本研究旨在深入剖析设施番茄生长模型与智能种植技术的主要进展,为设施番茄产业的可持续发展提供科学参考。采用文献计量学方法,结合InCites和VOSviewer工具,从国家、机构、作者及研究主题等维度,全面回顾与分析该领域的研究成果与发展趋势。结果显示,近20年来,全球对设施番茄的研究关注度显著增加,中国、西班牙和加拿大等国家的研究尤为活跃。国外研究侧重于环境可持续性与资源高效利用,而中国研究则聚焦于水肥一体化与土壤微环境调控。生长模型方面,解释性模型展现出更强的优势。智能感知与决策技术在灌溉施肥、病虫害监测、果实识别与采摘等环节显著提高了生产效率和产品质量,并优化了生产管理模式,为农业自动化和智能化奠定了基础。未来研究方向应包括:深化生长模型研究,提升预测精度和适应性;推动智能化技术集成应用,促进设施番茄种植的智能化升级;加强抗逆性品种选育和精准灌溉施肥技术研发;推进病虫害识别技术的精准化和智能化。
本研究旨在探究赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和玉米秸秆生物炭耦合堆肥对城市污泥和玉米秸秆的混合物有机组分分解的影响。通过化学分析、傅里叶红外光谱(FTIR)及二维相关光谱(2DCOS)技术,分析了城市污泥堆肥过程中堆肥物料化学性质、有机物组成和降解顺序的变化。结果表明:到堆肥结束时,接种蚯蚓可显著降低污泥的pH,而添加生物炭并未明显的改变污泥的pH;添加蚯蚓和生物炭均可增加污泥中电导率(EC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量,且蚯蚓的效果优于生物炭。添加蚯蚓和生物炭改变了堆肥物料的官能团结构,并增加1633/2924相对峰面积比值。FTIR结合2DCOS分析表明,蚯蚓与生物炭的耦合应用显著改变有机物降解过程,从优先分解脂肪族化合物转变为优先分解芳香族化合物,加速了复杂有机物的降解效率。研究表明,蚯蚓和生物炭耦合处理污泥能有效促进堆肥腐熟,提高堆肥产品的肥效,是实现市政污泥高效分解和腐熟的有效手段,最终可形成富含氮、磷、钾等矿质养分的优质有机肥料。
为探明不同质地土壤中秸秆还田配施腐熟剂的最佳时期,本研究于2021—2022年在西辽河平原灌区,以中壤土和砂壤土为研究对象,设置秸秆还田春季配施腐熟剂、秋季配施腐熟剂及不施腐熟剂(CK)3种处理,分析不同时期配施腐熟剂对玉米产量、土壤肥力和酶活性的影响。结果表明:2021年,各处理玉米产量及其构成因素与CK无显著差异,但配施秸秆腐熟剂影响土壤酶活性;中壤土秋季配施处理显著增加了土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性,砂壤土处理则增加了土壤脲酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性。2022年,相比CK,中壤土春季配施腐熟剂通过增加千粒重提高了玉米产量,砂壤土秋季配施腐熟剂则通过增加有效穗数提高了玉米产量;中壤土春季配施腐熟剂增加了土壤纤维素酶活性,砂壤土秋季配施腐熟剂增加了土壤蔗糖酶和纤维素酶活性;中壤土秋季配施腐熟剂显著提高了0~45 cm土壤碱解氮含量,春施腐熟剂更有利于提高土壤速效钾和速效磷含量。砂壤土春、秋两季配施腐熟剂均增加0~30 cm土壤有机质含量,但中壤土秋季配施提升幅度更大,砂壤土则春施提升更明显。综合而言,中壤土宜采用春季秸秆还田配施腐熟剂模式,以有效增加土壤养分、提升玉米产量;而砂壤土则更适宜采用秋季秸秆还田配施腐熟剂模式。
微生物残体碳是土壤有机碳的重要且活跃的组分。近年来,为提升粮食产能,实施了大量的旱地改造水田工程,但旱地改造水田后土壤微生物残体碳的积累特征及影响机制尚不清楚。本研究以贵州省平塘县旱地改造水田工程为研究对象,系统分析了改造前后土壤理化性质、有机碳含量、微生物量碳和微生物残体碳的变化特征,探讨了旱地改造水田对微生物残体碳积累的影响。结果表明:旱地改造水田显著降低了土壤全氮、全磷、有效磷、碱解氮和速效钾含量,分别下降33.1%、28.3%、70.4%、41.0%、65.1%;旱地改造水田后土壤有机碳、微生物量碳、微生物残体碳显著下降,分别下降39.3%、29.8%、25.6%。然而,细菌残体碳对有机碳的贡献显著上升(50%)。相关性分析和随机森林模型预测发现,有效磷、微生物量碳、碱解氮、全氮、pH、有机碳是调控土壤微生物残体碳动态的关键驱动因子。偏最小二乘结构方程模型表明,旱地改造水田主要通过影响土壤理化性质,影响有机碳和微生物量碳含量,从而改变真菌残体碳和细菌残体碳的比例,最终调控微生物残体碳的积累。短期观测结果表明,旱地改造水田后土壤总有机碳、微生物量碳、微生物残体碳和部分理化性质显著下降。因此,在工程实施后的管理阶段,应着重关注并适当增加土壤养分,以促进稳定有机碳的积累。同时需进一步开展长期定位观测研究,为绿色土地整治工程实施和农业可持续管理提供科学依据。
本研究旨在明确新疆生产建设兵团第七师(以下简称“七师”)垦区高产棉田耕层土壤的养分含量特征,为棉花生产提供科学施肥依据。以七师垦区7个主要植棉团镇的高产棉田耕层土壤为研究对象,采用野外取样与室内试验相结合的方法,参照新疆棉田土壤养分分级标准和土壤盐渍化程度分级标准,运用统计学方法分析了高产棉田耕层土壤的养分含量。结果表明:耕层土壤呈中性至微碱性(pH 7.58~8.10);可溶性总盐平均含量为1.81 g/kg,属于轻度或无盐化土壤;土壤有机质平均含量为12.39 g/kg,土壤有机质缺乏;土壤全氮平均含量为0.105%,属高水平;有效磷平均含量为28.33 mg/kg,属中等水平;速效钾平均含量高达409.91 mg/kg;土壤有效硼平均含量为2.56 mg/kg,处于高水平;有效锌平均含量为0.55 mg/kg,属中等偏低水平;有效铁平均含量为10.93 mg/kg,处于中等偏高水平;有效锰平均含量较低,为5.96 mg/kg,属低水平;有效铜平均含量为1.04 mg/kg,属中等偏高水平。建议为在“十五五”期间保持棉花的高产优质,应在生产中合理配施氮磷肥料,适当控制钾肥用量,同时保证有机肥的充足施用。此外,应重视锌、锰等微量元素的补充,并根据棉花生长情况酌情施用硼、铁、铜肥料。
利用陇东苹果最佳优质产区庆阳市宁县农业技术推广中心2014—2023年苹果落叶病观测数据和宁县观测站气象数据,运用相关性分析、多元回归、统计检验等数理统计方法,对气象条件与落叶病发生的关系进行了分析。结论表明:宁县苹果落叶病的活动周期自6月起始,至10月终止,其中7—9月是其最为严重的阶段。该病害的萌发时机与前期降雨量及空气湿度的变化密切相关,频繁的降雨与高温天气是加剧病害的主导因素。对于偶尔出现的异常降水时段,会导致病害延迟5~10 d左右出现波动。年最大病园率与当年冬季温度、初夏温度、8—9月降水、湿度呈明显相关,采用多元回归构建预测方程,以便准确地把握病菌活动与天气变化之间的内在联系,为果农提供更为精准的气象预警和病害防控建议。通过优化灌溉、增强树体抗逆性等方法科学合理地调整管理措施,可有效降低斑点落叶病的发生几率和危害程度,为陇东苹果的高产优质创造有利条件。
本研究旨在分析贵州兴仁地区薏苡生长期间关键气象因子的变化及气候适应性特点,为该地区薏苡生产的气候资源合理利用及区域规划提供依据。基于贵州兴仁地区2010—2024年国家气象观测站数据,采用气候倾向率法和累积距平法,分析薏苡各生育期平均气温、地温、降水量和日照时数的年际变化规律及季节变化特征。结果表明,近15 a来,薏苡整个生育期(TS)和播种—出苗期(S1),平均气温、平均地温、降水量和日照时数均有上升的趋势;在分蘖—拔节期(S2),平均地温呈下降趋势,而其余因子则呈上升态势;在抽穗—开花期(S3)和成熟—收获期(S4)降水量则表现为减弱的趋势,其余因子则呈上升的态势。再者,在薏苡不同的生长发育阶段,降水量变异最大,为第一限制因子,其次为日照时数;在整个薏苡生育期,平均气温、平均地温、降水量和日照时数的年际均值分别为19.6℃、22.5℃、1080.5 mm和1160.0 mm,中位数分别为19.6℃、22.5℃、1126.6 mm和1113.6 mm,而且在不同生长阶段4个气象因子的年际均值与中位数变化基本一致。因此,不同生长阶段和全生育期的年际均值和中位数,可为当地薏苡生产提供关键气象参数和气象预测依据。
石河子地区西梅越冬及春季萌芽开花是关键物候期,探究该地区冬季低气温的变化以及春季终霜灾害风险强度对西梅产业发展至关重要。本文利用1961—2024年11月—翌年5月气温资料和西梅物候期资料,运用气候诊断分析方法,评价冬季气温变化和终霜冻对西梅生长的影响,并对终霜所造成的灾害风险强度加以研究。研究成果显示,西梅树新生枝条的半致死低温指标为-24.1℃。石河子地区自1961—2024年冬季严寒期低于指标温度的冻害风险高达82.2%。伴随气候变暖,2000年后冻害风险概率降至60.0%,且冷害平均下降22.2个百分点。春季终霜期倾向于更早结束,但其分布相对分散。4月下旬及更晚时期的终霜对西梅树的萌芽和开花构成威胁。4月下旬及以后的终霜风险为53.2%,2000年后下降了28.2个百分点。石河子地区平均终霜灾害风险强度为34.8%,中等灾害风险强度占比为23.4%,严霜灾害风险强度占比为28.1%。2000年后终霜灾害风险强度呈线性方式降低8.6个百分点。在气候变暖的作用下,冬季气温的上升以及霜冻结束时间的提前有益于西梅树安全越冬和春季的萌发生长、开花。即便冬季气温有所上升、终霜冻引发的灾害风险正在减弱,因极端气候变化的不稳定性,防冻防霜措施仍是保障石河子西梅产量与品质的关键技术需求。
土壤系统分类是土壤资源管理的基础,中国土壤系统分类(CST)是强调以诊断层和诊断特性为核心的定量化分类体系。本研究针对沧州市滨海盐碱地土壤系统分类模型性等问题研究不足的现状,基于第三次全国土壤普查数据,结合中国土壤系统分类(CST)标准,通过建立关键诊断指标,明确该区域土壤的系统分类归属,旨在完善滨海盐渍土分类体系,为土地资源管理提供科学依据。笔者筛选10个代表性剖面,通过野外形态描述、实验室理化分析(包括黏粒含量、pH、有机碳、盐分等)及诊断层/特性鉴定(如淡薄表层、雏形层、盐积/碱积现象),依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》进行系统分类,并参照土族、土系划分标准建立基层单元。结果表明,10个剖面可划分为3个土纲(盐成土、潜育土、雏形土)、5个亚纲(正常盐成土、碱积盐成土、滞水潜育土等)、5个土类及6个亚类。研究首次建立了10个土系(如王芹地系、新港系等),并提出黏粒矿物类型(伊利石型、硅质混合型)和盐碱化指标(如HH27潜育特征、HX06碱积层)的区域分类辅助依据。研究明确了古黄河冲积母质中高黏粒层非黏化作用产物,高碳酸钙层为原生非次生钙积层,需结合成土环境综合判别。本研究填补了沧州滨海盐碱土在CST体系中的分类空白,揭示了盐分迁移与母质继承性对土壤分类的关键影响,为区域盐碱地改良、生态修复及农业布局提供了定量化的分类基础。
覆盖作物作为一种有效的农田管理措施,已被广泛认可其在防止土壤侵蚀、缓解土壤退化、提升土壤质量以及减少农药与化肥投入方面的积极作用。本文综合分析了覆盖作物对土壤侵蚀的阻控效果、对土壤碳库及温室气体排放的影响、对土壤养分和水分的调节作用,以及对病虫草害的防治效果。覆盖作物通过改善土壤物理性质降低水蚀和风蚀风险,增加土壤碳储量,减少养分流失,提高水分保持能力,并在一定程度上抑制病虫草害。覆盖作物的影响具有复杂性,其对土壤水分和养分的影响需要根据具体的作物种类和种植条件进行权衡。覆盖作物在农业可持续发展中具有一定重要性,通过总结研究进展,提出未来研究的方向。研究以期为覆盖作物种植技术的完善提供理论支撑,并为覆盖作物的选择和生态环境效益的权衡提供科学依据。
线虫作为指示生物,其分布与数量特征能有效指示土壤与植物健康状况。环境变化对地下生态系统产生深远影响,在资源与环境两个层面直接或间接地影响土壤线虫群落。研究表明,环境变化对土壤线虫的影响因生态系统类型而异,且短期扰动和长期扰动的效应亦有所不同。从土壤生态学的视角,综述了森林、草原、农田、湿地和荒漠等多种生态系统中线虫分布的空间异质性及其对典型环境变化的响应。提出未来可以针对特定生态系统和线虫类型开展研究,全面评估土壤线虫在各类生态系统中的作用,促进生态系统可持续发展。
近年来,爱河流域农业面源污染问题凸显,其水环境质量直接影响下游丹东市的饮用水安全。本文利用改进的输出系数模型(IECM,Improved Export Coefficient Model)研究爱河流域的面源污染状况,核算爱河流域的氮、磷污染物负荷量。结果表明:面源污染物总氮总磷的输出负荷量中,种植业源分别贡献了62.2%的总氮和51.5%的总磷,畜禽养殖分别贡献了23.5%的总氮和34.4%的总磷,农村生活源贡献了14.3%的总氮和14.1%的总磷。研究发现,种植业污染源是流域内排污负荷的重要来源,占61.2%,畜禽养殖也是重要的污染来源,占24.5%,农村生活源贡献相对较小,占14.3%,总体来看种植业对于河流面源污染的贡献率最大,总体氮磷污染物的排放量呈逐年增加的趋势。研究爱河流域面源污染的污染现状和形成机理并提出措施,以期为爱河流域面源污染治理的精准实施奠定理论基础。
为探究添加3种不同发酵菌剂对小茴香秸秆高温堆肥效果的影响,在新疆青河县阿格达拉镇中草药种植基地开展试验,将小茴香秸秆粉碎后分别添加枯草芽孢杆菌、假单胞菌、EM菌,设置处理1(100 kg秸秆+枯草芽孢杆菌50 g)、处理2(100 kg秸秆+假单胞菌50 g)、处理3(100 kg秸秆+EM菌50 g)、处理4(100 kg秸秆+枯草芽孢杆菌25 g+假单胞菌25 g)、处理5(100 kg秸秆不加菌剂自然发酵,CK)共5个处理,进行高温堆肥发酵性能的对比试验。结果显示,3种发酵菌剂均能显著促进小茴香秸秆的发酵速度,提高堆料的温度、腐殖酸含量及种子发芽率等腐熟指标,堆肥腐熟程度及质量效果从高到低依次为:假单胞菌+枯草芽孢杆菌>假单胞菌>枯草芽孢杆菌>EM菌>对照(CK)。试验发现,添加菌剂能显著提高小茴香秸秆堆肥发酵腐熟的程度,2种菌剂联合发酵的效果优于单一菌剂。研究以期为解决新疆小茴香(中草药)种植基地秸秆出路提供一个有效途径。
针对新疆南疆地区风沙土土壤贫瘠问题,开展土壤固碳培肥试验。于2022—2024年在和田地区皮山农场开展大棚试验,一年种植春提早和秋延后两茬番茄,设置氮磷钾化肥+鸡粪(NPKJ)、氮磷钾化肥+牛粪(NPKN)、氮磷钾化肥+猪粪(NPKP)、氮磷钾化肥+玉米秸秆堆肥(NPKY)、氮磷钾化肥+沼渣(NPKZ) 和未添加有机物料的对照处理氮磷钾化肥(NPK)共6个处理,研究等碳量投入下不同有机物料对土壤团聚体、有机碳及其活性组分的影响。试验结果表明:各处理土壤以<0.053 mm粒级的微团聚体为主,对>0.25 mm团聚体影响不显著;施入有机物料各处理0~40 cm土层有机碳含量显著高于NPK处理,各处理间无显著性差异;各处理0~40 cm土壤活性有机碳含量显著高于NPK处理,其中NPKJ处理0~20 cm的土壤活性有机碳含量显著高于其他各处理,较NPK提高了110.42%,20~40 cm各处理无显著差异;有机物料投入后显著增加0~40 cm土壤微生物量碳含量,0~20 cm土层NPKJ处理显著高于其他各处理,较NPK提高202.78%,20~40 cm各处理土壤微生物量碳含量无显著差异;鸡粪处理下番茄产量显著高于其他处理,较NPK增产12.45%。综合有机物料对土壤固碳增产效果,鸡粪处理最优。
在全球气候变暖背景下,内蒙古自治区科右中旗依据气候条件开展了水稻种植区划研究。本研究选取了与水稻生长关联度较高的三个气象要素作为区划因子,构建了该地区水稻种植的气候区划指标体系。基于 ArcGIS地理信息系统平台和数字高程模型(DEM),利用1991—2020年间科右中旗国家自动气象观测站及境内42个区域自动气象观测站的观测数据(包括≥10℃活动积温、无霜期和降水量),通过ArcGIS软件进行空间插值计算,得出区划指标的空间分布结果。据此,将科右中旗水稻种植气候区划分为适宜区、次适宜区和不适宜区三类。适宜区:应优先选择生育期较长、产量潜力高的高产、优质、抗逆性强的中晚熟水稻品种。种植模式宜采用精耕细作和规模化生产,以提升种植效率。次适宜区:应着重选择耐旱、耐寒、耐瘠薄且适应性较强的中早熟或早熟水稻品种。种植模式可考虑节水灌溉技术或间作套种等方式,并积极发展生态农业。不适宜区:建议选择耐逆性强的水稻改良品种或高抗品种进行试种。对于部分确实不适宜水稻种植的区域,应实施水田改旱田措施,改种适宜的旱作作物。同时,需加强土地整治和土壤改良工作,逐步改善农业生产条件,并因地制宜发展畜牧业、林业等其他农业产业。区划结果可为当地优化水稻布局、选择适宜品种及制定科学种植策略提供重要依据。
为构建精准的农业气象保险产品,降低高原地区青稞种植风险,运用日喀则市1981—2020年气象资料,分析春青稞各生育期灾害类型,确定关键灾害及天气指数。经遴选,确定出苗—分蘖期霜冻、分蘖—孕穗期干旱、孕穗—抽穗期连阴雨、抽穗—开花期连阴雨、成熟—收获期连阴雨为影响春青稞产量的关键气象灾害,并据此确定了霜冻指数、干旱指数、连阴雨指数1、连阴雨指数2、连阴雨指数3等青稞天气指数。结果表明:(1)在日喀则市1981—2000年青稞种植中运用该天气指数,赔付金额波动较大,多数年份赔付金额大于保险费。(2)在1981—2022年期间,干旱指数DI出现频次较高的数值为2和3;霜冻害指数FDI出现频次较高的是1和2;阴雨日指数CRI1取值为0的年份较多;阴雨日指数CRI2取值为0和1的年份相对较多;阴雨日指数CRI3取值波动相对较大。研究设计开发了春青稞种植天气指数保险产品,确定了不同天气指数的赔付触发值和赔付金额,有助于识别青稞生育期间的主要农业气象灾害风险,有效弥补了传统农业保险的不足。复合天气指数保险产品为农业天气指数保险提供了一种新的方法探索,有助于天气指数保险的推广应用。