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水肥一体化研究进展 被引量：37
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作者 马富裕 刘扬 +3 位作者 崔静 樊华 芦阳 李明仁 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期183-192,共10页
【目的】施肥技术经历了一百多年的发展,目前正处于快速发展阶段。对水肥一体化技术的发展趋势进行了全面的总结和评述,通过减少施肥,减少养分淋失,提高水肥利用率,提高磷、钾等固定元素在土壤中的迁移率。【方法】顾近50年来水肥一体... 【目的】施肥技术经历了一百多年的发展,目前正处于快速发展阶段。对水肥一体化技术的发展趋势进行了全面的总结和评述,通过减少施肥,减少养分淋失,提高水肥利用率,提高磷、钾等固定元素在土壤中的迁移率。【方法】顾近50年来水肥一体化技术发展。水肥一体化技术具有提高水分和肥料利用率、有利农业生产可持续发展等诸多优点,不仅能大幅降低肥料用量,减少养分如氮素的淋失损失,增强磷、钾等元素在土壤中的移动性,提高其利用效率,而且还对土壤理化性质有较好的改良作用,保持土壤疏松状态,提高土壤孔隙度,不破坏土壤团粒结构,保持良好的通气性能,有利于作物根系生长发育。水溶肥发展处于非常活跃时期,水溶肥开发趋向于高溶解度、高含量、液态化、全营养的方向发展。综述水肥一体化技术推广应用对化肥减施增效具有重要意义。【结果】当前,水肥一体化技术发展面临问题:(1)缺乏根据土壤肥力、作物种类、生长时段等为依据个性化订制肥料的发展;(2)水溶肥理化性状与作物种植技术、水肥一体化设施不匹配;(3)水肥一体化技术推广的广度与深度不够。对水肥一体化技术未来发展的展望:应该充分利用水肥一体化装备的便利条件,加强作物营养管理的科学运筹,加强磷钾肥以追施方式施用技术发展,大力推广加注式比例式施肥技术,以提高施肥的精确性。【结论】加强科学运筹作物营养管理,实施作物生长期动态调控营养管理,推广磷肥以追施的方式施用,使用智能变量施肥管理系统,通过实施水肥一体化技术显著降低化肥用量。 展开更多
关键词 水肥一体化 利用效率 养分管理 施肥装备 综述
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氮磷钾运筹模式对北疆滴灌棉花生长发育和产量的影响 被引量：14
2
作者 文明 李明华 +6 位作者 蒋家乐 马学花 李容望 赵文青 崔静 刘扬 马富裕 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第16期3473-3487,共15页
【目的】明确北疆滴灌棉花干物质积累及产量形成对氮磷钾综合运筹的响应特征,为节省氮肥成本提供依据。【方法】以鲁棉研24号为材料,在4种施氮量(506、402.5、299和195.5 kg∙hm^(-2),分别用N1、N2、N3和N4表示)和蕾期、花铃期4种不同磷... 【目的】明确北疆滴灌棉花干物质积累及产量形成对氮磷钾综合运筹的响应特征,为节省氮肥成本提供依据。【方法】以鲁棉研24号为材料,在4种施氮量(506、402.5、299和195.5 kg∙hm^(-2),分别用N1、N2、N3和N4表示)和蕾期、花铃期4种不同磷钾肥运筹方式(100%+0,25%+75%,50%+50%和75%+25%,分别用PK-M1,PK-M2,PK-M3和PK-M4表示)下进行田间试验。试验期间测定棉花叶面积指数(LAI)、干物质积累、蕾花铃数量及产量等指标。【结果】在相同磷钾运筹方式下,随着施氮量的降低,LAI的Logistic模型K’值表现为先上升后下降趋势,N3比N2处理高5.1%—16.5%,快速增长起始期(t1)和快速增长结束期(t2)均为N3处理最晚,且N3处理快速增长期持续时间最长,N3处理比N2处理多2—12 d;N3处理生长特征值GT最高,N2处理次之,N3比N2处理高5.2%—16.7%;干物质积累量在生长前期表现为N1>N2>N3>N4处理,在生长后期表现为N2>N1>N3>N4处理;蕾花铃数在全生育期表现为N2>N3>N1>N4处理;产量相对值在各施氮处理下表现为N2处理最高,N3处理次之,N2处理比N3处理高3.6%—6.5%。在相同施氮量下,LAI的Logistic模型K’值最高为PK-M3处理,最低为PK-M1处理,PK-M3处理比PK-M1处理高20.5%—27.4%;快速增长起始期t1(2019年除外)和快速增长结束期t2均为PK-M3最晚,且PK-M3处理快速增长期持续时间(T)最长;PK-M3处理生长特征值(GT)最高,PK-M2处理次之,PK-M3处理比PK-M2处理高13.0%—24.5%;干物质积累量在生长前期表现为PK-M2处理>PK-M3处理>PK-M4处理>PK-M1处理,生长后期表现为PK-M3>PK-M2>PK-M4>PK-M1处理;蕾花铃数在生长前期表现PK-M4>PK-M3>PK-M>PK-M2处理,生长后期表现为PK-M3>PK-M2>PK-M4>PK-M1处理;产量相对值表现为PK-M3处理最高,比其他磷钾处理高5.2%—18.2%。所有处理中,N3PK-M3处理下LAI Logistic模型K’值和GT值最大,T最长,在吐絮期干物质积累量、相对产量值和后期蕾花铃数仅次于N2PK-M3处理,生� 展开更多
关键词 棉花 减量施氮 磷钾运筹 产量 叶面积指数 滴灌 北疆
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基于无人机热红外遥感图像提取滴灌棉花冠层温度及精度评价
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作者 党旭伟 林馨园 +7 位作者 贺正 陈燕 慈宝霞 马学花 郭晨荔 贺亚星 刘扬 马富裕 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期565-575,共11页
【目的】提高基于热红外遥感图像滴灌棉花冠层温度提取精度,为棉花水分状况精准监测提供技术支撑。【方法】以不同水分处理的苗期、蕾期棉花为研究对象,利用无人机获取试验小区热红外遥感图像,使用便携式手持测温仪测量田间辐射校正板... 【目的】提高基于热红外遥感图像滴灌棉花冠层温度提取精度,为棉花水分状况精准监测提供技术支撑。【方法】以不同水分处理的苗期、蕾期棉花为研究对象,利用无人机获取试验小区热红外遥感图像,使用便携式手持测温仪测量田间辐射校正板及水桶中的水温,对热红外影像进行温度校正。采用Otsu算法、Canny边缘检测算法对热红外遥感图像进行掩膜处理剔除土壤背景,通过波段运算提取棉花冠层温度,绘制棉花冠层温度频率直方图并对其进行优化。利用便携式手持测温仪同步测量棉花冠层温度,与提取的冠层温度进行一致性分析,验证热红外遥感图像提取棉花冠层温度的精度。【结果】Canny边缘检测算法剔除土壤背景提取冠层图像准确率大于Otsu算法(91.90%>82.52%、92.76%>80.60%),剔除土壤背景效果最优。Otsu算法和Canny边缘检测算法剔除土壤背景后构建的冠层温度直方图均呈偏态分布,但Canny边缘检测算法剔除土壤背景后构建的冠层温度直方图形状比Otsu算法光滑,噪声少,并且Canny边缘检测算法2年冠层平均温度最低(29.95、30.54℃),与实测温度差值最小(2.78、3.43℃)。去除Canny边缘检测算法的温度直方图两端1%温度信息后,提取的冠层温度与实测温度相关性最高(2年试验r由0.88、0.93提高到了0.94、0.95),RMSE最低(2年RMSE由2.78、2.87℃下降到1.59、1.43℃)。【结论】Canny边缘检测算法提高了无人机热红外遥感图像棉花冠层温度提取精度,且温度直方图两端1%温度优化后有助于提高棉花冠层温度提取精度。 展开更多
关键词 滴灌棉花 无人机 热红外遥感图像 冠层温度 精度
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不同浓度乙烯利复配剂对棉花的打顶效应 被引量：1
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作者 路茜 李鹏兵 +5 位作者 李明华 文明 董志强 芦阳 刘扬 马富裕 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期272-278,共7页
【目的】研究不同浓度乙烯利复配试剂对新疆北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的规律,分析最适浓度组合,为棉花化学打顶技术的应用及推广提供理论依据。【方法】以鲁棉研24为材料,设置5个不同浓度乙烯利(C_(1):0 mg/L、C_(2):100 mg/L、C_... 【目的】研究不同浓度乙烯利复配试剂对新疆北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的规律,分析最适浓度组合,为棉花化学打顶技术的应用及推广提供理论依据。【方法】以鲁棉研24为材料,设置5个不同浓度乙烯利(C_(1):0 mg/L、C_(2):100 mg/L、C_(3):200 mg/L、C_(4):400 mg/L、C_(5):800 mg/L)与烯效唑复配的组合试剂,研究不同复配试剂对北疆滴灌棉花生长发育及产量形成的影响。【结果】相较于C_(1)处理,其它处理最终新生主茎长度降低10.9%~34.67%。与CK相比,C_(1)、C_(2)、C_(3)、C_(4)处理下株高均显著提高10.55%~21.26%;各处理均显著增加棉花果枝1.9~2.7台、显著提高棉花叶龄2~3.2;C_(4)、C_(5)处理下节间长分别显著缩短7.21%、7.75%;C_(3)处理下SPAD值在播种后101 d、125 d分别显著提高8.22%、8.46%;盛铃后期C_(3)处理下叶片、茎秆、生殖器官干物质重量分别显著提高16.97%、14.57%、38.68%,在吐絮期,C_(3)处理叶片、茎秆、生殖器官干物质重量显著提高22.56%、13.92%、36.6%;C_(3)处理上部成铃率高达47.5%,提高36.67%,下单株铃数显著提高18.18%,C_(3)处理下可增加籽棉880.5 kg/hm^(2),籽棉产量显著提高17.64%。【结论】乙烯利与烯效唑复配可在一定程度上控制棉花株高,增加果枝台数、叶龄,缩短主茎节间长,提高SPAD值,增加各器官干物质重量,促进棉株上部成铃,最终提高产量。乙烯利浓度为200 mg/L时与烯效唑复配施用效果最佳,可用于棉花化学打顶。 展开更多
关键词 棉花 化学打顶 乙烯利 烯效唑 产量
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基于无人机RGB图像颜色特征和形态特征的滴灌棉花苗期株数估算研究
5
作者 蒋家乐 李容望 +4 位作者 马学花 李明华 刘扬 芦阳 马富裕 《棉花学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期508-522,共15页
【目的】利用无人机图像数据的颜色特征和形态特征构建滴灌棉花苗期株数估算模型,为棉花田间精准管理提供理论依据。【方法】于2020―2021年开展试验,以鲁棉研24号为供试品种,设置3个不同种植密度,分别为:低密度(D1,6.9×10^(4)株&#... 【目的】利用无人机图像数据的颜色特征和形态特征构建滴灌棉花苗期株数估算模型,为棉花田间精准管理提供理论依据。【方法】于2020―2021年开展试验,以鲁棉研24号为供试品种,设置3个不同种植密度,分别为:低密度(D1,6.9×10^(4)株·hm^(-2))、中密度(D2,13.8×10^(4)株·hm^(-2))、高密度(D3,24×10^(4)株·hm^(-2))。对出苗后25 d的无人机图像提取基于红绿蓝(red,green,and blue,RGB)的植被指数和目标形态特征,构建棉花株数估算特征集合;在自变量间的相关性分析的基础上,利用逐步多元回归的方法构建棉苗株数的估算模型,并进行验证。【结果】(1)三角绿度指数(triangular greenness index,TGI)、超绿指数(excess green index,ExG)、绿-蓝差值+修正超绿指数(green-blue difference+modified excess green index,GBDI+MExG)均对图像有较好的分割效果,其中TGI对棉花目标的分割完整度最高。(2)对比2种特征参数构建的棉花株数估算模型,基于目标形态特征的苗期棉花估算模型的拟合优度(R2=0.9355)要高于基于RGB植被指数的株数估算模型(R2=0.9036)。(3)基于RGB植被指数的株数估算模型在D1、D2、D3密度下估算精度分别为96.77%、99.55%和95.95%,整体估算精度为98.47%;基于目标形态特征的株数估算模型在D1、D2和D3密度下估算精度分别为99.98%、99.21%和97.92%,整体估算精度为99.21%。基于目标形态特征的株数估算模型的估算精度略高于基于RGB植被指数的株数估算模型,但2个模型在不同种植密度下均具有较好的估算效果。【结论】利用集成高分辨率传感器的低空无人机遥感平台,通过颜色特征和目标形态特征构建的滴灌棉花苗期株数估算模型均能有效、精准识别膜下滴灌棉花株数,可为后续棉花田间精准管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 棉花 无人机 颜色特征 形态特征 株数估算 模型
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自动施肥系统开发与性能测试
6
作者 李明仁 芦阳 +5 位作者 李东燕 张万罡 马庆安 贺正 刘扬 马富裕 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2228-2235,共8页
【目的】开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。【方法】主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥... 【目的】开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。【方法】主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。【结果】电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 KW额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P<0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。【结论】将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。 展开更多
关键词 自动施肥系统 施肥精度 肥液浓度 搅拌时间 搅拌转速
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