气候异常对2007年度许昌小麦生产的影响

分析了2007年度气候异常引起的农业气象灾害和病虫害及其对小麦生育的影响，并提出了应对气候异常对许昌小麦生产影响的对策。     

河南省小麦锈病发生面积与降水量的关系研究

在研究河南省小麦锈病发生发展特点的基础上,利用相关分析方法,普查出与锈病关系密切的关键旬降水因子。在对锈病进行小波分析后发现,未来8 a内锈病发生的总体趋势偏重,3 a内锈病发生程度将低于平均水平。同时,对关键旬降水量也利用小波进行了分析。最后,采用多元回归方法建立了河南省锈病发生面积与关键降水单元的关系模型。     

不同土壤水分处理下冬小麦生理要素变化分析

对不同土壤水分条件处理下冬小麦各生理要素的变化特征分析发现,在灌浆高峰阶段,随着土壤水分的增加,冬小麦的光合速率显著加快,平均值在土壤水分含量偏大处理下较土壤水分含量小处理下高5.91μmol.m-2.s-1,气孔传导速率高0.1591 g.mmo1.m-2.s-1,叶片蒸腾速率高0.0034 g.m-2.h-1,叶片温度偏低0.95℃,胞间二氧化碳浓度高44.5 mg.cm-3,气孔阻力偏低2.419 s.cm-1。小麦灌浆期间,充足的土壤水分保证可以有效延长叶片的生理功能,提高小麦产量。     

Winter wheat mapping using a random forest classifier combined with multi-temporal and multi-sensor data

Wheat is a major staple food crop in China. Accurate and cost-effective wheat mapping is exceedingly critical for food production management, food security warnings, and food trade policy-making in China. To reduce confusion between wheat and non-wheat crops for accurate growth stage wheat mapping, we present a novel approach that combines a random forest (RF) classifier with multi-sensor and multi-temporal image data. This study aims to (1) determine whether an RF combined with multi-sensor and multi-temporal imagery can achieve accurate winter wheat mapping, (2) to find out whether the proposed approach can provide improved performance over the traditional classifiers, and (3) examine the feasibility of deriving reliable estimates of winter wheat-growing areas from medium-resolution remotely sensed data. Winter wheat mapping experiments were conducted in Boxing County. The experimental results suggest that the proposed method can achieve good performance, with an overall accuracy of 92.9% and a kappa coefficient (κ) of 0.858. The winter wheat acreage was estimated at 33,895.71?ha with a relative error of only 9.3%. The effectiveness and feasibility of the proposed approach has been evaluated through comparison with other image classification methods. We conclude that the proposed approach can provide accurate delineation of winter wheat areas.     

小秦岭某金矿区土壤-农作物重金属元素富集规律

土壤-农作物重金属富集规律是土壤和农作物重金属风险管控的关键问题。通过实地调查、现场采样、实验测试、综合分析等方法,重点研究了金矿活动影响区内的土壤Hg、Pb、Cr、As、Cu、Zn等重金属元素的全量、有效态含量特征,以及小麦不同部位与立地土壤中重金属含量之间的关系。结果表明:土壤Hg、Pb、Cu元素累积显著,Hg、Pb含量平均超标倍数为6.65、2.04倍;土壤中Hg(34.44%)、Pb(83.31%)、Cu(44.24%)、Zn(40.82%)的有效态含量占相应重金属全量的比例高,是危害农作物的主要元素;小麦籽中Hg、Pb、Zn元素平均超标率分别为26.33%、100%、26.32%;除Zn元素外,Hg、Pb、Cr、As、Cu含量全部符合籽粒茎杆根须土壤的规律;重金属含量的富集率平均值排序为Zn(30.54%)Cu(10.33%)Pb(0.45%)As(0.38%)Hg(0.14%)Cr(0.13%),Zn、Cu是小麦富集能力强的重金属元素。     

土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害发生的影响

以华北黄淮地区高温低湿型冬小麦干热风灾害为研究对象,基于逐日逐时气象资料、分层土壤水分资料、灾情资料等,采用历史灾情反演、独立t检验等方法,将灾情记录中无明确记载和有明确记载土壤相对湿度影响干热风灾害的样本分为A类和B类,基于两类样本相互独立,厘定各土层对干热风灾害有影响的土壤相对湿度阈值,利用随机预留样本验证阈值的合理性。结果表明:分层和整层土壤相对湿度阈值均随土层深度增加而增大,其中整层阈值平均值近似60%;独立样本检验符合率在80%左右。为便于业务应用,选取10~20 cm土层相对湿度60%为土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响的临界阈值。当土壤相对湿度大于等于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响显著;当土壤相对湿度小于60%时,土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害影响较小,独立样本检验符合率达82.5%。该文为量化评估土壤相对湿度对冬小麦干热风灾害的影响提供了科学依据。     

不同品性冬小麦籽粒灌浆特性研究

为揭示冬小麦干物质积累过程的动态变化,利用不同品种冬小麦分期播种的灌浆速率资料,建立了Logistic模型,定量分析了不同播期条件下不同品性冬小麦的灌浆特性,并探讨了冬小麦灌浆特性对气象因子的响应情况。结果表明,籽粒灌浆质量与开花后天数的关系符合Logistic生长曲线方程。基于Logistic模型求算的各次级参数能够较好地表征冬小麦籽粒灌浆特性,半冬性品种较春性品种灌浆高峰期出现时间早;春性品种的粒重渐增期和粒重快增期持续时间一般长于半冬性品种的;半冬性品种的平均活跃灌浆期较春性品种的短;早播和正常播种条件下,春性品种最大和平均灌浆速率均高于半冬性品种的,而迟播条件下春性品种最大和平均灌浆速率均低于半冬性品种的,适期晚播更利于春性品种灌浆和千粒重增加。灌浆特性的变异系数分布总体呈春性品种大于半冬性品种的,表明播期对春性品种的影响更大。不同籽粒灌浆特性对气象因子的响应不同,其中孕穗—成熟期内的平均气温、孕穗—乳熟期内的降水量、播种—乳熟期内的日照时数与冬小麦灌浆特性相关密切,基于灌浆特性与气象因子建立的逐步回归方程决定系数为0.507～0.875,均通过了0.01的显著性检验。     

基于孔隙面积比的麦秸秆防腐分析及秸秆对粉土抗剪强度的影响

粉土性能不良,需改良后才能在高速公路路基中使用;麦秸秆环保可再生,掺入粉土会起到加筋作用,但自身易被水腐蚀,需防腐后才能使用。本文从孔隙面积比出发,分析聚乙烯醇对秸秆的防腐机理和防腐效果,通过抗拉强度试验分析防腐对秸秆抗拉强度的影响;通过直剪试验分析秸秆对粉土抗剪强度的影响。结果表明:聚乙烯醇通过自身防腐性能的发挥、填充麦秸秆孔隙减小吸水通路、在秸秆表面形成保护膜阻隔水分进入来实现防腐,孔隙面积比越小防腐效果越好;试验范围内,麦秸秆的防腐最佳浸泡时间为4 d,防腐剂最佳溶液浓度为10%,此时秸秆孔隙面积比最小,且防腐耗时最短,或经济最优。麦秸秆长度对孔隙面积比的影响主要在4 d内,与最终孔隙面积比关系不大。防腐麦秸秆抗拉强度提高。秸秆加筋土的黏聚力随秸秆掺量、麦秸秆长度的增加先增大后减小,最优掺量范围为0.4%～0.6%,最优秸秆长度为15 mm;内摩擦角随着秸秆掺量的增加略有增加,但增幅很小,不同长度下无明显规律。     

郑州地区冬小麦水分利用效率变化及其气温变化响应

水分利用效率(WUE)反映了作物耗水量与干物质生产及籽粒产量的关系,提高作物WUE是保障水资源紧缺条件下农业持续稳定发展的关键。根据近30 a郑州地区冬小麦全生育期平均气温、土壤湿度和产量资料,利用数理统计方法,分析了近30 a冬小麦全生育期平均气温与冬小麦WUE的关系,在此基础上模拟了在不同增温、降水减少的气候变化情景下对冬小麦WUE的影响。结果表明:郑州地区近30 a冬小麦全生育期平均气温递增率约为0.82℃/10a;0—100 cm土壤平均湿度呈下降趋势,土壤有效含水量约以44.9 mm/10a的速率递减;实际耗水量年际间平均以18.2 mm/10a的速率递增;气温升高与小麦WUE变化表现为不显著的负相关。未来各情景下冬小麦WUE均比当前的WUE有所增加,其中增温2.4℃、降水减少10%时WUE比基础情景增加了15.5%,但WUE的数值并不随气温增加和降水减少而无限递增,当气温增加2.4℃、降水减少量超过20%时,WUE开始下降。     

以地块分类为核心的冬小麦种植面积遥感估算

以提高冬小麦种植面积估算精度为目标,选取种植结构复杂的都市农业区,采用QuickBird影像数字化农田地块边界,以多时相TM影像为核心数据源,以地块为基本分类单元,进行不同特征向量组合、不同分类器的冬小麦地块分类方法研究,并对比分析了基于地块分类和基于像元分类的冬小麦种植面积估算精度。研究结果表明,基于地块分类的冬小麦种植面积估算方法的总量精度和位置精度均高于像元分类;植被指数和纹理信息的引入有助于进一步提高地块分类精度;支持向量机与最大似然均能得到高达97%的总量精度和90%的位置精度,支持向量机地块分类所需的训练样本量远低于最大似然,因此支持向量机更加适合于冬小麦地块分类;冬小麦错分与漏分情况大多发生在细碎地块,其面积总量较小,而大地块错分和漏分较少,因此相对于像元分类,地块分类能在整个区域能得到较高的冬小麦位置精度和总量精度。