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秸秆还田与氮肥施用对稻田温室气体排放的影响

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生态学报 2024年第12期44卷 5328-5339页

作者：吴健成刘卿汪翠存陆汝华刘艳曹强田永超朱艳曹卫星刘小军南京农业大学国家信息农业工程技术中心南京210095 智慧农业教育部工程研究中心南京210095 农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室南京210095 江苏省信息农业重点实验室南京210095 现代作物生产省部共建协同创新中心南京210095

秸秆还田与氮肥施用是农田生态系统中碳氮元素的两大主要补给途径,其在调控稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放以及水稻产量方面具有重要作用。以往的研究主要关注秸秆还田或氮肥施用单因素对稻田温室气体排放的影响,而双因素互作... 详细信息

秸秆还田与氮肥施用是农田生态系统中碳氮元素的两大主要补给途径,其在调控稻田甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放以及水稻产量方面具有重要作用。以往的研究主要关注秸秆还田或氮肥施用单因素对稻田温室气体排放的影响,而双因素互作对甲烷和氧化亚氮排放的影响尚未明确。同时,在秸秆还田条件下如何进行合理的氮肥施用鲜有深入研究。本研究基于3个氮肥处理(0、180、360 kg N/hm^(2))和3个秸秆还田处理(0、2.25、3.75 t/hm^(2))进行多年水稻田间定位试验,研究结果表明:CH_(4)季节累积排放随秸秆还田量增加而增加,与施氮量无显著正相关关系;N_(2)O季节累积排放随施氮量增加而增加,与秸秆还田量无显著正相关关系;秸秆还田对于产量的影响具有不确定性,两年均在秸秆不还田+不施氮处理(S0N0)出现最低产量,2021与2022年最低产量分别为5740.64和4903.75 kg/hm^(2)。2021与2022年最高产量分别在秸秆不还田+高氮(S0N_(2))和高量秸秆还田+高氮(S2N_(2))出现,分别为10938.48和10384.83 kg/hm^(2)。同时,本研究发现在低量秸秆还田条件下,在碳足迹(CF, Carbon Footprint)方面,施氮量为251 kg N/hm^(2)时碳足迹达到最低点,为1.01 kg C/kg;而在生态经济净收益(NEEB, Net Ecosystem Economic Benefits)方面,施氮量为294 kg N/hm^(2)时生态经济净收益达到最高点,为11778.15元/hm^(2)。为协同生态经济净收益与碳排放,在低量秸秆还田(S1)下,配合251—294 kg N/hm^(2)的施氮量为最优施肥方案。研究结果为指导稻田温室气体减排、实现稻田碳中和以及农田管理提供了理论支撑,为实现水稻的高产稳产与低碳生产科学依据。

关键词：水稻温室气体秸秆还田氮肥推荐施肥

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长江中下游地区丰产优质再生稻品种特性研究

杂交水稻 2024年

作者：吴小文江波吴晨阳潘志军程驭张晓红张进山陈龙柯健武立权庐江县农业技术推广中心安徽农业大学农学院现代作物生产省部共建协同创新中心

为探究适宜长江中下游地区种植的丰产优质再生稻品种类型及其农艺性状与生理特性，以常规早籼稻（EIR）、早熟籼型杂交稻（EHR）、中熟籼型杂交稻（MHR）和籼粳杂交稻（IJR）4种水稻类型为供试材料，比较不同类型品种的头季和再生季产... 详细信息

为探究适宜长江中下游地区种植的丰产优质再生稻品种类型及其农艺性状与生理特性，以常规早籼稻（EIR）、早熟籼型杂交稻（EHR）、中熟籼型杂交稻（MHR）和籼粳杂交稻（IJR）4种水稻类型为供试材料，比较不同类型品种的头季和再生季产量及其构成、关键群体农艺与生理指标、稻米品质等方面的差异。结果表明，MHR作再生稻种植时，头季和再生季的平均产量最高，分别为8.3、4.3 t/hm2；其头季幼穗分化期平均叶面积指数（7.84）、抽穗期至收割期平均群体生长率[19.63 g/（m2·d）]和抽穗期平均茎鞘非结构性碳水化合物含量（201.6mg/g）均高于其他品种类型；其再生季成熟期平均干物质量（10.00 t/hm2）、头季收割期至再生季抽穗期平均群体生长率[15.18 g/（m2·d）]、再生季抽穗期平均茎鞘非结构性碳水化合物积累量（25.8 g/m2）高于其他品种类型。从稻米品质表现来看，头季稻米的直链淀粉含量优于再生季，再生季稻米的整精米率、垩白粒率和垩白度优于头季，MHR的主要稻米品质优于EIR和IJR。总之，MHR是长江中下游地区丰产优质再生稻品种类型。

关键词：再生稻品种类型产量高产特征稻米品质

基于多尺度及DESTIN约束的高分遥感影像田块语义分割方法研究

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南京农业大学学报 2024年第5期47卷 989-999页

作者：肖庆云程涛顾兴健朱艳黄芬南京农业大学人工智能学院江苏南京210031 南京农业大学国家信息农业工程技术中心/智慧农业教育部工程研究中心/农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/现代作物生产省部共建协同创新中心江苏南京210095

[目的]本研究旨在改善基于深度学习的遥感影像田块语义分割中出现的区域不封闭、边缘不贴合、噪点问题,并进一步修正语义分割的识别错误。[方法]以安徽省阜南县、江苏省淮安市为研究地点,自建了农田田块数据集,引入考虑影像多尺度特征... 详细信息

[目的]本研究旨在改善基于深度学习的遥感影像田块语义分割中出现的区域不封闭、边缘不贴合、噪点问题,并进一步修正语义分割的识别错误。[方法]以安徽省阜南县、江苏省淮安市为研究地点,自建了农田田块数据集,引入考虑影像多尺度特征的尺度分割思想与基于物候学的DESTIN(delineation by fusing spatial and temporal information)分割算法,提出了基于多尺度及DESTIN约束的高分遥感影像农田田块语义分割方法。[结果]多尺度与DESTIN约束下基于深度模型的田块语义分割有效改善模型出现的区域不封闭、边缘不贴合、噪点和块状模糊等问题,一定程度修正了深度模型语义分割的错误识别,IoU指标在2个测试集上分别达到94.08%和90.79%,相较深度模型的遥感影像田块语义分割分别提高1.65%和2.32%,对研究区域的田块提取区域更完整、精度更高。[结论]多尺度及DESTIN约束进一步改善了田块语义分割问题,有助于提高高分遥感影像的田块识别精度。

关键词：语义分割多尺度分割 DESTIN分割农田田块提取高分遥感影像

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药隔期倒春寒对小麦根际细菌群落结构的影响

中国农业气象 2024年第7期45卷 756-765页

作者：陈翔王捧娜柳彬彬代雯慈蔡洪梅郑宝强李金才安徽农业大学农学院/农业农村部华东地区作物栽培科学观测站合肥230036 江苏省现代作物生产协同创新中心南京210095

以抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为实验材料,于小麦幼穗分化的药隔形成期利用智能超低温培养箱进行4℃(T1)和-4℃(T2)低温胁迫处理,以15℃作为对照(CK),利用高通量测序技术对开花期小麦根际土壤... 详细信息

以抗倒春寒性强的小麦品种烟农19(YN)和抗倒春寒性弱的小麦品种新麦26(XM)为实验材料,于小麦幼穗分化的药隔形成期利用智能超低温培养箱进行4℃(T1)和-4℃(T2)低温胁迫处理,以15℃作为对照(CK),利用高通量测序技术对开花期小麦根际土壤细菌群落进行测定,研究药隔期倒春寒对小麦根际细菌多样性和群落结构的影响。结果表明:(1)倒春寒危害后两品种小麦根际土壤细菌的ACE指数较CK均有所降低,且对抗倒春寒性弱的品种XM影响显著(P<0.05)。(2)两品种小麦根际土壤细菌群落主要由变形菌门(53.20%~57.55%)、放线菌门(13.34%~21.69%)、拟杆菌门(10.56%~12.37%)和芽单胞菌门(6.17%~9.19%)等33个门及819个属的细菌组成,且不同程度倒春寒处理间各菌门相对丰度表现出差异性,其中放线菌门(Actinobacteria)相对丰度在YN中升高9.79%~19.11%,在XM中降低26.43%~38.47%。(3)根际土壤细菌功能预测分析显示,药隔期倒春寒提高了膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、复制与修复功能基因在YN根际土壤中的相对丰度,降低了其在XM根际土壤中的相对丰度。综上所述,药隔期倒春寒降低了小麦根际土壤细菌群落的丰富度,改变了细菌群落结构,影响了细菌群落的膜运输、氨基酸代谢、碳水化合物代谢和复制与修复功能。

关键词：小麦药隔期倒春寒根际细菌群落

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山西省典型小麦种植区土壤硒锌赋存形态

生态学杂志 2024年

作者：王灏滢杨立帆陈婷刘洋石馨晔栗丽李廷亮黄土高原特色作物优质高效生产省部共建协同创新中心山西农业大学资源环境学院

探究山西省小麦种植区土壤不同含量水平硒、锌形态赋存差异，可为当地小麦提质增效生产及功能农业发展提供理论依据。本研究在山西省小麦典型种植区选择高、中、低3个等级硒、锌水平样点，测定土壤硒、锌各形态含量、土壤有机质（SOM）... 详细信息

探究山西省小麦种植区土壤不同含量水平硒、锌形态赋存差异，可为当地小麦提质增效生产及功能农业发展提供理论依据。本研究在山西省小麦典型种植区选择高、中、低3个等级硒、锌水平样点，测定土壤硒、锌各形态含量、土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）以及土壤矿物组成，分析不同含量水平硒、锌的形态赋存差异及其影响因素。结果表明，不同水平土壤硒形态含量均表现为有机结合态（39.1%～53.8%）>残渣态（33.5%～48.9%）>交换态+碳酸盐结合态（5.2%～5.9%）>铁锰氧化物结合态（3.4%～4.5%）>水溶态（1.0%～3.1%），不同水平土壤锌形态含量均表现为残渣态（81.0%～86.3%）>有机结合态（6.5%～8.1%）>铁锰氧化物结合态（6.2%～7.5%）>碳酸盐结合态（0.7%～1.9%）>交换态（0.3%～1.5%）。有机结合态硒和残渣态硒是引起土壤总硒含量差异的主要形态，二者对土壤硒含量差异的贡献率分别达55.2%和32.2%；残渣态锌是引起土壤总锌差异的主要形态，其对土壤锌含量差异的贡献率达77.4%。随总硒含量增加，残渣态硒所占比例明显下降，有机结合态硒比例明显上升；随总锌含量增加，残渣态锌所占比例呈下降趋势，其他形态锌均呈微弱增加趋势。除残渣态硒外，SOM与不同形态硒、锌均呈显著或极显著正相关（r=0.74～0.93），而CEC与硒、锌含量均未达到显著相关性，各形态硒、锌与对应全量硒、锌的相关性最高（r>0.95）。矿物成分分析表明，不同硒水平土壤矿物成分表现为高水平硒土壤中黄铁矿、角闪石、滑石和黏土矿物含量显著高于中水平或低水平硒土壤；不同锌水平土壤矿物成分表现为高水平锌土壤中白云石、黄铁矿、角闪石含量显著高于中水平或低水平锌土壤。山西省小麦种植区土壤不同硒、锌水平条件下其各赋存形态含量差异整体上决定于总量含量差异，土壤矿物成分是硒、锌含量差异的物质基础，有机质是土壤硒、锌形态变化的驱动力。

关键词：小麦种植区土壤硒形态土壤锌形态矿物组成

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无人机遥感作物估产研究进展

南京农业大学学报 2024年

作者：郑恒彪吉文翰郭彩丽邱小雷姚霞江冲亚朱艳曹卫星程涛南京农业大学国家信息农业工程技术中心/南京农业大学智慧农业研究院/智慧农业教育部工程研究中心/农业农村部农作物系统分析与决策重点实验室/江苏省信息农业重点实验室/现代作物生产省部共建协同创新中心

快速、准确地估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况，而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势，还可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像，因此在作物产量估测研究中发挥了重要作用... 详细信息

快速、准确地估测作物产量不仅有利于提前掌握粮食生产状况，而且对国家粮食政策的制定至关重要。无人机遥感技术因其快速、便捷、成本低等优势，还可同时搭载多种传感器获取高时空分辨率影像，因此在作物产量估测研究中发挥了重要作用。本文首先介绍了无人机遥感估产的相关背景；其次对近二十年来无人机遥感估产的研究现状进行了概述，分别从无人机平台、传感器、估产模型构建等方面重点综述了近年来国内外无人机遥感估产的研究进展。最后讨论了影响无人机遥感估产精度的因素、尚未解决的关键技术问题以及无人机遥感估产的未来发展前景。本文为了解无人机遥感估产研究前沿、技术瓶颈、发展前景提供重要参考，为精确栽培、智慧育种提供技术支撑。

关键词：作物产量估测无人机遥感传感器建模方法研究进展

不同性别南方型黑杨无性系叶片对土壤短期间歇性干旱的生理响应

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南京林业大学学报（自然科学版） 2024年第3期48卷 172-180页

作者：马坛田野王书军李文昊段启英张庆源南京林业大学林草学院南方现代林业协同创新中心江苏南京210037 江苏省宝应县育兴苗木场江苏宝应225831

【目的】全球气候变化背景下南方型黑杨(Populus spp.)栽培区的干旱问题日渐严重,限制了人工林的生产力提升。研究南方型黑杨应对土壤短期间歇性干旱的性别生理响应差异,探讨不同性别黑杨的干旱适应能力及策略,为基于性别的黑杨造林无... 详细信息

【目的】全球气候变化背景下南方型黑杨(Populus spp.)栽培区的干旱问题日渐严重,限制了人工林的生产力提升。研究南方型黑杨应对土壤短期间歇性干旱的性别生理响应差异,探讨不同性别黑杨的干旱适应能力及策略,为基于性别的黑杨造林无性系选择提供参考。【方法】以南方型黑杨栽培区重点推广的4种雌性和3种雄性黑杨无性系当年生扦插苗为研究对象,采用盆栽控水的方式进行土壤短期间歇性干旱(干旱—复水—干旱)处理,通过对比分析不同性别无性系在土壤短期间歇性干旱过程中叶片质膜稳定性、渗透调节、抗氧化系统,以及光合色素等生理指标的变化,分析南方型黑杨在叶片生理响应和干旱耐受性方面应对土壤短期间歇性干旱的性别差异。【结果】受土壤干旱影响,雌、雄黑杨叶片均出现电导率上升、丙二醛和游离脯氨酸含量以及抗氧化酶活性升高、叶绿素含量下降等现象,表明叶片膜和光合系统受到一定损伤,而复水(解除干旱)后均恢复至正常水平。但雌、雄黑杨在生理响应的水平和模式方面存在一定差异:雌性黑杨在干旱胁迫时叶片抗氧化酶活性波动较大,叶绿素和脯氨酸含量维持较高的水平,而复水后叶绿素含量可以快速恢复,但膜脂过氧化程度维持较高水平;雄性黑杨在干旱胁迫时通过保持较高的细胞膜稳定性和稳定的抗氧化酶活性以提高抗旱性,同时降低叶绿素含量以减少水分损耗。表明在干旱条件下,雌性黑杨继续维持一定的光合和生长能力,但抗旱能力较低,而雄性黑杨相应具有较强的干旱耐受能力。此外,雄性黑杨无性系在应对干旱胁迫时表现出较为一致的生理响应,而雌性黑杨在无性系间存在较大差异。【结论】雄性黑杨无性系整体上具有较高且稳定的抗旱能力,而雌性黑杨抗旱能力相对较弱,且无性系间差异较大,但复水后的干旱间歇期可以较快恢复至正常的叶片生理状态。

关键词：干旱胁迫南方型黑杨性别差异抗旱策略抗氧化酶系统

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无人飞播水稻生育特征与丰产关键技术研究进展

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农业工程学报 2024年第11期40卷 1-13页

作者：朱海滨胡群陆喜瞻翁文安邢志鹏高辉魏海燕张洪程扬州大学水稻产业工程技术研究院扬州225009 江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心扬州225009 江苏省作物栽培生理重点实验室扬州225009 江苏省优质粳稻产业工程研究中心扬州225009

通过无人化建设推动水稻高质量和高效率生产是农业现代化发展的核心。在劳动力供给萎缩和劳动力价格上涨的时代背景下,中国必须加快水稻生产无人化建设进程。其中,无人飞播技术因具有不受地形地势限制、作业成本低和作业效率高的优势而... 详细信息

通过无人化建设推动水稻高质量和高效率生产是农业现代化发展的核心。在劳动力供给萎缩和劳动力价格上涨的时代背景下,中国必须加快水稻生产无人化建设进程。其中,无人飞播技术因具有不受地形地势限制、作业成本低和作业效率高的优势而受到业内广泛关注。但国内众多稻区实行的复种策略不仅压缩了水稻生育期,还造成秸秆大量还田,容易形成飞播种子出苗和生长逆境,进而影响产量。为明确秸秆还田条件下无人飞播水稻生育特征和兼顾丰产优质的种植密度以保障稳产丰产,作者所在研究团队在前期开展了相应条件下无人飞播和无人机插在水稻基本生态特征和生长发育特性方面的差异研究,以及飞播水稻群体在150、 195和240万株/hm^(2)基本苗处理下的产量形成与品质特征差异研究。该研究总结并介绍了相关研究结果,同时从选择适宜品种、种子处理、适时早播、耕整地技术与沟系配套、确立合理种植密度、氮肥选用与灌溉管理以及病虫草害防治几个方面进行丰产栽培关键技术讨论,并从无人机技术突破、建立成熟的行业生产标准和栽培措施配套3个方面对水稻飞播技术的未来应用提出展望,以期为无人飞播水稻大规模应用与良性发展提供参考。

关键词：无人机水稻飞播常规粳稻生育特征产量

镉污染对家禽健康生产的影响及营养干预控制技术研究进展

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饲料工业 2024年第6期45卷 1-6页

作者：高峰徐鹏南京农业大学动物科技学院江苏省动物源食品生产与安全保障重点实验室江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心江苏南京210095

镉(Cadmium,Cd)是一种有毒的环境污染物。镉污染不仅是危害家禽健康生产的难题,也是关乎动物源食品安全的公共卫生问题。文章综述了家禽养殖行业镉污染现状、镉对家禽的毒性作用、镉毒性的分子机制及营养干预控制技术,以期为保障家禽健... 详细信息

镉(Cadmium,Cd)是一种有毒的环境污染物。镉污染不仅是危害家禽健康生产的难题,也是关乎动物源食品安全的公共卫生问题。文章综述了家禽养殖行业镉污染现状、镉对家禽的毒性作用、镉毒性的分子机制及营养干预控制技术,以期为保障家禽健康生产提供参考。

关键词：镉家禽毒理营养干预家禽健康