基于哨兵SAR数据和多光谱数据的水稻识别研究

水稻分布范围与面积监测可为水稻产量估算、农业水资源消耗和评价等提供科学决策依据。目前,对华北单季稻稻作区水稻识别的研究尚少,寻找一种适用该区域的水稻识别方法具有一定的研究价值。以天津为研究范围,以Sentinel-1和Sentinel-2为数据源,基于水稻后向散射系数时序变化特征和水稻不同生长期光谱特征,分别对研究区水稻进行了提取,并对两者的提取精度进行了比较。得出以下结论：(1)利用Sentinel-1移栽期、拔节期、抽穗期影像组合可识别水稻,水稻生产者精度和用户精度均在90%以上;(2)在水稻移栽期和成熟期,Sentinel-2近红外、短波红外和可见光红光等波段组合易识别水稻,水稻生产者精度和用户精度均在96%以上,成熟期B12+B8+B4波段组合效果最优;(3)基于水稻成熟期的Sentinel-2 B12+B8+B4波段组合,采用支持向量机法提取水稻是一种适用于华北单季稻的识别方法。运用该方法计算出研究区2016、2018和2021水稻种植面积分别为399.04、586.67和764.55 km²,5 a增加365.51 km²,符合天...     

3种纳米材料对水稻幼苗生理及根际细菌群落结构的影响

随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g^-1)的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO₂)、纳米二氧化钛(nTiO₂)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响。研究结果显示,3种纳米材料处理后,水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加(P<0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g^-1nTiO₂和0.50 mg·g^-1 nZnO处理时显著降低;2.00 mg·g^-1nSiO₂处理及1.00 mg·g^-1和2.00 mg·g^-1nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO₂处理则对其没有显著...     

中国水稻食物系统碳足迹结构组成和地区差异

水稻是中国及全球食物系统的重要组成部分,以食物系统视角研究其生命周期碳足迹对实现水稻食物系统低碳转型和绿色发展具有重要意义。该研究基于中国2018年22个水稻主产省份的统计数据,结合生命周期评估(LCA)法和国际水稻研究所(IRRI)开发的CF-Rice水稻碳足迹计算工具,计算并分析了中国水稻食物系统“从摇篮到销售”的碳足迹及其结构组成、地区差异和水稻类型差异。结果表明：1)以单位产量碳足迹进行比较(以CO₂ eq计),晚籼稻(2.31 kg·kg^-1)>中籼稻(1.32 kg·kg^-1)>粳稻(1.13 kg·kg^-1)>早籼稻(1.08 kg·kg^-1);以单位面积碳足迹进行比较(以CO₂ eq计),晚籼稻(9.15×10³kg·hm^-2)>中籼稻(6.34×10³ kg·hm^-2)>粳稻(5.56×10³ kg·...     

Ce(Ⅲ)对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗光化学反应的影响

用水培法研究Ce(Ⅲ)对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗光化学反应的影响.结果表明, 20 mg·L^-1 CeCl₃使大豆幼苗净光合速率(Pn)、Hill反应、Mg²⁺-ATPase活性与光合磷酸化活力4项指标较对照提高23.2%～14.3%; 有效抑制UV-B辐射(T₁=0.15 W·m^-2和T₂=0.45 W·m^-2)胁迫下4项指标下降, 4项指标降幅［Ce(Ⅲ)+T₁为36.6%～15.9%,Ce(Ⅲ)+T₂为65.6%～33.2%］小于对应的UV-B辐射组(T₁为50.9%～23.3%,T₂为77.3%～51.4%). 动态变化显示, Ce(Ⅲ)减缓了胁迫期4项指标的下降趋势,促进了恢复期4项指标上升幅度. 说明Ce(Ⅲ)通过减轻UV-B辐射对大豆幼苗光化学反应的伤害, 遏制UV-B辐射胁迫下大豆幼苗Pn下降.     

污泥中重金属的形态及在小麦幼苗中的富集

采用BCR连续提取法研究了污泥中Cd、Pb和Zn的化学形态分布,并通过室内土培实验研究了其在小麦幼苗中的富集效应。研究结果表明,Pb和Cd在污泥中主要以残渣态存在,相对比较稳定;Zn则主要以可交换态和可还原态存在,具有较强的潜在生物有效性。污泥中3种金属的潜在生物有效性由强到弱的顺序为:Zn>Cd>Pb。比较污泥中的Zn、Pb、Cd在小麦根和叶中的富集系数(EC),可发现3种金属在根中的富集系数均大于其在叶中的富集系数,说明小麦根部对这3种金属的富集能力大于其茎叶部分。3种金属在小麦中富集能力的强弱顺序在茎叶中为Zn>Cd>Pb,此结果与金属形态分析的结果相吻合。     

钒对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

通过室内培养的方法,研究了不同浓度钒处理对金优63、T优259两个不同品种水稻种子萌发、幼苗生长及部分生理生化指标的影响。结果表明:低浓度的钒处理能在一定程度上促进两种水稻种子的萌发及幼苗的生长,但随着钒污染浓度的增高,逐渐受到抑制,且根长受影响的程度大于芽长。从生长和生理生化各指标变化情况来看,不同浓度钒处理下,两种水稻幼苗根系脱氢酶活性与叶绿素含量均呈先升后降的变化趋势。T优259对钒污染的抗性大于金优63。     

江苏某市水稻籽粒重金属富集特征及健康风险评价

为评估食用重金属污染土壤所产水稻对人体健康产生的风险,选取江苏省某市16个乡镇393组水稻籽粒-根际土为研究对象,考察As、Cd、Cr、Hg、Pb的质量浓度和富集特征;利用单因子污染指数法分析水稻籽粒的重金属污染特征,并用健康风险指数(HQ)评估重金属对人体健康的潜在风险.结果表明:Cd的富集系数远高于其他重金属,说明...     

Topsoil organic carbon mineralization and CO2 evolution of three paddy soils from South China and the temperature dependence

Carbon mineralization and its response to climatic warming have been receiving global attention for the last decade. Although the virtual influence of temperature effect is still in great debate, little is known on the mineralization of organic carbon （SOC） of paddy soils of China under warming. SOC mineralization of three major types of China＇s paddy soils is studied through laboratory incubation for 114 d under soil moisture regime of 70% water holding capacity at 20℃ and 25℃ respectively. The carbon that mineralized as CO2 evolved was measured every day in the first 32 d and every two days in the following days. Carbon mineralized during the 114 d incubation ranged from 3.51 to 9.22 mg CO2-C/gC at 20℃ and from 4.24 to 11.35 mg CO2-C/gC at 25℃ respectively; and a mineralizable C pool in the range of 0.24 to 0.59 gC/kg, varying with different soils. The whole course of C mineralization in the 114 d incubation could be divided into three stages of varying rates, representing the three subpools of the total mineralizable C： very actively mineralized C at 1-23 d, actively tnineralized C at 24--74 d and a slowly mineralized pool with low and more or less stabilized C mineralization rate at 75-114 d. The calculated Q10 values ranged from 1.0 to 2.4, varying with the soil types and N status. Neither the total SOC pool nor the labile C pool could account for the total mineralization potential of the soils studied, despite a well correlation of labile C with the shortly and actively mineralized C, which were shown in sensitive response to soil warming. However, the portion of microbial C pool and the soil C/N ratio controlled the C mineralization and the temperature dependence. Therefore, C sequestration may not result in an increase of C mineralization proportionally. The relative control of C bioavailability and microbial metabolic activity on C mineralization with respect to stabilization of sequestered C in the paddy soils of China is to be further studied.     

鄱阳湖生态区长期施肥对稻田土壤碳汇效应与固碳潜力的影响

在施肥条件下确定平衡状态时,土壤有机碳含量水平对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施具有重要意义。分析了前人研究的江西省有机碳储量数据并采用Jenny模型对长期不同施肥下有机碳动态数据进行模拟。结果表明,鄱阳湖生态区有机碳储量占全省的46%,以鹰潭地区最高,九江地区最低。施肥明显增强了土壤的碳汇作用,单施有机肥或有机无机肥配施（70F+30M、50F+50M、30F+70M、NPKM、NPK+S、NPK+P和NPK+C）处理的土壤有机碳含量明显高于施化肥处理,以南昌县的30F+70M、进贤县的NPKM和余江县的NPK+P处理最高,其平衡时有机碳含量和固碳潜力分别较施化肥处理提高了3061%和6115%、3017%和5496%、3826%和7479%。因此,提高鄱阳湖生态区农田有机碳密度和固碳潜力最有效方法是有机无机肥配施,其配施方式以猪粪配施化肥相对最好,配施比例以70%有机肥配施30%化肥为宜     

未来30a凉山州水稻盛夏低温危害风险分析

根据(BCC)气候系统模式第五阶段试验计划(CMIP5-RCP6.0)预测的2006~2050年各格点逐日平均温度,通过订正反演出2021~2050年凉山州各站点逐日平均温度,结合凉山州不同区域水稻抽穗杨花期低温指标,统计了各站水稻盛夏低温频次、水稻安全播种期、安全齐穗期以及安全生长季差,构建了水稻盛夏低温危害风险指数I=exp(Id+ip-2),并以此进行低温危害风险的区域划分,结果表明:(1)凉山州水稻盛夏低温频次为0.1~3.0次/a,在区域和年际之间差异很大;(2)与近30a比较,凉山州水稻安全播种期普遍提前10 d左右,提前最多的达20 d以上。安全齐穗期只有少数站点推迟,大多数站点都有提前的趋势;(3)海拔1 500 m以下为无风险区,1 500~2 000 m的区域为低风险区,2 000~2 500 m为中风险区,2 500~2 600 m为高风险区,分区结果与实际情况相符,为凉山州未来水稻生产布局、应对气候变化的影响提供科学依据。