作物长势和田间水分预测对于农业精准管理至关重要。为准确模拟宁夏玉米产量,利用2019-2020年田间观测数据,整合SWAP(soil-water-atmosphere-plant)模型和迭代集成平滑算法(iterative ensemble smoother,IES)构建了适用于宁夏干旱地区...作物长势和田间水分预测对于农业精准管理至关重要。为准确模拟宁夏玉米产量,利用2019-2020年田间观测数据,整合SWAP(soil-water-atmosphere-plant)模型和迭代集成平滑算法(iterative ensemble smoother,IES)构建了适用于宁夏干旱地区玉米的SWAP-IES作物同化模型。比较了同化叶面积指数(leaf area index,LAI)、土壤含水率(soil water content,SW)及其组合对宁夏干旱地区玉米种植区土壤含水率模拟和产量估算的影响。研究结果表明,当同时同化LAI和SW数据时,土壤含水率模拟的决定系数(R2)显著提升,从初始时的-0.07增加到0.71。这表明,将LAI和SW数据同时纳入模型显著增强了模型预测土壤含水率的准确性。而同时同化LAI和SW相比仅同化LAI或SW能更好的模拟土壤含水率,这表明2个观测变量之间并不是孤立的,二者的耦合能更好地提升模型的模拟精度。同时同化LAI和SW时估产精度最高,RMSE降低到914.113 kg/hm^(2),显著低于其他情景。说明所构建的SWAP-IES玉米同化模型,在同时同化LAI和SW的情况下,可以准确模拟土壤含水率变化过程和玉米产量,为干旱地区农田灌溉优化和玉米估产提供参考。展开更多
[目的]为明确水肥管理和设施间作等措施对蔬菜土壤微生态及黄瓜、芹菜品质的影响。[方法]通过连续3 a的田间试验,采用连续水肥(CF,continuous fertilization in irrigation)和隔水一肥(AF,alternating fertilization in irrigation)2种...[目的]为明确水肥管理和设施间作等措施对蔬菜土壤微生态及黄瓜、芹菜品质的影响。[方法]通过连续3 a的田间试验,采用连续水肥(CF,continuous fertilization in irrigation)和隔水一肥(AF,alternating fertilization in irrigation)2种水肥模式,结合黄瓜单作(CU,cucumber monoculture)、芹菜单作(CE,celery monoculture)、黄瓜与芹菜间作(CC,cucumber and celery intercropping)3种种植模式,系统评估不同处理对作物品质、土壤理化性质和微生物群落的影响。[结果]CCCF处理显著提升黄瓜和芹菜的维生素C含量(提升16.6%~200%),而CUCF处理则在可溶性糖积累方面表现出优势。XGB模型分析揭示,速效钾和pH分别是调控维生素C和可溶性糖含量的关键因子。微生物组分析显示,间作处理富集特异性ASVs(7371~7526个),显著提高Steroidobacter、Flavobacterium等促生菌的丰度,同时抑制病原真菌的生长。功能预测表明,水肥管理主要影响氮循环功能,间作则增强甲烷营养功能。微生物网络分析进一步揭示,CF形成紧密的细菌互作网络,AF提高网络模块性,而CC则在保持高连接性的同时维持适度模块性。[结论]不同水肥和种植管理措施通过调控土壤理化性质、微生物群落结构和生态网络,对作物品质产生差异化影响。其中,CCCF和CUCF分别适合提升维生素C和可溶性糖含量,为设施农业精准调控作物品质提供新思路。展开更多
文摘作物长势和田间水分预测对于农业精准管理至关重要。为准确模拟宁夏玉米产量,利用2019-2020年田间观测数据,整合SWAP(soil-water-atmosphere-plant)模型和迭代集成平滑算法(iterative ensemble smoother,IES)构建了适用于宁夏干旱地区玉米的SWAP-IES作物同化模型。比较了同化叶面积指数(leaf area index,LAI)、土壤含水率(soil water content,SW)及其组合对宁夏干旱地区玉米种植区土壤含水率模拟和产量估算的影响。研究结果表明,当同时同化LAI和SW数据时,土壤含水率模拟的决定系数(R2)显著提升,从初始时的-0.07增加到0.71。这表明,将LAI和SW数据同时纳入模型显著增强了模型预测土壤含水率的准确性。而同时同化LAI和SW相比仅同化LAI或SW能更好的模拟土壤含水率,这表明2个观测变量之间并不是孤立的,二者的耦合能更好地提升模型的模拟精度。同时同化LAI和SW时估产精度最高,RMSE降低到914.113 kg/hm^(2),显著低于其他情景。说明所构建的SWAP-IES玉米同化模型,在同时同化LAI和SW的情况下,可以准确模拟土壤含水率变化过程和玉米产量,为干旱地区农田灌溉优化和玉米估产提供参考。
文摘[目的]为明确水肥管理和设施间作等措施对蔬菜土壤微生态及黄瓜、芹菜品质的影响。[方法]通过连续3 a的田间试验,采用连续水肥(CF,continuous fertilization in irrigation)和隔水一肥(AF,alternating fertilization in irrigation)2种水肥模式,结合黄瓜单作(CU,cucumber monoculture)、芹菜单作(CE,celery monoculture)、黄瓜与芹菜间作(CC,cucumber and celery intercropping)3种种植模式,系统评估不同处理对作物品质、土壤理化性质和微生物群落的影响。[结果]CCCF处理显著提升黄瓜和芹菜的维生素C含量(提升16.6%~200%),而CUCF处理则在可溶性糖积累方面表现出优势。XGB模型分析揭示,速效钾和pH分别是调控维生素C和可溶性糖含量的关键因子。微生物组分析显示,间作处理富集特异性ASVs(7371~7526个),显著提高Steroidobacter、Flavobacterium等促生菌的丰度,同时抑制病原真菌的生长。功能预测表明,水肥管理主要影响氮循环功能,间作则增强甲烷营养功能。微生物网络分析进一步揭示,CF形成紧密的细菌互作网络,AF提高网络模块性,而CC则在保持高连接性的同时维持适度模块性。[结论]不同水肥和种植管理措施通过调控土壤理化性质、微生物群落结构和生态网络,对作物品质产生差异化影响。其中,CCCF和CUCF分别适合提升维生素C和可溶性糖含量,为设施农业精准调控作物品质提供新思路。
