是切实可行的:一是非宜粮地的开发和利用,二是改部分饲料粮地种植牧草饲料作物。在农田发展牧草饲料作物,从国外农牧业发展的经验和长远的观点看,也是发展的必然趋势。苏南丘陵镇江驸马庄农牧结合,发展粮、饲、草生产。和江苏省几年来种草养鱼的成功经验、就是有力的证明。

阜新地区主要粮食作物产量与降水量关系分析

阜新是国家重要的商品粮生产基地,也是辽宁和全国粮食增产的重点地区之一。玉米和高粱是当地主要粮食作物,约占粮食作物总产量的80%。作为资源枯竭型城市,阜新近年来经济转型的一个重要方向是大力发展农业,但由于天然降水和粮食作物需水不匹配,制约着农业的快速发展。通过分析该地区的降水情况与粮食产量之间的关系,得出相适应的降水量与粮食高产区间的对应范围,为提高阜新粮食产量提供依据。结合水文气象方面的预测规划作物种植结构,以充分利用当地降雨,可为粮食作物稳产、高产服务。

三峡库区坡耕地粮经果复合垄作对土壤侵蚀与养分流失的影响

通过连续6年对粮经果复合垄作模式的研究结果表明:粮经果复合垄作模式使土壤含水量增加,具有显著的保水效益;粮经果复合垄作以聚土垄作与农林复合为基础,在减少用工投入的基础上增加系统产出、减少径流、控制土壤侵蚀与降低非点源污染方面起得非常重要的作用;粮经果复合垄作能有效改善坡耕地土壤结构,提高土壤养分的含量。垄作的物理阻挡作用对土壤径流的截持与减少泥沙的流失,有效的改善了土壤的养分含量。粮经果复合垄作模式比粮经果复合平作模式土壤孔度提高9.38%。粮经果复合垄作模式增加了<0.02 mm土壤颗粒含量。与纯粮顺坡平作相比,径流量、侵蚀量平均减幅分别为97.83%,47.49%。坡耕地粮经果复合垄作水保效益显著,经济效益高,广泛适于三峡库区坡耕地的利用模式。

关于深化粮食作物农业水价综合改革的思考

农业水价综合改革是党中央国务院部署的一项重大改革任务,经持续推进,取得了显著进展与成效,但也存在不平衡不充分、机制尚未完全建立等不足。文章在梳理总结农业水价综合改革进展成效及存在问题基础上,分析面临的新形势新要求,调研总结典型地区粮食作物灌区农业水价综合改革的做法,提出深化粮食作物灌区改革的相关启示与建议。

黄土高原半干旱区春小麦和春玉米产量动态与土壤干燥化效应模拟研究

为了寻求与黄土高原半干旱区降水状况相适应、有利于土壤水分可持续利用的大田作物及其合理的施肥水平,为当地粮食生产的可持续发展提供科学依据。在数据库组建的基础上,应用WinEPIC模型定量模拟研究了黄土高原半干旱区固原1960-2000年不同肥力水平下连作春玉米和春小麦产量变化和深层土壤水分效应。结果表明:(1)连作条件下春玉米和春小麦产量均随降水量呈现波动性降低趋势,产量波动性春玉米明显大于春小麦;(2)与连作春小麦相比,春玉米田0-7m土层土壤有效含水量较低,土壤干燥化速度较快;(3)随肥力水平的提高和作物连作年限的延长,农田土壤干层逐年加深和加厚,无肥、低肥、中肥、高肥处理下春玉米田土壤干层分别在连作第9年、第6年、第8年和第6年后分布于2-3,2-3,2-4,2-4m土层,春小麦田土壤干层分别在连作第11年、第8年、第6年和第8年后分布于2-3,2-3,2-3,2-4m土层,此后仅0-2m土层土壤湿度随降水量发生年际变化;(4)从产量稳定性、土壤干燥化程度和农田土壤水分可持续利用角度统筹考虑,固原旱地适宜于种植春小麦,适宜的施肥量范围为N60～90kg/hm2和P2O530～45kg/hm2。

山西省3种典型作物主产区土壤微量元素特征分析

【目的】探明研究区耕层土壤微量元素量现状及其影响因素。【方法】本试验分别在山西省小麦、玉米和谷子种植区,各选择作物种植面积最大的3个代表性县域,在每个县域选取100个采样点,分析其耕层土壤微量元素(Fe、Mn、Zn、Se)量,及其与pH、有机质、土壤类型和种植制度的关系。【结果】研究区耕层土壤Fe、Mn、Zn和Se分别为30.42 g/kg、626.55 mg/kg、78.06 mg/kg和0.283 mg/kg。各种植区土壤微量元素量总体表现为:小麦种植区>玉米种植区>谷子种植区,尽管3个种植区土壤微量元素整体处于中等(或适量)及以上水平,但同时也存在不同程度的微量元素缺乏,研究区整体Fe缺乏比例最大,谷子种植区整体微量元素缺乏比例最大。不同土壤类型中,石质土、潮土、粗骨土、褐土和红黏土的微量元素量,显著高于棕壤、黄绵土、栗褐土和风沙土(P<0.05),其中石质土微量元素量最高,棕壤和风沙土量最低。相关性分析结果表明,pH与4种微量元素均极显著负相关,有机质与4种微量元素均极显著正相关。种植制度、土壤类型、pH和有机质4种影响因素对土壤含Se量的综合解释率最高,为47.9%;含Mn量变化仅受土壤类型和有机质影响,其综合解释率为8.1%。【结论】尽管现阶段山西省主要粮食作物种植区耕层土壤Fe、Mn、Zn和Se的4种微量元素总体处于中等(适量)及以上水平,但仍然需要注重对Fe的补充,以及提升谷子种植区整体养分量。土壤含Se量受环境变化影响最大,而Mn在土壤中的较为稳定。