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關(guān)鍵詞:玉米;種植現(xiàn)狀;新技術(shù)應用
中圖分類號:S513 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170333041
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展、科學技術(shù)的進步,我國的玉米需求量越來越大,玉米種植技術(shù)也在不斷提高。我國的科技取得了迅猛的發(fā)展,相應的玉米種植技術(shù)也在不斷地提高和完善。作為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一,玉米種植技術(shù)已經(jīng)成為了眾多研究者關(guān)注的對象。
1 簡述我國玉米種植現(xiàn)狀
我國種植玉米的歷史悠久,是玉米產(chǎn)量大國。目前,我國的玉米種植現(xiàn)狀具有以下3方面的特點:玉米的重要性越來越大。我國的農(nóng)業(yè)部門也在玉米種植方面投入了很多的精力,進行了多方面的研究與探索,致力于不斷優(yōu)化玉米的種植技術(shù),提高玉米產(chǎn)量;玉米的種植規(guī)模在逐漸增大。玉米不但可以作為糧食供人們食用,同時還可以作為其他物品的原料、能源等;玉米種植的機械化水平越來越高。這是科學技術(shù)水平提高的表現(xiàn),科技的進步推動了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展,也促進了玉米生產(chǎn)工作的效率的提高。
2 對玉米種植中新技術(shù)應用效率的分析
2.1 對高產(chǎn)栽培技術(shù)的分析
高產(chǎn)栽培技術(shù)是每項農(nóng)作物品種種植的必須技術(shù)之一,應用于農(nóng)作物生根發(fā)芽和后期的成長過程之中。所以,栽培技術(shù)水平的高低會對農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量帶來極大的影響。為了提高玉米的產(chǎn)量,保證玉米的質(zhì)量,在基本的栽培技術(shù)上利用現(xiàn)代科技進行創(chuàng)新就顯得尤為重要。評判栽培技術(shù)的先進與否則要結(jié)合我國的國情來進行具體分析。由于國外的玉米種植與栽培技術(shù)研究早于我國,并且國外的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展也早于我國,因此,國外很多優(yōu)秀的玉米栽培和種植經(jīng)驗是值得借鑒和思考的。當然,國外的經(jīng)驗是不能照搬照用,因為不同的區(qū)域,具有不同的氣候條件,種植玉米的實際情況也會大有不同,因此需要在引進國外技術(shù)經(jīng)驗的同時,綜合考慮我國本土的玉米種植情況,根據(jù)實際需求做出必要的調(diào)整,從而研發(fā)出屬于我國的、適合我國玉米種植需求的栽培種植技術(shù)。
2.2 對密植技術(shù)的分析
目前,我國農(nóng)業(yè)種植普遍存在的一個問題便是土地利用率低和單位面積種子種植數(shù)量有限,而在玉米種植技術(shù)中,密植技術(shù)是有效解決上述問題的新型技術(shù)。密植技術(shù)是我國在進行玉米種植研究的過程中研發(fā)的重要技術(shù),是對我國農(nóng)作物種植技術(shù)的革新,大大提高了玉米的產(chǎn)量。種植玉米的必備條件是充足的水分、陽光以及肥料等,這些是實現(xiàn)玉米生長的基本條件,只要具備這些條件,玉米就能夠成熟,創(chuàng)造產(chǎn)量,而如果能夠合理地為玉米提供充足的條件,則能夠?qū)崿F(xiàn)玉米產(chǎn)量的提高。密植技術(shù)就能夠為玉米成長提供這樣的條件。因為科學合理的密植技術(shù)在充分利用土地的基礎(chǔ)上,設(shè)計了合理的株距,保證了每顆玉米植株都能夠接受到充足的陽光、空氣和水分,加之合理的肥料施放。節(jié)約了種植面積,增加了單位面積的種植株數(shù);沒有浪費多于的土地和肥料,是一項一舉兩得舉措。因此,密植技術(shù)在玉米種植中的應用是值得繼續(xù)推進和改進的,值得進一步推廣。
2.3 對病蟲害防治技術(shù)的分析
病蟲害是農(nóng)作物生長過程中必然要面臨的問題之一,同時也是農(nóng)作物種植必須進行解決的問題,因此與病蟲害作斗爭是農(nóng)作物種植者需要不斷思考、研究的問題。只有做好病蟲害防治工作,將病蟲害對農(nóng)作物的危害降到最低,保證農(nóng)作物的健康成長,進一步提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。要在玉米的栽培過程中進行控制,可以通過無菌培養(yǎng)的方式培養(yǎng)玉米種子,從而保證玉米種子在發(fā)芽生長期內(nèi)不受到細菌的不良影響,提高玉米種子的成活率以及生長速率。種植人員還要隨時關(guān)注玉米的生長情況,提高對病蟲害的敏感度,及時發(fā)現(xiàn)病蟲害問題,一旦發(fā)現(xiàn)便立刻采取相應的方式進行解決;日常管理中還可以通過定期噴灑農(nóng)藥的形式將病蟲害扼殺在搖籃之中,防患于未然,降低病蟲害發(fā)生的概率,控制病蟲害的蔓延,實現(xiàn)病蟲害的有效防治。
3 小結(jié)
我國的玉米種植對我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的影響,是保證我國農(nóng)業(yè)水平提高的重要推恿ΑMü對我國玉米種植現(xiàn)狀以及各種新技術(shù)應用的分析,闡述了新技術(shù)的應用對我國玉米種植的巨大促進作用。雖然我國的玉米種植技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了極大的提高,但仍然需要繼續(xù)進行深入研究,實現(xiàn)進一步的發(fā)展與提高。
1.1信息化在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用
信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的應用主要是通過具備視頻、光照、溫度等傳感器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來繪制出實時的數(shù)值空間分布圖,并通過手機電腦等終端在網(wǎng)上鍵入與之相對應的密碼,這樣就可以直觀地觀察大棚內(nèi)部農(nóng)作物的生產(chǎn)狀況。如果大棚內(nèi)的農(nóng)作物需要水分或者是有其他需求的時候,我們的工作人員只需要在互聯(lián)網(wǎng)的操作界面點擊相應的指令就可以完成相應的操作,最終實現(xiàn)了對農(nóng)作物的遠程管理。這種操作方式不僅方便,而且還不會因人為的操作而破壞農(nóng)作物的生長環(huán)境。
1.2信息化在智能農(nóng)機中的應用
智能的農(nóng)業(yè)機械主要是運用了自動導航、圖像識別技術(shù)及計算機總線技術(shù)等信息化的技術(shù)來提高農(nóng)機具的操作性,這些智能化農(nóng)機具的使用極大地縮短了作業(yè)時間,提高了農(nóng)機作業(yè)的整體效率。
1.2.1精準整地技術(shù)
農(nóng)作物增收的前提是要土地的質(zhì)量規(guī)整,而精準整地技術(shù)正好符合了整地的要求,精準整地技術(shù)是在農(nóng)機具中運用了衛(wèi)星定位技術(shù)和土壤樣品采集技術(shù)來對土地進行平整,最后讓土地達到精耕細作的基本條件,并建立了土地信息模塊,這樣做是為農(nóng)作物的精準播種等后續(xù)工作打下良好基礎(chǔ)。
1.2.2農(nóng)作物的精準施肥及精量施藥
現(xiàn)階段,農(nóng)作物生長都要進行施肥和施藥處理,一方面能夠有效地制止農(nóng)作物受到病蟲害,再有就是施肥可以有效地為農(nóng)作物提供所需要的養(yǎng)分,而傳統(tǒng)的農(nóng)作物都是只吸收土壤中的營養(yǎng),因此農(nóng)作物增長的速度相對較慢。而且當時由于沒有防治病蟲害的手段,使得很多的農(nóng)作物都受到了大量病蟲害的襲擊,現(xiàn)在信息技術(shù)運用到了農(nóng)機作業(yè)當中,精準施肥和施藥技術(shù)的出現(xiàn)為農(nóng)機作業(yè)帶來了很大的好處。精準施肥技術(shù)主要是通過電子地圖的方式來提供農(nóng)作物的相關(guān)信息,這樣操作人員就可以及時地了解土壤中各個營養(yǎng)的含量,并根據(jù)營養(yǎng)含量的多少來調(diào)整施肥的含量,使得土壤中營養(yǎng)成份的實際含量能夠滿足農(nóng)作物的正常生長,這樣不僅有效的減少了因施肥過量而造成的資源浪費,影響土壤的環(huán)境,而且還降低了農(nóng)作物的生產(chǎn)成本,最終達到促進農(nóng)作物增收的目的。
1.2.3農(nóng)作物的精準灌溉技術(shù)
農(nóng)作物在生長過程中,需要大量水分,一般情況下農(nóng)作物的水分都是從土壤和自然空氣中獲取的,但是由于自然天氣等因素的影響,農(nóng)作物的水分獲取受到了影響,這時就需要我們采用信息技術(shù)中的農(nóng)作物精準灌溉技術(shù)來滿足農(nóng)作物水份要求。精準灌溉技術(shù)是在自動監(jiān)測和自動控制的條件下進行的,精準灌溉技術(shù)能夠根據(jù)不同農(nóng)作物的不同生長周期來決定灌溉水分的多少,自動實施精準精量的水分灌溉,這樣不僅節(jié)約了水資源,而且還不會影響到農(nóng)作物的正常生長。
1.2.4農(nóng)作物精準收獲技術(shù)
傳統(tǒng)的農(nóng)作物收獲都是依靠人力來完成的,我們以黃豆為例,我們知道不同的農(nóng)作物其生長周期是不同的,黃豆在生長成熟之后就要進行相應的收割工作,但是如果在收割時正好遇到了干旱天氣,黃豆就會炸豆,此時需要及時快速的進行收割,而傳統(tǒng)的人力能力有限,等到全部都收割完,黃豆地中就會留下大量的黃豆粒,這樣對黃豆的整體產(chǎn)量是有極大的影響的,可以說黃豆地中的黃豆基本上就是浪費掉了,為了避免這一情況的發(fā)生,在農(nóng)作物的收割中成功的引入了農(nóng)作物精準收獲技術(shù)。精準收獲技術(shù)主要是運用地理信息系統(tǒng)來掌握農(nóng)作物的生長情況,當農(nóng)作物成熟的時候,精準收獲技術(shù)能夠在第一時間知道,并利用精準收獲機械來收獲農(nóng)作物,即使黃豆有炸豆的現(xiàn)象,也能夠及時地進行收割,不會很大程度上影響到黃豆的整體產(chǎn)量。
2信息技術(shù)在農(nóng)機監(jiān)控中的應用
2.1農(nóng)機監(jiān)控技術(shù)
農(nóng)機監(jiān)控技術(shù)主要是指運用網(wǎng)絡(luò)化來實現(xiàn)對遠端農(nóng)機設(shè)備并進行實時監(jiān)測與控制的技術(shù),可以說一個完善的監(jiān)控設(shè)備能夠在無人員操作的情況下,通過對農(nóng)作物數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控,對農(nóng)作物的作業(yè)現(xiàn)場進行實時監(jiān)控,而且還能夠利用GPS定位建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng),最終實現(xiàn)和其他應用平臺數(shù)據(jù)共享,為今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供有效的科學依據(jù)。
2.2網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)主要是為了進一步加強農(nóng)機具管理,工作人員在農(nóng)機具停放處安裝視頻監(jiān)控設(shè)備,并將這些監(jiān)控信號傳送到農(nóng)機監(jiān)控中心,視頻監(jiān)控系統(tǒng)是與互聯(lián)網(wǎng)相連的,工作人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)實時查看農(nóng)機具的停放情況,這樣有利于對農(nóng)機具的監(jiān)管。
2.3農(nóng)機具的遠程監(jiān)控技術(shù)
農(nóng)機具的遠程監(jiān)控,一般都是在大型的聯(lián)合收割機和拖拉機上安裝遠程監(jiān)控裝置,當農(nóng)業(yè)機械在進行作業(yè)的時候,視頻監(jiān)控裝置會將農(nóng)機作業(yè)的圖像實時地傳送到管理指揮調(diào)度中心,農(nóng)機管理人員可及時地了解農(nóng)機具的實時作業(yè)情況,如果農(nóng)機具出現(xiàn)問題,那么工作人員可以在第一時間知道并及時感到現(xiàn)場進行修復,這樣就會大大提高作業(yè)效率。
2.4農(nóng)機導航跟蹤技術(shù)
為加強農(nóng)機管理,掌握每臺作業(yè)車的作業(yè)情況,建立農(nóng)機導航定位監(jiān)控系統(tǒng),在作業(yè)機車上安裝GPS設(shè)備,通過導航設(shè)備可隨時了解作業(yè)車的位置及作業(yè)情況,極大的方便了管理。
3信息技術(shù)在農(nóng)機管理系統(tǒng)中的應用
3.1農(nóng)機管理信息系統(tǒng)
農(nóng)機管理信息系統(tǒng)主要是將農(nóng)機管理人員的基本情況與農(nóng)機具的基本情況等收錄到計算機當中,并且設(shè)立一個專門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),工作人員可以在網(wǎng)絡(luò)上查詢需要的農(nóng)機信息。農(nóng)機管理信息系統(tǒng)的成功引入,在一定程度上規(guī)范了之前的農(nóng)機信息的采集、加工等工作,使得農(nóng)機管理信息更加的規(guī)范化、科學化,農(nóng)機各個部門之間的聯(lián)系也越來越密切,實現(xiàn)了農(nóng)機的資源共享。
3.2農(nóng)機信息平臺構(gòu)建
(1)網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)視頻會議是指處于兩個不同方位的個人或者是群體通過傳輸線路將個人或者是團體的聲音和影像等資料傳送給對方,從而實現(xiàn)實時互動的系統(tǒng),為了進一步方便農(nóng)業(yè)作業(yè)的技術(shù)交流,工作人員采用視頻會議系統(tǒng),從而實現(xiàn)了多節(jié)點的語音、網(wǎng)絡(luò)培訓的功能。
(2)短信群發(fā)系統(tǒng)。
之前的農(nóng)機推廣方式都是傳統(tǒng)的依靠講座等形式進行的,這一形式雖然可以解決農(nóng)民的相關(guān)農(nóng)業(yè)問題,但是信息不及時等問題還是困擾著農(nóng)民和農(nóng)機工作人員,信息技術(shù)的成功引入,農(nóng)機工作人員利用手機將農(nóng)戶的信息進行整理,并且將農(nóng)業(yè)技術(shù)中的相關(guān)管理注意事項編寫成了簡單易懂的短信,通過群發(fā)短信的方式來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的推廣以及農(nóng)作物知識的傳遞普及。
4信息技術(shù)推廣的建議
4.1加快農(nóng)機信息化的推廣
在農(nóng)機信息化的推廣過程中,各個地方政府要加大扶持力度,農(nóng)機企業(yè)也要增加農(nóng)機新產(chǎn)品研發(fā)的預算,通過農(nóng)機產(chǎn)業(yè)信息化、管理現(xiàn)代化來進一步推進信息化建設(shè),政府部門除了大力扶持外,還要發(fā)揮政府的統(tǒng)籌作用,加強對農(nóng)機信息化的管理力度,并且在農(nóng)機信息化的推廣中,有效的利用網(wǎng)絡(luò)等先進的科學技術(shù)手段來對農(nóng)機的工作人員進行專業(yè)的科學培訓,傳授新的農(nóng)機知識,進一步提高農(nóng)機推廣服務水平。
4.2加強農(nóng)機信息化的培訓
從我國目前的農(nóng)機系統(tǒng)來看,信息化的人才是非常缺乏的,因此我們要加強信息化人才的隊伍建設(shè),以此來滿足不同層次農(nóng)機具的信息化建設(shè)要求,對農(nóng)機的工作人員要定期的組織培訓,每隔一段時間就要對農(nóng)機工作人員進行考核,對于那些考核沒有通過的人員還要進行深化培訓,這樣才能夠更好的利用信息化的技術(shù)來促進農(nóng)機信息推廣人才的發(fā)展。
4.3加強農(nóng)機技術(shù)的研究
農(nóng)機技術(shù)的發(fā)展才是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),而信息化技術(shù)在農(nóng)機技術(shù)中的有效運用可以說是農(nóng)機深化發(fā)展的前提,我們要不斷強化農(nóng)機科技,來進一步推動農(nóng)機網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)。此外,各個政府部門要牢牢的抓住農(nóng)業(yè)這一大的部分,加大農(nóng)業(yè)技術(shù)的投資也就是在增加我國經(jīng)濟的發(fā)展,各個政府部門通過對農(nóng)機組織的有效協(xié)調(diào),建立一個共享的農(nóng)機平臺,實現(xiàn)資源共享,這為今后農(nóng)機技術(shù)的有效推廣奠定了很好的基礎(chǔ)。
5結(jié)語
1材料與方法
1.1調(diào)查區(qū)概況
調(diào)查地點選在陜西關(guān)中糧食主產(chǎn)地區(qū),該區(qū)年降水量500~800mm,多年平均為650mm左右,年內(nèi)降水分配不均,主要集中在7、8、9三個月,年平均溫度在11.0℃~14.0℃,年蒸發(fā)量平均在800mm左右,地下水位埋深在80~100mm,屬于半干旱偏濕潤易旱地區(qū)[11]。本試驗采樣點分布在寶雞、楊凌、興平和渭南等4個地區(qū)。供試土壤類型均為土,土壤有機質(zhì)含量變異在6.87~15.79g/kg,土壤pH在8.2左右,屬于石灰性土壤,質(zhì)地類型為重壤質(zhì)。
1.2試驗處理及方法
試驗于2008年11月在上述4個地區(qū)農(nóng)田進行,種植作物均為冬小麥。土壤容重在每個地區(qū)隨機選取3塊農(nóng)田進行測定,每個點重復兩次,按照農(nóng)作物根系的主要活動空間,用自行設(shè)計的原狀土取土鉆(見圖1)按照10cm的間距從上到下逐層測定0~40cm范圍內(nèi)土壤容重;用SC-900型堅實度計按照2.5cm間距依次測定0~45cm范圍內(nèi)的土壤堅實度,在每個地區(qū)重復15次,求其平均值。
1.3數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理采用DPSv7.05和EXCEL軟件。
2結(jié)果與分析
2.1農(nóng)田土壤剖面容重變化情況
土壤容重是影響作物根系生長的重要因子,А.Г.Бондарев[12]提出了不同質(zhì)地類型土壤容重的最佳變異范圍,對于粘質(zhì)土和輕粘土類為1.00~1.30g/cm3,輕壤質(zhì)土壤為1.10~1.40g/cm3,砂壤土為1.20~1.45g/cm3,而砂土類為1.25~1.60g/cm3。其次,以往均以表層土壤容重為指標評價土壤的物理狀態(tài),然而,科學家們早就認識到,目前許多農(nóng)作物平均產(chǎn)量之所以仍低于依據(jù)氣候條件而推算的潛在產(chǎn)量,問題就在于幾十年來僅依賴于表層10cm土壤耕作和保護設(shè)施,并沒有增加農(nóng)作物產(chǎn)量,在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中底土對根系增殖和植物生長的影響被忽略了,除了適當溫度、水分和養(yǎng)分,根系還需要透氣和低的機械強度環(huán)境[1]。由此可以看出,研究作物耕層土壤物理狀態(tài)對于提高農(nóng)作物生產(chǎn)水平有著極為重要的意義。也有學者研究得出,植物根系前期生長類型對根系未來的生長和分布有著永久性的影響[13]。基于這些原理,于小麥苗期對關(guān)中地區(qū)根區(qū)范圍內(nèi)土壤容重進行了調(diào)查與研究,結(jié)果見圖2,從圖2可以看出,關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤在小麥苗期僅在0~10cm表層維持著1.00g/cm3的平均土壤容重值,處于對大多數(shù)作物沒有影響的水平;而剖面10cm以下土壤容重則急劇增大,在10~20cm容重平均值達到1.40g/cm3;20~40cm處土壤容重值為1.60g/cm3。剖面上各層之間土壤容重遞增趨勢極為明顯,經(jīng)LSD檢驗得出,達到了極顯著水平(見表1)。依據(jù)А.Г.Бондарев資料和當?shù)赝寥蕾|(zhì)地基本類型不難判斷,只有0~10cm土壤容重符合作物根系生長需求,而下層土壤容重已經(jīng)達到了限制作物根系延伸的水平。土壤深層緊實化意味著疏松適宜的表土層出現(xiàn)了明顯的薄層化趨勢,保育作物根系適宜的土層厚度變小,勢必影響著土壤對環(huán)境的協(xié)調(diào)能力,增加了作物對環(huán)境變化的敏感性。深層土壤容重增大,土體緊實化已經(jīng)是當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一個不容忽視的問題。
2.2農(nóng)田土壤容重變異情況
為了全面掌握土壤物理狀態(tài),對關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤容重變異的基本特征作進一步分析(見圖3),全面掌握土壤物理狀態(tài),以便為制定合理的土壤管理措施提供充分的依據(jù)。Васильев和Ревут曾提出[12],當土壤容重在1.05~1.20g/cm3時,小麥籽粒和玉米籽粒的產(chǎn)量最高,當小于1.05g/cm3和大于1.20g/cm3時,產(chǎn)量顯著下降。依據(jù)作物產(chǎn)量得出,很疏松土壤的容重為0.90~1.05g/cm3;正常土壤容重為1.05~1.20g/cm3;緊實土壤容重為1.20~1.40g/cm3;很緊實土壤的容重大于1.40g/cm3。宋家祥等有研究提出[8],砂土、粘土對于棉花獲得最大生物學產(chǎn)量和經(jīng)濟產(chǎn)量的最適宜土壤容重在1.20~1.30g/cm3之間。黃喜細也研究發(fā)現(xiàn)[14],小麥產(chǎn)量與土壤容重呈二次曲線關(guān)系,最高產(chǎn)量出現(xiàn)在容重為1.23~1.31g/cm3之間,當容重大于1.40g/cm3,時根系生長開始受阻;容重大于1.50g/cm3時,嚴重地阻礙根系生長。多數(shù)科學家認為,沒有根系能夠穿入土壤容重高于1.90g/cm3以上的任何土壤中,得出多數(shù)土壤的極限容重為1.70~1.80g/cm3,粘土為1.60~1.70g/cm3[15]。А.Г.Бондарев也得出了類似的結(jié)果,輕壤質(zhì)土壤極限容重為1.60g/cm3,砂質(zhì)土壤為1.80g/cm3[12]。依據(jù)關(guān)中地區(qū)土壤質(zhì)地類型以及從圖3可以看出,監(jiān)測期間屬于小麥苗期,表層0~10cm表層土壤容重比較小,變異在0.82~1.23g/cm3之間,暫時屬于正常范圍;但10~20cm土層容重則變異在1.25~1.62g/cm3,其中大于1.30g/cm3達到緊實程度以上標準的土壤樣品數(shù)占到88%(見圖3b)。20~30cm土壤容重變異在1.40~1.74g/cm3,其中容重高于1.40g/cm3屬于很緊實的土壤樣品占到96%,達到該土壤質(zhì)地類型的極限容重1.60g/cm3以上樣品占到52%(見圖3c),該層次已經(jīng)成為限制作物根系延伸的限制土層。30~40cm土層容重變異區(qū)間與20~30cm相同,也在很緊實以上水平,只是達到極限容重以上的樣品數(shù)約為44%(見圖3d)。由此得出,關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤存在著嚴重的深層緊實化問題,其隱蔽性很強,不容易被人們所察覺和重視,其對主要農(nóng)作物的影響尚待深入研究。
2.3農(nóng)田作物根區(qū)土壤堅實度變異情況
土壤堅實度是衡量作物根系延伸阻力的重要指標,一般認為緊實土壤中根系生長速度減慢,同時根的形態(tài)也變短變粗[1]。Masle等研究表明,作物葉面積大小與土壤阻抗力(堅實度)密切相關(guān)[1]。土壤堅實度影響植物光合產(chǎn)物的分配,隨土壤堅實度增加,更多的光合產(chǎn)物以根系分泌物和脫落物的形式釋放到土壤中。由于緊實土壤對植物生長及土壤養(yǎng)分有效性的影響,導致生長在緊實土壤中的作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低和養(yǎng)分利用率不高。Douglas等試驗證明,緊實土壤上使用150kg/hm2氮肥與正常土壤上使用50kg/hm2氮肥所收獲的黑麥草產(chǎn)量是相同的[15]。由此可以看出,全面監(jiān)測農(nóng)田土壤堅實度變異趨勢,對于分析農(nóng)田土壤貪水貪肥機理、作物產(chǎn)量徘徊不前等機理具有極為重要的科學價值。于小麥播種后一個月內(nèi)監(jiān)測了關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤堅實度(見圖4)。由圖4看出,在0~25cm范圍內(nèi)土壤堅實度變化隨著土層深度增加而顯著增大,在25cm以下土壤堅實度達到最大值1600kPa左右,且基本上不再變化。制約作物根系延伸的土壤阻力至今還不確定,Barley和Greeacon提出,阻止大多數(shù)作物根系延伸的阻力范圍是800~5000kPa,并提出此值與作物類型有很大關(guān)系。其實只有20和50kPa外界壓力就足以使小麥根的伸長分別減少50%和80%[15]。LhotskyJ和ZrubecF依據(jù)土壤質(zhì)地類型依次提出了限制作物根系生長的堅實度值,對于粘土為2800~3200kPa、重壤土為3200~3700kPa、中壤土為3700~4200kPa、輕壤為4500~5000kPa、壤土5500kPa、砂土為6000kPa[1]。黃喜細等研究在砂壤土上穿透阻力大于1470kPa時根系生長開始受阻,阻力大于2450kPa時則嚴重阻礙根系的生長[9]。以此為依據(jù)判斷,關(guān)中農(nóng)田土壤0~10cm表層土壤堅實度基本上小于500kPa,土壤比較疏松,堅實度不會影響作物根系生長;在10~25cm土層土壤堅實度急劇增大,堅實度從288kPa增加到1477kPa,增大了約4倍多,顯示出土壤亞表層具有明顯的堅實化問題。盡管從表面上看,目前土壤堅實度尚未達到限制根系生長的標準,這只是因為秋季土壤深層墑情較好的緣故,一旦亞表層土壤水分被消耗,土壤堅實度就會增加,達到限制根系延伸的水平。
2.4影響土壤堅實度的主要因素
土壤堅實度作為土壤主要物理性質(zhì)之一,主要依賴于土壤的質(zhì)地類型、容重和含水量等,受土壤本身物理性質(zhì)條件和土壤含水量兩大因素影響顯著。在關(guān)中土壤質(zhì)地類型差異不很顯著的條件下,其堅實度主要依賴于容重(密實化)和含水量(干燥化)。因此,將土壤容重(X1)和含水量(X2)與相同土層內(nèi)的土壤堅實度平均值(Y)做偏相關(guān)分析,其結(jié)果如表2。
分析結(jié)果表明,土壤堅實度與土壤容重呈極顯著正偏相關(guān)關(guān)系,而與土壤含水量呈負偏相關(guān)關(guān)系,但未達到顯著水平。說明在本試驗條件下,土壤容重對堅實度的影響程度遠遠大于土壤含水量的影響,成為造成該區(qū)土壤堅實度增大的主要因素。因此認為,關(guān)中地區(qū)土壤堅實度增大的主要原因是由于土壤密實化的結(jié)果,其次才是土壤干燥化。換句話說,為了減小土壤對作物根系的機械阻力需要疏松土體同時需要保持較高水平的土壤含水量,一般情況下疏松土體比維持較高水平土壤含水量容易,在關(guān)中地區(qū)適度疏松顯得非常重要。
3結(jié)論
1)關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤容重底層顯著大于表層,表層0~10cm土壤平均容重值為1.00g/cm3;10~20cm為1.40g/cm3;20~30cm為1.61g/cm3;30~40cm為1.60g/cm3。0~40cm范圍內(nèi)各層次間容重差異達到了極顯著水平。
2)關(guān)中地區(qū)農(nóng)田土壤深層緊實化問題不僅較為普遍而且非常嚴重,表層0~10cm土壤容重較小,屬于正常范圍;10~20cm土層容重大于1.30g/cm3達到緊實程度以上標準的土壤樣品數(shù)占到88%。20~30cm土壤容重高于1.40g/cm3屬于很緊實的土壤樣品占到96%,達到該土壤質(zhì)地類型的極限容重1.60g/cm3以上樣品占到52%,該土層已經(jīng)成為限制作物根系延伸的土層。30~40cm土層容重與20~30cm相同,也在很緊實以上水平,達到極限容重以上的樣品數(shù)為44%。
關(guān)鍵詞 熱量資源;變化特征;吉林吉林;1960―2015年
中圖分類號 P468.021 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)21-0219-02
吉林市位于吉林省中部偏東,屬溫帶大陸性季風氣候,雨熱同期,四季分明,主要種植玉米、大豆、水稻等糧食作物,是我國主要的糧食產(chǎn)區(qū)。熱量資源是作物生長發(fā)育必不可少的基本條件,農(nóng)業(yè)氣象中一般以氣溫的高低、農(nóng)業(yè)界限溫度的初終日期及持續(xù)日數(shù)、積溫的多少以及無霜期的長短作為鑒定某一地區(qū)熱量條件的指標。本文通過分析吉林市熱量資源的時空分布及其變化特征,為吉林市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣象參考依據(jù)。
1 熱量資源概況
吉林市年平均氣溫為4.0~5.5 ℃,年平均日最高氣溫為10.4~11.8 ℃,年平均日最低氣溫為-1.8~-0.3 ℃。穩(wěn)定通過0、5、10、15、20 ℃的初日分別在3月27―30日、4月11―15日、5月1―5日、5月24日至6月2日、6月下旬;終日分別在10月28―31日、10月13―16日、9月24―29日、9月6―9日、7月中下旬至8月初;持續(xù)日數(shù)分別為213~218、182~189、143~152、97~109、21~48 d。穩(wěn)定通過≥0、≥5、≥10、≥15、≥20 ℃的活動積溫分別為3 110~3 380、2 970~3 230、2 600~2 870、1 940~2 260、420~1 040 ℃,且均是永吉、吉林較多,蛟河較少,與氣溫的空間分布大致相同[1-3]。
吉林市穩(wěn)定通過各界限溫度80%保證率活動積溫如表1所示。另外,吉林市各站≥20 ℃ 80%保證率積溫均在100 ℃以下,其中蛟河為0 ℃。
吉林市無霜期初日在5月3―15日,終日在9月21―23日,無霜期持續(xù)日數(shù)為131~141 d。
2 氣候傾向分析
如表2所示,吉林市年平均日最低氣溫增溫趨勢高于年平均最高氣溫和年平均氣溫,表明年平均日最低氣溫對年平均氣溫增溫趨勢的貢獻率相對較大。年平均氣溫平均每10年增加0.15~0.33 ℃,其中吉林、舒蘭增溫趨勢最強[4-6]。
如表3所示,吉林市穩(wěn)定通過≥0、≥5、≥10、≥15、≥20 ℃的活動積溫平均每10年分別增加36.1~73.1、38.9~69.4、43.5~74.3、46.3~79.1、68.5~159.6 ℃,即界限溫度越高,氣候傾向率越大。其中,各站≥10 ℃積溫的增加趨勢全部通過了α=0.05的顯著性檢驗,最為明顯。
吉林市無霜期的初終日期及持續(xù)日數(shù)也存在明顯的年際變化,且呈初日提前、終日推遲、持續(xù)日數(shù)延長的變化趨勢(表4)。
3 周期分析
圖1為1960―2013年吉林年平均氣溫的小波變換圖(圖1a)和小波方差圖(圖1b)。由小波變換圖中可以看出吉林年平均氣溫在7~8年、4~5年以及24~26年時正負相位交替出現(xiàn),存在偏高、偏低的波動變化。24~26年周期在整個分析時段非常穩(wěn)定,年平均氣溫經(jīng)歷了低―高―低―高―低5次交替循環(huán),在1972年以前、1984―1998年以及2010年以后年平均氣溫偏低,1973―1983年、1999―2010年年平均氣溫偏高;7~8年周期在1968年后非常穩(wěn)定,存在準6次周期振蕩;對于4~5年時間尺度,則有更多的年平均氣溫偏高與偏低的交替循環(huán)。近幾年的年平均氣溫變化,在24~26年尺度和7~8年尺度上屬于偏低時期,在4~5年尺度上屬于偏高時期。另外,由小波方差圖可以看出,7~8年的周期振蕩最強,為吉林年平均氣溫變化的主周期,4~5年為第二周期。
4 結(jié)語
(1)吉林市熱量條件能夠基本滿足農(nóng)作物生長發(fā)育的需求,積溫相對充足,≥0、≥5、≥10、≥15 ℃的80%保證率積溫分別為3 000、2 860、2 410、1 800 ℃以上,≥20 ℃的80%保證率積溫在100 ℃以下。各站中吉林、永吉氣溫高、積溫多、穩(wěn)定通過各界限溫度及無霜期初日早、終日晚、持續(xù)日數(shù)長,熱量資源相對較好,蛟河熱量資源相對較差。
(2)吉林市近56年來年平均氣溫、年平均日最高氣溫、年平均日最低氣溫均呈明顯的增溫趨勢,其中年平均日最低氣溫增溫趨勢強,各站中吉林增溫趨勢最明顯。吉林市穩(wěn)定通過各界限溫度的積溫均呈明顯的增多趨勢,且界限溫度越高,氣候傾向率越大。吉林市無霜期初日除樺甸外均呈提前趨勢,終日均呈推遲趨勢,持續(xù)日數(shù)均呈延長趨勢,但并非所有測站都通過了0.05顯著性檢驗。
(3)吉林市年平均氣乇浠主要存在7~8年和4~5年的周期。
5 參考文獻
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關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)氣象觀測 出錯 問題
霍林郭勒市氣象局自建局以來,現(xiàn)代化建設(shè)取得了突破性進展。隨著依法治國基本方略的全面實施,依法保護探測環(huán)境工作的地位越來越高,作用越來越大。保護好氣象探測環(huán)境和設(shè)施對于保證經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展具有重要意義。為進一步加強《中華人民共和國氣象法》和《氣象條例》等氣象法律法規(guī)的貫徹實施,切實提高氣象業(yè)務服務水平,依法加強氣象探測環(huán)境保護工作,應采取有效措施,切實加大工作力度,確保氣象探測工作的順利實施。
農(nóng)業(yè)氣象觀測是整個農(nóng)業(yè)氣象工作包括農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務、服務和科研等的基礎(chǔ)。做好氣象工作是氣象部門的宗旨,也是氣象工作的出發(fā)點和歸宿,為農(nóng)服務一直是氣象服務的重點。取得具有準確性、代表性、比較性的農(nóng)業(yè)氣象觀測資料,是搞好農(nóng)業(yè)氣象服務的前提,在某種程度上也極大地影響著氣象為農(nóng)服務的效果。農(nóng)業(yè)氣象觀測包括對農(nóng)作物生長環(huán)境中物理要素(氣象要素和有關(guān)的土壤要素)和生物要素的觀測和記載?,F(xiàn)行《農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范》從1994年執(zhí)行以來,至今已有10余年,從日常業(yè)務所出現(xiàn)的錯情來看,早測、遲測、偽造等責任性錯情發(fā)生較少,但觀測方法、計算、抄錄、編報發(fā)報等一般性錯情則相對出現(xiàn)較多。
農(nóng)業(yè)氣象觀測種類及觀測項目,各地根據(jù)實際而有不同,目前全國尤其是南方各省市大都開展水稻(含早稻、晚稻)觀測、土壤水分觀測,現(xiàn)將這2項觀測工作中容易出錯而必須引起注意的問題進行分類歸納。
一、水稻觀測
通過水稻觀測,鑒定農(nóng)業(yè)氣象條件對水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量形成及品質(zhì)的影響,可為農(nóng)業(yè)氣象情報、預報以及水稻生長的氣候評價等提供依據(jù),并為水稻高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)提供服務。水稻觀測項目有發(fā)育期觀測、生長狀況(生長高度、植株密度、長勢、產(chǎn)量因素)測定、生長量(葉面積和植株干物重)測定、農(nóng)業(yè)氣象災害觀測、病蟲害觀測及其調(diào)查等。水稻觀測中須注意以下問題:
一是禾苗在秧田若發(fā)生分蘗,記住要觀測記載發(fā)育期百分率。
二是發(fā)育期觀測一般隔日進行,但旬末必須巡視觀測,即使與正常觀測相同,也要按規(guī)范要求進行觀測記載。
三是當分蘗達到普遍期時,要增加1次密度觀測,以便準確確定分蘗盛期。
四是當?shù)?次觀測植株進入發(fā)育期的百分率≥10%,隔日第2次測得進入發(fā)育期的百分率≥80%。制作報表時,普遍期欄記第2次觀測的日期;如果發(fā)育期要進行末期觀測,也作為末期出現(xiàn)的日期記載。
五是移栽(前3 d內(nèi))、拔節(jié)期,生長高度的測量是從土壤表面量至所測植株葉子伸直后的最高葉尖;乳熟期則是量至穗頂(不包括芒長)。
六是在每一發(fā)育期的第1次觀測中進行1次總株(莖)數(shù)的統(tǒng)計。
七是農(nóng)氣災害、病蟲害觀測中“受害期”的記錄,應記載農(nóng)氣災害、病蟲害發(fā)生的開始、終止期。
八是作物生長量測定取樣的時間,在該發(fā)育普遍期的翌日上午,待露水或雨水蒸發(fā)后進行。若測定了葉面積與干物重,則記住要測密度:三葉、移栽、返青、本田分蘗、拔節(jié),測1 m2株(莖)數(shù);抽穗、乳熟、成熟期要同時測定1 m2有效莖與總莖數(shù)。
九是地段作物進入拔節(jié)、抽穗普遍期后3 d內(nèi)需進行大田調(diào)查。若出現(xiàn)低溫陰雨、寒露風等災害性天氣,一旦達到規(guī)定指標,需進行災情調(diào)查。
十是灌漿速度測定的取樣時間是開花后10 d開始,每隔5 d取樣1次,直至成熟期再取1次。
二、土壤水分觀測
土壤水分是植物耗水的主要直接來源,制約著土壤中養(yǎng)分的溶解、轉(zhuǎn)移和吸收及土壤微生物的活動,還影響著植物的生理活動,對土壤中氣體的含量及運動、固體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)也有一定的影響。土壤水分觀測項目主要有土壤水文物理特性(土壤容重、田間持水量、凋萎濕度)測定、不同深度土壤的測定、地下水位深度測定、干土層厚度測定、降水滲透深度測定等。土壤水分觀測需注意以下問題:
一是在作物播種或最后一個發(fā)育期與逢8的日期超過2 d,應加測土壤濕度;若還未到最后一個發(fā)育期即收獲,收獲與逢8的日期超過2 d,也應注意加測。
二是在天氣發(fā)生干旱時期,取土時勿忘測定干土層厚度。當干土層厚度≥3 cm時要進行記載。
三是農(nóng)氣簿-2-1的“發(fā)育期”欄填寫地段作物旬內(nèi)所處發(fā)育普遍期,并用括號注明具體日期。旬內(nèi)若未出現(xiàn)發(fā)育普遍期,則“發(fā)育期”欄空白不填。
四是每年第1次測定土壤濕度時,要重新進行土盒稱重,記于紀要欄。
五是烘烤土樣,要烘到相鄰2次抽取樣本的重量差均≤0.2 g為止,此2次烘烤結(jié)果都應記于農(nóng)氣簿中。
六是取土后若當天有降水,在農(nóng)氣簿備注欄要注明日期及取土后至當天20:00前的降水量,以便使用資料時分析參考。
七是降水量記錄前后2次土濕測定日間的各日定時觀測降水“日合計”≥0.1 mm的降水日期和降水量總和。作物觀測地段無論播種和收獲期是否都要測定土濕,第1次應填寫第1次測定土濕日前10 d內(nèi)的降水、灌溉日期與量。末次填寫收獲日至相鄰的土濕測定日之間的降水、灌溉日期與量。
八是地下水位深度若常年>2 m,則無須測定地下水位深度,但需在農(nóng)業(yè)氣象觀測簿表的首次記錄中填寫為“常年>2 m”。
氣象事業(yè)是關(guān)系經(jīng)濟發(fā)展、社會進步、國家安全和民生改善的科技型、基礎(chǔ)性社會公益事業(yè)。氣象探測工作是整個氣象工作的前提和基礎(chǔ),長期穩(wěn)定的氣象探測數(shù)據(jù)是分析氣候變化趨勢和做好應對工作的重要依據(jù)。氣象探測環(huán)境和設(shè)施是氣象探測工作的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和基本條件,是國家公共基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。氣象探測環(huán)境和設(shè)施保護的好壞,關(guān)系到氣象探測基本數(shù)據(jù)的代表性、準確性、比較性,對于天氣、氣候、氣候變化預報預測和氣象服務、氣象科研的準確性、針對性具有直接影響。做好氣象服務和氣候變化應對工作,是提高防災減災能力,保障國家安全、人民生命財產(chǎn)安全和民生改善的需要,是貫徹落實科學發(fā)展觀、保障經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展的需要。
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