沿淮稻麦轮作区有机肥部分替代化肥对水稻产量、养分利用率的影响

目的:在化肥减量增效、有机肥替代化肥的背景下,通过分析有机肥替代化肥对水稻产量及养分利用的影响,建立沿淮稻麦轮作区水稻有机肥替代化肥技术模式。方法:采用田间试验,研究空白对照(CK)、化肥(NPK)、纯有机肥(OF)、有机替代10%N(OF10)、有机替代20%N(OF20)和有机替代30%N(OF30)对沿淮稻麦轮作区水稻产量、养分吸收效率的影响。结果:适宜的有机肥替代化肥比例可通过提高千粒重和有效穗数增加水稻产量,其中OF30组的水稻千粒重、有效穗数和产量较CK提高了10.1%、47.0%、79.8%。OF10、OF20、OF30相较于NPK处理产量分别提高了5.2%、5.9%、16.6%。有机肥的配施可提高水稻植株的N、P、K含量,改良水稻生育期营养状况,OF30处理中水稻灌浆期至成熟期地上部植株N、P、K吸收量占水稻整个生育期地上部植株N、P、K积累总量的比例较NPK处理提高了7.0%、0.7%和1.1%。与NPK处理相比,OF30处理中化肥利用率以及肥料农学利用效率、偏生产力均呈上升趋势;其中水稻吸氮总量、吸磷总量、吸钾总量分别提高了24.7%、4.1%、6.0%,总氮利用率、总磷利用率、总钾利用率分别提高了49.0%、8.8%、15.7%。结论:从增加水稻产量、提高肥料利用效率角度考虑,沿淮稻麦轮作区水稻田间养分管理模式以有机替代30%N处理较为适宜。

草酸和酒石酸对稻田土壤中砷解吸行为的影响研究

低分子量有机酸(Low molecular weight organic acids,LMWOAs),如草酸(Oxalic Acid,OA)和酒石酸(Tartaric Acid,TA),是土壤水溶性有机质(DOM)的重要组成部分,对土壤(类)重金属的吸附和解吸行为具有明显的影响。以As污染超标土壤为研究对象,利用泡桐制备的生物炭(BC),通过批解吸试验研究了TA和OA对土壤中As解吸行为的影响,分析了BC对OA和TA影响土壤As解吸行为的作用,探讨了可能的作用机理。结果表明,OA和TA均能降低土壤pH,且其浓度越高pH值越小;OA对土壤pH的作用强于TA,在40 mmol·L^(-1)时pH分别降为1.89和2.62。BC的添加未改变土壤pH降低的趋势,但减小了pH降低的幅度,OA和TA在40 mmol·L^(-1)时使pH分别降为2.34和2.72,BC使土壤pH分别提升了0.45和0.10。OA和TA明显影响土壤As的解吸行为,As的解吸量随OA或TA浓度的增加而先降低后增加;OA对土壤As的解吸量明显高于TA。BC的添加未改变土壤As的解吸趋势,但使OA和TA对土壤As的解吸量分别增加了15%-98%和21%-509%。OA和TA可能是通过降低pH和羧基结合作用而影响土壤As的解吸行为,BC的添加可能提升DOM含量和土壤表面质子化反应而促进As的解吸。结合Langmuir和Freundlich模型分析,OA和TA对土壤As的解吸主要以其与As化学结合作用为主。该研究成果有助于加深对LMWOAs对土壤As解吸行为影响的认识,明晰了生物炭修复As污染土壤存在的风险,对土壤污染防控具有重要的参考价值。

脲甲醛与尿素配比对盆栽玉米养分吸收及氮肥利用效率的影响

目的:基于不同脲甲醛与尿素配比,建立玉米脲甲醛缓释肥施用技术,提高氮肥利用率。方法:通过盆栽试验,以CK、PK为对照,设置U(100%尿素)、UF20(80%尿素+20%脲甲醛)、UF40(60%尿素+40%脲甲醛)、UF60(40%尿素+60%脲甲醛)、UF80(20%尿素+80%脲甲醛)、UF(100%脲甲醛)等6个尿素与脲甲醛配施比例。结果:玉米脲甲醛缓释肥可显著提高玉米籽粒产量、养分吸收量和氮肥利用率。盆栽玉米产量以UF20处理最高,较U增产18.75 g/株;玉米养分吸收以UF20较高,氮吸收量为1.24 g/株,磷吸收量为0.31 g/株,钾吸收量为0.98 g/株,分别较U提高17.94%、1.69%、12.02%;氮肥利用率以UF20较高,肥料总氮利用率为38.49%,肥料总氮农学利用率为26.36 g/g,肥料总氮偏生产力为35.49 g/g,氮肥表观利用率为57.11%,氮素生理利用率为46.17 g/g,较U处理分别显著提高了18.02%、16.75 g/g、16.76 g/g、18.00%、21.61 g/g。结论:综合考虑玉米养分吸收和养分利用效率,80%尿素+20%脲甲醛(UF20)处理可显著提高玉米养分吸收量和肥料利用率,适宜在实际生产中应用。

摄影测量学课程思政教学改革

本文针对当前摄影测量学课程思政建设过程中存在的思政元素融入度不高、教学方式单薄、评价体系片面等问题,通过梳理整合多源信息,构建全过程融入式的摄影测量学思政课程教学内容库。依据思政教学内容灵活运用多种教学方式开展教学活动,并设置相应的考核评价机制强化思政教学成果运用。通过课改实施初步达成了专业课程与思政课程融合的教学目标,提升了思政课程的教学效果,教学评价良好,为未来构建专业技能与思想政治协同育人模式奠定了基础。

基于无人机多光谱影像植被指数与纹理特征的冬小麦地上部生物量估算

为了实现对冬小麦生物量的高效无损监测,于2020—2021年间设置田间试验,利用大疆精灵4多光谱版(P4M)无人机获取冬小麦6个关键生育期的多光谱影像,对冬小麦的地上部生物量(above-ground biomass,AGB)与多光谱影像的植被指数和纹理特征进行相关性分析,筛选特征变量,并分别采用线性回归、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)、随机森林(random forest,RF)3种方法构建基于不同特征组合的AGB估算模型。结果显示:植被指数与冬小麦AGB的相关性要高于纹理特征。将植被指数与纹理特征融合使用,在不同生育期不同算法下,均可有效地降低光谱特征的饱和现象,提升模型估算冬小麦生物量的精度。基于筛选的特征运用线性回归估算AGB时,孕穗期和成熟期的精度较好;而运用PLSR与RF估算生物量的最佳时期则是抽穗期。综上,植被指数耦合纹理特征可以有效地提高冬小麦生物量估算的效果,基于消费级无人机可在中小尺度上快速准确估算冬小麦生物量。

GF-6/WFV与GF-1/WFV传感器数据对比

目的:利用GF-6和GF-1卫星高时空分辨率、覆盖范围广等特点,组网协同研究二者宽幅(WFV)传感器之间的差异。方法:基于同期过境的2对GF-6/WFV与GF-1/WFV影像数据,采用样区均值法进行地表反射率层面的交互对比分析,探究G F-6/WFV与GF-1/WFV波段光谱数据之间的定量关系,并构建线性转换方程。结果:GF-6/WFV与GF-1/WFV的观测能力具有较高的一致性,对应波段间线性回归方程的决定系数(R 2)均高于0.942。GF-1/WFV1、GF-1/WFV2与GF-6/WFV数据间的均方根误差(RMSE)在蓝光波段较小,但在绿光、红光和近红外波段的差异逐渐增大;总体上,GF-6/WFV的信号强度比GF-1/WFV低9%~14%,其低于GF-1/WFV1约9.327%,低于GF-1/WFV2约13.573%。经线性转换后的GF-1/WFV数据与G F-6/WFV数据的差异明显降低,GF-1/WFV1数据对应波段的RMSE降低56.435%,相对偏差率(ME)降低8.351%;GF-1/WFV2数据RMSE的降低率达60%以上,ME降低11.119%。结论:G F-6/WFV与GF-1/WFV的转换方程具有较高的准确性,可有效提升2颗卫星组网观测的一致性,对监测地表变化、采集地面信息等具有重要意义。本研究可为GF-6与GF-1卫星数据的协同观测和组网应用提供科学参考。

养分优化管理提高我国柑橘产量和品质的整合分析

明确当前我国柑橘产区农户施肥和产量现状,研究不同施肥措施对柑橘生产的影响,可为通过养分优化管理提高我国柑橘产量和品质提供科学依据。本研究在中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中检索出柑橘施肥文献92篇,采用整合分析方法分析了农户常规施肥和专家优化施肥的氮(N)、磷(P或P_(2)O_(5))、钾(K或K_(2)O)肥用量与偏生产力,以及不同优化施肥措施对柑橘产量和品质的影响。结果表明:我国柑橘生产上常规施肥的N、P_(2)O_(5)和K_(2)O用量分别为507.3、262.2和369.3 kg·hm^(-2)。与常规施肥相比,优化施肥的N和P_(2)O_(5)分别降低了14.7%和8.3%,而K_(2)O增加了6.6%;氮(N)、磷(P_(2)O_(5))和钾(K_(2)O)肥偏生产力分别增加了7.8%、18.4%和14.7%;柑橘产量提高了11.9%,单果重增加了2.8%;果实维生素C、可溶性固形物和总糖含量分别增加了3.1%、5.9%和8.6%,可滴定酸和总酸含量分别降低了3.4%和3.6%,进而使固酸比和糖酸比分别提高了14.0%和9.5%。不同优化施肥方式中,NPK优化+中微肥方式增产提质的效果最好,且NPK优化中尤以减施≤25%效果最佳;NPK等量+有机肥的效果高于NPK等量+中微肥,但不同柑橘品种(宽皮柑橘、柚和橙类)对优化施肥的响应不同。优化施肥有助于柑橘产量、肥料利用率和果实品质的协同提升,我国柑橘种植区应因地制宜采取NPK肥减施、中微肥平衡施用和有机培肥土壤的综合养分优化管理措施。

基于无人机多光谱影像的冬小麦花前期氮素营养估测

目的:利用多光谱无人机建立长江中下游地区冬小麦花前期氮素营养低成本、易推广、高效率的估测模型。方法:利用DJI Phantom 4 Multispectral相机获取4个氮素水平下3个冬小麦品种的多光谱影像数据,探讨植被指数对4种冬小麦氮素营养参数估测的敏感性,采用线性回归、随机森林和主成分分析算法构建冬小麦花前关键生育时期的氮素营养参数监测模型,筛选各时期氮素营养参数的最优估测模型。结果:所选9种植被指数均与氮素营养参数呈极显著相关。在拔节期,线性模型对氮素营养参数的预测性能最佳,R^(2)为0.87~0.94,nRMSE为8.44~12.49,RPD为2.79~4.08;在孕穗期,3种模型的估测性能相当;在抽穗期,随机森林和主成分回归模型的估测精度更高。结论:线性回归模型在拔节期和孕穗期,随机森林和主成分回归模型在冠层结构复杂的抽穗期,可实现冬小麦氮素营养参数的精准监测,研究可为长江中下游冬小麦氮素营养诊断和施肥决策提供科学参考。

水稻减氮密植研究进展与“极限密植”技术

氮素营养和栽培密度调控着水稻群体构成,协调的氮素营养与栽培密度是优化群体结构,实现水稻“减氮增效”的关键,本文总结了近年来该领域的研究成果。许多研究发现,减氮密植可优化水稻群体构成,提高水稻群体生产力和氮肥利用效率,且减氮和密植栽培对水稻产量和氮肥利用效率具有协同效应。以‘南粳46’水稻品种为材料,我们进行了多年多地水稻“极限密植”栽培技术实践,发现在中上等肥力稻田,设置目标产量9000 kg/hm^(2)、氮肥施用量90 kg/hm^(2)、本田栽插秧苗数高达400×10^(4)株/hm^(2)的情况下,通过免施分蘖肥控制分蘖,使稻株平均分蘖数只有1.2个,协调了群体生长与主茎成穗,较常规栽培显著提高了穗数、结实率和千粒重,进而水稻产量提高了27.4%,由于减少了氮肥用量和施肥次数,提高了氮肥利用率和生产效益,其中氮肥农学效率增加了120%。根据我们的实践经验,氮素营养与栽培密度之间的互作关系还需从以下几方面进行研究:不同水稻品种株型、养分利用效率存在差异,对氮密互作的响应不同,研究不同水稻品种的氮密互作关系,探索适应水稻品种特性的减氮增密水平;研究减氮密植模式的水稻无人机飞播技术,利用无人机飞播的高密度高精准性确定播种密度,研究对应的氮肥施用量;开展不同地区、不同土壤和肥力状况下的最适氮密组合研究;研究氮密互作对水稻高产和资源高效利用的生理和分子调控机制,以及对水稻表型的影响,为水稻“减氮增效”提供理论依据和技术支持。

基于多光谱遥感的冬小麦拔节期氮营养评价

目的:为掌握冬小麦氮营养状况,实现冬小麦氮肥高效管理。方法:利用多光谱无人机获取华北平原地区冬小麦拔节期光谱遥感影像数据,通过无人机典型植被指数与冬小麦拔节期氮营养参数相关关系分析,建立氮营养指数估测模型,利用遥感空间填图实现氮营养的可视化分级评价。结果:多光谱无人机典型植被指数中归一化近红外指数(Normalized NIR Index,NNIR)和比值植被指数(Ratio Vegetation Index,RVI)分别与冬小麦地上部生物量、植株吸氮量拟合精度较高,决定系数分别为0.578和0.644;植株氮浓度与植被指数确实不具有良好的相关性(R^(2)=0.308),但是可以通过植株吸氮量和生物量监测模型间接得到植株氮浓度,为氮营养指数建模奠定基础;通过植株实际氮浓度与临界氮浓度,建立氮营养指数估测模型,模型验证中R^(2)=0.66,RMSE=0.26,RE=13.2%,实测值与预测值散点空间分布趋势斜率为0.73。结论:结合NNI分级依据,实现了研究区五级评价氮营养指数的遥感空间填图。