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摘要:无公害生产技术不论是在农作物增收方面,还是对发展绿色农业、保证农副产品无公害都有着重要的影响力。必须保证产品的质量、数量双赢,再加上无公害,待销的农产品一定会被抢购一空。由此可以预测,在未来无公害农产品将占据市场主流。因此,从现在起推广无公害生产技术已是形势所趋。
【关键词】
  • 作物 作物论文

作物论文:生物学技术下的农作物论文

1检验品种真实性和纯度的方法

检验品种真实性和纯度的方法有很多,根据不同的原理可分为形态鉴定、生理化学法鉴定、物理法鉴定、细胞学方法鉴定和分子生物学鉴定。运用分子生物学方法来鉴定品种纯度的方法有很多,它是在DNA和RNA等分子水平上鉴别不同的品种,目前最常用的技术主要有以下几种:SSR技术又称为microsatelliteDNA、RAPD技术、AFLP技术、RFLP技术和SNP技术。应用最广泛的就属SSR技术,最有应用前景的要数SNP技术[2]。

1.1运用SSR标记技术鉴定品种的纯度和真实性

近年来越来越多的种子企业都应用SSR技术来鉴定品种的纯度,DNA分子标记技术是通过诊断生物的内在基因排布规律和外在的表现规律,并直接分析遗传物质的多态性,同时通过比较不同品种的DNA的结构和组成,以此来鉴别品种的纯度和真实性的。该技术可以反映生物个体和种群之间有差异的片段,正因为此技术的不受时间、空间和外界环境的因素影响,所以其检测结果更真实可靠,也便于自动化管理。由于SSR技术呈共显性遗传,然而相比于其他的遗传方式,它可以清晰地分辨出种子的纯合体和杂合体,所以就成为了目前最广泛应用并最受欢迎的检测技术。SSR技术是由一个到六个核苷酸串联成100bp以内的DNA片段,在基因的复制过程中,及碱基的错配会产生几个重复单位,就使得基因组每次都会突变成几个重复的单位,导致等位基因的出现,当运用电泳技术进行分离后,就轻而易举的获取了这些重复序列的信息[3]。

1.2PAPD技术

PAPD技术是以基因组为模板,并对农作物进行PCR扩增,最终得到多态性的DNA谱带的一项技术,此项技术有很多特点,如操作简单、经济快捷、基因需求量小等,并且在向日葵、扁豆、芹菜、棉花、甘薯等植物的检测均有报道,虽然对于已经筛选出来的种子进行指纹分析是比较方便和快捷的,但是对于未检测过的新品种,想要在短时间内找到合适的引物进行鉴定难度很大[4]。

1.3RFLP技术

这项技术的原理是通过检测不同的遗传位点的变异,它能够区分不同生物个体间基因的微小差异,由于同一个农作物能够在不同品种中找到许多的标记,所以这项技术是在检测品种的真实度和纯度的方法中最可靠的方法,但是其操作过程繁琐、操作难度大、周期长、费用高[5]。

1.4AFLP技术

AFLP技术的原理是在检测过程中选择基因组DNA的酶切片段,其标记技术优点有重复性强、稳定性好、多态性高等,实验证明在克隆技术上此项技术拥有很好的前景,但是由于实验对DNA纯度和内切酶有高质量的要求,基因组的不完全会影响实验的结果,而且此方法不仅操作程序长、步骤多,还要求有很高的实验技能和精密的仪器,因而在对农作物的真实性和纯度的鉴定中难以普及和应用[6]。

2如何验证分子生物学技术的可靠性

2.1验证方法

为了验证分子生物学技术的鉴定结果是否可靠,需要进一步的确认,通常实验都会采用两种纯度检测的方法来验证,一般会选择分子标记鉴定和田间纯度鉴定法,根据有无亲本的两种情况,对已经知道亲本的生物运用共显性鉴定法,即基因在亲本之间表现为多态性,在杂交一代中表现为共显性的生物。对未知亲本的作物采用多态性扩增的方法[7]。田间种植鉴定,分别在田间正季和异地种植,以水稻为例,田间正季鉴定材料种植在四川两种实验基地,单粒播种,每个样品种植200株,常规管理,海南异地种植在三亚种植基地,通过分析种植的产物的特征特性来最终得到田间鉴定结果。鉴定依据要严格按照种子检验规程执行,对产物性状的审定同样按照规则审定描述进行。

2.2结果分析

通过实验得到信息后对结果进行分析,谱带种若出现双亲互补的为杂交种,若母本出现纯和带类型为不育系,谱带如图3-1所示,以此来计算纯度的百分比,将得到的鉴定结果和田间实验的鉴定结果比较,验证了24对引物的结果准确。另外发现在经过生物技术检测的纯度和田间正季的鉴定结果相关系数可达到93.8%,在田间鉴定过程中不同的鉴定者鉴定的结果也有很大差异,过程中很难区分杂株,将分子技术检测结果与田间检测的性状做对比,在田间表现为不育系的大多分为两种情况,第一是在田间表现为不育株的在SSR检测中变下为母本不育,第二是田间表现为异型株的检测为母本不育系,其谱带表现如图3-2所示,分子标记检测结果与田间种植检测结果比较如图3-1,分子标记检测纯度与田间种植检测纯度比较结果如图3-2。经过以上研究分析得出,在品种纯度测定中,所用的引物越多、样本容量越大检测得出的结论(见表3-1、表3-2)越可靠,在实际的检测中,为了兼顾经济性和准确性,一般选用3对引物来进行检测,在品种真实性和纯度的鉴定中,大多数人们认为分子标记鉴定结果比田间鉴定的结果更为严格,所以对企业就相对有失公平,本研究显示其电泳结果更接近于田间种植结果,这一研究结果为接下来的分子鉴定提供了更有力的依据。但是就针对于农作物真实度和纯度的鉴定而言,分子标记的结果和鉴定结果相一致,且检测时间短,能迅速为种子的监管工作提供有力依据和技术支撑,更大力度的减少由种子不合格带来的经济损失和不良社会影响[8]。

3讨论

对于利用分子生物学技术对农作物品种的真实性和纯度进行检测的方法各有优缺点,但是无论是常规鉴定技术还是化学物理鉴定技术都各有局限性,不能满足种子纯度和育种工作的发展需求,可以相信,随着分子生物学技术的不断发展,更多更有效的分子标记技术将会在学者的不断努力下得到革新和不断完善,在不久的将来,分子生物学技术将会直接应用到农业的发展中去,通过本文以上的研究,可以得知分子生物学技术的最终检测结果和田间实际种植的结果大致相同,所有有理由相信经过不断地发展和研究,最终分子生物学技术对农作物真实性和纯度的检测结果将于实际差距越来越小,发展分子生物学技术将是鉴定农作物真实性和纯度未来的发展方向。

作者:王立 单位:江门市新会区林业科学研究所

作物论文:无公害农作物论文

1农作物无公害生产重要意义

无公害生产技术的应用,可降低农作物对化肥、农药等化学产品的依赖性,有效地减少其对农作物造成的危害。上市一系列的无公害绿色食品,为保证食用者身体健康贡献力量。无公害生产技术中的深耕技术,能有效促进土壤中空气的流通,有利于农作物根系伸展,坚实扎根,增强抗倒伏能力。此外,深耕还可以将土壤中的有害细菌、病毒、虫卵等易导致作物生病的东西以及生命力异常旺盛的杂草的种子埋于土壤深层,使之逐渐消亡,减少农作物病虫害的侵袭。无公害生产技术的使用从根本上调节了土壤结构,使土地向着高产、优沃的方向靠近,从而实现农作物增收。无公害生产有助于提高农作物的耐旱防涝等抗灾能力,于灾害之中挽救农作物产量,提升经济效益。

2农作物生产技术发展现状

农作物生产技术发展,随着时间的推移,由传统的无规律化逐渐过渡到目前拥有严谨管理手段的无公害生产技术,大幅提高了农作物的管理水平,有效保证农产品的销售质量,促进农业增收。无公害生产技术对农作物管理主要表现在以下方面:对土地采取种前深耕管理,以给种植农作物营造舒适的生存环境,保证其营养的供应;实行农作物的合理轮作机制,有效防止重茬带来的病原体累积、土地营养分布不均衡等危害造成的农作物减产状况,使生物多样性增加,并阻止土壤条件恶化;保持合理种植密度,在保证作物生长的同时,提高农作物产量;实行田间管理维护,包括苗期管理、施肥、灌溉、松土等,但是其要求比较严格,各个环节均有相应配套的原则以供施用;注重病虫害的生物防治,有效降低化肥农药的使用率,以保证农产品绿色无公害。

3农作物无公害生产技术推广措施

为提升农产品销售质量,发展绿色安全农业,农作物无公害生产技术必须在全国大范围内得到推广。其推广措施可分为4个方向。

3.1培养农民绿色生产意识

培养农民的绿色生产意识,是推广农作物无公害生产技术的政策性任务。一些政策能否发挥应有的政绩在很大程度上取决于有关意识的宣传培养是否到位。在宣传方面,将推行无公害生产技术的推广工作放在重要位置,多安排相关技术人员下乡,深入农民身边,讲解绿色生产的优点,培养其绿色生产意识,使农民摒弃传统落后减产的农作物生产方式,采用先进绿色环保高产的无公害生产技术,从而实现农作物生产的增收,即培育农民绿色生产意识是从意识层面使其生产意识改头换面,进而达到无公害生产技术的推广。

3.2加强低毒高效类农药肥料的研制与推广

有毒有害性农药化肥的使用是传统生产技术区别于无公害生产技术的显著表现,其使用虽然可促进农作物产量增收,但是也对农作物生长存在着副作用,例如,农药的残留问题直接威胁着食用者的健康,与无公害生产的主题背道而驰。因此,加强低毒高效类农药的研制与推广是推广无公害技术的关键步骤。农药与肥料的使用只有在保证农作物高产的同时降低其毒害性,才能实现农作物的无公害生产。

3.3加强绿色农作物实验基地建设

绿色农作物实验基地的建设主要是给广大农民起模范带头作用,也就是以成果推行发展。此外,绿色农作物实验基地的建设还可以获知该农作物生产过程中的各项信息,为进一步在方法上改进无公害生产技术、推进农业更快更好发展提供可能。绿色农作物实验基地的建设是农村经济产业化的重要手段,拥有一定数量的绿色农作物实验基地,才能够保证大量无公害蔬菜水果的上市,从源头上保护人类的生命安全不受侵害。

3.4加强对农作物化学农药残留监测工作

化学农药残留问题一直是农产品方面亟待解决的问题。推广使用无公害生产技术必须有效加强农作物农药残留的监控工作,在残留农药允许范围内,尽可能多地降低残留率,保证农产品的绿色、无公害。

4结语

无公害生产技术不论是在农作物增收方面,还是对发展绿色农业、保证农副产品无公害都有着重要的影响力。必须保证产品的质量、数量双赢,再加上无公害,待销的农产品一定会被抢购一空。由此可以预测,在未来无公害农产品将占据市场主流。因此,从现在起推广无公害生产技术已是形势所趋。

作者:黎兰华 岳俊德 单位:四川省南江县农业局 四川省南江县小河职业中学

作物论文:关于秸秆利用的农作物论文

1现状

1.1秸秆总产量

浙江省位于我国东部沿海,属典型的亚热带季风气候区。全省陆域面积中,山地丘陵占70.4%,平原占23.2%,河流湖泊占6.4%,素有“七山一水二分田”之称。2012年浙江省主要粮食作物播种面积125.13万hm2(包括稻谷、麦类、玉米、豆类等),全省秸秆理论产量(通过草谷比计算所得)为1194.76万t。从种类数量上看,以水稻秸秆为主,达760.6万t,占秸秆总量的63.7%;其次是油菜、茭白秸秆,分别为87.00和71.79万t,占总量的7.3%和6.0%;豆类、麦类、玉米、棉花等秸秆均在50万t以下,占比不超过5%。从区域分布看:嘉兴、绍兴、杭州最多,其次是湖州、金华、宁波、温州、台州、衢州和丽水,舟山最少、仅占0.46%。

1.2秸秆综合利用

浙江省农作物秸秆利用方式多样,主要有肥料化、能源化、饲料化、食用菌基料化以及原料化等途径。水稻、大小麦秸秆以还田为主,棉花、豆类秸秆以用作燃料为主,玉米秸秆以饲料为主,茭白和桑、果树枝条以作食用菌基料为主。据测算,2012年浙江省秸秆利用量达936.9万t,秸秆综合利用率为78.4%,其中作肥料利用722.8万t占60.5%,作饲料利用94.4万t占7.9%,作食用菌基料利用39.4万t占3.3%,作能源利用(不包括炊事燃料)27.5万t占2.3%,作其他利用52.6万t占4.4%。其余秸秆主要是炊事燃料、露天焚烧和田边、路边弃置。以上利用结构表明,浙江省秸秆资源化利用层次较低,深度开发高值利用比例不高。

2存在的主要问题及原因

当前,浙江省农作物秸秆综合利用存在秸秆资源分散、收贮困难、利用经济性差、相关扶持政策不明、秸秆禁烧监管难度大等问题。据调查和监测分析,露天焚烧比例较大的秸秆有小麦、水稻、油菜秸秆,季节主要集中在5-6月和10-11月。秸秆利用不高和焚烧的主要原因。一是种植特点因素。浙江省农作物复种指数高(2.0以上),全量还田不利下季作物播种和生长,农户对部分难于还田的秸秆采取露天焚烧处理。二是秸秆资源分散利用附加值低。农作物秸秆量大面广,资源分散,收集、运输、贮存成本高,难度大,利用效益低,主要以就地还田利用为主,饲料化、基料化等高值利用方式受产业规模制约只在局部地区得到应用,占比较小。三是露天焚烧监管难度大。《大气污染防治法》和国务院办公厅《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》明确环保部门牵头秸秆禁烧工作,《浙江省农业废弃物处理与利用促进办法》也有禁止露天焚烧的相关规定,但由于露天焚烧的主体为种植农户,面广点散,基层环保执法力量有限,监管处罚难度大。四是秸秆利用扶持政策不足。目前浙江省除嘉兴市已出台秸秆机械切碎还田专项补贴政策外,省和其余市县基本没有秸秆利用的专项资金等扶持政策,影响了农民和企业利用秸秆的积极性。

3建议

《浙江省大气污染防治行动计划(2013-2017)》明确提出:“加快推进秸秆及农作物废弃物综合利用,实现秸秆资源化、商品化。力争到2017年,基本实现秸秆还田和多元化利用,秸秆综合利用率达到90%以上。建立健全禁止露天焚烧秸秆的长效监管机制,充分利用卫星遥感加强秸秆禁烧监控,严防随意露天焚烧秸秆。”根据农作物秸秆综合利用本身的特点,针对浙江省农作物秸秆综合利用发展过程中存在的一些消极和阻碍性的因素,作者认为,应着重做好以下几方面工作。加强领导,部门协同。积极推动落实秸秆综合利用和秸秆禁烧工作的政府主体责任,结合产业布局,制定秸秆综合利用工作实施方案,并纳入各级政府目标责任制考核内容,确保各项任务落到实处。积极推动落实乡镇政府的实施责任,将任务分解落实到村、到田头地块、到生产主体,建立干部包村联户制度。加强部门协作配合,农业、发改部门牵头负责农作物秸秆资源化利用工作的指导,环保部门牵头负责禁止秸秆焚烧监管,财税、科技、经信、交通、国土等部门按各自职责加大对秸秆利用的支持,共同做好秸秆综合利用和禁烧工作。完善政策,加大扶持。将秸秆综合利用资金列入各级财政预算,明确扶持内容、扶持环节和扶持重点等。在秸秆综合利用方面,以《浙江省农作物秸秆综合利用规划(2009-2015)》为引领,研究制订秸秆发电、固化成型、食用菌基料、畜禽饲料以及秸秆收贮运体系建设的实施方案;在秸秆禁烧方面,制定秸秆禁烧和加强卫星遥感监控的实施方案,并建立信息通报制度。强化科技,加强创新。以市场为导向,以企业为主体,鼓励秸秆利用技术的产业化,提高设备科技含量和加工制造能力。注重把农作物秸秆综合利用途径和技术研究,纳入重大科技专项予以支持;引导科研院所和农业技术推广机构积极开展秸秆综合利用新技术、新工艺、新设备、新机具的研发与转化。

加强农作物收割、秸秆粉碎还田、捡拾打捆为一体的农业机械研发和技术集成,争取在秸秆能源化、饲料化、燃料化以及工业化利用关键技术和设备上取得新突破,形成秸秆综合利用的技术支撑体系。同时,支持培养农村废弃物资源化应用领域的学术领军人才和科技队伍,为科技创新和产业发展提供技术支撑。加强监管,严格执法。根据大气污染防治总体要求,把全面禁止秸秆露天焚烧作为主要目标和首要任务,更加突出构建禁烧机制,落实政府部门和生产经营主体的责任,形成治理共识和行动。积极做好秸秆禁烧监管工作,划定禁止露天焚烧秸秆区域,落实秸秆禁烧责任,加强秸秆焚烧卫星遥感监控。切实加强机场周围15km、高速公路、铁路两侧各2km及国道、省道公路两侧1km等重点禁烧区的全天候、不定时巡查,做到有烟必查,确保第一时间发现、第一时间赶到、第一时间扑灭,对发现在禁烧区有焚烧行为的立即责令停烧,并对直接责任人处以罚款,集中力量确保重点交通干线安全和大气环境质量。宣传引导,营造氛围。通过广播、电视、报纸、网络等宣传媒体,深入宣传焚烧农作物秸秆的危害,宣传有关法律政策和处罚措施,宣传秸秆综合利用对促进资源节约、环境保护、农民增收等方面的重要意义,引导农业生产经营主体和广大农民增强秸秆利用与禁烧意识,提高利用秸秆、禁烧秸秆的自觉性。

作者:邵建均 杨治斌 刘银秀 单位:浙江省农业生态与能源办公室

作物论文:小麦赤霉病农作物论文

1抗渍

南陵县圩区在梅雨季节因雨水过多经常发生内渍。有的早稻田被淹1~2d。2014年,我公司一农户由于柏山渠支渠漏水,造成单季杂交稻被淹过顶约30h,排水后立即喷施新美洲星1500mL/hm2,至收获时产量未受损失;邻近的其他农户的田块,未喷施新美洲星,而是补施尿素112.5kg/hm2,至收获时产量仅为6000kg/hm2左右,且纹枯病、稻曲病严重。

2抗冻

南陵县小麦用新美洲星拌种,出苗后叶色浓绿,遇低温未见冻害;而未拌种小麦遇低温后,叶色发黄,有明显冻害症状。油菜在开春后喷施新美洲星,遇低温时,无冻害,叶色浓绿;而未施新美洲星的油菜,遇低温,叶色变淡发黄,有明显冻害症状。早稻播种季节经常出现低温,用新美洲星拌种,出苗整齐、长势好;未用新美洲星拌种,在低温条件下,出苗不整齐、出苗率下降、烂秧严重。

3缓解肥害与药害

随着直播、抛秧等轻型栽培技术的推广,水稻、小麦田草害严重,有的农户因使用不当经常出现除草剂中毒和肥料中毒现象,出现症状后,使用新美洲星1~2次,大多能缓解症状,使水稻、小麦恢复生长。

4抗病

2014年,南方地区小麦赤霉病严重,我公司一农户在小麦上使用了3次新美洲星,只在抽穗时防治了1次赤霉病,田间无赤霉病;未用新美洲星的田块赤霉病危害严重,在防治赤霉病2~3次的情况下,仍有绝收,大多受损30%~50%。2014年,我公司大棚育秧的早稻经过美洲星拌种和出苗后喷施1次新美洲星,大棚秧生长良好;而南陵县某合作社,未使用新美洲星,大棚里发生了严重的立枯病,造成秧苗死亡,造成项目田无秧可栽。

5抗倒伏

使用过新美洲星的田块,长势好、病害轻、不易倒伏,而未使用新美洲星的田块,一般病害要重一些,植物茎秆受损,抗倒能力弱,遇大风、阴雨天气,倒伏的几率比喷新美洲星的田块高得多。

作者:丁祖胜 单位:安徽省南陵县红宝种业有限公司

作物论文:乡镇品种农作物论文

1在这些乡镇的分布环节中

长青乡占据了黑龙江的二积温带、三积温带、四积温带,一共横跨了三个积温带,为了满足现阶段农业生产的需要,做好积温区的实事求是温度规划工作是必要的,这就诞生了长青乡的二积温区、三积温区及其四积温区等。第二积温区的分布大多是指,温度大于等于10摄氏度,其整体的活动有效积温在2600摄氏度左右,其品质的所需积温情况在2500摄氏度左右。上述温区的划分主要是指无霜期的变化情况,其在130天以上,整个乡一共有四个屯。分别是城东村的二屯及其红卫村的1号及其二号屯。第三积温区的分布情况比较复杂,其整体的积温区温度都在10摄氏度以上,其植物的有效活动积温在2400摄氏度左右,其品种所需的积温情况在2300摄氏度左右,其无霜期在115天左右,在实际操作中,长青乡的第三积温区的分布比较复杂,其分布在正阳村,新阳村、向阳村、红卫村等的各个方位。接下来介绍的是第四积温区,该温度区的分布也是大于等于10摄氏度,其活动的有效积温情况在2200摄氏度,其品种所需要的积温在2100摄氏度左右,无霜期在120天左右。该积温区的分布主要是正阳村、红卫村及其和平村等。第三积温区厶10℃有效活动积温在2300-2500℃,品种所需积温在2200-2400℃,无霜期在120-130天,全乡有24个屯,分别是:正阳村的1至7屯、新阳村的1至4屯、向阳村的1至6屯、红卫村的3.4屯、和平村1.2屯、城东村1.3.4屯;第四积温区厶10℃有效活动积温在2100-2300℃,品种所需积温在2000-2200℃,无霜期在105-120天,全乡有5个屯分别是:正阳村的8屯、红卫村的5屯、和平村城海组的1.2.3屯。

2长青乡镇主要粮食作物品种应用方案

(1)目前长青乡的二积温区的品种应用情况比较复杂,该乡的四个屯都位于二积温区,也就是其温度大于等于10摄氏度,其有效的活动积温在2500以上。在这个积温带范围内,其品种的安排也被限制了,大多是在2500摄氏度有效活动积温左右的品种。这里常见的种植种类是玉米,这里面的玉米也涉及到多个型号,每一个型号都有各自的特点。同样的大豆的种植涉及到多个品种,玉米主要种植:阳光一号、鑫鑫1号等;搭配种植:哈丰2、鹏玉一号等;新品种:稷18等;土豆种植需要伴随着搭配种植,其大豆主要种植,主要种植:黑农53等;搭配种植:黑农44、合丰55等;新品种推广:金园20等;水稻,主要种植:东农428、北稻3等;搭配种植:龙粳20、龙粳24、松粳6、绥粳4、等;新品种推广:牡宁一号等。三积温区品种应用情况。在实际操作中,第三低温带的分布情况又是不同的状况,其大约有24个屯分布于第三积温带,其有效活动积温在2400摄氏度,这里的积温带种植植物大多数是在10摄氏度以上,有效积温在2300摄氏度。这里面的种植植物是玉米、大豆及其水稻。这三种种植品种都有不同的应用品种,这里推荐几种常见的种植品种。玉米的种植品种,龙单48、绿单1等;搭配种植:合玉19、哈丰2等;大豆主要种植:垦丰16、垦农5等;搭配种植:垦丰10、绥农14等;新品种:垦丰17等。水稻,主要种植:垦稻12、龙粳26等;搭配种植:龙粳27、龙粳29、牡丹江28、普粘7等。(2)除了上述几个积温带的分布情况,还有其他屯的分布情况,长青乡大约有五个屯位于第四积温带,其温度大于等于10摄氏度,其有效活动积温水平在2200摄氏度,此积温带种植需要适宜2100摄氏度的植物品种。其主要涉及的品种是玉米及其大豆,还有水稻,其不同农作物的种植水平分别涉及到该区的应用特点。玉米主要种植:龙单39、金产5、郝玉20、德美亚1号等。大豆主要种植:合丰53、黑河3、黑河52等;新品种:黑河50等。水稻主要种植:绥粳3、鸡西稻1号等。

3结束语

长青乡镇的积温划分及其主要农作物品种运作环节的协调,有利于长青乡各种植物的良好种植,有利于其良好运作效益的提升,从而满足现阶段工作的需要。

作者:郭晓慧 单位:鸡西市城子河区长青乡政府

作物论文:秸秆禁烧农作物论文

1机械引进选型的过程

1.1机械的选型

一是选好机械装备是农作物“秸秆禁烧”、技术路线与示范成败的关键;二是课题组经过查阅资料,并对生产企业进行实地全面考察,提出相关建议、对比各类生产机械可靠性、适用性、先进性、操作性、作业田块土壤条件,作了认真分析;三是推广的趋势进行了详细的论证。选用上海市农机研究所1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机,配套机械装备设计合理、工作效率高、故障少、性价比优势等特点,经过几年来,使用情况反映良好,在实践中体现实用性、满足秸秆还田各种需要,农户称好、适宜于宝山地区作业田块且不规则的特点。由于机械选型对路,5年来试验示范推广达到了有期目的,效果良好,具有推广价值。1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机技术。1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机是上海市农业机械研究所最新研制的一种适用于农作物秸秆机械化全量还田新型作业机具,集机械翻耕、灭茬、覆盖、平整、施肥等一次联合复式作业功能。主要技术参数:配套动力:70~90马力四轮驱动拖拉机;犁耕幅宽:140cm(四铧犁)、175cm(五铧犁);犁耕深度:16~20cm;旋耕幅宽:180cm(230cm);旋耕深度:8~10cm;覆盖率:≥85%;施肥量:10~30kg/667m2;生产率:0.4~0.53hm2/h。农作物秸秆机械化还田作业技术路线。①机械化收获作业。机械化收获作业时,割茬高度≤15cm;秸秆切碎长度≤10cm,均匀抛撒。②机械秸秆全量还田复式作业。机械收获作业后,采用1LGF-140(175)秸秆还田复式作业机进行翻耕、灭茬、覆盖、平整、施肥等一次联合复式作业,使作物秸秆和留茬直接深埋腐烂熟化,作为有机肥料利用,满足后茬作物种植农艺要求。

1.2领导的重视

区委、区政府十分重视农作物“秸秆禁烧”工作。专题召开会议、全面分拆、出台各政策,提供了强有力组织保障。一是专项成立了领导小组,技术领导小组,有组织、有步骤、有计划、有措施开展各项工作。二是区、镇、村专业合作农场四级联动。通过广播、农村一点通、宣传资料、加大力度,做好宣传发动工作,做到家户喻晓,人人皆知。三是从农机装备、试验场地、人员配备、技术保障、作精心布置,专题召开动员会,做到思想早准备,物资早落实、措施早到位。四是项目技术领导小组对该项工作全面分拆,尤其从技术层面上如何开展作业具体安排,责任到人,广泛听取意见,搜集资料,查阅技术数据,掌握第一手资料信息,科学分拆。通过一系列工作措施,确保“秸秆禁烧”全面实施,提供了科学依据,使工作正常有序展开。

1.3强化培训意识

要使“秸秆禁烧”工作顺利落实农机手培训是关键工作之一。一是农机管理部门要积极创造条件,让农机手参加“秸秆禁烧”展开会、现场会,让农机手驾驶机械感性认识,积累经验,提供舒畅环境。二是积极组织培训“秸秆禁烧”技术路线,作业故障与排除方法,操作要领培训。熟练掌握机械工作原则性能,操作方法,及前期准备事项,并分析故障原因,熟能生巧使农机手在具体生产过程中得心应手,最大程度上发挥农机手的主导作用。

1.4提高机手素养

实现农作物“秸秆禁烧”工作初始,课题组就十分重视农机手驾驶员人员素养。因为农机驾驶操作人员是实现该工作主体,因此在选拔农机手应注意4个条件。1)热爱农机,热爱本职工作;2)要有很强工作责任心、事业心;3)要有多年驾驶经验,能独当一面操作技术;4)年轻力壮具有一定开拓创新思维能力。综述农机手过硬综合素质是工作顺利开展必要条件和保证,实践证明这一举措十分正确,十分必要。在此同时,注重机械检查和维修保养工作。由于上海市农机研究所生产1LGF-140(175)复式作业机是综合性一体完成作业机械,工作负荷重,机械磨损大,零部件时常发生松动,在作业期间进行例行安全和机件完好状况检查。

2总体评价

秸秆禁烧工作全面落实。一是农民经济效益和社会效果都起到了良好效果,前景看好。二是改变劳动模式,提高工作效率,改善了劳动环境。三是培养了一支熟练农机队伍。四是制定适合宝山地区土壤、气候特点技术路线。采用1LGF-140(175)复式作业机,打破了传统“一把火”处理“稻”“麦”方式,改善劳动环境、改善了空气质量、提高栽培水平,为宝山区“稻”“麦”生产过程中全程机械化更优化了基础。为宝山区实现种、耕、收、翻提供了适用可靠、先进农机装备;为宝山区土地流转后为农民就业,提供了良好平台,造就了一批相关技术人员。通过“秸秆禁烧”工作的实施,将对宝山区整治农村污染发展起到了一个很好的示范和推广作用。

3应用推广的对策

3.1成熟条件

全面实施农作物“秸秆禁烧”工作具有十分重要现实意义和深远历史意义,具有成熟条件。市委市政府对“秸秆禁烧”工作十分重视,市人大通过立法已提在议事回程。区农机服务中心承担“秸秆禁烧”全量还田课题,由2012年度通过专家验收一致通过。区农机推广站和广大用户开展“秸秆禁烧”技术路线应用,日趋成熟,为全区推广工作奠定了物资基础和思想基础。市区财政加强了农机装备投入力度、“秸秆禁烧”力度,在农机购置补贴政策引导支持,有能力发展农业机械。因此抓住机遇乘势而上。

3.2推广对策

加大宣传力度,强势推进“秸秆禁烧”步伐,加快“秸秆禁烧”技术应用推广,最终达到全覆盖呼吁财政继续加大农业机械、“秸秆禁烧”补贴力度,支持农机管理部门因地制宜建立“秸秆禁烧”标准化体系。积极引导开展“秸秆禁烧”技能培训,以科学、合理、规范、使用农机装备,提高生产效率,降低生产成本。强化市场引领作用,培育社会化市场竞争主体,在机具和配套技术成熟的基础上。农机农艺融合,对秸秆还田对水土影响的全面监测,开展秸秆还田危害防治的技术研讨,正确评估秸秆全量还田技术、制定作业标准、操作规范和相应措施,从而达到减轻秸秆全量还田带来的累积负载,提高还田效果。

作者:潘德明 单位:上海市宝山区农机服务中心

作物论文:病虫害防控措施农作物论文

1专业化防控示范及技术措施

1.1针对水稻的病虫害防控措施

针对目前对石嘴山市水稻危害严重的稻瘟病、水稻恶苗病、水稻胡麻斑病、稻田杂草和稻蝗等集中连片建设标准化综合防治示范园区10000亩。病虫害防治技术要点为:播种前种子用“402”或“使百克”或“浸种灵”消毒防治恶苗病。播种前结合整地用48%仲丁灵乳油喷雾或拌20kg细土撒施稻田,杀灭正在发芽的杂草。4月下旬稻苗未出土前,用百草枯喷雾封闭灭草。6月上中旬用2.5%稻杰田间喷雾灭草。7月中旬至8月下旬用40%富士一号乳油或30%稻瘟灵乳油防治稻瘟病和胡麻斑病2~3次。8月份用4.5%高效氯氰菊脂乳油或40%毒死蜱乳油喷雾防治稻蝗。

1.2针对小麦病虫害防控措施

针对目前对石嘴山市小麦危害严重的蚜虫、吸浆虫、白粉病等集中连片建设标准化综合防治示范园区5000亩。病虫害防治技术要点为:5月10日至25日结合小麦灌水,每亩用40%辛硫磷乳油250ml制成毒土撒入麦田,然后立即灌水防治吸浆虫;6月上旬至下旬每亩用20%吡虫啉可溶液剂5~10ml或3%啶虫脒乳油10~15ml对水30kg喷雾防治蚜虫2次;6月上中旬结合防治小麦蚜虫每亩用25%三唑酮(粉锈通)可湿性粉剂30~35g或50%多菌灵可湿性粉剂50g,对水30kg喷雾防治白粉病。

2针对玉米病虫害防控措施

针对目前对石嘴山市玉米危害严重的蚜虫、叶螨等集中连片建设标准化综合防治示范园区15000亩。病虫害防治技术要点为:7月上旬至下旬用20%速灭杀丁乳油或4.5%高效氯氰菊酯乳油防治粘虫;7月中旬至8月下旬用1%蝇螨净乳油或1.8%绿集乳油防治玉米叶螨2~3次;7月中旬至8月下旬用2.5%封害乳油或4.5%高效氯氰菊酯乳油防治玉米蚜虫2~3次。针对蔬菜病虫害防控措施针对目前对石嘴山市蔬菜生产危害严重的小菜蛾、蚜虫、粉虱等集中连片建设标准化综合防治示范园区5000亩。病虫害防治技术要点为:5月上旬开始安装诱虫灯、杀虫灯、黄兰板等;6月上旬至8下旬用5%锐劲特胶悬剂2000倍稀释液、5%抑太保乳油2000倍稀释液、1.8%阿维菌素乳油2000~3000倍稀释液、5%定虫隆(抑太保)乳油1500~2000倍稀释液等药剂喷雾,防治害虫2~3次,收获前20天禁止打药。培训技术人员对植保专业化防治队员,一年进行5次集中上岗培训,培训病虫害防治专业知识、农药安全使用及防治器械维修技能。

3保障措施

3.1组织管理

成立项目领导小组,负责项目实施工作的组织协调、指导服务和资金筹措。对项目实行责任制,建立健全项目管理制度。由市县区农技中心成立由中心负责人和植保组技术干部为成员的项目运行及技术服务小组,负责项目运行,管理专业化防治队伍,做好农作物病虫害预测预报,全方位提供植保信息和技术,开展无公害绿色防控示范,进行施药人员培训。统一使用无公害高效低毒农药,统一调配,统一防治;努力提高病虫害专业化防控效果。

3.2资金支持

由于工作任务重,需要经费保障,申请市人民政府给予全市10家农作物病虫害专业化统防统治作业大队每家补助一定的经费,用于统一购置防治药剂、防治器械和工作经费,由市农牧局统筹安排,以确保此项工作顺利开展。

3.3加强项目监管

成立项目监督管理组,监督检查日常工作进展情况、项目资金运行情况,确保各项工作进展顺利,不发生重大病虫害危害责任事故。农作物病虫害统防统治工作责任重大,意义深远,通过此项工作的开展,确保石嘴山市粮食、蔬菜安全生产,促进农民增收、农业增效、农村和谐稳定。

作者:郭庆茹 杨学贵 杨雨翠 任天喜 单位:宁夏石嘴山市农业技术推广服务中心

作物论文:检疫性有害生物防控农作物论文

1柑桔溃疡病菌

从20世纪末开始,长阳县几次采取坚决措施铲除柑橘溃汤病疫情[5],但其潜在威胁依然存在。该细菌属假单胞菌目、黄单胞菌科、黄单胞杆菌属的地毯草黄单孢柑桔致病变种[6],主要侵染柑桔、橙、柚等柑桔属植物形成溃疡病。病菌主要由苗木、砧木、接穗和其他繁殖材料人为远距离传播。短距离传播主要是通过风雨、昆虫(如潜叶蛾)和农具等。病害发生在叶、枝梢、刺和果实上,引起落果和落叶。叶片发病,开始在叶背出现黄色或暗黄色针尖大小的油渍状斑点,以后正背两面均逐渐隆起,扩大成圆形米黄色病斑,最后表皮开裂,呈海绵状,木栓化,灰白色或灰褐色,中心凹陷,成火山口状开裂,周围有黄色或黄绿色晕环。枝梢、果实上病斑与叶片上相似。细菌溢液检查可作为辅助诊断方法-将病叶洗净后剪下病斑放在载玻片上,滴加灭菌水,加盖玻片轻压,几分钟后用低倍显微镜观察,如见病菌从病斑溢出,呈雾状扩散,则系柑桔溃疡病。

2番茄溃疡病菌

2014年8月8日,湖北省植保总站在长阳县举办了番茄溃疡病防控技术培训班,防止番茄溃疡病扩散蔓延,以保护蔬菜生产安全。该细菌属放线菌目,棒状杆菌科,密执安棒杆菌密执安亚种,主要寄主是番茄,也侵染辣椒,烟草等茄科植物,暂无侵染马铃薯的记录。病菌可在种子及病残体上越冬,并可随病残体在土壤中存活2年~3年。带菌的番茄种子往往是新种植地的初次侵染源,在田间和杂草间主要通过水或人为的栽培措施传播。番茄溃疡病是细菌性维管束病害,番茄幼苗至结果期均可发生。病菌侵染后一般经过较长的潜伏期才出现症状。幼苗染病始于叶缘,由下部向上逐渐萎蔫。成株茎秆受害时,茎内部变褐以至中空开裂,湿度大时有菌脓溢出形成白色污状物,最后全株枯死,上部顶叶呈青枯状。“鸟眼斑”是病果的一种特异性症状,再侵染使病果上形成多个大小基本均匀一致的圆形病斑,呈白色,多隆起,中间有一褐色小点,病斑不可去除。

3湖北省农业植物检疫性有害生物补充名单

3.1十字花科根肿病菌

该真菌属鞭毛菌亚门,芸苔根肿菌,以休眠孢子囊在土中或粘附在种子上越冬,并可在土中存活6年~8年。初次侵染源主要来自土壤中的病残体或带菌种子,田间通过雨水、地下害虫和农事操作等传播,为害白菜、甘蓝、萝卜、油菜等十字花科植物根部形成根肿病,又称“天冬根”。病株根部出现肿瘤是此病最明显的特征。发病初期植株生长缓慢,下部叶片常在中午萎蔫、早晚恢复,后期基部叶片变黄、枯萎,有时整株枯死。白菜、甘蓝的根部肿瘤出现在主根和侧根上,主根上肿瘤大而少,侧根上小而多。萝卜在侧根上生肿瘤,主根一般不变形,后期龟裂、粗糙。连作、缺钙、偏酸、湿度大的菜地发病较重。

3.2茶饼病菌

该真菌属外担菌目外担菌科外担菌属,寄生性很强,以菌丝体潜伏于病叶的活组织中越冬和越夏,一般随带病的苗木人为远距离传播;菌丝发育产生担孢子,随风、雨传播侵染茶树、油茶形成茶饼病,又名叶肿病。嫩叶上初为半透明小点,后逐渐扩大并下陷成淡黄褐色或紫红色的圆形病斑,叶背或正面病斑呈饼状突起,并生有灰白色粉状物,最后病斑变为黑褐色溃疡状。叶柄及嫩梢被感染后,膨肿并扭曲,严重时病部以上新梢枯死。花蕾及幼果也偶尔发病。

4防控建议

4.1依法依规制定操作规程

参照相关法规,结合省级植保部门有关《植物检疫操作规程》制定当地的《农作物检疫性有害生物防控操作规程》。在制定操作规程时,尤其要注重以下几点:一是规范签发检疫要求书、植物检疫证书,做到程序形式无懈可击。二是严禁从疫区调入种子、苗木及其他繁殖材料。根据农作物种植品种情况及《全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录(2013)》,确定禁止从该地调入繁殖材料的行政区。三是从零星发生检疫对象的地区调入或从本地调出种子、苗木等繁殖材料时,必须经过严格地产地检疫、调运检疫程序,尽可能进行复检。四是制定疫区的常规防控措施,同时对检疫对象进行深入研究,力争控制蔓延或达到基本消灭,最终撤销疫区。五是做好疫情应急处理程序,制定报告、封锁、扑灭、控制预案。在预案中,查清“初始传播源”是控制疫情扩展的重要措施之一。重大植物疫情以农业部或省级人民政府农业行政主管部门发布或通报的疫情信息为确认依据。县农业主管部门要及时了解和掌握国内外农作物重大有害生物发生和防治信息,制定先进的防治技术措施,为指挥决策提供应急技术储备。

4.2加强监测,掌控发生趋势

只有加强普查监测,疫情才能“早发现、早报告、早隔离、早扑灭”。树立正确的防控理念植保专业技术人员要树立正确的防控理念,既不能怕在辖区内发现了检疫对象而被追究责任,更不能把检疫性有害生物当作办证收费甚至销售农药农械的有利条件而沾沾自喜。一切应以农业生产安全为重。加强宣传培训要加强对植物检疫法规、检疫对象知识的宣传培训,防微杜渐。现在,许多群众还对植物检疫认识不足,对检疫性有害生物了解不够。同时,植保专业技术人员普查范围有限。因此,只有走“群众路线”,才能及早发现疫情,采取应急措施,防止疫情蔓延。根据《全国农技推广中心关于开展2014年全国农业植物检疫宣传月活动的通知》,湖北省植保总站在2014年9月组织开展了全省农业植物检疫宣传月活动,重点宣传植物检疫相关法律法规、行政许可设定依据、规范要求和工作流程及常见的农业植物物检疫性有害生物识别及防控基本知识。要及时、全面展开普查一是对辖区内检疫性有害生物普查,原则上每隔三至五年全面调查一次,重点对象要每年调查。二是对已零星发生检疫对象的区域,应适当扩大普查范围,增加调查频率。三是对疑似检疫对象的病虫草害,要及时组织鉴定,并做好追踪调查。四是要把本行政区内繁殖材料生产基地作为重点监测对象,从大局出发,实事求是,对全国农业安全负责。五是要采取科学调查方法。根据病虫草害的发生情况,抓住关键时机,田间踏查与抽样调查相结合。对新发生的、零星发生的、可能发生的检疫性有害生物调查,易采用踏查的方法。即由普查人员逐村、逐组、逐片、逐园、逐圃进行低头慢步踏查。对繁殖材料地需逐块、逐行进行检查。对疑似发生检疫性有害生物的点片有针对性的仔细进行多次调查。对发现检疫对象的地块或疫区内疫情分布情况、发生面积、危害情况调查,易采用随机抽样的方法。即首先纵观全田,然后在调查区内按一定的间隔抽取一个取样单位,每块地多点(5点以上)随机取样,包括等距离平行取样、对角线取样、棋盘式取样、大五点取样、“Z”字形取样等具体方式。及时上报疫情调查时,应尽量避免田间人为传播检疫性病原物、昆虫、杂草。新发现疫情或疑似疫情,要立即采取隔离措施并及时上报。

作者:李红丽 田明华 杨邦贵 向玉蓉 柳佳晨 单位:湖北省长阳县植保站 湖北省长阳县农技推广中心

作物论文:新品种展示之农作物论文

1县级种子管理站开展新品种展示对优新良种推广

具有显著的示范作用基层种子管理站代表政府进行种子管理,行使的是公益性职能,依托种子推广管理部门信息和技术优势,广泛引进近年来省内外投放市场的新品种进行展示试验示范,符合当地实际,对生产和农民选择优良品种更有指导性,通过现场观摩评选活动,严格筛选出适宜当地种植的品种,具有显著的客观公正性,能让广大干部群众直观看到新品种的优良高产性,可以从中优中选优,从而提高主导品种和主推技术的入户率和覆盖面,对优良品种的推广应用起到显著的示范推广效果。

2当前农作物新品种展示工作中存在的主要问题

由部省级及州级组织的农作物新品种展示工作,由于领导重视,经费投入充足,实施科学规范,宣传引导示范作用显著,但布点少、辐射面小;而面向生产、面向农民的县乡基层,由于思想认识不到位,领导重视不够,新品种试验示范推广力度不大。种子管理站由于工作经费紧缺等原因,在农作物新品种展示工作中科学规范程度不够,一是没有固定的试验示范基地,需要时临时选择农户的田块作为展示田,面积小,难以合理安排布局参试农作物新品种,也难以达到展示区交通便利、排灌方便的要求,而且,户主的种田水平也难以达到展示田科学栽培管理的要求,制约着参试品种高产性能的发挥;二是成熟收获前无力组织由各方参与的新品种现场观摩评介会,仅靠部分专业技术人员的宣传,从而降低了农作物新品种展示工作在宣传引导推广优新品种方面的示范作用;三是农技、种子等部门分工协作不够,各行其是,有的专搞水稻,有的注重玉米,以新品种引种观察试验取代农作物新品种展示工作,甚至只搞大春作物的新品种试验示范工作,小春作物无暇顾及。以巍山县为例,种子管理体制改革后,县级种子管理站承担着种子管理的公益性职能,但仅有人头工资费,无开展种子管理工作的工作经费,每年财政仅拨付给人员工资65.7万元,无工作经费,导致在开展农作物优新品种展示示范、宣传引导推广新品种等方面举步维艰,困难重重。

3建议措施

3.1加强基层农技推广服务体系中心建设,强化其农技推广职能

县乡(镇)农技服务体系是最基层的农技推广部门,是新品种推广中的一个重要环节。政府和农业主管部门应予以高度重视,要运用行政和经济手段,加强基层农技推广服务体系建设,增拨人员经费,吸收农技院校毕业生充实到基层,彻底改变目前县乡(镇)农技中心人员不足、技术老化、经费偏少的现状,以进一步强化其基层推广职能,使新品种推广形成网络,达到县有新品种引进核心试验展示点,乡镇有新品种展示片,让广大农民通过新品种展示田的宣传引导作用,尽快用上适合本生态区域的优质、高产、高效新品种,用科学发展观指导农作物新品种推广工作,促进农业现代化向纵深发展。

3.2争取政府支持和财政资金投入

实践证明,新品种示范展示为各级农业部门和广大用户提供了直观评价新品种的平台,是加快新品种推广的有效途径。农作物新品种展示工作是一项公益性工作,试验示范本身还具有一定风险,不会产生直接经济效益。农作物新品种展示工作要有政府财政资金的投入,保证公益性,因此,基层以种子管理为主的农技部门要在提高认识的基础上,主动向各级政府及上级业务主管部门反映工作中存在的困难和问题,争取政府支持,将种子管理工作经费列入财政预算,增加投入,这样才能确保新品种试验示范展示工作健康规范运作。

3.3建设相对稳定的试验示范基地

充分抓住当前国家强化基层农技推广体系建设契机,按生态区域择优布点,建设相对稳定的农作物新品种试验展示区,逐步减少在农户承包田搞新品种试验示范展示工作的情况,以提高试验示范工作的科学规范化程度,也便于现场观摩。

3.4新品种展示示范工作要科学严谨

一是遴选展示品种应公开,可以邀请当地种子企业和农技部门一起共同确定展示品种,以提高新品种展示的认同,参示品种必须是近3年通过国家或省级审定并在适宜推广区域的合法品种,有较大的推广潜力,列入农业部主推品种目录的品种优先参加。二是展示品种应尽可能安排在同一田块或相邻田块连片种植,每个品种种植133~333m2,田间种植管理按当地先进栽培管理措施进行,要科学及时,达到当地中上水平,以确保展示品种生产潜力充分发挥,保证展示效果;同时,田间观察记载及测产调查要系统、规范,收获后要及时撰写工作总结,对展示品种评述要公正评介,不回避缺点,实事求是。三是要组织好现场观摩,展示的目的是要把各品种的特征特性展现出来,让人们亲眼目睹,熟悉了解。因此,在展示田成熟收获前要组织好现场观摩会,由县农业局主持组织召开有县乡部分农技人员、种子企业代表、种子代销户、种田大户、新闻媒体参与的良种评介会,现场观摩评选,确定当家品种和后备品种,由此形成部门合力,并通过媒体宣传,推动新品种、新技术的推广应用。

作者:陈进 刘智 杨建梅 单位:云南省大理州巍山县种子管理站

作物论文:农机农艺技术与农作物论文

1提高农业机械化作业技术

根据国家颁布的相关文件要求,农业相关部门必须重视主要农作物农机农艺技术的相互融合,要加强对农业机械化作业技术的管理,提高农机农艺技术的融合度。要能够对当下农业生产中出现的技术问题进行研究和分析,并提出有效的解决措施。要统一制定农业生产技术标准,加强对农业农机农艺技术的研究,从而提高农业生产技术水平。可在农业部门中设立农机农艺综合部门,分别由农机单位和农艺单位的技术人员所组成。

在此部门中要定期开展技术交流会,一同讨论和解决主要农作物的生产问题。规范技术人员的操作,严格按照生产流程来实施农机农艺技术,采用现代化种植模式,从而保障主要农作物的生产质量。另外,要根据农作物的品种来规定其种植间距,确定播种期,按时定量施肥,以促进农业生产水平的提高。融合主要农作物农机农艺技术并不是一项简单的工作,具有一定的复杂性,在实施过程中存在着一定挑战,需要进行系统规划。但是与此同时,主要农作物农机农艺技术的融合也为我国农业发展带来了新的机遇。因此,可以先选择容易控制的农作物来进行实验,要因地制宜,以保障农作物的生产水平。

2加强农业机械化管理,政府给予一定的支持

为加强融合主要农作物农机农艺技术,则必须加强对农业机械的管理,提高农业机械化水平。政府要予以一定的支持,充分发挥政府的宏观调控职能,加大农业技术补贴力度,并且重视对农机农艺技术融合的宣传,使农民能够实施保护性耕作,可优化农业资源配置。要推广农业机械设备的应用,加强对农民农机技术培训,规范农机设备操作,以使其能够将农机技术与农艺技术有效结合,从而提高主要农作物的产量,保障其质量。

3结语

我国主要农作物有玉米、油菜和棉花等,为保障其生产质量和产量,则必须创新主要农作物的生产技术,采用全新的生产设备,协调配合农艺技术和农业机械设备,以提高我国主要农作物的生产水平,从而为我国农业的稳定发展提供重要保障。推广主要农作物农机农艺技术,具有重要的实用价值,可通过建立健全管理体系和技术体系,以提高主要农作物农机农艺技术水平。总而言之,主要农作物农机农艺技术的融合势在必行,必须加强管理。

作者:郭凤成 单位:公主岭市怀德镇农机技术推广站

作物论文:气候条件之农作物论文

1农作物生长季气候条件

热量条件。由图1可知,2014年朝阳市农作物生长季平均气温为19.4℃,比历年同期(19.3℃)偏高0.1℃。各月温度变化幅度不大,其中4、7、8月温度偏高,5、6、9月温度偏低。由图2可知,2014年朝阳市农作物生长季各地日照总时数为1460.7h,历年为1472.4h,比历年偏少11.7h。各月日照时数变化幅度较大,其中6月日照明显偏少,8月日照最多。水分条件。由图3可知,2014年农作物生长季全市平均降水量为357.9mm,比历年同期(419.1mm)少61.2mm,少15%。降水时间、空间分布极不均匀,发生了有气象记录以来最严重的“夏旱”。时间分布是5、6、9月降水偏多,4、7、8月降水偏少;空间分布是建平县生长季降水总量比历年略偏多,其他地区均偏少。北票市、凌源市、喀左县、朝阳县南部生长季降水量最少,比历年同期偏少77.5~131.0mm,是旱灾较重地区。

2农作物生长季气候条件分析

2.1有利的气象条件。一是热量条件比较适宜。2014年农作物生长季平均气温比历年偏高,温度变化幅度较小,日照时数略偏少,虽然春季温度升降波动幅度大,5月初部分地区遭遇低温冻害,但整个生长季热量条件匹配较好,能够满足大田作物生长发育需要。二是春播期透雨出现及时。春播期降水空间分布不均匀,北票市、建平县、朝阳县大部分地区降水偏少,春旱较重。5月11—12日全市普降第一场透雨,平均降雨量44.3mm,解除了前期的旱情,雨后掀起了春播春种的高潮。据农业部门统计,5月23日全市大田作物播种结束,比2013年提早了25d。三是作物苗期水分条件充足。5—6月朝阳市平均降水量为195.8mm,比历年同期(132.1mm)偏多63.7mm,偏多48%。此时段为大田作物苗期至拔节期,水分供应充足,大田作物长势良好,大部分地区为一类苗。

2.2不利的气象条件。一是部分地区春旱较重,播种时间差异大。春播期凌源市、喀左县等南部地区降水偏多,接墒雨及时,4月上、中旬开始播种大田作物。北票市、建平县、朝阳县大部分地区降水偏少,春旱较重,直到5月中旬初出现透雨,春旱得以解除,大田作物才陆续开始播种,播种时间比墒情好的地区偏晚10~20d。二是降水异常偏少时段突出,“夏旱”严重。2014年农作物生长季降水时空分布不均匀,特别是7—8月各地降水持续偏少,全市平均降水量仅为105.9mm,历年同期为221.3mm,比历年同期偏少115.4mm,偏少52%,创有气象记录以来同期最少极值,朝阳市发生了自1952年以来最严重的“夏旱”。7—8月为朝阳市大田玉米开花授粉至灌浆期,大豆为开花鼓粒期,是水分需求量最多时期。此时降水少,使大部分地区玉米遭受严重的“卡脖旱”,玉米叶片枯黄、萎蔫,开花授粉受阻,果穗发育不良,直接影响产量形成。8月末出现较大范围有效降水,缓解了大部分地区的旱情,但受灾较重的玉米,由于叶片干枯,果穗干瘪,后期虽然有水分补充,但也难有收成,造成大幅度减产。

3结论与讨论

2014年朝阳市农作物生长季热量条件较好,水分条件不足且时空分布极其不均衡,导致大田作物遭受了历史罕见的夏季干旱灾害,造成部分地块减产或者绝收,农业气象条件对农作物生长发育和产量形成弊大于利,农业生产属于歉收年。朝阳地区是辽宁省干旱频发区[13],2009、2013、2014年干旱发生时段处于作物开花授粉灌浆成熟阶段,对作物生长发育和产量形成影响程度远大于其他时段[14]。因此,密切关注干旱灾害发生规律[15],培育抗旱品种、充分利用气候条件资源,趋利避害,发展设施农业和膜下滴管等节水农业,大力实施人工增雨工程建设等,将成为保障区域粮食生产稳产丰收的重要举措。

作者:张富荣 冯淑霞 冯雪菲 刘志鹏 单位:辽宁省朝阳市气象局

作物论文:农作物图像与农作物论文

1农作物图像

SVD算法去噪记一幅农作物图像可以表示成矩阵形式:ARm1×m2(m1×m2),即:该图像矩阵的秩为,对该图像矩阵进行奇异值分解(SVD)可以表示成:A为含有噪声的农产品图像矩阵,A'为没有噪声干扰的农作物图像矩阵,N为噪声矩阵。对矩阵A进行奇异值分解后,噪声信息则表示为较小的矩阵奇异值,而图像中绝大部分的目标信息则对应较大的矩阵奇异值,因而可以通过选择少量较大的奇异值进行矩阵重构,从而起到滤除噪声的目的。

2小波域自适应SVD算法改进策略

农作物图像经过小波变换后,获得了不同方向的小波分解子图像,各子图像中的图像信息大体上呈水平、垂直或对角分布,这实质上是对图像中的信息进行某种程度的分类,有利于分别加以处理。图像经过奇异值分解后,对水平、垂直方向分布的子图像而言,图像信息集中于少数较大的奇异值对应的矩阵向量中;而对于对角方向分布的子图像而言,图像信息所对应的奇异值则没有明显的区别,即图像绝大多数的信息分布于数量较多的奇异值对应的矩阵向量中。对于这2个部分的图像滤波,学者们进行了一系列研究,例如,黄飞江等通过对图像进行分块,然后进行SVD,这在一定程度上提高了SVD算法性能,但是图像分块计算量较大,因而导致该算法的执行效率较低[8];王敏等将对角分布的子图像旋转成水平或垂直方向,通过PSNR对重构后图像质量进行评价来选择参与重构的奇异值数量,但是该方法无法实现获得重构奇异值的数量,只能通过反复试验之后从众多试验结果中挑选出最佳的滤波图像,所以该方法实用性不强[7]。因此,本研究针对水平(或垂直)、对角分布的小波子图像分别提出一种改进自适应SVD算法。

3水平(或垂直)方向自适应SVD算法

对于该部分小波子图像采用奇异值分解后,绝大部分信息对应的非零奇异值序列为{λ1,λ2,λ3,…,λJ},尽管较大的奇异值代表图像中的大部分信息,较小奇异值则代表较少的图像信息,但是若对小奇异值直接舍去,势必会影响图像重构效果,因此本研究提出一种奇异值数量选择方法,步骤如下:3算法性能的测试采用拍摄于甘肃省华亭县安口镇某蔬菜大棚的2幅农作物图像作为测试图像(图2),采用本研究所用算法对其中加入不同密度的随机噪声进行去噪并将其去噪性能与SVD算法和改进SVD算法[7]进行对比。对上述试验结果引入峰值信噪比(peaksignaltoratio,PSNR)[9-10]进行精确评价,PSNR值越小,说明去噪后图像与原始图像越接近,反映去噪算法性能越优,测试结果如图3和图4所示,为了便于比较,所有图像均进行灰度化处理。对图2中2幅测试图像分别加入了密度为30%的随机噪声,获得了如图3-a和图4-a所示的噪声图像,其中出现了密密麻麻的的黑点、白点,特别是图3-a中的青椒已经无法辨认出来。采用SVD算法进行去噪后获得了如图3-b和图4-b所示的结果,可以看出图中密集的噪声点有所降低,取而代之的是大量的黑点,且图中青椒表面的黑点密度较大,严重干扰了对青椒的准确识别。图3-c和图4-c中的黑点密度有所降低,青椒能够基本辨认出来,这说明通对小波域对角方向高频子图像进行旋转至水平或垂直方向后进行SVD滤波这一改进思路是可行的。本研究所用算法的滤波结果如图3-d和图4-d所示,可以清晰地看出,图中仅存在极少量的黑点,图像清晰度得到最大限度地改善,这说明本研究的改进策略较文献[7]略胜一筹。从表1可以看出,本研究所用算法对于不同密度的噪声图像滤波结果均优于SVD以及改进过的SVD算法,特别是对于噪声密度为30%的噪声图像滤波,本研究所用算法的PSNR远远高于另外2种算法,说明本研究所用算法适合从图像中滤除密度较大的噪声,这与上述分析结果相互印证。

4小结

针对农作物图像中时常出现的大量随机噪声,在对SVD去噪算法基本原理深入分析的基础上,结合小波变换,提出一种小波域改进自适应SVD去噪算法。通过将实地拍摄2幅农作物图像进行算法性能测试,并与SVD算法以及改进过的SVD算法进行性能定性、定量比较,结果显示,本研究所用算法性能比另外2种算法略胜一筹,这为农作物噪声图像的处理提供一种有效方法。

作者:李春丽 单位:江西省信息中心

作物论文:种子购买及使用农作物论文

一、选购采用种衣剂的种子鉴别方法

首先要仔细检查种衣剂的成膜性如何,还有其的附着力及牢固度怎样。这里,通常利用手轻轻搓揉种子,包衣膜的脱落率要在15%这个范围之内。由于正规生产厂家都会对种衣剂的成分、用途等特性在包装上进行说明。农户可以根据需要自行选择购买。

二、购种时应注意的问题

我们在购买种子时首先要形成这样的观念,不是价格越高、种子越新就是好的种子。我们必须注意不同品种的适应性是不同的问题。它们一般会受到天气、温度、土壤、光照、环境等诸多因素影响。因此,购种时第一要了解清楚种子在当地的适应性是否够强。要注意新老品种搭配,做到稳中求益。也可以咨询当地农技部门,选择适合本地种植条件和气候特点的品种,要按照种子使用说明进行适时播种和科学栽培、灌溉、施肥等田间管理,并加强病虫草害的防治,做到良种良法配套,不能重视品种而忽视了田间的管理过程。不仅要掌握相关品种的不同特性及栽培技术要点。还要根据当地的生产水平、种植方法等具体因素,来购买合适的品种。玉米、水稻、小麦、等主要农作物品种在推广应用前应当通过审定,通过审定的农作物品种均标示有适宜的生产种植区域和栽培要点,不要购买未经审定的农作物种子。要按照所购品种的栽培要求进行生产种植和管理。

三、购买种子后的注意事项

购买种子后,我们要养成向经营人员主动索取相关发票,并保存好种子的包装袋及样品的习惯。因为,发票是消费者购买种子的直接证据。它如同经销商和消费者之间达成的购物合同,要受到法律保护。这样,若发生种子质量问题等消费者就可直接凭借发票,及相关的证据向经销商索赔。或者也能到当地相关的执法机构进行投诉,拿起法律武器维护自己的合法权益。

四、购种后可进行发芽试验

购种后15日内自己先做发芽试验,发芽率低于标签标注时,及时向销售商反映,也可到农业部门申请鉴定,销售商试验或鉴定发芽率低于所标注值时,及时退种。

五、播种后的注意事项

使用后若出现质量问题并造成一定损失的,使用后一定要立即拿起相关的购种凭证等到经销单位,要求他们组织开展田间鉴定和测产工作。申请田间鉴定时,要保持田间自然状态,不要错过该作物典型性状表现期以及已造成的所有损失。如果销售单位不具备田间鉴定、测产能力或者不能到现场保全期赔偿。消费者就需要到当地的农业行政主管部门进行投诉。并申请和委托种子质量检验机构组织开展专门的田间鉴定和测产工作。若经过相关部门协调、仲裁后依然未能解决问题,或者认为赔偿不合理,得不到赔偿等等,消费者可以直接到人民法院进行起诉。要求根据我国相关的《种子法》给予一定的赔偿并及时处理。

作物论文:免耕栽培农作物论文

1农作物免耕栽培技术的分类

免耕措施的类型主要可以分为三种:①覆盖耕作。其主要是在播种之前对土壤进行翻动,主要的耕作机具为深松机、平耙、圆盘耙、中耕机以及切茬机;采用药物或是中耕除草。②垄耕。该方法中除了施肥以外,从收获一直到播种都不对土壤进行翻动。种子播于垄台的种床上,采用圆盘开沟机、平耙、小犁或是清垄机进行开床;残茬留在垄间的表面,使用药物或是中耕进行除草,在中耕的过程中重新成垄。③不耕。即除了施肥以外,从收获一直到播种都不对土壤进行翻动。将种子播于窄种床上,使用清垄机、小犁、内向铲、圆盘开沟机或是施耕机进行开床。使用药物对杂草进行控制,非紧迫不采取中耕的方法进行除草。

2推广免耕栽培技术的效果

当前,我国的免耕栽培技术经过了多年的发展,可以总结出以下四点优势:(1)有利于适期播栽。采取耕翻种植的方法,其在前茬收获之后,需要采取耕翻晒堡以及碎堂整地等工作,一共需要超过20天的工作日。在农忙时,农活集中、季节紧,采取耕翻栽培的方法极易导致播栽(种)季节的延误。而使用免耕栽培技术之后,通常可以将播栽(种)期提早5~7天,确保大面积稻麦油作物能够适期种植。(2)促进壮苗早发。免耕麦田表层土壤的墒情比较好,肥力较高,播种十分均匀,覆土的深浅一致,避免天早时的出苗不齐或是连雨时的烂耕烂种,有助于争取早苗以及提高齐苗率;采取免(少)耕法进行种稻,有助于早育小苗的移栽,防止深栽导致僵苗的现象,有利于强个体、壮群体,争取多粟、多穗以及大穗。(3)节省农本。免耕栽培技术具有轻简省工、降低劳动强度、节省农本的优点。免耕麦平均每667m2能够节省人工约3个,减少农本25%左右;早直播稻能够节约用水约30%,免去了耕翻、泡田以及平整的作业,每667m2能够节省育秧、栽秧的工时农本费约100多元,并且改变栽秧时“面朝黄土背朝天”这样的传统生产方式。(4)有利于增产增收。稻茬(少)免耕种麦具有效率高、保墒好的优点,与常规的耕翻种麦相比,能够增产1~1.5成;板茬免耕油菜具有早播早栽、早发冬壮以及冻害轻的优点,春季苗势转化十分快,结角层的结构合理,有利于高产。

3免耕栽培技术推广中存在的问题

3.1资金供给不足

我国一些地区因受到财政资金的影响,虽然新技术得到引用,但是缺乏后续力量,使得全面发展受到阻碍。导致该原因是由于政府资金供给不足。技术会停留于现地,得不到更新,难于获得发展。

3.2农民未能掌握专业知识

与传统农耕技术不同,人们对于免耕培植技术的认识不足,对于免耕栽培技术的原理、实际操作等均缺少充分的了解,很多农民未具备专业知识,没有从技术角度去考虑存在的问题,这直接影响了免耕培植技术的推广。

3.3免耕栽培技术水平较低

当前,我国的免耕栽培技术的应用还是较为广泛的,但是由于其本身的技术水平较低,导致该技术使用之后容易出现一些后续问题。例如:在使用免耕栽培技术后,农田草害难度大,还会出现秸秆腐烂等情况。而且难以充分运用有机肥料,多数肥料于表层上分布,损耗流失等现象会经常出现。

4免耕栽培技术的完善

4.1强化资金管理

要集中项目资金,切实加强管理,建立专门账户,确保专款专用,确保资金足额到位。切不可将项目经费与日常工作经费混为一谈,切不可擅自挪用项目资金,切不可随意改变资金用途,要确保项目资金使用安全。同时,要进一步加大重大技术项目化、政策化的工作力度与创新,不断扩大免耕栽培技术专项资金规模。

4.2加强宣传工作

对于我国农业发展,免耕栽培技术具有着较大的促进作用,其为一项农业种植新技术。所以,地方政府应在各个方面加强宣传力度,在与广大农民合作、交流的基础上,做好技术指导,让农民们积极采取免耕栽培技术,让他们认识到种植作业中应用免耕栽培技术的优势。

4.3选择科学、合理的技术路线

(1)免耕和轮耕结合。推广应用免耕、少耕和深松、犁耙、翻耕、旋耕相互结合的土壤耕作制度。实行“三三轮耕制”,即在免耕栽培的地区每年进行深松或是耕翻1/3,3年则轮耕一遍,或是因地制宜地推广免耕之后,隔3~5年采取翻耕、隔茬深松等免耕、轮耕结合的耕作方式。(2)免耕和覆盖结合。遵循“少动土、少裸露、多覆盖”原则,在免耕基础上,进一步采取地膜覆盖、秸秆覆盖、绿色植被覆盖以及不同组合的多元覆盖方法,实现农田的免耕以及周年覆盖,从而实现“适度湿润”与“适度粗糙”的土壤状态,有效地提高免耕技术的应用效果。(3)农机和农艺结合。采取免耕整地、免耕育苗、免耕直播、免耕套种、免耕移栽以及秸秆还田等机械化作业技术和精量播种、培育壮苗、化学调控、节水灌溉、平衡施肥、病虫防治以及防灾减灾等高产高效相结合的方法,从而提高农作物的种植规模以及农田的作业效率,实现免耕栽培技术的标准化。(4)良种和良法结合。在品种上使用抗倒性较强的优良品种,综合考虑产量与品质;在技术上,以免耕整地、育苗、直播、套种以及移栽为主,达到良种、良法的有效结合。此外,加强免耕栽培和测土配方施肥、病虫无害化综合防治等技术与除草剂、壮秧剂、腐烂剂等物化技术的结合,提高技术科技含量。

4.4建立农业试验田

为了让人们看到新技术的优势所在,可以建立农业试验田,采用新技术来试验种植。为更好推广新技术在整体地区应用,可通过建立良法、良种、良田等措施,使示范田更快地在农村得到普及。

5结语

综上所述,免耕是一项科学性非常强的耕作方式,特别是在经济水平高的地区应优先得到推广普及。最近几年,保护性耕作技术得到迅速发展和普及推广应用。随着农机具等不断创新发展,适于不同农作物的各种免耕技术将会逐步取代传统的翻耕技术,成为农业耕作方式发展的必然趋势。

作者:龙锦辉 龙平 单位:贵州省晴隆县中营镇政府农业服务中心

作物论文:明清时期农作物论文

一、关于粮食作物的研究

国以民为本,民以食为天,粮食作物一直以来是农业经济中最基本的农作物,粮食生产自古以来也是关乎国计民生的大事。据20世纪70年代编写的《珠江三角洲农业志》第五册记载,珠江三角洲粮食作物主要有水稻和旱粮两类,其中旱作粮又包括麦类、薯类、豆类和粟类四大类作物。[1]珠江三角洲的稻谷栽培有着久远的历史,也是我国稻作起源地之一。栽培作物的起源,是由野生稻的逐渐驯化而来。著名的水稻专家丁颖于1926年在广州市东郊犀牛尾发现野生稻,以后陆续在珠江三角洲的番禺、增产、从化、三水、清远及开平等县都有发现。[2]野生稻的发现,也在某种程度上印证了珠江三角洲是我国栽培稻作起源地之一。周晴对明清以来珠江三角洲北部的的低塱区的深水稻和水生植物进行讨论,指出16-20世纪中期珠江三角洲北部的低塱区分布着面积广阔的湖沼湿地资源,这里的作物栽培及水生植物群落都具有鲜明的地域特色。[3]珠江三角洲历来都是以稻谷为主要的粮食作物,直到明中期以后,商品经济逐步有所发展,稻谷生产的发展,逐渐为其他作物代替,稻谷开始出现紧张以至供不应求的状态。除水稻外,明清时期珠江三角洲开始普遍种植番薯、玉米和木薯等旱粮作物。实际上,明清时期,美洲作物的引进改变了粮食作物的种植结构。王双怀认为,明代中后期,华南地区与海外诸国的联系密切,从海外引进的粮食作物主要有玉米、番薯和花生。[4]吴建新等讨论了明清时期番薯、玉米、花生、烟草在广东的引进和传播情况,认为明清时期,中国传统作物结构及种植制度,由于外来作物的引进及其广泛的传播,发生了显著的变化。[5]对于粮食作物的研究,学者们大多从粮食生产与贸易的角度进行讨论。谢天祯、潘燕萍对宋元明时期广东的粮食生产与贸易状况进行了分析,认为宋、元、明三代,广东曾是我国一大粮食产区,每年均有大批商品粮运往外地,接济闽、浙及东南亚地区,以广州为中心的珠江三角洲不仅是广东的主产区,也是广东米粮贸易活跃的区域之一。[6]吴建新认为,明代中叶以后广东农业商品化过程中,粮食生产并没有像经济作物一样快速增长,相反由于经济作物种植面积的大量增加,在一定程度上使得粮食作物种植面积相对减少,以至于出现了明中叶以后广东的长期缺粮问题。[7]乃至到民国时期,广东的缺粮问题依然严重。曾伟对民国广东的粮食状况进行了论述,认为民国时期广东出于缺粮状态,尤其是抗战时期广东的缺粮问题更为严重,各地出现严重的粮荒,酿成了严重的社会问题。[8]对于清代广东的缺粮问题,陈春声认为,在人口增长所带来的粮食短缺的压力下,广东人选择了种植更多的高价值的非粮食作物,使单位面积耕地可以容纳更多的劳动力并使其收益可以养活更多的人口,所需粮食则从市场上获得的方式来解决。

二、关于经济作物的研究

经济作物是明清时期珠江三角洲种植的重要农作物之一。经济作物的种类包括甘蔗、蒲葵、茶叶、花木、蔬菜和水果等。20世纪70年代编写的《珠江三角洲农业志》,其中第四本关于珠江三角洲蚕桑业发展史,第五本关于珠江三角洲主要作物和畜牧、林木历史,第六本关于珠江三角洲果木业发展概况和荔枝龙眼、柑桔、香大蕉、菠萝四大(笔者认为是“五大”)水果生产发展史,这些都涉及到了珠江三角洲经济作物种植的历史。[10]明清时期,随着商品经济的发展,珠江三角洲的经济作物种植得到了快速发展,逐步形成主要经济作物专业区。据叶显恩等人的研究,明清时期在珠江三角洲开始逐渐形成甘蔗、茶叶、蒲葵、蔬菜、花木和水果等专业种植区。例如甘蔗的种植,至明末已经形成以番禺、东莞和增城为中心的甘蔗产区。[11]刘正刚等对明清时期珠江三角洲的果树栽培进行了讨论,指出明清时期珠江三角洲地区人们对果树的认知、分类更为细化,通过接枝、驳枝等技术培育果树的新品种,在实践中注重气候、土壤、防护等对果树栽培的影响,对果品贮藏也进行了新的尝试,进一步推动了珠江三角洲地区的农业商业化发展。[12]陈伟民对宋代岭南的主要粮食作物和经济作物的生产经验进行了讨论,经济作物论述主要分副食作物、纤维作物、辛香作物、果树作物、糖料作物、花卉作物和林木作物七大类分述。[13]王双怀讨论了明代华南的棉花、蚕桑、诸麻、甘蔗、茶叶、芝麻、油菜、油桐、乌桕、荔枝、龙眼、槟榔、杉树、诸竹、诸菜、香料、染料和药材等经济作物的分布及其地域特征,认为明代中期以后,商品经济的发展对经济作物的生产具有较大刺激作用,而经济作物的增长反过来又在一定程度上推动了商品经济的发展。[14]司徒尚纪讨论了明代广东农业和手工业分布的特点,认为明代广东农业中,经济作物种植业是最发达的商业性农业,其中蚕桑、甘蔗、水果、鱼苗、蒲葵、种香、花卉、蔬菜等,已形成商品性集中产区,成为商品经济发达的珠江三角洲的农业地理特征。[15]唐森、李龙潜分析了明清时期广东经济作物的种植情况,认为由于粮食作物品类的单调,水稻所产又不足供食,广东经济作物的种植和发展,在明以前肯定受到极大的限制。明清时期广东经济作物的种植情况出现了新的趋向,诸如明清广东经济作物品类繁多,经济作物种植面积不断扩大;随着经济作物种植的推广,专业化的农作物区的出现;明清时期广东经济作物种植的目的,已不单纯地为了满足生产者本身的需求,而是作为商品生产投入流通领域去获取交换价值。[16]李华分析了明清时期广东农村经济作物的发展,认为广东农村种植经济作物有悠久的历史,但经济作物大面积生产,农产品的商品化,则是从明朝嘉靖、万历年间开始的,到了清中叶,广东有些府州县农村经济作物的发展,农产品商品化的程度,已经超过了江南五府而跃居第一位。

三、关于农业商业化的研究

明清时期珠江三角洲经济作物的大量种植和农业的商业化有着密切关系,一方面经济作物的大面积种植,可以促进农业的商品化,另外一方面,农业的商业化也带来了经济作物更大范围的种植。叶显恩对珠江三角洲的农业商业化发表了系列论文,讨论了农业商业化的兴起、增进,及其发展水平、性质,认为明代晚期,珠江三角洲的各种经济作物陆续形成各自的中心产地,商品性农业专业区域逐渐出现和扩大。[18]在农业商业化发展的基础之上,明中叶以降,珠江三角洲的农村墟市所呈现的繁荣景象。[19]蒋祖缘讨论了明代广东农业商品性生产发展的原因、状况及其影响,认为自明代嘉靖以后,白银流通更为广泛,珠江三角洲以经济作物为主的商品性生产的发展势头越来越大,专业区域开始形成。[20]姜守鹏讨论了清代前期广东商业性农业的发展,认为广东商业性农业的发展主要表现为经济作物和园艺作物及其加工业的商品化和迅速发展。[21]陈忠平比较了长江三角洲和珠江三角洲两地的商品经济发展,指出明清时期珠江三角洲与长江三角洲在农业生产上都不同程度地突破了单一的自给性粮食生产,形成了以经济作物为主要内容的商品化种植业生产,农业的商品化程度迅速提高。[22]程明讨论了清代环珠江三角洲地区农村商品经济的发展,认为环珠江三角洲地区农村经济在明末清初曾遭受重大破坏,自康熙朝起,环珠江三角洲地区的商品经济有了迅速的发展,表现为经济作物的广泛种植、商品性园艺作物的大量栽培、手工业生产部门的专业化趋势和墟市的普遍繁荣。[23]刘志伟指出,清代广东的粮食贸易,主要是由于珠江三角洲等地农村在出口贸易的刺激下,大量发展经济作物,从事日益专业户的商品生产,形成了广阔的粮食需求市场。以国内外贸易为基本内容的商品流通形成的市场刺激,是清代广东商品生产发展的直接动因。[24]

四、余论

以上学界的讨论,大多数是就某个问题的讨论,很少以珠江三角农作物种植结构变迁为专题的深入研究。实际上明清时期珠江三角洲的农作物种植结构发生了重要的变化,传统以粮食作物为主的种植结构,逐渐转为以种植经济作物为主。表面上看起来似乎仅仅是农民种植作物的种类的发生变化,其实作物种植选择的变化反映的是明代中叶以来珠江三角洲地域社会经济的发展。明代中叶以来,美洲作物的引进、澳门的开埠、海外贸易的来往频繁及市镇经济的繁荣等都对珠江三角洲农业种植的选择产生了深刻的影响。民以食为天,一般来说,农田上种植何种作物,对于农民来说,起初是为了满足基本的温饱问题,在国内外市场需求的刺激下,经济作物的种植成为珠江三角洲农民获取更高利润的最终选择。明代中期,珠江三角洲经济作物的崛起,粮食作物的逐渐萎缩,导致了缺粮问题的出现,米粮市场的国际贸易的出现。各地逐渐因地制宜,形成了各具特色的经济作物专业生产区。不同作物围绕着市场供求关系而展开争地的现象,每一种作物的种植背后必然是经济选择的结果,也是市场经济发展的结果。

作物论文:水足迹计算分析农作物论文

1材料与方法

1.1研究区概况

新疆幅员辽阔,地形非常有特色,横亘中部的天山将新疆分作天山北部、天山南部两块区域,再加上东部地区形成新疆三大区域,即:北疆、南疆和东疆。北疆包括:乌鲁木齐市、克拉玛依市、昌吉回族自治州、博尔塔拉蒙古自治州、伊犁州直属县(市)、阿勒泰地区、塔城地区、石河子市;南疆包括:巴音郭楞蒙古自治州、阿克苏地区、喀什地区、和田地区、克孜勒苏柯尔克孜自治州;东疆包括吐鲁番地区、哈密地区。本文在研究农作物生产水足迹时,由于克拉玛依市、石河子市的数据缺失未包括在内,因此总计13个地(州)。新疆是灌溉农业区,小麦、玉米、棉花是主要农作物,2011年小麦、玉米、棉花的播种面积分别占全区总播种面积的21.63%、14.61%、32.87%。小麦面积中冬小麦播种面积占60%左右,春小麦占40%左右。北疆以种植春小麦为主,南疆以种植冬小麦为主,其中天山南北两侧从丘陵到山前平原多为冬春麦混种区[13]。玉米在新疆粮食作物中的地位仅次于小麦,根据播种时间的不同可分为夏玉米和春玉米。北疆和焉耆、拜城盆地主要为春播玉米区,南疆和东疆大部分地区,以夏播玉米为主。

1.2研究方法

1.2.1作物需水量

作物需水量是在理想的生长条件下作物从种植到收获所需的蒸散量,等于生长期内蓝水和绿水蒸发量之和。作物的需水量一般采用联合国粮农组织(FAO)推荐的以Penman-Monteith公式为基础的作物系数法。ET=Kc×ET0(1)式中,ET、Kc、ET0分别表示某一时期内,作物需水量、作物系数及参考作物腾发蒸腾量。其中,作物系数反映实际作物和参考作物之间需水量的差异。而参考作物腾发蒸腾量,是一种假想的参考作物冠层腾发速率,其大小只与气象因素有关,采用FAO推荐的最新修正Penman-Monteith公式进行计算[14]。作物理想生长条件下,绿水的蒸散发即降雨的蒸散发等于总作物蒸散发与有效降水的较小值。蓝水蒸散发即农田灌溉用水的蒸散发,等于总作物蒸散发减去有效降水。当有效降水超过作物蒸散发时,其值为0。绿水和蓝水的计算公式如下:ETgreen=min(ETc,P)(2)ETblue=max(0,ETc-P)(3)式中,ETgreen为绿水蒸散发量;ETblue为蓝水蒸散发量;ETc为总作物蒸散发量;P为有效降水,是总降水中能被作物利用的那一部分水分。本研究使用美国农业部土壤保护局(USDASCS)的方法来计算有效降水量。

1.2.2灰水

灰水足迹指以自然本底浓度和现有的环境水质标准为基准,将一定的污染负荷稀释至高于一定环境水质标准所需的淡水体积[15]。这一部分水由于不能被人类利用,所以形象地称之为灰水。农业生产过程中,为了获得更高的产量,通常需要施用大量的化肥和农药。而化肥并不能被作物全部吸收利用,多余的肥料及农药会渗入地下或进入地表径流造成地下水和地表水的污染。由于氮肥是造成地下水及地表水污染的主要来源,一般以淋失氮的需水量作为灰水足迹。根据相关文献[16],本研究选取氮肥施用量的10%作为淋失量。由于研究区地处干旱区,农田以灌溉为主不易形成地表径流,氮肥主要造成地下水的污染,所以本文采用中国地下水质量标准(GBT14848-93)中的Ⅲ类标准,氮的最大容许浓度为20mg·L-1,氮的自然本底浓度一般取零。具体作物生产过程的灰水足迹计算公式如下:WFgrey=(a×AR)/(Cmax-Cnat)(4)其中,WFgrey为作物灰水足迹;AR为氮肥施用量;a为氮淋失量(即进入水体的污染量占总氮肥施用量的比例);Cmax为氮肥的最大容许浓度;Cnat为污染物的自然本底浓度。

1.2.3作物生产水足迹

水足迹是指一个国家或地区,生产一定人群(个体、城市或国家)消费的产品和服务所需要的水资源数[17]。而作物生产水足迹是指作物在整个生长过程中,所利用的淡水资源和引起的污染用水总量[15]。其组成包括三个部分:来自地表或地下的灌溉用水(蓝水)、降雨(绿水)和氮肥所引起的污染水(灰水),其中,蓝水和绿水的总量即为作物整个生长期的需水量。作物生产水足迹计算公式如下:WFproc=WFgreen+WFblue+WFgrey(5)1.3数据来源计算所需的气象数据来自联合国粮农组织(FAO)ClimWat数据库中新疆地区的12个气象站点数据。作物参数包括作物系数和作物物候数据,参考FAO数据库及相关文献[18-21]。新疆2011年各地(州)主要农作物总产量、单位面积产量、耕种面积及化肥施用量数据均源于《新疆统计年鉴2012》。

2结果与分析

2.1主要农作物需水量利用

CROPWAT软件可计算得到新疆各地(州)小麦、玉米、棉花在整个生长期内的单位面积总需水量、单位面积绿水量及单位面积蓝水量。然后,乘以各地(州)主要农作物的播种面积,可得到各地(州)主要农作物总需水量、绿水量及蓝水量,再除以作物总产量,即可得到各地(州)小麦、玉米、棉花单位质量的需水量。图1为2011年北疆、南疆、东疆以及全疆主要农作物单位面积需水量对比图。由图1可知,在新疆全区范围内,农作物单位面积需水量棉花最高为8650m3·hm-2、小麦为5742m3/hm-2、玉米为5052m3/hm-2。但玉米、小麦的单位面积需水量在不同区域互有高低,在北疆和东疆玉米大于小麦,而在南疆小麦却小于玉米。产生这种差异的原因主要是作物的种植模式及气候因素。北疆及东疆地区主要种植春小麦,而南疆主要种植冬小麦,春小麦的生长周期较短导致其整个生长期内的需水量相比冬小麦少,再加上南疆气温较北疆、东疆高,造成其在生长期内的作物蒸散量较大,需水量也较大。以上因素共同导致小麦、玉米在新疆不同区域的单位面积需水量呈现空间异质性。为从不同角度对比新疆三种主要农作物的需水差异,本文计算了各农作物单位质量的需水量情况,结果见图2。由图2可知,新疆各区域单位质量农作物需水量同样是棉花最大为4.82m3·kg-1、小麦次之为0.99m3·kg-1、玉米最小为0.54m3·kg-1。新疆地区棉花单位质量的需水量是小麦的5倍、结合表1比较新疆全区各主要农作物(小麦、玉米、棉花)的蓝水比重,可知棉花的蓝水比重最高、玉米次之、小麦最小,但南疆地区的小麦蓝水比重大于玉米的蓝水比重。其原因可能是由于南疆地区主要种植冬小麦,生长周期较长,生长期内降雨量又较少,导致南疆地区的小麦蓝水比重较大。从蓝水利用总量分析,2011年新疆各地(州)主要农作物蓝水利用量最小的是乌鲁木齐市为6.15×107m3、最大是喀什地区为375.64×107m3。根据表1从更大的区域尺度上分析,主要农作物的蓝水利用总量为南疆最大、北疆次之、东疆最小,分别考察三种主要农作物的蓝水利用量,可知小麦、棉花符合以上空间分布规律。但对于玉米来说,北疆的玉米蓝水利用量却大于南疆,可能的原因是北疆的玉米种植面积较大,致使其总蓝水需水量较大。

2.2灰水足迹

利用统计年鉴中各地(州)总氮肥施用量,结合主要农作物的面积权重可得到各地(州)主要农作物氮肥施肥总量,进而通过农作物灰水足迹公式计算得到各地(州)主要农作物灰水足迹及单位面积灰水足迹值。由表2可知,2011年新疆地区主要农作物生产灰水足迹为2107.82×106m3,其中乌鲁木齐灰水足迹最小为8.37×106m3,喀什地区灰水足迹最大为484.38×106m3,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大。为便于比较新疆各地(州)的灰水足迹强度,计算单位面积灰水足迹值作为评价指标,结果见表2。从表2可以看出,伊犁州直属县(市)主要农作物的单位面积灰水足迹最小为341.23×m3·hm-2,巴音郭楞蒙古自治州的单位面积灰水足迹最大为1148.93×m3·hm-2。说明巴州单位播种面积的氮肥施用量较多,可能存在过度施肥的问题,可以利用减少氮肥施用量、提高氮肥利用率等方式来减少化肥对地下水的污染,从而减少灰水足迹。

2.3农作物生产水足迹

在计算新疆各地(州)主要农作物需水量及灰水足迹的基础上,根据公式5可计算得到各地(州)主要农作物总的生产水足迹。结果显示:2011年新疆全区主要农作物生产水足迹为2049.31×107m3,其中蓝水足迹为1651.65×107m3,绿水足迹为186.88×107m3,灰水足迹为210.78×107m3;新疆各地(州)农作物生产水足迹总量差异明显,乌鲁木齐的主要农作物生产水足迹最小为9.26×107m3,而喀什地区的主要农作物生产水足迹最大为445.86×107m3。为表征新疆地区主要农作物生产水足迹的空间分布差异,将各地(州)主要农作物总的生产水足迹除以本地区主要农作物的播种面积得到单位播种面积的生产水足迹,然后利用ArcMap制作得到新疆各地(州)主要农作物单位播种面积生产水足迹图(图3)。图3各地(州)农作物单位面积水足迹Fig.3Spatialdistributionofproductionwaterfootprintsinperunitareaofmaincrops由图3可知:乌鲁木齐、昌吉回族自治州、伊犁州直属县(市)、塔城及阿勒泰地区,主要农作物单位播种面积生产水足迹较小,值范围为5700~6700m3·hm-2;巴音郭楞蒙古自治州及吐鲁番地区,主要农作物单位播种面积生产水足迹较大,值范围为9700~12000m3·hm-2。从空间分布来看,新疆北部地区单位播种面积生产水足迹偏小、新疆西南部及东部地区单位播种面积生产水足迹为中间水平、而新疆中南部地区单位播种面积生产水足迹最大。

3讨论

通过计算新疆地区主要农作物的需水量发现,棉花的单位面积需水量、单位质量需水量及其蓝水比重均大于玉米和棉花,为最耗水的农作物。但棉花作为一种经济作物,其单位面积经济效益分别是玉米的2.5倍、小麦的3倍。另外,通过计算农作物的单位水产值(即用于作物生长的单位水量所获得的经济收益)可知,棉花为3.8元·m-3、玉米为3.0元·m-3、小麦为2.1元·m-3,棉花也稍高于玉米和小麦。因此,从经济效益角度出发,棉花种植有其独特优势,这也是自治区政府将棉花作为重点优势资源的原因。但是快速增长的棉花种植面积也导致了新疆地区农业用水量的增加,加剧了本地区的水资源压力。因此,要从可持续发展的角度出发,在保持棉花种植的经济效益基础上,还要适宜地控制棉花的种植面积,特别是控制单位面积需水量较大的南疆地区的种植规模,以减少本地区农业用水总量。农作物蓝水利用计算结果表明:南疆地区蓝水利用总量最大、北疆次之、东疆最小;蓝水比重东疆最大、南疆次之、北疆最小;主要农作物中棉花的蓝水比重最高、玉米及小麦次之,南疆地区小麦的蓝水比重大于玉米。由于东疆地区作物种植面积较少,虽然其蓝水比重较大,但总的蓝水利用量较小,南疆地区农作物的蓝水比重较大且其作物种植面积也较大,特别是种植蓝水比重高的棉花的面积较大,因此导致其蓝水利用量最大。蓝水利用量大也就是意味着农业生产所需的灌溉用水较多,可以通过调整种植结构,如在南疆地区可以适宜增加蓝水比重和单位面积需水量均较小的玉米种植面积,减少棉花、小麦的种植面积,来减少本地区农业灌溉用水量。灰水足迹表征的是农业生产过程中所引起的污染用水总量,对新疆各地(州)的灰水足迹计算表明,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大。但一个地区氮肥施用量是与农作物的播种面积呈正比关系的,所以一个地区总的灰水足迹大并不表示其化肥污染最严重。为此需要考察研究区内主要农作物的单位面积灰水足迹,结果表明,巴州、阿克苏及吐鲁番地区的单位面积灰水足迹最大,说明这些地区单位播种面积的氮肥施用量较多,可能存在过度施肥的问题。可以通过减少氮肥施用量、提高氮肥利用率等方式减少化肥对地下水的污染,进而减少灰水足迹。另外,本研究在计算灰水足迹时,借鉴国外的灰水研究,只考虑了化肥产生的污染,并未包含农药引起的水体污染,因此,灰水足迹的研究还需进一步的深入完善。农作物生产水足迹综合反映了农作物生产过程中所消耗的水资源总量。2013年1月国务院颁布了《实行最严格水资源管理制度考核办法》,其中规定新疆2015、2020、2030年的用水总量控制目标分别为515.60×108m3、515.97×108m3、526.74×108m3。计算结果表明,2011年新疆全区仅三种主要农作物的生产水足迹就高达204.93×108m3,而新疆地区目前的灌溉渠系水利用系数仅为0.468,意味着用水总量中有一半以上损失在灌溉渠系上,两者相加就已经接近新疆用水总量的控制目标,因此能否有效地控制农业用水量是新疆落实最严格水资源管理制度的关键。另外,从新疆各地(州)农作物单位面积生产水足迹空间分布来看,南疆及东疆地区特别是巴州、吐鲁番、阿克苏及喀什地区的水足迹值较大,并且除吐鲁番地区外,其它三个地区的农作物生产水足迹总量也较大,是水资源治理的主要地区。总之,通过因地制宜地调整农作物种植类型,控制高耗水作物种植面积,减少氮肥施用量及提高氮肥利用率等措施,可以有效地减少研究区农业用水量,为尽快实现国务院规定的最严格水资源管理制度指标奠定良好的基础。

4结论

本文通过计算、分析2011年新疆地区13个地(州)主要农作物(小麦、玉米及棉花)的生产水足迹得到以下结论:(1)新疆地区棉花的需水量及蓝水比重均大于小麦、玉米等粮食作物,为最耗水的农作物,限制棉花种植面积可以有效控制本地区的农业用水总量。(2)新疆各地(州)主要农作物生产水足迹组成以蓝水为主,南疆地区蓝水利用量最大,棉花的蓝水比重最高,玉米及小麦次之,南疆地区小麦的蓝水比重大于玉米。通过调整种植结构,如在南疆地区增加蓝水比重较小的玉米种植面积,减少棉花、小麦的种植面积,可以有效地减少本地区农业灌溉用水量。(3)灰水足迹表征的是农业生产过程中所引起的污染用水总量,一个地区的氮肥施用总量越大,其灰水足迹也越大,巴州、阿克苏及吐鲁番地区的单位面积灰水足迹最大,表明这些地区单位播种面积的氮肥施用量较多,存在过度施肥及化肥利用率较低的问题。(4)2011年新疆全区仅三种主要农作物的生产水足迹加上灌溉渠系所损失的水量,就已经接近国务院颁布的《实行最严格水资源管理制度考核办法》所规定的用水总量指标,因此有效地控制农业用水量对新疆落实最严格水资源管理制度有着重要的意义。其中,南疆及东疆地区特别是巴州、阿克苏、喀什地区农作物的单位面积水足迹值和总生产水足迹均较大,是落实最严格水资源管理制度的关键地区。总之,对于地处干旱区、水资源缺乏的新疆地区来说,通过因地制宜地调整农作物种植类型、控制高耗水作物种植面积、减少氮肥施用量及提高氮肥利用率等措施,可以有效地减少研究区农业用水量,为完成最严格水资源管理制度考核指标奠定良好基础。

作者:轩俊伟 单位:新疆大学资源与环境科学学院

作物论文:风沙灾害下的农作物论文

1材料与研究方法

1.1数据与预处理

(1)研究时间选择。根据阿克苏市地面气象观测站提供的总云量资料,选取无云的时间,即4月15日(农作物风沙灾害前)、4月17日(农作物风沙灾害后)和4月29日(农作物风沙灾害恢复期)作为农作物风沙灾害研究时间。为了对风沙灾害指标阈值的确定,需要选择季节相近的研究区农作物正常生长晴空图,时间分别为2010年4月22日、23日和24日。(2)MODIS数据及预处理。根据研究时间,此次共使用2009年4月15日、17日和29日,以及2010年4月22日、23日和24日的250mMODIS日地表反射率产品(MOD09GQ)影像6期,2009年逐年合成500m土地覆盖类型产品MCD12Q1影像1期。对这些遥感数据均采用MODIS重投影工具进行重采样和拼接处理,转换成tif格式[6,7]。根据土地覆盖类型产品中第一类国际地圈生物圈计划(IGBP)全球植被分类方案,选择第12类(农作物)提取阿克苏市的农作物种植区。

1.2研究方法

1.2.1风沙灾害植被指数变化情况

利用遥感监测风沙对农作物的灾害,通常是利用地表植被状况、特征等指标监测作物风沙灾害的情况。参考文献[8]中指出,NDVI探测低密度绿色植被的能力最强,是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。因此,文中将农作物的NDVI值作为农作物风沙灾害的评估指标。(1)归一化植被指数。根据每日地表反射率数据(MOD09GQ)的近红外和红波段,通过公式(1)计算归一化植被指数。NDVI=RNIR-RREDRNIR+RRED(1)式中:NDVI为归一化植被指数;RNIR为近红外波段反射率;RRED为红波段反射率。(2)植被指数变化分析。从光谱物征与作物冠层之间的关系看,绿色植物叶面叶绿素在光照条件下发生光合作用,在可见光红光波段有很强的吸收特性,而对近红外波段具有很强的反射率、高的透射率和极低的吸收,即红光波段反射率包含了植物冠顶层叶片的丰富信息,近红外光反射率包含了整个植物冠层内叶片的大部分信息,这是植被遥感监测的物理基础[9]。农作物生长初期,叶绿素含量增多,红波段吸收和近红外反射率增强,植被指数增大。当农作物受到风沙灾害影响后,会出现农作物活性减弱、死苗等现象,红波段吸收和近红外反射率减弱,植被指数减小。因此,不同日期的数值相减是为了观测两个日期植被的变化,并用来探测由于风沙灾害造成的农作物变化。文中将相邻时期NDVI两两相减后,用公式(2)逐像元判断其是否发生变化,即:若NDVI(i,j)>a,表示正向变化;若NDVI(i,j)<a,像元负向变化[10]。NDVI(i,j)=NDVId1(i,j)-NDVID2(i,j)(2)式中:NDVId1(i,j)和NDVId2(i,j)分别是像元(i,j)在日期d1和d2的NDVI值;NDVI(i,j)是像元(i,j)在日期d1和d2的NDVI差值。由于NDVI值的变化不仅受植物生长和地物变化的影响,还会受到太阳光照强度、大气状况、卫星拍摄角度等因素影响,相邻日期的NDVI值也会存在较小的波动,所以NDVI变化阈值a的确定是一件较为困难而又关键的问题[5]。根据文献[6],选择与受灾时间同时相的遥感数据,计算研究区农作物春季正常生长NDVI变化,定义风沙灾害的阈值为公式(3):a=NDVI-σ(3)式中:NDVI、σ分别为同时期正常生长年份研究区农作物未受灾害的植被指数变化的均值和标准差。

1.2.2农作物风沙灾害的遥感监测方法

基于多时相遥感数据,农作物风沙灾害的遥感监测方法分为4个步骤:(1)选择遥感数据及预处理。根据灾害发生的时间,选择灾前、灾后和恢复期3个时相的遥感数据,以及同时期正常生长年份的遥感数据,并进行预处理。(2)计算NDVI的均值和标准差。根据受灾年份的灾前、灾后和恢复期的遥感数据,以及正常年份相同时相的遥感数据,分别计算研究区域内农作物NDVI的均值和标准差。(3)根据公式(3)确定农作物受灾阈值a。当农作物的NDVIi,j<a时,表示此像元受到风沙灾害的影响。(4)确定受灾面积。农作物风沙灾害受灾面积通过不同类别风沙灾害影响范围内像元的统计得到[11]。农作物受灾面积计算公式:Ai=A0×Pi(4)式中:Ai为第i类风沙灾情的作物受灾面积;A0为农作物面积;Pi为不同风沙灾害类别所占比例。图1阿克苏市农作物风沙灾害前后和恢复期的NDVI面积比ig.1TheNDVIarearatioofcroplandinAksucityintheperiodsofbeforeandafterthewindsanddamage,andtherecoveryperiod

2结果与分析

2.1风沙灾害前后植被指数的变化情况

从图1中可以看出,阿克苏农作物在风沙灾害前后和恢复期NDVI分布逐渐趋于扁平状。NDVI最大值分别为0.36、0.64、0.73,80%的农作物ND-VI分别在0.13、0.19、0.26以下,其中:占总作物总面积比例最大的NDVI值逐渐增大,由0.08(17.51%)、0.09(14.42%)到0.11(9.63%)。在风沙灾害前后和恢复期,NDVI面积变化最为明显的区间是NDVI<0.1和0.15<NDVI<0.4。NDVI<0.1的面积变化明显,分别为61.21%、43.24%、20.96%;0.15<NDVI<0.4的面积分别为11.93%、30.21%、39.83%。

2.2像元植被指数的变化情况

由于不同年份农作物物候的变化,文中基于2010年4月22日、23日和24日的遥感数据,对多天相邻遥感数据风沙灾害阈值取平均作为风沙灾害的阈值。利用风沙灾害阈值的确定方法,分别计算研究区农作物a23-22和a24-23,并取它们的均值a=(a23-22+a24-23)/2作为风沙灾害的阈值。因此,文中阿克苏市农作物风沙灾害阈值为-0.005,即NDVI(i,j)<-0.005的区域被划定为农作物受灾区。在风沙灾害前、后和恢复期,若农作物植被指数始终保持正向变化,无风沙危害症状,则农作物未受到风沙灾害的影响,保持正常生长;否则,为农作物异常变化,受到风沙灾害的影响。因此,根据阿克苏市农作物在风沙灾害前、后和恢复期植被指数的变化,将农作物风沙灾害划分为三类:负向-正向型、正向-负向型和负向-负向型。

2.2.1负向-正向型

这种风沙灾害类型在风沙灾害后,植被指数减小,其中:NDVI>0.15的农作物NDVI都减小0.02以上,NDVI在0.3~0.35的农作物减小最大,为0.037,NDVI在0.05~0.1的农作物减小最少,为0.013,平均减小0.022;而在风沙灾害恢复期,植被指数逐渐增大,由NDVI在0.05~0.1的农作物增长0.022到NDVI在0.30~0.35的农作物增长0.233,平均增长0.11。由此可见,负向-正向型农作物风沙灾害的NDVI越大,风沙灾害后和其恢复期变化就越大。处于生长子叶或真叶期的农作物,此时抗风沙能力较弱,重者主茎上部被风刮断,轻者叶片被风刮碎,NDVI减小。但这些农作物具有较强的恢复能力,在风沙灾害后不久就开始恢复生长,NDVI逐渐增大。

2.2.2正向-负向型

农作物受到风沙灾害后好像正常生长,NDVI增加的范围从0.03到0.189;但随着时间的推移,农作物受风沙灾害的影响也逐渐显现出来,NDVI开始减小,NDVI减小的范围从0.02到0.065。由于风力较大,已播种的农作物地膜不同程度被风刮起,根系尚未健全的农作物幼苗裸露在外,增加了NDVI值。当风沙吹打农作物幼苗后,幼苗子叶和幼茎上的伤口受到大风长时间的吹干,叶绿素降低,导致NDVI逐渐减小。

2.2.3负向-负向型

NDVI在0~0.25的农作物,特别是NDVI在0~0.05的农作物容易受到这种类型的风沙灾害影响。农作物在这种类型的风沙灾害后,NDVI在0~0.05的农作物减小0.067,恢复期NDVI减小0.045。沙尘覆盖在麦苗、棉花等大田农作物叶面上,影响叶面正常的光合作用和呼吸作用,使作物生长和发育受到抑制或损害。此外,受伤的农作物体内水分会从伤口散失,其子叶、生长点和靠近子叶的幼茎失水干枯,ND-VI不断减小。

2.3农作物受灾面积

根据使用图像的分辨率大小,利用植被指数变化的类别,分别统计风沙对农作物不同影响的面积。2009年4月16日阿克苏市农作物风沙灾害面积12697.07hm2,这与实际调查数据基本相符。阿克苏市三类风沙灾害的受灾情况是:负向-正向型农作物受灾面积4464.90hm2,占总受灾面积的35.16%;正向-负向型农作物受灾面积最大,为8006.77hm2,占总受灾面积的63.06%;负向-负向型农作物受灾面积最小,为225.39hm2,占总受灾面积的1.78%。其中:在负向-正向型风沙灾害中,NDVI在0.05~0.1之间的农作物受灾面积是1969.49hm2,占这类风沙灾害面积的44.11%;在正向-负向型风沙灾害中,NDVI在0.05~0.1之间的农作物,受灾面积是5082.05hm2,占这类风沙灾害面积的63.47%;在负向-负向型风沙灾害中,NDVI在0.1~0.15之间的农作物受灾面积是96.60hm2,占这类风沙灾害面积的42.86%。因此,在春季风沙灾害中应重点关注NDVI在0.05~0.15之间的农作物,并根据不同风沙灾害类型进行抗灾救灾工作。

3讨论

目前,对农作物的风沙灾害监测没有明确的方法,而研究农作物长势监测的常用参数是NDVI[12],因此,文中以2009年4月16日阿克苏市农作物为例,提出了基于NDVI的农作物风沙灾害阈值确定方法,并将受灾农作物分为正向-负向型、负向-正向型和负向-负向型三种类型。农作物风沙灾害遥感监测过程中,通过遥感数据处理和统计分析,得出农作物的受灾情况,方法简单,可操作性强,可以解决区域尺度上的及时监测问题。遥感监测结果显示,阿克苏市农作物风沙灾害面积与实际受灾面积的提取精度为98.24%,表明文中提出的农作物风沙灾害遥感监测方法是可行的。文中主要考虑了农作物风沙灾害快速评估的要求,然而,当农作物遭受风沙灾害后,对农作物生育进程、生物量、质量以及产量的影响等还需要进一步地分析。

4结论

(1)春季风沙灾害前后和恢复期阿克苏市农作物NDVI值变化明显,农作物NDVI最大值从0.36增大到0.73,占农作物总面积比例最大的NDVI值从0.08增大到0.11,其中:NDVI<0.1的农作物面积从61.21%大幅减小到20.96%,0.15<NDVI<0.4的农作物面积从11.93%增加到39.83%。(2)基于风沙灾害前后和恢复期农作物NDVI值的变化,将农作物风沙灾害划分为三类:正向-负向型、负向-正向型和负向-负向型。不同类型风沙灾害的农作物NDVI区间值分析显示,负向-正向型和正向-负向型农作物NDVI值越大,风沙灾害后和其恢复期变化就越大;负向-负向型农作物NDVI值越小,风沙灾害后和其恢复期变化就明显。(3)阿克苏市受灾农作物面积12697.07hm2,其中:负向-正向型农作物受灾面积为4464.90hm2,正向-负向型农作物受灾面积8006.77hm2,负向-负向型农作物受灾面积225.39hm2,预防农作物风沙灾害的重点是NDVI值为0.05~0.15的农作物。

作者:程红霞 林粤江 单位:乌鲁木齐气象卫星地面站 新疆气象培训中心

作物论文:监测系统设计下的农作物论文

1系统总体设计

通过RS-485总线将智能水位计、智能流量计、墒情传感器与信息采集板相连,构成信息采集单元。它采用低功耗Cortex-M3为控制核心,实现数据的采集与存储。本地通过USB接口或RS-232接口与上位机通信;远程通过GPRS网络或短信方式实时发送数据到数据库服务器,并将数据存储到数据库中。监测系统网络结构图如图1所示。

2系统硬件设计

农作物生长参数监测系统硬件设计由信息采集单元、供电单元、无线传输单元组成。信息采集单元主要完成雨量数据、土壤墒情数据和地下水位数据的采集、处理与存储,同时控制无线传输单元完成数据的发送与信息指令的接收;供电单元为整个系统提供工作电压;无线传输单元完成数据包的发送与控制指令的接收。

2.1信息采集单元硬件设计

信息采集单元主要由智能传感器、STM32F103、FLASH芯片S29AL032D、SRAM芯片IS62WV25616、LCD、触发器HEF4521BT、总线驱动器74HC245PW、232转换芯片MAX3222、带隔离的485收发器ADM2483、供电单元接口电路和MC323接口电路等组成。信息采集单元结构图如图2所示。

2.2供电单元硬件设计

供电单元由单晶太阳能电池板、可编程控制的2A充电电路、12V65AH免维护铅酸蓄电池及LDO压控转换电路等组成。太阳能电池板为铅酸蓄电池充电,同时为系统提供12V的输入电源。当太阳能电池板不工作时,铅酸蓄电池为系统提供12V的外部输入电源,12V的输入电压通过LDO转换电路,实现系统工作需要的+3、+4、+2.5、+5V。其中,+3V为全局电压,保证电路板大部分电路正常工作,包括监测系统上电后的工作电压、系统睡眠状态下的工作电压、时钟工作电压等;+4V是MC323无线通信模块的工作电压;+2.5V是AD转换电路的基准源;+5V是模拟参考电压,为运算放大器和AD电路提供工作电压;同时,输入的12V电压通过稳压电路为智能传感器提供工作电压。供电单元硬件设计结构图如图3所示。

2.3无线传输单元

选用MC323模块作为无线传输单元。该模块集成了基带处理器、射频处理器、MCP存储器和电源管理芯片等功能,同时内嵌TCP/IP协议和支持800MHz的工作频段,能够提供语音传输和短消息发送。将stm32f103的UART3与该模块的串口相连,同时外接SIM卡电路,实现雨量数据、墒情数据、地下水位数据和控制指令的无线发送。无线传输单元结构图如图4所示。

3系统软件设计

3.1采集单元软件设计

采集单元软件设计包括传感器事件、定时事件和命令事件。传感器事件即通过土壤墒情传感器、智能水位计、智能水质传感器和翻斗式雨量计等采集农作物生长环境参数;定时事件指系统将采集到的数据、系统状态、蓄电池电压和设备工作温度等参数定时自记和发送;命令事件指通过上位机软件或LCD液晶屏配置系统工作状态、传感器类型等。当3个事件中的某一事件处理完毕后,判断有无其他事件发生;若有,则进入相应事件处理程序;若没有,则进行现场保护,系统进入待机状态。采集单元软件设计流程图如图5所示。

3.2监测单元软件设计

监测单元通过电话呼叫或短信方式对信息采集单元进行远程唤醒,触发其上电。采集单元上电工作后,响应监测单元命令或按彼此协商好的时间定时上电,定时等待监测单元的命令。当采集的水位、雨量等参数超过设定的阈值时,向数据库服务器发送实时水位等数据或按设定的周期定时发送最新的水位数据、设备状态数据等。系统正常工作时,监测单元各状态之间的转换流程图如图6所示。

4系统测试

采集后的数据经过解析、整编和入库后,通过浏览器可以实时访问数据,而且还能进行历史数据和设备状态的查询。通过该系统,即使在远离观测现场的异地,也能实现对雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时采集、存储与发送,真正实现对农作物生长环境参数的远程实时监测。系统测试效果图如图7所示。

5结语

采用无线通信技术MC323作为农作物生长参数检测中的数据传输载体,设计并开发了基于Cortex-M3的农作物生长参数监测系统,实现了雨量、土壤墒情和地下水位数据的实时监测,并能够实时查看历史数据和设备状态。系统设计具有较高的稳定性、灵活性和实效性,提高了对农作物生长参数的监测能力,为有效评估和预测农作物的生长态势提供了一定的基础。

作者:黄伟力 边燕 冯青春 张志强 单位:河北工程大学信息与电气工程学院 北京农业信息技术研究中心 太原理工大学

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期刊名称:作物学报

期刊级别:北大核心期刊

期刊人气:4035

产品参数:
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国作物学会
出版地方:北京
快捷分类:农业
国际刊号:0496-3490
国内刊号:11-1809/S
邮发代号:82-336
创刊时间:1950
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:1.80
综合影响因子:1.883
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