免耕和秸秆还田对我国土壤碳循环酶活性影响的荟萃分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

马立晓  李婧  邹智超  蔡岸冬  张爱平  李贵春  杜章留 《中国农业科学》2021,54(9):1913-1925

【目的】探讨免耕和秸秆还田措施对我国农田土壤碳循环酶活性的影响,为有机物质转化和土壤健康提升提供科学依据。【方法】通过文献搜集,获得了目标文献56篇,建立了翻耕清茬（CT,507组）、翻耕+秸秆还田（SR,305组）、免耕（NT,291组）和免耕+秸秆还田（NTS,122组）处理对土壤碳循环酶（转化酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和多酚氧化酶）活性影响的数据库。采用数据整合（Meta-analysis）和增强回归树（BRT）的分析方法,探讨不同管理措施下土壤碳循环酶活性的差异,并量化气候特征、土壤特性和种植制度等因子对其影响程度。【结果】与CT相比,SR（28.0%）、NT（13.7%）和NTS（23.2%）处理显著增加（P<0.05）了土壤碳循环酶活性;SR、NT和NTS处理显著促进了转化酶活性,增幅分别为25.3%、16.2%和22.5%;SR处理对纤维素酶活性的增幅为36.6%。对于低土壤有机碳（SOC<10 g·kg^-1）而言,SR、NT和NTS处理对转化酶活性增幅分别为26.7%、24.2%和37.9%。在碱性（pH>7.5）土壤中,SR和NTS处理下转化酶活性分别增加了22.3%和28.7%。对于不同黏粒含量的土壤而言,黏粒含量<20%的土壤中SR和NT处理下转化酶活性分别提高了21.5%和22.3%;黏粒含量为20%—30%的土壤中SR、NT和NTS处理下转化酶活性增幅分别为26.1%、16.1%和25.3%。干旱指数较大（2—3.5和>3.5）时,SR（29.1%和20.5%）、NT（13.4%和17.0%）和NTS（9.0%和36.9%）处理均显著提高了转化酶活性。对于轮作种植制度而言,SR和NTS处理促进了转化酶活性,增幅分别为24.0%和29.4%;而在连作种植制度下,SR处理下转化酶活性提高了29.4%。对于不同试验年限而言,NTS处理对转化酶活性的提高幅度表现为：长期（>10年;39.9%）>中期（5—10年;31.7%）>短期（<5年;17.6%）;短期和中期秸秆还田（SR）均显著增强了转化酶活性,增幅分别为22.0%和27.3%。免耕和秸秆还田对转化酶活性的交互作用在SOC含量低（<10 g·kg^-1）、pH呈碱性（>7.5）、黏粒含量低（<20%）、干旱指数高（>3.5）、轮作和持续年限长（>10年）的土壤中较小。BRT分析结果表明,黏粒含量和土壤pH是影响SR处理对转化酶活性提高的主要因素,而SOC含量和干旱指数是影响免耕措施（NT和NTS）提高转化酶活性的主要因素。【结论】在我国实施免耕和秸秆还田措施,尤其是在SOC和黏粒含量较低或干旱指数较高的地区,对于转化酶活性的提高具有重要意义。  相似文献   

基于高光谱和激光雷达遥感的水稻产量监测研究     

李朋磊  张骁  王文辉  郑恒彪  姚霞  朱艳  曹卫星  程涛 《中国农业科学》2021,54(14):2965-2976

【背景】快速、准确地估算水稻产量对于肥水精确管理及国家粮食政策的制定至关重要。高光谱与激光雷达遥感作为2种不同的主被动监测技术,为水稻长势信息获取提供了多样化手段。【目的】对比2种遥感监测手段在不同生态点的独立数据集中的验证精度,寻求可移植性强的产量估算模型,对水稻长势监测提供理论与技术支撑,及为精确农业提供科学指导具有重要意义。【方法】本研究通过实施3年（2016—2018年）包含不同地点、不同品种与不同氮素水平的水稻田间试验,在抽穗后各时期同步获取点云数据和光谱数据,结合线性回归与随机森林回归来估算产量,探究抽穗后点云数据与光谱数据估算水稻产量的差异;同时评估产量模型在不同数据集的时空可移植性,寻求可移植性强的产量估算模型。【结果】利用点云数据估算产量的精度（R² = 0.64—0.69）优于光谱数据的估算精度（R² = 0.20—0.58）;基于线性回归的产量估算模型,其验证精度明显优于基于随机森林回归的产量模型;产量模型在同一生态点的可移植性更强（不同生态点：RRMSE 16.69%—17.85%;同一生态点：RRMSE 11.37%—12.41%）。【结论】本研究为抽穗后水稻产量监测提供了新的方法和不同遥感手段的性能比较,为收获前作物产量的实时估算提供重要支撑。激光雷达技术凭借其全天候工作的特点,在长江中下游水稻产量实时监测中有着较好的应用前景。  相似文献   

中晚熟区主要高粱品种耐瘠性综合评价   总被引：1，自引：0，他引：1  

张彦  王劲松  董二伟  武爱莲  王媛  焦晓燕 《中国农业科学》2021,54(23):4954-4968

【目的】土壤肥力是影响作物生长发育和产量的重要因素。中国人均耕地资源缺乏,全国约有21.95%的耕地生产障碍问题突出,保障中国未来粮食安全不仅要兼顾现有耕地产能提升,同时要高度重视后备耕地资源合理开发利用,因此,在贫瘠的土地上种植耐瘠作物,避免与主要粮食作物生产竞争,对满足粮食需求至关重要。为利用边际土地发展高粱生产,2019年在山西省榆次区比较研究中晚熟区高粱品种耐瘠性差异,筛选耐瘠性强的高粱品种和高粱耐瘠性评价指标,为边际土壤高粱种植品种筛选提供依据。【方法】以23个高粱品种为试验材料,采用大田试验,设置高土壤肥力（对照处理）和低土壤肥力（瘠薄胁迫）2个处理,调查其对高粱产量性状、干物质积累、养分吸收等15个指标影响,计算各指标的耐瘠指数,采用基于主成分分析的隶属函数法与聚类分析评价参试高粱的耐瘠能力,筛选耐瘠品种;利用耐瘠指数和耐瘠综合评价值（D值）,通过回归分析与相关性分析确定高粱耐瘠性鉴定的适宜指标。【结果】瘠薄胁迫下,高粱产量、穗粒数、收获指数（HI）、干物质积累量、抽穗后干物质积累量、抽穗时叶面积指数（LAI）、穗长和穗宽有不同程度降低,降低幅度依次为抽穗后干物质积累量>产量>穗粒数>干物质积累量>LAI>穗宽>HI;籽粒氮、磷、钾累积量和植株氮、磷、钾累积量有不同程度下降,其中,氮累积量对瘠薄胁迫最为敏感。通过主成分分析将15个指标转化成5个综合指标（累计贡献率为89.28%）,计算各参试品种D值,聚类分析后,将23个高粱品种划分为4种类型,其中,耐瘠性强6个（0.633≤D≤0.755）、耐瘠性较强7个（0.467≤D≤0.592）、耐瘠性较弱7个（0.310≤D≤0.421）和耐瘠性弱3个（0.166≤D≤0.246）。不同高粱品种中,冀酿2号、辽杂19、晋杂18、晋杂22、金丰301和晋杂28的D值最高。利用逐步回归分析建立高粱耐瘠评价的最优回归方程,筛选出产量、干物质累积量、植株氮累积量、籽粒磷累积量、籽粒钾累积量和穗宽6个指标对高粱耐瘠能力有显著影响。相关性分析表明,干物质积累量、产量、植株氮累积量、植株磷累积量、籽粒氮累积量和籽粒磷累积量的耐瘠指数与D值的相关性较高,其相关系数分别达到0.845、0.836、0.766、0.778、0.761和0.757。【结论】在瘠薄胁迫条件下,不同高粱品种耐瘠性存在遗传差异,冀酿2号、辽杂19、晋杂18、晋杂22、金丰301和晋杂28为耐瘠性强的品种。产量、干物质累积量、植株氮累积量和籽粒磷累积量可用于高粱耐瘠能力的快速评价。  相似文献   

利用分位数组合预测兴安落叶松枝下高     

王君杰  姜立春 《北京林业大学学报》2021,43(3):9-17

【目的】本文使用分位数回归和分位数组合对枝下高进行建模和预测,为单木枝下高模型的构建提供新的思路和方法。【方法】利用大兴安岭新林区4个林场的兴安落叶松天然林实测数据,采用非线性回归构建枝下高基础和广义模型并分别扩展到分位数回归。使用三分位数组合(τ=0.1,0.5,0.9)、五分位数组合(τ=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)、九分位数组合(τ=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)和4种抽样设计(抽最大树、抽最小树、抽平均木、随机抽取)进行预测,比较不同分位数组合的预测效果并分析不同抽样设计对预测精度的影响。同时使用双重交叉检验对非线性回归、最优位数回归和最优分位数组合进行比较。模型拟合和检验的评价指标主要包括平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPE)和调整确定系数(R²_adj)。【结果】(1)无论是非线性回归还是分位数回归,广义模型的拟合MAE较基础模型可降低6%~12%,RMSE可降低6%~10%,检验效果也优于基础模型。枝下高与胸径呈负相关、与样地优势高和每公顷断面积呈正相关。(2)中位数回归在所有分位数中拟合能力最好,且效果与非线性回归相似。分位数回归可以描述枝下高的分布。(3)3种分位数组合都可以对枝下高模型进行预测且效果相差不大,三分位数组合就可以满足枝下高的预测精度。中位数回归的交叉检验结果与非线性回归相似,三分位数组合的预测能力最优,MAE和MPE较非线性回归和中位数回归分别下降了20%和4%左右,R²_adj提高了16%左右。(4)基础和广义分位数组合的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。【结论】本研究基于三分位数组合(τ=0.1,0.5,0.9)的枝下高模型可以提高预测精度,具体应用基础和广义分位数组合模型的最优抽样设计分别为抽平均木5株和抽大树7株。综合预测精度和调查成本的考虑,在实践中应用分位数组合时,推荐在样地中抽取5株平均木对枝下高进行预测。  相似文献   

单翼迷宫式滴灌带的关键参数与灌水均匀度的响应关系     

张慧  陶洪飞  如苏力·努尔  毕金录  阿卜杜赛麦提·托乎提  麦麦提艾则孜·艾力  阿卜来提·阿不杜热依木 《节水灌溉》2021,(4):98-103

为探究单翼迷宫式滴灌带坡度、进水压力和铺设长度对灌水均匀度的影响,以3种单翼迷宫式滴灌带为研究对象,以灌水均匀度作为评价指标,采用UL₉(3⁴)均匀正交设计试验,比较了3种不同流量的单翼迷宫滴灌带在进水压力、铺设长度和坡度作用下的灌水均匀度的变化规律。经直观分析、方差分析和多重比较进行综合评价,再由SPSS和PPR对试验数据进行数学建模。结果显示,3种单翼迷宫式滴灌带灌水均匀度的外界因素排序均为压力>坡度>长度,相比于SPSS、PPR所建立的模型具有更高的精度。研究成果不仅为灌水均匀度计算与预测提供了理论依据,还对各学科试验优化设计、高维数据建模分析提供了有效的解决方案。  相似文献   

化肥施用量对中国粮食产量的影响分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘芳  刘帅 《中国农机化学报》2021,42(8):92

化肥对粮食生产的影响是粮食经济研究的重要议题,文章基于1994—2018年中国粮食主产区玉米、小麦、水稻三种主粮作物化肥施用量和粮食产量的面板数据,构建分位数回归模型,分析化肥施用量对粮食产量的影响。研究表明,随着化肥施用量的持续增加,对粮食作物的单产水平具有显著的关联效应,且呈现明显的阶段性增长特征。1997年以前,化肥施用量和单位面积粮食产量浮动程度趋于水平。1998—2004年,化肥施用量呈现大幅度跳跃趋势,但其总体产量始终维持在5 000 kg/hm~2以上。2004—2015年,化肥施用量和粮食单产都呈现出逐步递增的发展趋势。2016年后,化肥施用量和粮食单产出现小幅度增长再到小幅度回落的趋势。此外,在0.1～0.9分位点上,随着分位点的升高,玉米的化肥施用量对其单产存在正向作用,但已呈现边际效用递减特征,反观小麦、水稻的化肥施用量对其单产的促进作用逐渐减弱。为此,在坚持化肥施用零增长的前提下,需注重科学施肥、结合有机肥混合施用以提高化肥利用率,便于在保障粮食安全与促进农业可持续发展之间达成平衡。  相似文献   

基于深度残差网络的麦穗回归计数方法   总被引：2，自引：0，他引：2  

刘航  刘涛  李世娟  李路华  吕纯阳  刘升平 《中国农业大学学报》2021,26(6):170-179

单位面积的穗数是估算小麦产量的重要指标,针对传统麦穗计数方法效率低、主观性高等问题,将基于深度残差网络的密度回归模型引入麦穗的计数领域,建立原始图片与密度图的对应关系,以密度图像素值总和确定图像中麦穗数量。对ResNet34网络进行改进,提出了ResNet-16模型,实现端对端的麦穗计数。针对ResNet34网络复杂度高的特点,ResNet-16增加了残差块的宽度,减少了ResNet34网络的深度;为了避免真值密度图的精度误差以及梯度下降过快,引入了矫正因子δ和膨胀因子K。结果表明:改进后的ResNet-16模型能够取得更好的预测精度,平均绝对误差为2.50,均方根误差为3.27,相关系数R~2为0.973,计数准确率达到94%,较MCNN计数模型精度提高了6%,可以实现高效、快速的麦穗计数。利用基于深度残差网络的回归计数模型为麦穗计数提供了一种新的计数方式。  相似文献   

Calorific values and ash contents of different parts of Masson pine trees in southern China   总被引：1，自引：0，他引：1  

Wei-sheng ZENG  Shou-zheng TANG  Qian-hui XIAO 《林业研究》2014,25(4):779-786

Calorific value of plants is an important parameter for evalu- ating and indexing material cycles and energy conversion in forest eco- systems. Based on mensuration data of 150 sample sets, we analyzed the calorific value （CV） and ash content （AC） of different parts of Masson pine （Pinus massoniana） trees in southern China using hypothesis testing and regression analysis. CV and AC of different tree parts were almost significantly different （P〈0.05）. In descending order, ash-free calorific value （AFCV） ranked as foliage 〉 branch 〉 stem bark 〉 root 〉 stem wood, and AC ranked as foliage 〉 stem bark 〉 root 〉 branch 〉 stem wood. CV and AC of stem wood from the top, middle and lower sections of trees differed significantly. CV increased from the top to the lower sections of the tnmk while AC decreased. Mean gross calorific value （GCV） and AFCV of aboveground parts were significantly higher than those of belowground parts （roots）. The mean GCV, AFCV and AC of a whole tree of Masson pine were 21.54 kJ/g, 21.74 kJ/g and 0.90%, re- spectively. CV and AC of different tree parts were, to some extent, cor- related with tree diameter, height and origin.  相似文献   

Spatial heterogeneity of factors influencing forest fires size in northern Mexico     

Gustavo Perez-Verdin  Marco Antonio Marquez-Linares  Maricela Salmeron-Macias 《林业研究》2014,25(2):291-300

In Mexico, forest fires are strongly influenced by environmental, topographic, and anthropogenic factors. A government-based database covering the period 2000-2011 was used to analyze the spatial heterogeneity of the factors influencing forest fire size in the state of Durango, Mexico. Ordinary least squares and geographically weighted regression models were fit to identify the main factors as well as their spatial influence on fire size. Results indicate that fire size is greatly affected by distance to roads, distance to towns, precipitation, temperature, and a population gravity index. The geographically weighted model was better than the ordinary least squares model. The improvement of the former is due to the influence of factors that were found to be non-stationary. These results suggest that geographic location determines the influence of a factor on fire size. While the models can be greatly improved with additional information, the study suggests the need to adopt fire management policies to more efficiently reduce the effect of anthropogenic factors. These policies may include more training for landowners who use fire for clearing, closure of roads, application of thinning, prescribed burning, and fire breaks in perimeters adjacent to roads.  相似文献   

烘丝工艺参数对烟丝加工质量的影响     

崔升  韦小玲 《广西农业科学》2014,(12):2248-2252

【目的】优化烟丝干燥的最佳工艺参数,为提高烘丝加工质量提供科学依据。【方法】采用均匀设计法,通过直观分析和多元回归分析考察切丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度、热风温度和排潮开度等因素对烟丝物理指标和感官质量的影响。【结果】切丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度、排潮开度和热风温度对烟丝填充值、整丝率、碎丝率等物理指标均有一定影响;除切丝含水率外,其他4个工艺参数对烟丝感官质量也有明显影响。通过多元回归分析得到烘丝加工的最佳工艺参数组合：在切丝含水率19.0%、HT蒸汽压力0.32 MPa、筒壁温度137℃、热风温度105℃、排潮开度自动调节的条件下,烟丝填充值、整丝率和感官质量得分较优化前分别提高0.18 cm^3/g、2.3%和1.3分,碎丝率下降0.7%。【结论】切丝含水率、HT蒸汽压力、筒壁温度、热风温度和排潮开度对烟丝物理指标和感官质量的影响各不相同,在烟丝实际烘干加工过程中,适当调整各工艺参数,可有效提高烟丝加工质量。  相似文献