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保护性耕作技术评价研究

保护性耕作技术评价研究

作者：汤秋香新疆农业大学

学位级别：硕士

本论文针对我国保护性耕作技术理论和实践发展的需要,运用农学、经济学以及社会学相结合的方法,通过一对一农户问卷调查的方式,在东北平原、华北平原、成都平原和西北绿洲区,对保护性耕作的产量效应、综合效益及影响农户采用的因素进行... 详细信息

本论文针对我国保护性耕作技术理论和实践发展的需要,运用农学、经济学以及社会学相结合的方法,通过一对一农户问卷调查的方式,在东北平原、华北平原、成都平原和西北绿洲区,对保护性耕作的产量效应、综合效益及影响农户采用的因素进行了探索性评价和分析,取得主要进展与结论如下:(1)通过农户调查、咨询相关专家,分析了我国主要粮食产区的主体耕作制度及保护性耕作技术的农户采用情况。结果显示,我国主要粮食产区总体保护性耕作类型以少耕为主,免耕、秸秆覆盖等其他方式相结合。不同区域具体表现为:东北平原耕作方式以少耕为主,成都平原以秸秆覆盖免耕为主,西北绿洲和华北平原为秸秆处理、旋耕和少免耕综合措施相结合。华北平原和成都平原保护性耕作农户采用率较高,东北平原和西北绿洲相对较低。东北平原破茬合垄保护性耕作模式、华北平原玉米秸秆还田+旋耕播种小麦和小麦秸秆还田+免耕直播玉米等保护性耕作模式、成都平原小麦或油菜或马铃薯等作物免耕+稻草覆盖的保护性耕作模式农户采用率较高。(2)从农户认知的角度,采用农户问卷调查的方法,就农民对我国主要粮食产区保护性耕作技术的认知进行了分析。①农民了解和接受保护性耕作技术的主要途径来源于邻近农户、政府示范和宣传引导。②保护性耕作技术省工这一特点得到农户的普遍认可。③保苗率低和作物长势差是农户公认的导致保护性耕作产量下降的主要原因,而病虫害加重、草害加重和保墒效果差则分别在不同地区有所体现。④东北平原宽窄行留高茬交替休闲种植及破茬合垄保护性耕作模式、华北平原玉米秸秆还田+旋耕播种小麦和小麦秸秆还田+免耕直播玉米等保护性耕作模式、成都平原小麦或油菜或马铃薯等作物免耕+稻草覆盖的保护性耕作模式具有明显的增产效应,农户乐于接受,今后应加大推广力度。⑤东北平原的留茬垄侧播种模式、华北平原的玉米秸秆还田+免耕播种小麦和玉米秸秆还田+旋耕播种小麦模式投入增加较明显。⑥较多农户认为华北平原的玉米秸秆还田+旋耕播种小麦、东北平原的宽窄行留高茬交替休闲种植和留茬垄侧播种模式具有较好的增收增效作用。(3)运用多元线性回归的统计方法,针对影响农户采用保护性耕作技术的因素进行回归分析,结果表明:媒体和农技人员的介绍及培训是农民接受该技术的前提;增产是农户采用的内因;政府示范和宣传引导是主要的驱动机制;机具不配套在一定程度上限制保护性耕作技术推广。(4)运用层次分析法、均方差法和模糊数学评价法,初步建立了保护性耕作模式产量效应综合评价指标体系,并对我国粮食主产区主要保护性耕作模式进行综合评价。结果表明,东北平原的宽窄行留高茬交替休闲种植模式,华北平原的上茬秸秆还田+旋耕播种小麦下茬小麦秸秆还田+免耕直播玉米模式,西北绿洲的留高茬免耕直播模式,成都平原的小麦或油菜或马铃薯等免耕+稻草覆盖模式,适合在当地优先推广应用。这种方法为优化选择适合的保护性耕作模式提供了有益的参考。

关键词：保护性耕作技术农户认知评价研究

RZWQM2模型模拟地膜覆盖时间对南疆棉田水分利用效率及产量的影响

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农业工程学报 2021年第11期37卷 140-150页

作者：夏文林涛褚晓升丁奠元颜安尔晨汤秋香新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心乌鲁木齐830052 新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院杨凌712100 扬州大学水利科学与工程学院扬州225009 新疆草地修复与环境信息重点实验室乌鲁木齐830052

为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率... 详细信息

为准确预知地膜覆盖与作物的匹配情况,该研究针对南疆棉田,在大田试验基础上应用根区水质模型(Root Zone Water Quality Model-version 2,RZWQM2),对2016-2017年籽棉产量及水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)等数据进行模型参数率定与验证,利用验证后的模型模拟地膜覆盖时间55~105 d下以3 d为间隔的地上部生物量、籽棉产量和水分利用效率,并对2018年和2019年不同地膜覆盖时间下棉花生长状况进行预测。结果表明,各层土壤含水率模拟值和实测值之间的均方根误差和均方误差分别在0.02~0.04 cm3/cm3、5.90%~28.66%之间,地上部生物量和籽棉产量的一致性指数分别为0.70~0.93和0.80~0.94。2 a间地上部生物量随地膜覆盖时间的延长而增加,籽棉产量和水分利用效率呈先上升后下降的趋势,其峰值分别出现在91~93 d和97~99 d。因此,在南疆地区选用适宜的地膜覆盖时间为91~99 d,有利于降低残膜污染风险,保持较高的籽棉产量和水分利用效率。

关键词：地膜棉花土壤覆盖时间 RZWQM2模型籽棉产量水分利用效率

极端干旱区滴灌量对冬小麦水氮利用及根系分布的影响

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麦类作物学报 2015年第10期35卷 1412-1418页

作者：汤秋香林涛苏秀娟董文杰石书兵新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农科院经济作物研究所新疆乌鲁木齐830091

为明确新疆南部极端干旱区滴灌小麦的灌水量阈值,在常规沟灌（总灌量为3 750 m3·hm^-2）的基础上,设计了四种减量滴灌模式（灌水量分别为3 376、3 000、2 625和2 250 m3·hm^-2）,分析了滴灌量对冬小麦产量、水氮利用效率及根系分布的... 详细信息

为明确新疆南部极端干旱区滴灌小麦的灌水量阈值,在常规沟灌（总灌量为3 750 m3·hm^-2）的基础上,设计了四种减量滴灌模式（灌水量分别为3 376、3 000、2 625和2 250 m3·hm^-2）,分析了滴灌量对冬小麦产量、水氮利用效率及根系分布的影响。结果表明,土壤无机氮残留量因灌水量不同而异,灌水3 376和2 625 m3·hm^-2时较低;各灌水条件下土壤无机氮残留量均随小麦生育期推进先降后升,在灌浆期达到最高,而后下降。随土层深度的增加,土壤中无机氮含量也逐渐递减。冬小麦水分利用效率随灌水量的增加呈先增后降趋势,灌水量在2 250~3 000 m3·hm^-2范围内,随灌水量的增加,水分利用效率先逐步增加,而后下降。小麦根系长度随灌水量的减少呈递减趋势,当灌水量高于或低于3 000 m3·hm^-2时,小麦根系出现早衰现象。

关键词：滴灌冬小麦水氮利用根系分布

融合无人机光谱信息与纹理特征的棉花叶面积指数估测

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农业机械学报 2023年第6期54卷 186-196页

作者：邵亚杰汤秋香崔建平李晓娟王亮林涛新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室乌鲁木齐830091 新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830046

农田尺度下作物叶面积指数(Leaf area index,LAI)的精准监测,对于研究群体结构对产量和管理措施的响应具有重要意义。目前普遍采用无人机光谱特征反演作物的LAI指数,作为长势和冠层结构诊断的重要依据,其估测精度的准确性是否可以提高... 详细信息

农田尺度下作物叶面积指数(Leaf area index,LAI)的精准监测,对于研究群体结构对产量和管理措施的响应具有重要意义。目前普遍采用无人机光谱特征反演作物的LAI指数,作为长势和冠层结构诊断的重要依据,其估测精度的准确性是否可以提高仍有待研究。作物表面特征,如灰度和颜色,在不同生育阶段会发生变化。为此,本研究考虑到LAI的影响因素,设置不同的种植密度和氮素水平营造差异化的冠层结构,利用搭载多光谱传感器的无人机获取主要生育时期棉花的冠层图像得到植被指数(Vegetation indexs,VIs),基于二阶概率统计滤波(Co-occurrence measures)方法获取均值(MEA)、方差(VAR)、协同性(HOM)、对比度(CON)、相异性(DIS)、信息熵(ENT)、二阶矩(SEM)和相关性(COR)等8个纹理特征值(Texture features,TFs)。最后,采用支持向量机回归(SVR)、偏最小二乘法(PLSR)、深度神经网络(DNN)分别建立基于光谱特征、纹理特征以及二者结合的棉花LAI的估算模型,并比较差异。试验结果表明:VI((nir/green))、VI((nir/red))、GNDVI、OSAVI和均值与LAI具有较高的相关性;采用SVR建立的LAI估测精度最高(R2=0.78,RMSE为0.22,RRMSE为0.10);在3种估算模型中,植被指数与纹理特征相结合的SVR模型,较VIs、TFs模型精度分别提高7.89%和32.26%。因此,融合无人机光谱信息和图像纹理的LAI估算模型为密植作物棉花冠层结构的诊断提供了一种可行、准确的方法。

关键词：棉花叶面积指数无人机多光谱纹理特征机器学习

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基于Meta-analysis的新疆主要作物地膜覆盖产量及水分利用效率分析

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生态学杂志 2022年第4期41卷 661-667页

作者：陈利军宝哲林涛严昌荣汤秋香新疆农业大学农学院乌鲁木齐830052 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125 新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

为综合量化评价新疆地膜覆盖对主要作物产量和水分利用效率的影响,应用Meta-analysis方法,定量分析地膜覆盖后作物产量和水分利用效率的变化,并探讨其影响因素。通过文献检索(1982—2019年),共获得347篇有关新疆主要作物地膜覆盖试验文... 详细信息

为综合量化评价新疆地膜覆盖对主要作物产量和水分利用效率的影响,应用Meta-analysis方法,定量分析地膜覆盖后作物产量和水分利用效率的变化,并探讨其影响因素。通过文献检索(1982—2019年),共获得347篇有关新疆主要作物地膜覆盖试验文献。经严格筛选,从52篇文献中获得208组数据,分布于新疆18个市、县,涵盖南疆和北疆2个主要区域。结果表明:地膜覆盖可显著提高作物产量(24.1%)和水分利用效率(26.0%),甜菜、向日葵、玉米、棉花、小麦和大豆分别增产38.1%、29.5%、29.4%、26.4%、17.6%和15.8%;玉米、棉花和小麦水分利用效率分别增加32.0%、27.3%和13.7%;在地域上,南疆增产幅度大于北疆地区;在相对较差的土壤基础肥力中表现出较好的增产效应和水分利用效率增加效应;年均降水量<200 mm与年均降水量≥200 mm区域相比,有较高的增产效应,年均气温≥10℃的区域较年均气温<10℃的区域增产幅度大,相对未覆盖地分别增产31.8%和27.6%;低海拔地区<500 m与高海拔地区≥500 m相比,增产效果更显著;水分利用效率在年均气温<10℃、年均降水量<200 mm和高海拔地区增加效应最明显。该研究可为新疆覆膜技术应用提供参考。

关键词：地膜产量水分利用效率 Meta分析

种植模式对机采棉冠层光能利用与产量形成的影响

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农业工程学报 2021年第12期37卷 54-63页

作者：张昊林涛汤秋香崔建平郭仁松王亮郑子漂新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心乌鲁木齐830052 新疆农业科学院经济作物研究所乌鲁木齐830091 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室乌鲁木齐830091

冠层内部的光辐射传输特征是优化种植模式,促进农机农艺深度融合,实现标准化种植和机械化作业的重要决定因素。然而,机采棉种植模式对冠层内光辐射传输及产量形成的调控机理尚不清晰。为此该研究开展2 a的田间试验,在相同种植密度条件下... 详细信息

冠层内部的光辐射传输特征是优化种植模式,促进农机农艺深度融合,实现标准化种植和机械化作业的重要决定因素。然而,机采棉种植模式对冠层内光辐射传输及产量形成的调控机理尚不清晰。为此该研究开展2 a的田间试验,在相同种植密度条件下,设置3种机采棉种植模式:一膜三行(S1)、一膜四行(S2)和一膜六行(S3),研究了冠层结构、冠层有效辐射和产量形成的演化特征,分析了种植模式、冠层光截获与产量构成因子间的相关性。结果表明,不同种植模式下棉花的冠层结构及其内部的光辐射传输特征具有明显的时空异质性。与S3处理相比,S1处理在生长前期,水平方向上冠层透过率呈“V”形变化,此时,行距的扩大增加了棉田行间的光合有效辐射(Photosynthetically active radiation,PAR)透过率,但对棉行附近的透过率无显著性影响;在生长后期,棉田封行,各处理水平方向上的透过率变化幅度较小,但S1处理下层的透过率显著高于S2和S3处理。平均行距的增加显著提升了棉花下部的结铃数和棉铃质量,最终提高了产量,S1处理2 a籽棉产量为6507.50和6161.08 kg/hm^(2),较S2处理提高10.66%(2017)、10.29%(2018),较S3处理提高23.10%(2017)、15.32%(2018)。平均行距、产量构成与下层光截获率呈极显著正相关关系,与中层、上层和总光截获率呈负相关关系。说明平均行距的增加会降低中、上层的光截获率,提高下层的光截获率,从而增加产量,虽然冠层总光截获率有降低的趋势。综上所述,S1处理可以改善冠层下部光能传输情况,提高冠层下部光能截获量,保证冠层下部生殖器官的发育,提高下部的结铃数和棉铃质量,最终实现产量的提升,是一种利于农机农艺深度融合的新型种植模式,研究结果可为机采棉机艺融合技术的发展提供参考。

关键词：棉花产量机采棉种植模式光合有效辐射光截获率产量构成

灌溉定额和施氮量对机采棉田水分运移及硝态氮残留的影响

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作物学报 2022年第2期48卷 497-510页

作者：尔晨林涛夏文张昊徐高羽汤秋香新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830052 新疆农业科学院经济作物研究所新疆乌鲁木齐830091 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室新疆乌鲁木齐830091

水资源短缺和土壤环境污染严重是制约农业可持续健康发展的瓶颈,迫使农民开发和采用可持续的农业生产技术。水分运动机理和氮肥残留行为是评价干旱地区农业水肥管理水平的依据,提高水氮利用效率是降低环境污染这一重要科学问题的重要途... 详细信息

水资源短缺和土壤环境污染严重是制约农业可持续健康发展的瓶颈,迫使农民开发和采用可持续的农业生产技术。水分运动机理和氮肥残留行为是评价干旱地区农业水肥管理水平的依据,提高水氮利用效率是降低环境污染这一重要科学问题的重要途径。本研究采用裂区试验设计,以灌溉量为主区,设2250(低灌溉量,W1)、3450(传统灌溉量,W2)和4650 m^(3) hm^(-2) (高灌溉量,W3) 3个灌溉量;设0 (空白,N1)、300 (传统施肥量,N2)和600 kg hm^(-2) (高施氮量,N3) 3个纯氮投入量,在干旱的中国西北内陆棉区开展2年的田间试验,评估灌溉和施氮策略对水氮运移、籽棉产量、水氮生产效率的影响。结果表明,灌溉量及水氮耦合效应是影响籽棉产量及灌溉水生产力的影响因素,其中灌溉量是主效应。2年均值表明,灌溉量为W1时,施肥量由N1增加至N3,生育期0~80 cm平均土壤含水量呈先显著上升后显著下降的趋势,N2和N3处理较N1处理籽棉产量分别提高13.8%和7.6%,水分利用效率分别提高13.6%和6.8%;灌溉量为W2和W3时,施肥量由N1增加至N3,生育期0~80 cm土层平均含水量无显著差异。N2和N3处理较N1处理籽棉产量分别提高11.6%和12.4%,水分利用效率分别提高11.4%和11.5%;随着灌溉量的增加,0~80 cm土层全生育期含水率总平均值逐渐增大。灌溉量是影响硝态氮在0~40 cm土层积累的主导因素,而水氮耦合效应是导致硝态氮向下淋溶的主效应。W1灌溉量下,随着施氮量的增加,硝态氮在0~40 cm土层大量积累,而W3灌溉量下,随着施氮量的增加,40~60 cm土层硝态氮含量逐渐增加。总的来说,灌溉量高于3450 m^(3) hm^(–2)、施肥高于300 kg hm^(–2)后继续增加水氮投入未能额外增产,反而可能造成资源浪费和对环境的潜在污染。因此我们建议,通过水氮优化策略提高资源利用效率,降低环境污染,促进农业可持续发展。

关键词：机采棉水氮耦合产量水分运移硝态氮

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自体动静脉内瘘闭塞的原因分析及护理

河北联合大学学报（医学版） 2013年第6期15卷 858-859页

作者：汤秋香江苏省高邮市人民医院血透室江苏高邮225600

动静脉内瘘是血液透析患者得以有效透析长期存活的基本条件，因其使用方便、安全、寿命长、并发症少、透析后生活能自理等特点，成为维持性血液患者的第一选择。笔者对我院2010年1月～2012年12月发生的12例内瘘闭塞患者进行分析，有针... 详细信息

动静脉内瘘是血液透析患者得以有效透析长期存活的基本条件，因其使用方便、安全、寿命长、并发症少、透析后生活能自理等特点，成为维持性血液患者的第一选择。笔者对我院2010年1月～2012年12月发生的12例内瘘闭塞患者进行分析，有针对性地进行预防和治疗，报告如下。

关键词：血液透析动静脉内瘘闭塞护理

不同残膜量和灌溉定额对棉花养分和水分利用的影响

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植物营养与肥料学报 2018年第1期24卷 122-133页

作者：王亮林涛严昌荣何文清王静汤秋香新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农业科学院经济作物研究所新疆乌鲁木齐830091 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业部农业环境重点实验室北京100081

【目的】水资源短缺背景下,残膜污染制约棉花生长和水肥利用问题日益突出,探究不同残膜量及灌溉定额对棉花养分及水分利用的影响,可为残膜污染风险阈值评价及棉田可持续发展提供理论支撑。【方法】本研究以新疆典型覆膜滴灌棉田种植体... 详细信息

【目的】水资源短缺背景下,残膜污染制约棉花生长和水肥利用问题日益突出,探究不同残膜量及灌溉定额对棉花养分及水分利用的影响,可为残膜污染风险阈值评价及棉田可持续发展提供理论支撑。【方法】本研究以新疆典型覆膜滴灌棉田种植体系为研究对象,设置残膜量和灌溉定额2个调节因子,3个残膜量梯度为0、225和450 kg/hm^2,分别用T1、T2和T3表示;3个灌溉定额为3450 m^3/hm^2、4650 m^3/hm^2和5850 m^3/hm^2,分别用W1、W2和W3表示。分析了不同残膜量和灌溉定额对棉花生物量、养分吸收利用及水分利用效率的影响。【结果】1)棉田蒸散量受残膜量、灌溉定额及二者交互作用的影响显著,而生物量、水分利用效率和养分吸收量仅受残膜和灌溉定额单因子的影响显著。2)增加残膜量降低了籽棉产量和水分利用效率,不利于生物量及养分吸收量的提高,器官及单株养分吸收量明显减少,氮、磷利用效率均呈逐渐增大趋势。3)W1~W2范围内,随着灌溉定额的增加,棉田蒸散量显著增加,生物量、籽棉产量、养分吸收量呈增加趋势,当灌溉定额增至W3时,上述指标又逐渐降低。4)不同灌溉定额下,残膜量在0~450 kg/hm2范围内,减产9.6%~13.1%,增加灌溉定额产量增加10.1%~13.4%,但耗水量增幅却高达6.8%~29.2%。表明残膜污染情况下,在一定范围内增加灌溉定额,可以减轻残膜对棉花生物量、产量及水肥利用效率的降幅,但显著增大了棉田耗水量。【结论】适当增加灌溉定额会减轻残膜带来的负面效应,但灌水对残膜的响应是建立在增加棉田耗水量的基础上。因此,残膜量增加会增大棉田耗水量,采取措施减轻地膜残留量,有助于促进棉花产量的提高和水肥的高效利用。

关键词：残膜灌溉棉花养分水分利用效率