棉花在國民經濟中的地位

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棉花在國民經濟中的地位范文第1篇

關鍵詞：灰色系統；“十二五”時期； GM（1，1）；棉花需求

河北省是產棉大省也是用棉大省，棉花在國民經濟中的地位也越來越明顯。棉花需求是棉花生產和經營的晴雨表，是棉花流通的關鍵環節。①紡織用棉的數量在其中占據絕大部分并且比重進一步提升，成為推動河北省棉花需求的主導因素，因此，本文以紗產量來推算出對棉花的消費需求。同時考慮棉花需求量受到若干不可控因素影響，②而采用能夠弱化棉花產量隨機性的灰色預測模型對河北省“十二五”期間的棉花需求進行預測。

1、灰色系統理論

灰色系統理論1982年由我國學者鄧聚龍提出，經過二十多年的發展，現已經建立起集系統分析、評估、建模、預測、控制、優化技術于一體的一門新興學科的結構體系。它以“貧信息”、“小樣本”不確定性系統為研究對象，通過對已知信息的提取、開發、生產等有價值的信息，實現對系統運行、演化規律的描述與監控。其中灰色預測模型通過灰色生成或序列算子的作用弱化隨機性，挖掘潛在的規律，經過差分方程與微分方程之間的互換實現了利用離散的數據序列建立連續的動態微分方程的飛躍。③其中，GM（1，1）模型是得到最普遍應用的核心模型，在此不做贅述。

2、河北省棉花需求預測

棉花需求詳細可分為紡織用棉、民用及其他用棉（包括軍工、醫藥、損耗等），正常年末庫存、出口、化學纖維產量、紡織纖維耗用量、紡紗件數、紡織品消費支出、布產量等。④通常考慮的是紡織用棉、民用及其他用棉、正常年末庫存及出口四大部分。民用棉所占比例不高，1998年以來只占到需求的10%左右，并且有進一步下降的趨勢。⑤本文以紗產量換算河北省紡織用棉的需求。河北省紗產量2000年—2010年數據來源于2001—2011各年度中國統計年鑒，2011年度數據來源于“中國產業信息網”。⑥

3、建立GM（1，1）模型：根據2000年-2011年數據建立模型及檢驗年份 紗產量

2000 437

2001 4599

2002 483

2003 4923

2004 4988

2005 6859

2006 8638

2007 9296

2008 9567

2009 10509

2010 12391

2011 14757

表1 河北省2000年—2011年度紗產量（萬噸）

年份 實際

產量 模擬

預測值 絕對

誤差 相對

誤差 年份 實際

產量 模擬

預測值 絕對

誤差 相對

誤差

2000 437 4370 0 0 2006 8638 7664 974 11%

2001 4599 4121 479 10% 2007 9296 8677 619 7%

2002 483 4665 165 3% 2008 9567 9824 257 3%

2003 4923 5281 358 7% 2009 10509 11122 613 6%

2004 4988 5979 991 20% 2010 12391 12591 200 2%

2005 6859 6770 089 1% 2011 14757 14255 502 3%

表2 據2000年—2011年數據建立GM（1，1）模型后的模擬產量值與實際產量（萬噸）比較

3.1 關聯度檢驗：

經過計算，X∧（0）（i）與原始序列X（0）（i）的關聯系數為09962，滿足當ρ=05時，關聯度需大于06的要求。

3.2 后驗差檢驗：

A：樣本標準差S1=∑X（0）（i）-X（0）2n-1=3443，

B：殘差標準差S2=∑Δ（0）（i）-Δ（0）2n-1=323

C=S2S1=323/3443=00938

S0=06745S1=06745*3443=2322

ei=|Δ（0）（i）-Δ（0）|={43725，04175，27225，07925，55375，34825，53675，18175，18025，17575，23725，06475}

所有ei均小于S0，所以，P=1，C=0098

3.3 殘差檢驗：

絕對誤差序列為Δ（0）={0，479，165，358，991，089，974，619，257，613，200，502}

相對誤差序列為：

Φ={0，10%，3%，7%，20%，1%，974%，619%，257%，613%，2%，3%}

相對誤差序列中有些相對誤差較大，所以要對原模型進行殘差修正以提高精度。X∧（1）（k+1）=（X（0）（1）-ba）e-ak+ba=311848e01241k-268148進行查查修正以提高精度。

3.4 模型修正

e（0）={479，165，358，991，089，974，619，257，613，2，502}

e（1）={479，644，1002，1993，2082，3056，3675，3932，4545，4745，5247}

B=-5611

-8231

-149751

-203751

-25691

-336551

-380351

-423851

-46451

-49961

BT=-5615-823-14975-20375-2569-33655-38035-42385-4645-4996

1111111111

BTB=1042804105-28537

棉花在國民經濟中的地位范文第2篇

1材料與方法

1.1試驗點概況

試驗于2010年安排在新疆石河子大學試驗站(44o18′50″N,86o03′33″E)。試驗站海拔399.2m,年日照時數為2721~2818h,無霜期為168~171d,≥0℃的活動積溫為4100℃,≥10℃的活動積溫為3650℃,年平均氣溫為6.9℃,年降水量為125.0~207.7mm。土壤質地為壤土,pH7.56,有機質15.31g•kg1,全氮1.05g•kg1,有效氮54.80mg•kg1,有效磷19.12mg•kg1,有效鉀196mg•kg1。

1.2供試作物及品種

供試棉花品種為“新陸早13號”,花生品種為“豫花15號”,大豆品種為“新大豆10號”,鷹嘴豆品種為“88-1”,洋蔥品種為“寶紅A號”,蘿卜品種為“壽白光”,線辣椒品種為“改良8819”。

1.3試驗設計

試驗設6種間作組合和7種作物單作,分別為:棉花/花生、棉花/大豆、棉花/鷹嘴豆、棉花/洋蔥、棉花/蘿卜、棉花/線辣椒6種間作組合和花生單作、大豆單作、鷹嘴豆單作、洋蔥單作、蘿卜單作、線辣椒單作和棉花單作。播種前試驗小區施磷酸二銨300kg•hm2,折合純氮(N)54kg•hm2、純磷(P2O5)138kg•hm2。棉花現蕾后增施滴灌肥230kg•hm2,折合純氮(N)36.8kg•hm2,純磷(P2O5)46kg•hm2,純鉀(K2O)34.5kg•hm2。試驗設3次重復,共計39個小區,隨機區組排列。于4月28日統一播種。在棉花/大豆間作處理中,每個小區種植3個間作組合帶。每個間作帶寬1.50m,種植2行棉花、2行大豆,棉花行距為0.45m、株距0.1m,大豆行距為0.30m、株距0.15m,行長5m。小區面積(1.5m×3)×5m=22.5m2;棉花/花生、棉花/鷹嘴豆、棉花/線辣椒間作處理的田間安排同棉花/大豆間作處理。在棉花/蘿卜間作處理中,每個小區種植3個間作組合帶。每個間作帶寬1.50m,種植2行棉花、3行蘿卜,棉花行距為0.45m、株距0.1m,蘿卜行距為0.20m、株距0.2m,行長5m。小區面積(1.5m×3)×5m=22.5m2;棉花/洋蔥間作處理的田間安排同棉花/蘿卜間作處理。單作作物都是等行距種植,株、行距都與間作時相同,小區面積:3m×5m=15m2,單作棉花每個小區種植7行;單作花生、大豆、鷹嘴豆、線辣椒每個小區種植10行;單作洋蔥、蘿卜每個小區種植15行。養分吸收量按間作中兩種作物各自所占凈面積計,單作和間作作物播種密度相同。采用滴灌方式,棉花整個生育期灌水14次,總灌水量5625m3•hm2。

1.4取樣及測定方法

于每種作物成熟時按一定面積分別取植株樣;植株地上部氮、磷和鉀的含量分別用凱氏定氮法、分光光度比色法和火焰光度法測定,并根據生物學產量折算為作物的氮磷鉀吸收量。當比較間作與單作養分吸收量時,均以可比面積為基礎。

1.5計算方法

1.5.1單位面積產量的分解[14]

產量/單位面積=(產量/養分吸收量)×(養分吸收量/單位面積)(1)式中,(產量/養分吸收量)為養分利用效率,(養分吸收量/單位面積)為養分吸收(捕獲)效率。

1.5.2養分吸收量的比較

采用文獻[14]給出的公式,比較間作系統養分吸收量相對于單作養分吸收量的變化。這里單作養分吸收量不是指某一種作物的,而是體系中兩種作物單作時的養分吸收量以間作比例為權重的加權平均值。以磷為例,間作磷吸收量相對于單作的變化用ΔPU表示。

1.5.3養分利用效率的比較

間作的養分利用效率是成熟期間作作物地上部生物學產量之和除以間作作物地上部某養分的總吸收量,即單作體系單位養分吸收量所能生產的生物學產量;單作作物養分利用效率是單作作物成熟期地上部生物學產量除以單作作物地上部某養分的累積量;單作加權平均是單作作物按間作比例為權重加權平均的養分吸收效率。仍以磷為例,這里定義磷利用效率的概念為單位磷吸收量所能生產的地上部干物質量。間作磷利用效率相對于單作的增減(ΔPUE)用如下公式計算[14]:氮(ΔNUE)和鉀(ΔKUE)的利用效率用相同方法計算。

1.5.4養分吸收和利用效率對產量優勢的貢獻

土地當量比(LER)經常被作為間作優勢的指標:以磷為例,定義棉花在間作和單作中的吸收量和利用效率分別為Aic、Asc和Eic、Esc;相應間作的另一種作物的吸收量和利用效率分別為Aic1、Asc1和Eic1、Esc1。式(4)變為：氮和鉀的吸收和利用效率對產量優勢的貢獻用相同方法計算。數據分析用SAS軟件完成。

2結果與分析

2.1間作養分吸收量與單作養分加權平均吸收量的比較

2.1.1氮

表1結果表明,棉花分別與花生、洋蔥、蘿卜間作后,間作體系氮吸收量分別高于相應作物單作按照間作比例加權平均吸氮量38%(P=0.0130)、54%(P=0.0789)、74%(P=0.0362);棉花與大豆或者鷹嘴豆間作后吸氮量變化未達到顯著水平(P=0.2425和P=0.5341)(表1)。棉花與線辣椒間作后間作體系作物吸氮量相對于單作棉花與單作線辣椒按間作比例加權平均的氮吸收量降低34%(P=0.0008)。

2.1.2磷

棉花與洋蔥、蘿卜間作體系中作物吸磷量分別高于單作按間作比例加權平均的吸磷量71%(P=0.0585)和104%(P=0.0181);而棉花與大豆、鷹嘴豆、花生和線辣椒間作體系中作物吸磷量與單作加權平均吸磷量差異未達到顯著水平(P=0.7562,P=0.8241,P=0.3532,P=0.3432)(表1)。

2.1.3鉀

棉花/花生和棉花/洋蔥間作的鉀吸收量相對于單作加權平均值的增加未達到顯著水平(P=0.1127,P=0.1121,P=0.0384);棉花與蘿卜間作體系中吸鉀量相對于單作增加58%,達顯著水平(P=0.0384);相反,棉花與大豆、鷹嘴豆、線辣椒間作體系中吸鉀量比單作按間作比例加權平均的吸鉀量分別減少21%(P=0.0673)、22%(P=0.0850)和19%(P=0.0063)(表1)。

2.2間作與單作體系中作物養分利用效率的比較

2.2.1氮

從表2可以看出,棉花與洋蔥間作后氮素養分利用效率比單作加權平均高35%(P=0.0066);棉花與鷹嘴豆、花生、蘿卜間作后間作體系氮素利用效率相對于單作加權平均并未發生顯著變化(P=0.7966,P=0.3881和P=0.0915);棉花與大豆、線辣椒間作后間作體系中氮的養分利用效率比相應的單作按間作比例加權平均的氮素利用效率降低34%(P<0.0001)和44%(P<0.0001),達到極顯著水平。

2.2.2磷

從表2可以看出,棉花與洋蔥、鷹嘴豆、花生間作后間作體系中磷的養分利用效率相對于單作棉花、洋蔥、鷹嘴豆和花生按間作比例加權平均的磷素利用效率的變化未達到顯著水平(P=0.1017,P=0.8947,P=0.6584);棉花與大豆、蘿卜、線辣椒間作體系中磷的養分利用效率顯著降低29%(P=0.0034)、19%(P=0.0039)和32%(P=0.0028),達到極顯著水平。

2.2.3鉀

從表2可以看出,棉花與鷹嘴豆間作體系中鉀的養分利用效率比單作按間作比例加權平均顯著增加高64%(P=0.0591);棉花與花生、洋蔥間作體系中鉀的養分利用效率沒有顯著變化(P=0.2757,P=0.9882);相反,棉花與大豆、蘿卜、線辣椒間作體系中鉀的養分利用效率降低11%(P<0.0001)、22%(P=0.0016)和29%(P<0.0001),達到極顯著水平。2.3土地當量比及養分吸收和利用效率的貢獻間作優勢的主要原因是養分吸收量的增加,而并非是利用效率的提高。從公式(6)可以看出,LER的大小,取決于養分吸收量項(1+ac+ac1)、養分利用效率項(ec+ec1)和交互項(ac×ec+ac1×ec1)的相對大小[9]。從表3可以看出,棉花與鷹嘴豆、花生、洋蔥、蘿卜間作時氮、磷、鉀的土地當量比分別為1.02、1.30、1.12和1.68,都大于1,說明棉花與鷹嘴豆、花生、洋蔥、蘿卜間作體系具有間作優勢。氮、磷、鉀養分吸收因子的貢獻是正的,利用效率的貢獻有正有負,吸收和利用效率交互作用的貢獻也有正有負,說明棉花與鷹嘴豆、花生、洋蔥、蘿卜間作時,間作優勢主要來源于養分吸收量的增加。棉花與大豆、線辣椒間作時氮、磷、鉀的土地當量比為0.91和0.99,都小于1,說明棉花/大豆體系無間作優勢;氮、磷、鉀養分吸收因子的貢獻、利用效率的貢獻、吸收和利用效率交互作用的貢獻有正有負。棉花與花生、洋蔥、蘿卜間作體系氮、磷、鉀吸收效率對土地當量比的貢獻分別為0.41~0.82、0.25~1.04和0.15~0.59,利用效率的貢獻分別為0.35~0.04、0.03~0.14和0.16~0.01。間作優勢在營養方面的基礎主要來自于間作相對于單作吸收效率的增加,而不是利用效率的改變。

3討論

3.1間作體系中養分吸收量增加的機制

間作優勢的主要機制之一是間作體系相對于單作能夠更多地獲取養分。通過本試驗可以看出,棉花和花生、洋蔥、蘿卜間作后氮、磷、鉀養分吸收量分別高出相應單作38%~74%、16%~104%、20%~58%。李隆等[13]對小麥/大豆的間作研究發現,小麥/大豆間作后間作優勢主要表現在作物氮、磷、鉀養分吸收量的增加,其作物的養分吸收量分別高出相應單作24%~39%、6%~27%、24%~64%,而間作氮、磷、鉀的利用效率分別比單作低5%~20%、5%~7%、6%~32%[15],這與本研究結果相吻合。研究已經明確,小麥大豆間作中小麥競爭氮的能力比大豆強[16],一方面使間作小麥能吸收到更多的氮;另一方面,使大豆根區土壤氮素水平下降,甚至造成缺氮。缺氮會有利于豆科作物固氮能力的提高[1718],從而使整個系統的吸氮量明顯增加。這可能是具有豆科作物的間作體系氮吸收增加的機制之一。在本研究中的棉花和豆科作物的間作體系,其氮素養分吸收量的增加機理可能與其他作物和豆科作物間作的機理相似。另外,在棉花與非豆科作物的間作系統中氮素吸收的機制可能主要是由于這些體系存在著補償和恢復機制。例如,小麥/玉米和小麥/大豆間作條件下,兩種作物共生期小麥的生長和養分吸收量相對于單作大幅度增加,而間作玉米和大豆的生長和養分吸收量相對于單作受到明顯抑制。但當小麥收獲以后,玉米和大豆在生物量和養分吸收上有明顯的恢復和補償作用[19]。小麥/玉米共生期玉米對氮的吸收速率低于單作玉米,到玉米生長后期,小麥收獲后間作玉米氮的吸收速率明顯增加,而單作玉米氮的吸收速率很低,甚至為負數;在小麥/大豆間作中也觀察到了類似特點,表明生育期不同的作物間作,晚熟的玉米和大豆均有明顯的恢復和補償作用[20]。在棉花分別與鷹嘴豆、花生、洋蔥、蘿卜間作時,棉花的配對作物均是生育期較短的作物,因此本研究中的鷹嘴豆、花生、洋蔥、蘿卜與棉花間作體系對氮素吸收的增加機制可能也是這種競爭恢復補償機制[20]。Li等[21]通過低磷土壤上玉米/蠶豆間作作物根際對磷的吸收利用研究發現,間作后玉米增產43%,蠶豆增產26%,間作不僅促進了蠶豆對磷的吸收,而且也改善了玉米的磷營養,更加會對作物產量產生顯著影響。和豆科作物的間作中豆科作物的固氮作用也能酸化豆科作物的根際土,進一步活化土壤中的有機磷,從而提高另一作物對磷的吸收量[22]。這可能是間作中磷吸收量增加的機制之一。在本研究中棉花和豆科作物間作體系中磷吸收量增加的原因也可能是豆科作物活化了土壤中的有機磷,從而提高了作物磷的吸收量。另外,在小麥/玉米和小麥/大豆間作中發現的磷素吸收的競爭恢復機制[20]也可能同樣適用于本研究中棉花與鷹嘴豆、蘿卜、洋蔥等間作體系中觀察到的磷吸收增加。

3.2間作體系中養分利用效率的變化

間作相對于單作養分利用效率有增加也有降低。本研究中棉花與鷹嘴豆、花生、蘿卜間作氮和磷的養分利用效率分別比單作時低5%、10%、17%和2%、6%、19%;棉花和蘿卜間作體系中鉀的養分利用效率比單作時低22%。在小麥/大豆的研究結果中得出,間作體系中氮、磷、鉀的養分利用效率分別比單作時降低5%~20%、5%~7%、6%~32%[13],與本研究結果一致。在棉花/洋蔥間作中氮和磷的養分利用效率分別比單作高35%和19%,棉花/鷹嘴豆與棉花/花生間作中鉀的養分利用效率分別比單作增加64%和15%。Morris等[14]整理總結了玉米/大豆、玉米/水稻、木薯/豇豆、木薯/花生、高粱/大豆等間作體系的養分利用效率變化,發現間作時磷、鉀的養分利用效率比單作時都增加了。這些結果與本研究結果類似。

3.3間作優勢的作物營養吸收和利用基礎

間作體系是否存在優勢,在作物營養方面的基礎主要取決于養分吸收因子、利用因子和交互因子貢獻的大小[14]。本研究中棉花和花生、蘿卜、洋蔥間作體系都具有間作優勢,即LER1。棉花與花生、蘿卜、洋蔥間作時氮、磷、鉀養分的吸收因子對間作優勢的貢獻為正;盡管這些體系氮的養分利用貢獻為負,但磷的養分利用因子貢獻都是正的,整體間作優勢表現為正。這與小麥/大豆間作中的結果[13]一致。棉花/大豆和棉花/線辣椒間作體系沒有間作優勢,即LER<1。棉花/大豆間作時氮的養分吸收因子貢獻是負的,磷、鉀的養分吸收因子貢獻都是正的;氮的養分利用因子貢獻是正的,磷、鉀的養分利用因子貢獻是負的。表明在這一體系中,種間相互作用降低了體系的氮素吸收量,但增加了磷、鉀的吸收效率,相應地氮利用效率增加,而磷、鉀利用效率下降,最終導致間作劣勢。棉花/線辣椒間作氮、磷、鉀養分的吸收因子貢獻都是正的,但利用因子的貢獻都是負的,且利用因子的下降超過了吸收因子的變化,最終表現為無間作優勢。