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宁夏供港蔬菜田土壤重金属分布特征及生态风险评价

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环境科学 2024年第6期45卷 3512-3522页

作者：姬丽马琨谢铁娜陈林李虹贾彪宁夏大学农学院银川750021 宁夏大学生态环境学院银川750021 宁夏大学科学技术研究院银川750021 宁夏回族自治区农业环境保护监测站银川750002

农田土壤重金属污染会影响蔬菜作物的生长发育及产量,同时也会影响蔬菜的品质与口感,长期以来通过食物链传递和富集,最终对人体健康造成一定危害.因此为探明宁夏多年多茬种植供港蔬菜后其土壤重金属分布特征,预测其生态风险,分析其污染... 详细信息

农田土壤重金属污染会影响蔬菜作物的生长发育及产量,同时也会影响蔬菜的品质与口感,长期以来通过食物链传递和富集,最终对人体健康造成一定危害.因此为探明宁夏多年多茬种植供港蔬菜后其土壤重金属分布特征,预测其生态风险,分析其污染形成原因,于2019~2021年连续3 a采集了477个宁夏供港蔬菜田表层土壤样本,分析As、Cd、Cr、Hg、Pb、Cu、Zn和Ni这8种重金属含量和分布特征,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对宁夏供港蔬菜田土壤重金属污染状况进行评价,利用Pearson相关分析和主成分分析法解析了宁夏供港蔬菜田重金属来源.结果表明,宁夏供港蔬菜田土壤中As、Cd、Cr、Hg、Cu和Zn含量均值高于宁夏土壤背景值,但8种重金属含量均低于国内农用地土壤风险筛选值;在空间分布上,As、Cr和Ni在研究区西北部、中部以及南部出现连片高值区,Pb、Zn、Cd、Hg和Cu在研究区西北部与南部出现高值响应;单因子指数法和内梅罗综合污染指数法表明,宁夏供港蔬菜田土壤整体处于清洁水平;地累积指数法结果显示研究区污染以Hg和Cd污染为主,污染区域主要集中在研究区西北部和南部;潜在生态风险指数显示Hg和Cd为主要风险元素,其中Hg以中等、较强和很强生态风险为主,分别占比44.65%、44.65%和1.26%,Cd以中等、较强为主,占比65.83%和3.56%;综合Pearson相关分析和主成分分析表明,8种重金属污染来源可划分为3类,Ⅰ为自然源:Cu、Zn、Pb、As、Ni和Cr;Ⅱ为农业源:Cd;Ⅲ为工业源和农业源:Hg.综合来看,供港蔬菜田土壤重金属均无超标现象,土壤环境条件良好,宁夏供港蔬菜生产整体处于安全水平.研究结果可为宁夏供港菜田土壤安全利用和供港蔬菜安全生产、合理施肥、农艺运筹以及种植结构调整等提供帮助.

关键词：宁夏供港蔬菜土壤重金属空间分布生态风险评价来源解析

北方晚熟大豆在宁夏引黄灌区的生态适应性及产量性状分析

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广东农业科学 2013年第20期40卷 9-12页

作者：安磊赵娟谢铁娜宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏大学实验农场宁夏永宁750100

在宁夏引黄灌区的生态及生产条件下,研究了北方11个大豆品种在大田种植条件下的生育表现及产量性状,结果表明:参试的11个品种均能正常成熟,生育期在122～142 d,每667 m2折合产量在131.86～415.39 kg之间;品种晋遗52每667 m2折合产量最... 详细信息

在宁夏引黄灌区的生态及生产条件下,研究了北方11个大豆品种在大田种植条件下的生育表现及产量性状,结果表明:参试的11个品种均能正常成熟,生育期在122～142 d,每667 m2折合产量在131.86～415.39 kg之间;品种晋遗52每667 m2折合产量最高、为415.39 kg,冀豆20每667 m2折合产量最低、为131.86 kg,而对照铁丰31每667 m2折合产量为332.44 kg。较对照增产的品种有晋遗52、沈农00-5011、晋遗51,其他品种较对照均减产。辽09品-31的百粒重表现为30.2 g、冀豆17单株粒数达到309个,均可以作为优势性状在大豆遗传育种研究中加以利用。

关键词：大豆品种生态适应性产量

不同青贮玉米品种的生物产量及青贮料品质分析

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黑龙江畜牧兽医 2012年第11期 77-79页

作者：蒋万谢铁娜周玉香宁夏大学实验农场宁夏永宁750105 宁夏大学农学院银川750021

为了研究相同种植条件下不同品种青贮玉米的生物产量和品质,以种植面积较大的青贮67、中原单32、新饲玉12等6个品种为试验材料,在大田条件下测定了其在相同种植和管理条件下的生育期、主要田间农艺性状、生物产量和青贮料品质等综合性... 详细信息

为了研究相同种植条件下不同品种青贮玉米的生物产量和品质,以种植面积较大的青贮67、中原单32、新饲玉12等6个品种为试验材料,在大田条件下测定了其在相同种植和管理条件下的生育期、主要田间农艺性状、生物产量和青贮料品质等综合性状。结果表明:在相同种植条件下,中原单32、中北410的生育期最短,均为97 d;新饲玉17的生育期最长,为113 d。中原单32的产量最低,为59 169.75 kg/hm2;新饲玉12的产量最高,为106 878.89 kg/hm2。新饲玉12粗灰分含量最高(为8.0%),粗蛋白也最高(为29.0%),且钙、磷含量较高。ND4酸性洗涤纤维含量最低,为25.0%。几个品种的粗脂肪含量在2.0%～5.0%之间,其中新饲玉17含量最高,为5.0%;青贮67含量最低,为2.0%。几个品种的粗蛋白含量在7.51%～8.34%之间,其中新饲玉12、中北410含量最高,均为8.34%;ND4最低,为7.51%。说明新饲玉12生物产量较高,品质好。

关键词：品种青贮玉米生物产量品质

中单909在宁夏灌区的高产种植密度与产量潜力分析

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广东农业科学 2013年第13期40卷 18-21页

作者：安磊张斌赵娟谢铁娜宁夏大学农学院宁夏银川750021 宁夏大学实验农场宁夏永宁750100

于2012年在宁夏大学实验农场大田生产条件下，以参试的玉米品种中单909为研究对象，采用随机区组设计，4次重复，9种种植密度（每667m2种植4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000株），记为处理M4～M12，分析中单90... 详细信息

于2012年在宁夏大学实验农场大田生产条件下，以参试的玉米品种中单909为研究对象，采用随机区组设计，4次重复，9种种植密度（每667m2种植4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000株），记为处理M4～M12，分析中单909玉米品种的主要农艺性状、产量潜力和高产适宜栽培密度。结果表明：NM4～M12生育期为134M36d，每667m2产量为1128．04-1250．91kg,其中每667m2种植密度为6000株的产量最高，每667m2达到1250．91kg；种植密度为4000株和9000株的产量最低，每667m2分别为1128．04kg和1129．81kg。每667m2产量潜力最大的种植密度是6000株。

关键词：中单909 种植密度产量潜力

基于机器学习的农田土壤阳离子交换量空间分布预测

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环境科学 2024年

作者：马纪龙马琨谢铁娜李虹岳翔姬丽韩林蒲齐勇杰贾彪宁夏大学农学院宁夏大学生态环境学院宁夏大学科学技术研究院宁夏回族自治区农业环境保护监测站

阳离子交换量(CEC)反映了土壤对交换性阳离子的固持能力，是评价农田土壤肥力和环境质量的重要指标。室内滴定法测定土壤CEC成本高且流程繁琐。为此，利用宁夏各地农田内采集的565个0～20 cm耕层土壤样本，测定土壤pH、有机碳和机械组... 详细信息

阳离子交换量(CEC)反映了土壤对交换性阳离子的固持能力，是评价农田土壤肥力和环境质量的重要指标。室内滴定法测定土壤CEC成本高且流程繁琐。为此，利用宁夏各地农田内采集的565个0～20 cm耕层土壤样本，测定土壤pH、有机碳和机械组成等参数，采用多元线性回归法和机器学习法构建基于田块尺度的土壤CEC估测模型，用于快速准确地获取土壤CEC值。结果表明：①宁夏农田土壤CEC平均值为9.39 cmol·kg-1，变异系数为40.74%，属于高变异，空间分布特征总体表现为黄河流域(宁夏段)周边及宁南山区较高，中部干旱带和中东部地区较低；②选用总数据集所构建的模型土壤参数中，土壤有机碳、黏粒含量、pH和砂粒含量是影响宁夏农田土壤CEC的重要因素，其相关系数分别为0.55、0.72、-0.41和-0.44；③多元线性回归建模结果显示，按市区对总数据集划分，构建市区范围内的多元线性型回归模型更有利于农田土壤CEC预测；④相较于多元线性回归法，机器学习法在总数据集预测上效果更好，以多元线性回归模型为参照，反向传播神经网络、卷积神经网络、粒子群算法优化的反向传播神经网络、粒子群算法优化的卷积神经网络、灰狼算法优化的反向传播神经网络和灰狼算法优化的卷积神经网络模型预测精度(R2)分别提高了13.59%、30.78%、18.91%、35.47%、20.94%和38.91%。⑤模型验证结果表明，灰狼算法优化的卷积神经网络模型，验证集R2为0.91，RMSE为1.07 cmol·kg-1，NRMSE为11.77%，模型接近极稳定水平，模型综合表现最佳。综上所述，灰狼算法优化的卷积神经网络模型预测精度高，外推能力强，是农田尺度预测土壤CEC的较优模型。此结果可为宁夏农田土壤CEC预测提供了新的思路和解决方案。

关键词：农田阳离子交换量(CEC) 多元线性回归机器学习算法优化

有机肥等氮量替代化肥对玉米氮素吸收利用及土壤氮素淋失的影响

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中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：马纪龙姬丽马琨谢铁娜马建军李虹岳翔苏明贾彪宁夏大学农学院宁夏大学生态环境学院宁夏大学科学技术研究院宁夏回族自治区农业环境保护监测站

有机肥替代化肥是实现化肥减量增效与控制农田污染的一项重要措施。本文通过探究玉米产量、氮素吸收利用效率和土壤氮素淋失对不同比例有机肥替代化肥的响应，以期为宁夏引黄灌区玉米氮素高效利用及农业面源污染防控提供科学依据。于2... 详细信息

有机肥替代化肥是实现化肥减量增效与控制农田污染的一项重要措施。本文通过探究玉米产量、氮素吸收利用效率和土壤氮素淋失对不同比例有机肥替代化肥的响应，以期为宁夏引黄灌区玉米氮素高效利用及农业面源污染防控提供科学依据。于2022—2023年在宁夏永宁国家气象站开展大田试验，采用完全随机区组试验设计，以当地常规施氮量(270 kg·hm-2)为基础，布设5个施肥处理，分别为100%化肥（T1）、2/3化肥+1/3有机肥（T2）、1/3化肥+2/3有机肥（T3）、100%有机肥（T4）和空白对照（CK），分析了玉米产量、氮素吸收量、氮素转运和利用效率及土壤氮素淋失量。结果表明: T2处理玉米产量和成熟期植株地上部吸氮量均最高，相较于CK和T1，两年平均增产73.42%和3.67%，成熟期植株地上部吸氮量平均提高97.09%和9.98%。其次， T2处理玉米营养器官氮转运量、氮转运效率、氮转运对籽粒贡献率及花后氮素同化量两年平均较CK分别显著提高171.18%、19.67%、36.89%和72.17%，较T1分别显著提高24.36%、6.74%、12.94%和3.55%， T2处理玉米氮素表观回收利用率、氮肥农学效率及氮肥偏生产力两年均值较T1处理分别显著提高22.58%、9.17%和3.67%，而各处理玉米氮素收获指数两年间无显著差异。此外， T2处理淋失液中总氮、硝态氮和铵态氮浓度均相对较低，两年玉米生长季内总氮、硝态氮和铵态氮淋失量和淋失系数均值较T1分别降低24.56%、25.29%、23.70%和37.95%、39.44%、26.83%。相关性分析表明，玉米氮素养分吸收、转运和利用等指标与产量呈正相关关系，而氮素淋失量和氮素收获指数与产量间相关性较低。回归分析结果显示，产量曲线最高点所对应的有机肥替代比例下，玉米存在较高的氮素吸收、转运和利用效率及较低的氮素淋失量。因此，宁夏引黄灌区玉米种植最佳有机肥替代量均值为98.64 kg·hm-2（36.53%有机肥替代化肥），可提高玉米氮素高效利用、减少农业面源污染。

关键词：有机肥化肥等氮量替代玉米氮素利用氮素淋失

融合无人机光谱与纹理信息的玉米氮素营养估测

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中国农业科学 2024年第16期57卷 3154-3170页

作者：运彬媛谢铁娜李虹岳翔吕明玥王佳琦贾彪宁夏大学农学院宁夏大学科学技术研究院宁夏回族自治区农业环境保护监测站

【目的】作物氮素营养状况是表征玉米冠层绿色程度和健康状态的关键指标，为比较玉米氮素营养估测模型中单一光谱指数模型与融合纹理信息模型精度的差异，探究基于无人机多光谱与纹理信息融合的玉米氮素营养估测模型的精准性与可靠性。... 详细信息

【目的】作物氮素营养状况是表征玉米冠层绿色程度和健康状态的关键指标，为比较玉米氮素营养估测模型中单一光谱指数模型与融合纹理信息模型精度的差异，探究基于无人机多光谱与纹理信息融合的玉米氮素营养估测模型的精准性与可靠性。【方法】采用Matrice 300 RTK多旋翼飞行器搭载MS600 Pro多光谱传感器，获取2年间6个氮素水平下玉米抽雄-吐丝期的多光谱影像数据，提取植被指数和纹理特征信息，综合分析植被指数、单纹理特征、组合纹理指数及植被指数和纹理指数融合的相关性，优选信息量最大的植被指数、归一化差值纹理指数（NDTI）及其组合信息，利用多元逐步回归（MSR）、随机森林（RF）、支持向量机（SVM）和灰狼优化的卷积神经网络（GWO-CNN）对比估测玉米叶片氮含量（LNC）、植株氮含量（PNC）、叶片氮积累（LNA）和植株氮积累（PNA）4个氮素营养参数。【结果】（1）不同氮素处理下玉米原始光谱反射率之间存在差异，红波段R（660 nm）、蓝波段B（450 nm）和近红外波段NIR（840 nm）波段差异较为显著。（2）基于无人机多光谱影像提取的植被指数（EVI、GARI、REOSAVI、SIPI和MCARI）、单纹理特征(var450、var660、mean840、dis720和hom840)和组合纹理指数NDTI均可用于VT-R1阶段玉米LNC、PNC、LNA及PNA估测，其中基于植被指数的GWO-CNN模型对LNC、PNC、LNA和PNA的估测效果优于单纹理特征和纹理指数模型，R2分别为0.831、0.761、0.826和0.770。（3）融合植被指数和纹理指数的GWO-CNN模型对LNC、PNC、LNA和PNA估测精度明显高于植被指数和纹理指数，R2分别为0.921、0.901、0.917和0.892，较单一光谱信息最优估测模型精度R2分别提高了9.77%、15.54%、9.92%和13.68%。【结论】融合多光谱的植被指数和纹理指数能够有效提高玉米氮素营养估测精度，较好地评估玉米氮素分布情况，为田块尺度下基于无人机平台的玉米氮肥精准管理提供新思路。

关键词：玉米氮素多光谱植被指数纹理信息

引、扬黄灌区玉米高产田(≥15000kg/hm^2)特征分析与实现途径

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作物杂志 2013年第5期 108-113页

作者：王永宏赵如浪赵健孙发国谢铁娜张文杰宁夏农林科学院农作物研究所宁夏永宁750105 宁夏同心县农技推广服务中心宁夏同心751300 宁夏大学农学院宁夏银川750101

通过对宁夏引、扬黄灌区2007~2011年间出现的27块玉米高产田(≥15 000kg/hm2)特征进行分析,总结出宁夏引、扬黄灌区玉米高产田平均产量16 692kg/hm2,收获穗数89 331穗/hm2,穗粒数568.2粒,千粒重350.6g,平均单穗粒重193.4g。高产田在宁... 详细信息

通过对宁夏引、扬黄灌区2007~2011年间出现的27块玉米高产田(≥15 000kg/hm2)特征进行分析,总结出宁夏引、扬黄灌区玉米高产田平均产量16 692kg/hm2,收获穗数89 331穗/hm2,穗粒数568.2粒,千粒重350.6g,平均单穗粒重193.4g。高产田在宁夏引、扬黄灌区均有分布,但大面积生产主要集中在引黄灌区周边地区及宁夏中部干旱带扬黄新灌区,这些地区光热资源更为丰富,单种玉米集中连片,土壤以沙壤土较多,以耐密型品种郑单958和先玉335为主。相关分析结果表明,决定产量的优先序为区域光热资源、灌溉条件、地理条件与施肥水平、种植密度、品种、播种质量与田间管理等;增加种植密度是实现15 000kg/hm2高产的有效途径,但要加强肥水调控,合理栽培管理,优化群体结构,提高单穗粒重。

关键词：宁夏引扬黄灌区玉米高产田产量结构关键技术

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玉米品种比较试验研究

宁夏农林科技 2012年第12期53卷 13-14页

作者：曹宁谢铁娜苏建云宁夏种子公司宁夏银川750001 宁夏大学试验农场宁夏永宁750105 宁夏同心县种子管理站宁夏同心751300

对2010年筛选出的12个玉米品种在灌区试验点进行品种比较试验,结果表明:BS891、BS980品种综合性状表现较好,产量较高,建议进入下一步试验。其他品种均较对照减产,且幅度较大,建议淘汰,不再进行试验。

关键词：玉米品种比较试验产量灌区