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期刊信息/Journal information
干旱地区农业研究
干旱地区农业研究

吴普特

双月刊

1000-7601

ghbjb@nwsuaf.edu.cn

029-87082121

712100

陕西杨凌西北农林科技大学南校区1-14号信箱

干旱地区农业研究/Journal Agricultural Research In The Arid AreasCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是西北农林科技大学主办的国内唯一集中反映我国干旱半干旱地区农业科技综合研究新成果、新理论、新技术的学术性刊物。现已发展成为我国“农学”、“农作物学”、“肥料学”核心期刊，被国内外多家重要数据库及文摘刊物收录。本刊在全国科技期刊排名中居第276位。刊物多次受到上级主管部门及专业学会的表彰，其中获国家科委、国家新闻出版署“优秀科技期刊”。
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    不同连作年限马铃薯根际土壤细菌群落特征研究

    徐沛国谢奎忠胡新元王维...
    197-205页
    查看更多>>摘要：采用长期定位试验,设马铃薯连作1～7 a(CP1～CP7)和轮作(RT)8个处理,通过高通量测序探究不同连作年限对马铃薯根际土壤细菌群落多样性的影响.结果表明:供试土壤中,放线菌门、变形菌门、厚壁菌门为主要的优势菌门.随连作年限的增加,土壤细菌数量表现出波动变化趋势,连作年限影响细菌群落结构.RT、CP1、CP2、CP3处理土壤细菌相似度较高,CP4、CP5、CP6、CP7处理土壤细菌相似度较高.马铃薯连作7 a 土壤中的放线菌门相对丰度降幅最大,较RT降低10.47％;厚壁菌门相对丰度在连作6 a 土壤中显著降低,较RT减少22.07％;类诺卡氏属相对丰度在连作7 a显著减少,较RT减少2.34％;芽孢杆菌属相对丰度在连作6 a时最低,较RT减少9.18％;连作7 a较RT减少5.14％;芽单胞菌属相对丰度在连作7 a 土壤中达到最高(16.54％),较RT增加5.26％.长期连作改变了马铃薯土壤细菌群落结构,连作4 a 土壤细菌群落种类开始变化,土壤细菌群落结构也随之改变.土壤中预防病害的菌类减少,增加了马铃薯染病风险.

    马铃薯连作年限根际土壤细菌群落群落多样性

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    塔里木河上游棉区土壤盐分与速效养分的空间分布及相关关系

    刘昭雪高志建白新禄张宝月...
    206-213页
    查看更多>>摘要：土壤盐渍化已成为制约塔里木河上游棉田生产的主要障碍因子.为查明塔里木河上游棉田土壤盐分现状以及盐分与土壤速效养分之间的关系,建立盐渍化土壤合理施肥理论标准,提高盐渍化土壤棉花生产能力,采用克里金插值、相关性分析等方法对研究区棉田土壤盐分与速效养分的累积量、分布规律及其相关关系进行研究.结果表明:塔里木河上游棉区棉田0～200 cm 土层土壤全盐、硝态氮、速效磷、速效钾含量分别为1.17～2.44 g·kg-1、18.9～65.1 mg·kg-1、1.3～31.2 mg·kg-1、64.9～107.9 mg·kg-1.其中,盐分离子主要以 Ca2+、Na+和 SO42-为主,0～40 cm 土壤硝态氮、速效钾含量与全盐含量呈显著正相关关系,且0～40 cm 土壤硝态氮、速效钾含量与全盐含量空间分布较为一致,说明施肥可以影响塔里木河上游棉田土壤盐分含量.因此,建议在生产过程中应合理施肥,以避免加重土壤盐渍化问题.

    盐分离子硝态氮速效钾速效磷空间分布

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    基于APSIM模型的旱地春玉米施肥类型及氮肥用量研究

    金志强孙东宝王庆锁
    214-224页
    查看更多>>摘要：为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响.田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配施(配施比例1∶1)和有机肥单施;7个施肥梯度副处理,分别为0、50、100、150、200、250、300 kg·hm-2,并利用2019-2021年试验站点数据对模型进行校准验证.结果表明:APSIM模型可以较好地模拟当地玉米产量和硝态氮残留量状况.各降水年型下,随氮肥施用量的增加,玉米产量先增加后减少,硝态氮残留量显著增加,氮肥利用率有所降低;相同施肥类型及施肥量下,丰水年的春玉米作物产量最高,硝态氮残留量最低,氮肥利用率最高;相同降水年型及施肥量下,有机无机肥配施方式的春玉米产量最高,硝态氮残留量居中,氮肥利用率最高.相较于化肥单施和有机肥单施方式,有机无机肥配施对于干旱地区玉米产量提升效果更好,其土壤硝态氮残留量对降水变化的敏感性相对较低,其氮肥利用率受降水影响也更小.综上,当施氮量介于148～168 kg·hm-2时,有机无机肥配施方式下土壤硝态氮残留量维持在阈值内,春玉米产量可达到理论产量的95％左右,适宜在研究区域推广应用.

    春玉米硝态氮氮肥利用率有机无机肥配施APSIM模型

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    基于高分遥感影像的亚高寒草甸土壤水分含量反演

    张起鹏田富恒卓玛兰草赵頔琛...
    225-235页
    查看更多>>摘要：通过高分卫星遥感影像计算植被供水指数来反演亚高寒草甸土壤水分含量,结合高分辨率遥感影像(GF-2)和中分辨率的遥感影像(Landsat-7)进行土壤水分反演模型建模验证,揭示高分遥感影像结合植被供水指数法在青藏高原东北缘亚高寒草甸草原上的适用性,同时分析研究区土壤水分分布及其影响因素.基于高分二号(GF-2)、Landsat-7影像数据,以甘南藏族自治州当周草原为研究区,利用植被供水指数(VSWI,vegetation supply water index)构建土壤水分反演模型得到研究区土壤水分含量反演图,通过半方差函数及主成分分析法探索研究区土壤水分空间分布及影响因素.结果表明:研究区土壤水分含量分布状态呈现出一定程度的空间变异,体现在整个研究区内以及各个地块之间,土壤水分含量主要介于0.11％～60.44％之间;土壤水分含量与坡度、海拔、坡向、NDVI、地表温度均呈正相关关系,分布主要受NDVI、坡向、坡度、海拔的影响.综上,利用植被供水指数法结合高分遥感影像监测土壤水分含量是可行的,基于GF-2遥感影像所建立的模型拟合度最优,较Landsat-7遥感影像更具优势.

    土壤水分含量植被供水指数土壤水分空间变异青藏高原

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    荒漠草原区土壤水分ELM-ESTARFM遥感反演模型构建与应用

    王欢李瑞平王福强赵建伟...
    236-244页
    查看更多>>摘要：土壤水分的高时空分辨率和高精度评估对干旱监测具有重要意义.为探究我国内蒙古荒漠草原区土壤水分遥感反演最优模型,基于Landsat和MODIS数据进行改进型自适应反射率时空融合(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model,ESTARFM),结合下垫面因子、地形因子、气象因子、植被因子等多要素环境因子,通过极限学习机(Extreme learning machine,ELM)和随机森林(Random forest,RF)两种方法构建土壤含水率反演模型,并与Landsat(未进行融合)构建的土壤含水率反演模型进行对比,最终筛选得到最优土壤含水率反演模型,并对研究区不同土地利用类型土壤含水率分布特征进行应用分析.结果表明:归一化植被指数是土壤含水率环境因子相关分析中最重要的预测因子(0～10、10～20、20～30 cm 土壤深度处R2=0.85、0.82、0.79),其次为降水量(R2=0.73、0.68、0.71)、高程(R2=0.71、0.70、0.71)、水体指数(R2=0.69、0.69、0.68)、归一化盐分指数(R2=0.68、0.67、0.65).与未进行时空融合所构建的模型相比,利用ESTARFM时空融合所构建的模型精度均有所提升,考虑ES-TARFM 时空融合时,ELM模型的R2、RMSE、MAE分别为0.89、6.58％、3.93％,RF模型的R2、RMSE、MAE分别为0.78、7.25％、4.95％;未考虑ESTARFM时空融合时,ELM模型的 R2、RMSE、MAE分别为0.75、7.37％、5.24％,RF模型的 R2R、RMSE、MAE分别为0.71、7.48％、5.30％.表明ELM模型比RF模型的土壤含水率反演效果更好,且ELM-ESTARFM为土壤含水率反演最优模型.在此基础上,运用改进后的ELM-ESTARFM遥感反演模型监测了乌审旗全域土壤含水率,发现研究区北部和西北部的土壤含水率较高,南部地区的土壤含水率较低;对于不同土壤深度,土壤含水率由大到小依次为耕地、林地、草地、沙地,耕地区域0～10、10～20、20～30 cm 土层含水率分别为18.92％、19.34％、21.84％,林地为 11.80％、11.87％、12.40％,草地为 10.97％、11.02％、12.22％,沙地为 5.07％、5.35％、5.67％.

    土壤水分环境因子极限学习机随机森林

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    基于生成对抗网络模型的SMAPL4土壤水分产品降尺度分析

    杨赈杨明龙李国柱夏永华...
    245-253页
    查看更多>>摘要：土壤水分是地表和大气水热过程交换的重要纽带,对于农业生产以及优化种植结构具有重要意义,NASA卫星下的SMAPL4是一种以被动微波遥感技术为手段对土壤湿度监测的产品,具有可穿透云层和全天候监测等能力,但其较低空间分辨率很难满足小尺度或小区域范围的实际研究需求.鉴于此,根据云南省姚安县高原灌区特殊的地理位置,引用相关系数推演得出与研究区土壤水分空间分布有关的解释变量,沿用随机森林算法,耦合1 km包含地表温度和归一化植被指数的MODIS地表产品,建立基于RF全局窗口线性回归的1 km级被动微波土壤水分空间降尺度模型;而后堆叠地表温度(LST)、归一化植被指数(NDVI)、降水量(Prec)、地表蒸散量(ET)等4个变量形成条件生成对抗网络框架,并使用均方误差(RMSE)和条件生成对抗性损失函数训练神经网络来建立低分辨率和高分辨率映射关系,随即获得降尺度后土壤水分空间分布结果;最后将实际采样和监测站点提供数据做空间平均聚合后,与SMAPL4原始结果的CGAN、RF降尺度结果进行对比分析.结果表明:LST、NDV1、Prec、ET与土壤水分的相关性均值均大于0.44,具有相关关系,条件生成对抗网络降尺度结果对指标R2和Bias表现效果最好,均值分别为0.7和0.032;RF降尺度结果对RMSE的效果最好,均值为0.006.同比SMAPL4原始数据,RF结果空间分布更为平滑,但极值差异性较大;CGAN结果能有效表征土壤含水空间分布状况,其数据变异性和极值表征能力更为突出.经RMSE与对抗性损失函数训练后,认为0.2～0.28的值域分布为降尺度后的研究区土壤水分数值分布结果.

    土壤水分SMAP随机森林算法生成对抗网络降尺度分析

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    基于BP和LSSVM的径流分频预测模型构建

    张炳林李俊宋松柏
    254-263,275页
    查看更多>>摘要：针对径流序列具有较强的随机性和波动性特征,提出一种短期月径流预测混合模型CEEMDAN-VMD-(BP,LSSVM)-LSSVM.首先利用 自适应白噪声完整集成经验模态分解(CEEMDAN,complete ensemble empirical mode decomposition withadaptive noise)将径流序列分解为高频、中频和低频分量,再利用变分模态分解(VMD,varia-tional mode decomposition)方法进一步分解高频分量,并根据样本熵对两次分解得到的子序列进行整合,采用麻雀搜索算法优化的反向传播神经网络(BP,back-propagation neural network)和最小二乘支持向量机(LSSVM,least square support vector machine)分别预测高频分量和中低频分量,最后将不同频率分量训练期的拟合值作为LSSVM的输入,进行二次预测得到最终的径流预测结果.将提出的模型应用于黑河流域莺落峡站和祁连站的月径流预测,验证期相关系数和纳什效率系数均达到0.99以上,对比其他8组对照模型,该模型具有更高的预测精度,可以应用于实际的短期月径流预测.

    径流预测经验模态分解变分模态分解样本熵神经网络支持向量机

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    振动分离式根茎类中药材收获机设计与试验

    张学剑戴飞史瑞杰赵武云...
    264-275页
    查看更多>>摘要：根茎类中药材收获机使用固定式挖掘铲收获时挖掘阻力大、挖掘深度不足、碎土能力差、功率损耗严重,针对上述问题设计一种振动挖掘分离根茎类中药材收获机.该机采用偏心轮构成的振动挖掘装置、一级药土分离装置、振动式二级药土分离装置等结构,实现根茎类药材的挖掘、分离、输送.对关键部件进行设计分析与仿真,并进行了田间试验.仿真试验表明:挖掘铲入土性能好,挖掘时对根茎挖抛的最大位移量为165 mm;输送分离装置能彻底分离根茎和土壤.田间试验表明:该收获机挖净率为95.14％,伤损率为1.24％,挖掘深度均值为400 mm,不低于设计的最小值.作业期间整机运行平稳,作业指标符合根茎类中药材收获标准,满足根茎类中药材机械化收获要求,可以作为振动分离式根茎类中药材收获机使用.

    根茎类中药材挖掘装置偏心传动振动分离收获机EDEM-RecurDyn

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    基于EDEM的沙棘冻浆果振动清选装置参数优化与分析

    张强林胡靖明杨梅杨金发...
    276-286,298页
    查看更多>>摘要：针对沙棘冻浆果清选加工中存在清洁率低,筛网易堵塞的问题,采用离散元EDEM软件对振动清选装置的结构和运动参数进行优化.以速冻沙棘枝条果机械脱果后的冻浆果、枝条和果梗等颗粒为试验物料,测定物料的尺寸特征,进行振动清选装置动力学分析和筛上颗粒受力分析.分析筛网不同形状以及尺寸的筛孔组合对振动清选装置清洁率和透筛概率的影响,确定筛网设计参数为第一层筛网为圆孔、孔径为11 mm,第二层筛网为圆孔、孔径为9 mm,第三层筛网为长孔、孔径为5 mmx25 mm.单因素试验结果表明:振幅的改变未显著影响洁净率和透筛率,在保证高清洁率时选取筛体振幅为6 mm.选取振动频率,振动方向角,筛面倾角为试验因素,清洁率和透筛概率为试验指标,设计二次正交旋转组合试验,建立各因素与指标间的数学模型,优化结果最优组合为:振动频率为17.52 Hz、振动方向角为44.7°、筛面倾角为1.56.时,振动清选装置清洁率为99.62％、透筛概率为33.42％.通过台架试验和仿真试验对最优参数组合进行验证,结果表明:台架试验和仿真试验结果基本一致,清洁率的相对误差为1.13％,颗粒透筛数量的相对误差为1.68％.该研究可为沙棘冻浆果振动清选装置的优化设计提供理论依据.

    沙棘振动筛离散元透筛概率清洁率

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    轴流弓齿式食葵脱粒装置设计与试验

    杨星宇李斌王士国刘洋...
    287-298页
    查看更多>>摘要：针对现今食葵脱粒过程中普遍存在的脱粒不完全和籽粒易受损等问题,设计一种针对食葵收获机脱粒的轴流弓齿式食葵脱粒装置,并对葵盘在脱粒装置中的受力情况进行分析.借助离散元仿真软件EDEM对食葵盘在滚筒内部的轴向速度、轴向位移以及运动路径进行分析.通过单因素试验获得了含水率、滚筒转速以及喂入量等因素对籽粒破损率及未脱净率的影响规律.根据单因素试验结果,以含水率、滚筒转速以及喂入量作为试验因素,以食葵未脱净率和破损率作为评价指标进行正交试验,利用Design expert对试验结果进行了方差分析,建立了影响因素与评价指标的回归模型,明确了各因素对滚筒实际工作效果的影响程度.基于响应曲面法,以低破损率和未脱净率为目标,对含水率、滚筒转速以及喂入量进行多 目标寻优求解,得到最佳作业参数组合,即含水率22％、喂入量1.45 kg·s-1、滚筒转速318 r·min-1.为了确保参数组合的可靠性,对最佳参数组合进行验证试验,结果显示,籽粒未脱净率0.51％、破损率0.67％,满足我国机械行业标准.

    食葵脱粒滚筒弓齿参数优化

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