基于MODIS数据的河南省冬小麦产量遥感估算模型

小麦是世界上最重要的粮食作物,小麦生产对中国的粮食保障起着十分重要的作用,及时、准确、大范围对小麦产量进行监测预报,对于农学经济发展和粮食政策制定具有极为重要的现实意义。对作物产量进行遥感监测的原理是建立在其遥感特征基础之上的,通过建立作物长势指标与遥感信息的定量关系,可实现对作物产量的监测预报。文章基于2009年MODIS遥感数据和气象数据,利用Arcgis和ENVI提取纯小麦像元,并提取纯小麦像元对应的NDVI、NPP和LAI,获取分县NDVI、NPP和LAI均值,利用统计软件对产量数据和分县遥感参数均值进行数据整理和分析,建立了河南省冬小麦产量估算模型。以往研究多采用遥感图像上某像元和地面调查点进行研究,具有很大的不确定性,文章以县为单位,对冬小麦平均单产和县域内冬小麦种植像元遥感参数的均值进行相关研究,提高了模型模拟精度。同时文章选用多种遥感参数和多项气象因子建立估产模型,避免了针对一个参数进行估产的局限性。在最佳时相的选择上,根据冯美辰（2010）以往的研究结果,从4月以后,5月8日和4月20Et植被指数和产量相关性最大,4月份之前冬小麦处于返青到拔节期,对产量来说还有很多不确定闪素,因此文章选用5月8El和4月20日进行冬小麦估产研究。结果表明,5月8日的估产模型优于4月20日,加入气象冈子的遥感气象估产模型优于只采用遥感参数进行估产的遥感模型。利用2010年产量数据对模型精度进行检验,遥感气象模型预测精度在70．2％N99．7％之间,平均精度为90．7％;遥感模型预测精度在68．1％到95．5％之间,平均精度为83．9％。表明遥感气象模型模拟精度更高,其精度可以满足大面积估产要求,可以对产量预报提供科学参考。     

县域粮食单产及其生产投入因素的空间异质性——以河南省为例

在当前耕地总量很难增加的总体形势下,粮食单产及其生产投入因素的关系研究对国家粮食安全具有重要意义。Moran’s I指数及散点图显示,粮食单产及其OLS(Ordinary Least Squares)估计的残差存在显著的空间自相关性,因而不满足经典线性回归分析的建模条件,而GWR(Geographically Weighted Regression)模型能够克服这一缺陷,并能进行参数的局部估计。河南省108个县的实践表明,GWR模型有效地降低了残差的空间自相关,各项检验指标均好于OLS估计。4个生产投入影响因素的空间分异规律存在显著差异。灌溉因素在OLS和GWR模型中均为正效应,单位播种面积机械动力、单位播种面积化肥施用量(折纯)、单位播种面积用电量3个变量的系数估计值在OLS模型中为负,而在GWR模型中则有正有负,说明存在空间异质性。黄河以北粮食高产区主要受机械动力、灌溉和用电量3个因素的正向影响,化肥投入的再增加反而引致单产降低。淮河沿岸和信阳的粮食高产区主要受化肥施用量和用电量的正向影响。为提高粮食单产,西部山地、丘陵县的粮食低产区应加强机械动力投入并提高用电效率,最西部的山地县还应适度增加化肥的用量。     

Benefits of supplementing an industrial waste anaerobic digester with energy crops for increased biogas production

Currently, there is increasing competition for waste as feedstock for the growing number of biogas plants. This has led to fluctuation in feedstock supply and biogas plants being operated below maximum capacity. The feasibility of supplementing a protein/lipid-rich industrial waste (pig manure, slaughterhouse waste, food processing and poultry waste) mesophilic anaerobic digester with carbohydrate-rich energy crops (hemp, maize and triticale) was therefore studied in laboratory scale batch and continuous stirred tank reactors (CSTR) with a view to scale-up to a commercial biogas process. Co-digesting industrial waste and crops led to significant improvement in methane yield per ton of feedstock and carbon-to-nitrogen ratio as compared to digestion of the industrial waste alone. Biogas production from crops in combination with industrial waste also avoids the need for micronutrients normally required in crop digestion. The batch co-digestion methane yields were used to predict co-digestion methane yield in full scale operation. This was done based on the ratio of methane yields observed for laboratory batch and CSTR experiments compared to full scale CSTR digestion of industrial waste. The economy of crop-based biogas production is limited under Swedish conditions; therefore, adding crops to existing industrial waste digestion could be a viable alternative to ensure a constant/reliable supply of feedstock to the anaerobic digester.     

高产田养分平衡及其环境风险特征研究

选择连续四年产量20000kg·hm-2以上的高产田为研究对象,并以当地常规农田为对照,分析了秸秆还田条件下冬小麦-夏玉米高产轮作体系中养分平衡及环境风险特征。结果表明,高产田和常规农田的氮、磷、钾素在冬小麦-夏玉米轮作体系中都有盈余,分别盈余130和202、122和162、315和119kg·hm-2。高产田氮素和磷素的盈余量小于常规农田,钾素盈余量高于常规农田。在冬小麦-夏玉米轮作体系的各生育期,高产田0～100cm土体硝态氮均存在大量累积,小麦季大于玉米季,高产田大于常规农田,存在较高的淋溶风险。土壤电导率均小于土壤盐渍化的临界值,尚未出现土壤盐渍化的现象。     

龙须草的生长习性、繁殖方法和高产栽培技术

本文介绍了龙须草的生长习性、繁殖方法、水土保持栽培方法和高产栽培密度,以及其施肥技术     

脉冲放电等离子体治理甲苯废气放大试验研究

应用脉冲放电等离子体技术,在线板式反应器内对低浓度甲苯废气的治理进行放大试验.采用闸流管开关脉冲电源,其最大输出功率1kW,最大脉冲电压峰值100kV. 试验规模4～16m³·h^-1. 试验考察了峰值电压、重复频率、进口浓度和处理气量对甲苯去除率的影响.结果表明:峰值电场强度在9～12kV·cm^-1范围内增加,甲苯去除率相应明显提高;当处理气量为4 m³·h^-1、脉冲电压峰值69kV、进口浓度1 180mg·m^-3、重复频率300pps时, 甲苯的去除率可达88%;反应器的能量利用率在16g·(kW·h)^-1左右;甲苯的降解产物主要是CO₂和H₂O,还有少量CO. 结合甲苯去除率与能量密度、甲苯进口浓度的关系,建立反应器动力学模型,获得甲苯的反应速率常数为0.00356 L·J^-1. 为进一步优化放大反应器设计及与电源匹配提供了基础数据.     

我国近地层臭氧污染对水稻和冬小麦产量的影响概述

地表监测数据表明,我国近地层O3污染日趋严重,已对水稻和冬小麦的生长造成严重威胁。为评估O3污染对我国农业生产的风险,综合已有剂量反应实验结果,对我国南北五个地区(北京、定兴、江都、嘉兴、东莞)水稻和冬小麦的O3敏感性进行了比较分析。研究发现:(1)随着实验地区和实验品种的变化,两种作物的O3敏感性存在明显差异,其中,水稻对O3的敏感程度由北到南逐渐增加;(2)两种作物的产量均随O3剂量的增加而降低,且冬小麦的减产程度高于水稻;(3)基于FACE实验得到的作物O3敏感性高于基于OTC实验的研究结果。利用上述研究得到的O3剂量反应方程和O3浓度预测数据,对未来我国水稻和冬小麦的产量损失进行了评估。预计到2020年,我国五个主要作物产地水稻和冬小麦的产量损失范围分别为3.2~28.8%和7.8~36.9%。上述结果表明,O3污染已对我国主要粮食作物的生长造成巨大威胁,且作物品种间存在明显的O3抗性差异,有必要采取有效措施缓解O3浓度的上升,同时,需要利用更科学的实验方法进行O3抗性品种的选育,这对降低O3的农业风险具有重要意义。     

Effect of cerium on photosynthetic characteristics of soybean seedling exposed to supplementary ultraviolet-B radiation

Effects of cerium （Ce^3＋） on photosynthetic characteristics were investigated by hydroponics under laboratory conditions when soybean seedlings were exposed to two levels of supplementary UV-B radiation. UV-B radiation badly inhibited the photosynthesis in soybean seedling, leading to a reduction in net photosynthetic rate （Pn）, Hill reaction activity, light saturated photosynthetic rate （Ps） and apparent quanta yield （AQY）, as well as the CO2 and light saturated photosynthetic rate （Pro） and carboxulation efficiency （CE）. On the contrary, Ce obviously promoted the photosynthesis of plants by increasing Hill reaction activity, accelerating electron transport and photophosphorylation, and enhancing carboxylation efficiency. For Ce＋UV-B treatments, the values of photosynthetic parameters were still lower than those of the control, but obviously higher than those of UV-B treatment. The results indicated that Ce alleviated the inhibition of UV-B radiation on the photosynthesis in soybean seedling to a certain extent. In correlating of Pn with Hill activity, AQY and CE, we found that the changes of photosynthetic rate were mainly influenced by the regulating effect of Ce on Hill activity and AQY at low level （0.15 W/m^2） of UV-B radiation, but were dominated by the regulating effect of Ce on CE at high level （0.45 W/m^2）. Thus, Ce could regulate many aspects in photosynthesis of soybean seedling under UV-B stress. The regulating mechanism was close related with the dosage of UV-B radiation.     

不同微生物菌肥对滨海盐渍土土壤质量及玉米产量的影响

微生物菌肥改良盐渍土具有高效环保的特点,施用功能性微生物菌肥对滨海地区盐渍障碍绿色消减和土壤质量提升有重要意义. 试验基于河北省滨海地区中度盐渍土,以玉米为指示作物,在常规化肥施用基础上设置施加推荐用量的不同微生物菌肥T1（常规化肥750 kg·hm^-2+复合菌剂75 kg·hm^-2）、T2（常规化肥750 kg·hm^-2+巨大芽孢杆菌300 kg·hm^-2）、T3（常规化肥750 kg·hm^-2+胶冻芽孢杆菌300 kg·hm^-2）、T4（常规化肥750 kg·hm^-2+有机硅肥600 kg·hm^-2）、T5（常规化肥750 kg·hm^-2+生物有机肥600 kg·hm^-2）、T6（常规化肥750 kg·hm^-2+活性微藻15 kg·hm^-2）和仅施化肥750 kg·hm^-2（CK）7个处理,研究玉米两个关键时期（大喇叭口期和成熟期）不同微生物菌肥对土壤养分、盐分、细菌群落和玉米产量与经济效益的影响. 结果表明,相较CK,T1显著提高了全生育期土壤全氮（TN）和有效磷（AP）含量;成熟期土壤有机质（OM）含量较大喇叭口期平均增加10.35%,但各处理间无显著性差异;相较于CK,T5和T6显著降低了全生育期土壤全盐量和Ca²⁺含量,平均降低14.51%~18.48%和24.25%~25.51%. T1显著提高全生育期细菌多样性指数,较CK提高了45.16%;土壤优势菌门为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌属为芽孢杆菌属和Geminicoccaceae. 研究区细菌群落最丰富的功能是化能异养和需氧化能异养,平均相对丰度为28.89%和27.11%,T3和T6显著提高土壤氮循环功能. 冗余分析（RDA）结果表明,Na⁺、SO₄^2-、pH和EC是驱动细菌群落结构的重要因素,相关性热图显示Na⁺、SO₄^2-、pH和EC主要与浮霉菌门呈显著正相关,土壤OM和TN与蓝细菌显著正相关. 相较CK,T6在生育期内增加了蓝细菌的相对丰度,优化了细菌群落结构. 使用推荐用量的菌肥T1和T6分别提高了7.31%~24.83%的玉米产量和9.05%~23.23%的经济效益;土壤化学性质与产量相关性分析结果初步揭示了EC、AP、HCO₃^-和Mg²⁺是限制滨海地区土壤生产力的障碍因子. 综上,推荐用量下使用复合菌剂（T1）和活性微藻（T6）可显著提升土壤养分、降低盐分和改善土壤细菌群落结构多样性,既保证了玉米增产增效,又实现了微生物菌肥高效利用和土壤质量提升.