Physical Science Applications in Agriculture pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Buriak, Philip, Ph.D./ Osborne, Edward W.

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页数:0

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价格:428.00 元

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isbn号码:9780813430133

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• 农业物理
• 农业科学
• 物理学应用
• 农业技术
• 科学应用
• 作物科学
• 土壤物理
• 环境科学
• 农业工程
• 精准农业

《气候变化与作物适应性研究》 内容提要： 本书深入探讨了全球气候变化对农业生产系统带来的多维度挑战与机遇，重点聚焦于作物生理生态学、分子遗传学以及精准农业技术在提升作物气候适应性方面的应用。全书结构严谨，内容涵盖了大气环流模式的长期演变、极端天气事件的频率与强度变化对主要粮食作物（如水稻、小麦、玉米）产量的影响机制分析，以及一系列基于科学的、可操作的适应性策略。 第一部分：气候变化对农业生态系统的基础影响 本部分首先构建了理解气候变化与农业相互作用的理论框架。详细阐述了全球气候模式（如ENSO、PDO）的变化如何影响区域性降水和温度分布，进而影响农作物的生长季长度、物候期（如出苗、开花、成熟）以及水分利用效率。 温度胁迫的生理机制： 探讨了高温对光合作用（尤其是C3作物）、呼吸作用速率、酶活性以及作物生殖发育的负面效应。内容深入到细胞层面，分析了热激蛋白（HSP）的表达、膜脂过氧化以及线粒体功能的障碍。 水分胁迫与干旱管理： 详尽分析了降水不确定性增加导致的干旱风险。书中不仅描述了气象干旱向农业干旱的传导过程，还重点介绍了水分亏缺对根系结构、气孔导度、渗透调节物质积累（如脯氨酸、可溶性糖）的影响路径。 二氧化碳施肥效应的局限性： 对大气CO2浓度升高对作物生长的“施肥效应”进行了批判性评估。结合田间实验数据，论证了在营养元素（特别是氮和磷）受限、水分不足或伴随高温胁迫的情况下，CO2浓度升高对提高作物营养品质（蛋白质和微量元素含量）的负面影响。 第二部分：作物遗传改良与分子育种策略 本部分聚焦于如何通过现代生物技术和传统育种手段，开发具有更高气候适应性的作物品种。这是应对气候变化挑战的核心技术路径。 数量性状位点（QTL）定位与关联分析： 详细介绍了利用高密度分子标记技术，对耐热性、耐旱性、耐盐性等复杂数量性状进行遗传定位的方法学。书中收录了针对特定环境胁迫基因座的最新研究进展。 基因编辑技术（CRISPR/Cas9）的应用： 阐述了如何精确编辑作物基因组，以增强作物对环境压力的响应。案例研究包括增强气孔调控能力以节约水分、延长花粉活力以抵抗高温、以及优化光合系统的效率等。 远缘杂交与基因库的挖掘： 强调了利用野生近缘种的遗传多样性来导入关键的胁迫耐受基因的重要性。书中包含了对特定基因库中携带极端环境耐受性状的种质资源的筛选和评估方法。 第三部分：气候智能型农业（CSA）技术实践 本部分将理论研究转化为田间可实施的农艺管理和工程技术，旨在优化资源利用并稳定产量。 精准水肥管理系统： 探讨了利用遥感技术（卫星、无人机）、物联网传感器网络以及土壤水分监测模型，实现水肥的变量施用。重点讨论了作物需水模型的修正，以适应快速变化的蒸散发速率。 保护性耕作与土壤健康： 深入分析了免耕、少耕对土壤有机质积累、土壤团粒结构稳定性和保水能力提升的作用。阐述了土壤微生物群落结构如何受到气候变化（如土壤温度升高）的影响，以及如何通过覆盖作物（Cover Crops）管理来维持土壤碳汇能力。 物候调控与种植制度优化： 介绍了基于长期气候预测和季节性气候预报（Seasonal Forecasting），调整播期、调整作物生育阶段管理的技术。例如，通过提早播种以避开关键生殖期的极端高温，或选择早熟品种。 设施农业与环境控制： 对于高价值作物，详细介绍了温室、植物工厂等设施中对温度、湿度、光质和CO2浓度进行精确控制的技术体系，以实现对气候波动的完全解耦和优化生产。 第四部分：农业经济与政策应对 气候变化对农业的影响不仅是生物学问题，更是深刻的社会经济问题。本部分分析了应对气候变化的宏观和微观经济策略。 风险评估与保险机制： 探讨了基于指数的气象灾害保险模型，特别是如何设计能够更准确反映实际农业损失的参数。分析了政府在风险转移和灾害救助中的作用。 供应链的韧性建设： 研究了如何通过多样化种植结构、发展替代性作物以及缩短供应链距离，来增强农产品供应系统的抗冲击能力。 可持续土地利用规划： 基于气候脆弱性地图，提出了适合不同区域的作物布局调整建议，包括对不适宜耕种区域的生态修复和土地退出策略。 结论与展望： 本书总结了当前研究的空白，并对未来十年农业气候适应性研究的重点方向进行了展望，强调了跨学科合作（生物学、工程学、经济学）在构建未来有韧性的全球粮食系统中的关键作用。本书内容翔实，数据支持充分，是农业科研人员、政策制定者、高级农艺师及相关专业学生不可或缺的参考工具书。

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这本书，说实话，拿到手的时候我还有点小小的期待，毕竟书名听起来挺“硬核”的，涉及到了农业这种和我们生活息息相关的领域，再加上“物理科学应用”这个标签，我本以为会看到一些颠覆性的技术革新或者至少是严谨的、深入的理论探讨。然而，读完之后，我的心情挺复杂的。首先，从内容上看，这本书更像是一本拼凑起来的教科书，章节之间的逻辑跳跃性很大，前言部分对物理学原理在农业中的应用做了宏大的铺垫，比如提到光合作用效率的优化、土壤结构的水动力学模型等等，听起来非常吸引人。但当我真正进入具体章节时，却发现很多内容停留在非常基础的层面，比如介绍牛顿运动定律在拖拉机设计中的应用，这已经是初中物理的范畴了，对于一个期望了解前沿农业技术的读者来说，显得有些力不从心。我特别关注了关于精准农业中传感器技术的部分，期望能看到关于电磁波在土壤水分监测中的最新进展，或者新型生物传感器的工作原理介绍，但书中对这些的阐述非常简略，更像是一个目录式的罗列，缺乏深入的案例分析和数据支撑。整本书的阅读体验就像是坐在一辆颠簸的公交车上，风景时而出现，但大多时候都在重复着熟悉的街景，让人提不起精神去深究。对于那些已经有一定农业或物理基础的读者来说，这本书提供的增量知识非常有限，更像是一本面向完全初学者的入门读物，但即便是入门读物，其知识的组织和连贯性也亟待提高。

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这本书给我的感觉是，它试图做一件非常宏大的事情——系统地阐述物理科学在农业中的应用——但最终却在细节的泥潭中迷失了方向。作者的写作风格偏向于学术性的陈述，大量使用专业术语，但这些术语的引入往往缺乏必要的背景铺垫，使得非本专业的读者很容易感到吃力，而对于专业读者而言，又觉得这些术语的使用有些“故作高深”。比如，在介绍光辐射对植物生长的影响时，书中引入了量子效率和光谱吸收的复杂模型，但随后对如何利用这些模型来设计更高效的温室照明系统或调整作物布局的讨论却戛然而止，没有给出任何可操作的指导方针。这种“理论高耸，实践渺茫”的写作模式，让读者始终处于一种焦灼的状态。我尤其想知道书中对于现代农业中至关重要的环境控制系统是如何处理的。例如，在考虑风载荷对高秆作物（如玉米）的倒伏风险时，涉及到的边界层湍流和结构动力学的知识是极其关键的。但此书对此的论述轻描淡写，更像是提及了一个“可以研究的方向”，而非提供了一个“可以应用的知识点”。总而言之，这本书像是一份未完成的研究大纲，而非一本成熟的应用指南，它列举了许多交叉点，但从未真正跨越鸿沟。

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不得不承认，在翻阅这本书的目录时，我对其中涵盖的广度感到一丝敬佩，它似乎想囊括从土壤力学到生物物理学的方方面面。然而，这种广度是以牺牲深度为代价的。当我试图深入理解某个特定应用时，比如利用声学技术进行非接触式作物健康监测，我期望看到的是不同频率的超声波如何与植物组织发生耦合、信号如何被环境噪声干扰以及如何通过傅里叶变换进行有效分离的详细技术流程。这本书给出的描述，更像是科普读物中对该技术的简单介绍，缺乏工程实现所需的关键参数和算法细节。这使得这本书在“应用”二字上显得苍白无力。对于一个试图将物理知识转化为实际生产力的人来说，他们需要的不是对现象的描述，而是对解决问题路径的详细剖析。书中引用的文献资料也显得有些陈旧，很多引用停留在上世纪末，这在快速迭代的农业科技领域是一个明显的短板。现代农业正越来越多地依赖于大数据、机器学习和先进的材料科学，而这本书对这些新兴领域的触及非常有限，或者仅仅是点到为止。结果就是，读者读完后，可能会对“农业和物理学有关系”这件事有更深的认识，但对于如何运用物理学来解决今天的农业挑战，依然感到茫然无措，仿佛只学到了名词解释，而没有掌握方法论。

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这本书的叙事结构，坦白地说，非常不适应现代读者的阅读习惯。它似乎更倾向于将物理学原理强行塞入农业的框架中，而不是让物理学自然地流淌出来以解决农业问题。阅读体验非常碎片化，不同章节之间像是被强行剪辑在一起的片段。例如，在一个关于化肥利用率的章节中，作者突然插入了一大段关于半导体材料在光伏电池中的基本原理介绍，虽然光伏可以为农业供电，但这种联系的建立显得生硬且不必要地拉长了篇幅，分散了对核心农业问题的关注。我个人非常关注的是可持续农业中的资源循环和废物处理，这其中涉及到复杂的化学热力学和材料转化过程。我期待看到如何利用物理模型来优化沼气发酵的效率，或者如何通过精确的能量输入来降低生物质能转化的门槛。然而，这本书对这些更具前沿性和紧迫性的议题的探讨，远不如对基础物理定律在宏观场景下应用的重复阐述来得深入。这本书给我的最终印象是，它更像是一份学术展示的PPT，罗列了大量主题，但缺乏深入论证和有说服力的实例来支撑其“应用”的价值。对于想在专业领域有所突破的读者而言，这本书更像是一块需要绕过去的垫脚石，而非直通目标的桥梁。

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我向来对跨学科的著作抱持着开放的态度，尤其是当物理学的精确性试图去量化和优化传统农业的经验主义时。这本书的排版和图表质量确实不错，印刷清晰，很多流程图看起来也挺专业，这给我的第一印象是制作精良的。然而，内容上的“虚胖”是无法被精美的封面和清晰的印刷所掩盖的。书中花费了大量的篇幅来讨论农业生产中的“效率”问题，但所谓的“应用”往往停留在概念的层面，而非实际操作的层面。例如，在讨论灌溉系统的优化时，作者似乎很热衷于用流体力学公式来描绘水在管道中的流动，但当真正谈到如何根据不同地块的土壤渗透率和作物需水量动态调整阀门时，解决方案却显得异常模糊和理想化。我更希望看到的是基于实际农场数据的模拟结果，或者至少是一些经过验证的工程范例，而不是纯粹的理论推导。阅读过程中，我不断地在寻找那些能让我眼前一亮的“Aha!”时刻，即物理学原理如何被巧妙地转化为可量化、可操作的农业解决方案，但这样的时刻寥寥无几。它更像是将一本基础物理教材和一本基础农业概论强行缝合在一起，中间缺乏强有力的逻辑胶水，导致两边的知识都无法得到充分的发挥，给人一种“什么都说了，但什么都没说透”的遗憾感。这本书更适合那些希望快速对农业中的物理学概念有个泛泛了解的人，但对于寻求深度洞察或工程指导的专业人士来说，无疑是令人失望的。

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