养分平衡法在冬小麦测土推荐施肥中的应用研究

针对我国冬小麦主产区的主要土壤类型之一潮土,通过对大量小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等施肥参数.并基于养分平衡法的优点,主要研究了土壤环境因素和产量水平因素等对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律.结果表明,土壤有效养分含量与土壤有效养分校正系数及肥料当季利用率呈极显著曲线负相关关系.在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分的测定为基础的我国潮土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷、快速、科学合理地指导我国小麦的施肥与生产.     

关中西部小麦测土平衡施肥技术参数及其应用

对 6年 61点次田间氮磷钾试验结果进行统计分析 ,得出陕西关中西部小麦测土平衡施肥参数的计算方法。用常年产量确定地力产量 ,用土壤养分测定值确定土壤养分当季利用系数 ,依地力产量确定目标产量、土壤供肥力 ,依土壤供肥力确定肥料利用率 ,根据各技术参数进行计算小麦施肥建议。     

北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

【目的】利用养分平衡法原理,研究各养分平衡施肥参数,建立以土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷快速、科学合理地指导我国北方褐土区冬小麦的施肥与生产。【方法】通过对多年多点小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等养分平衡施肥参数,主要研究土壤环境、产量水平等因素对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律。【结果】冬小麦每百千克小麦产量养分吸收量在一个相对稳定的范围内变化,因此忽略其变化将其定为常数,即氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)分别为3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈显著幂指数负相关关系。在不同的产量水平下,肥料养分当季利用率与土壤有效养分含量之间呈显著对数负相关关系。在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。【结论】由于养分平衡模型的作物推荐施肥量是根据目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算的,在利用该模型进行施肥推荐时,研究的关键点应该是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数,以便得到广泛地推广应用。在北方褐土区建立了以养分平衡原理为依据,土壤肥力测定为基础,具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系。     

香蕉园土壤养分空间变异性及适宜样本容量研究

采用网格采样法采集了156个香蕉园土壤样本,用GS+对土壤养分进行半方差分析,研究养分的空间变异特征,计算土壤各养分适宜的样本容量,指出在约100hm2的研究区域内,采集54个就可以满足香蕉测土施肥的需要。     

关中西部小麦测土平衡施肥技术参数及其应用

对6年61点次田间氮磷钾试验结果进行统计分析，得出陕西关中西部小麦测土平衡施肥参数的计算方法。用常年产量确定地力产量，用土壤养分测定值确定土壤养分当季利用系数，依地力产量确定目标产量、土壤供肥力，依土壤供肥力确定肥料利用率，根据各技术参数进行计算小麦施肥建议。     

黄河三角洲土壤质量自动化评价及指标体系研究

采用4种评价方案,利用相关系数法确定指标权重,利用隶属度函数计算指标隶属度,采用综合指数法,在Arcgis中进行黄河三角洲土壤质量的自动化评价和比较。结果表明:利用GIS自动化评价土壤质量快速准确;基于土壤全量养分和速效养分的评价差异较小,两者可选其一;基于土壤有机质和土壤含盐量指标的评价与土壤质量的全面评价(基于土壤全量、速效养分、有机质、含盐量、地下水埋深及矿化度)之间差异较小,在其他数据有限的前提下,土壤质量可以用土壤有机质和盐分含量指标评价。     

土壤养分扩散的影响因素及其相互关系

本文综述了土壤养分扩散的机理及其影响因素，介绍了一些之有效的土壤养分扩散系统计算式，最后提出了今后拟着重研究的方面。     

关于平衡施肥中土壤供肥性能的研究

以田间试验所设的缺素区产量代替无肥区产量 ,所建立的定产式更接近实际 ,增加了土壤供肥量的计算量 ,减少施肥量。缺素区产量及其养分吸收量是计算土壤供肥量、土壤有效养分校正系数和相对产量等的基础参数。文中讨论的确定土壤供肥量的三种方法精度均较高 ,吻合度均大于 90 %。使平衡施肥建议施肥量达到定量水平     

基于GIS宁夏引黄灌区农地土壤综合养分状况评价

精准农业是未来农业的发展方向,查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,是精准农业的基础研究内容。以宁夏引黄灌区灵武农场的农地为例,运用ArcGIS进行空间数据采集、处理、分析,并采用主成分分析法确定评价因素的权重值,运用模糊数学方法建立各个评价因子对土壤养分状况的隶属函数,最后计算了综合养分状况的评分并利用指数和法得到最终的土壤养分状况评价值,根据综合评价值划分土壤养分状况等级,利用ArcGIS软件进行克里格插值得到最终土壤综合养分状况评价图。从具体评价结果可以看出,土壤综合养分状况由西北向东南降低的趋势明显。西角北角为两个极端高值区域,东角南角为两个极端低值区域。     

肥料养分真实利用率计算与施肥策略

目前人们提到的我国肥料利用率数据都是基于常规公式获得的当季肥料表观利用率的计算结果,并由此认定我国肥料利用率比较低。本文提出养分真实利用率的计算方法,养分真实利用率是作物吸收的养分占种植作物消耗的养分比例。养分来源既包括施用的各种肥料养分,也包括土壤贮存的养分,其公式为:作物吸收的养分量/(施肥量-土壤养分的盈亏量)。养分真实利用率也可采用100%减去养分的损失率来计算,因各种途径未被作物吸收利用并离开耕层土壤的养分才是损失,而贮存在耕层土壤中的养分则不能算作损失。我国耕地土壤肥力的维持和作物吸收的养分都主要来自于各种肥料,因而养分真实利用率的计算公式,基本等同于肥料养分真实利用率的计算公式。利用这一新的公式,我国的肥料养分真实利用率无论是当季还是长期利用率都将远远高于当前文献报道的数据。新的算法获得的肥料养分利用率直接与肥料养分的损失率相对应,将有利于揭示肥料对粮食生产的实际贡献率和损失率,并推动土壤肥力的培育目标及施肥策略与养分损失率相对应,促进施肥技术向减少肥料损失的方向发展,而不是片面地提高目标不太明确却广泛使用的肥料表观利用率。未来大田作物的施肥量并不需要高度依赖测土施肥,而应主要依赖于作物生长对养分的消耗量和养分损失率来确定。     

基于粒子群优化算法的土壤养分管理分区

土壤养分管理分区的划分为变量施肥技术提供依据,是精准农业实施变量施肥管理的重要环节。在对7种土壤养分的空间变异特征和变异结构进行分析的基础上,以其中6种养分作为变量进行土壤养分管理分区的研究,最后用基于粒子群优化属性均值聚类来划分管理分区,并引入3种指标确定合理的分区数目。通过计算得出,试验区的合理分区数目为2个,对各管理分区实际采样点的土壤养分数据进行单因素方差分析,除速效磷外各土壤养分均在99%的置信水平上具有极显著差异,其中分区2土壤肥力水平较高,分区1较低。基于粒子群优化属性均值聚类算法可以很好地划分土壤养分管理分区,分区结果能够为精准农业变量施肥提供决策依据。     

基于投影寻踪的土壤养分综合评价及影响因素研究

客观、精准研究土壤综合养分及影响因素，可为农作物科学施肥提供参考依据。以陕西省旬邑县苹果区为研究区，选取有机质、碱解氮、速效钾和有效磷为评价指标，将投影寻踪综合评价法运用到土壤养分评价中，根据最佳投影方向，计算土壤养分综合投影指数，并依据经验等级对应投影值，从而评价土壤养分等级，基于普通克里格和GIS绘制土壤养分综合指数等级分布图，并利用随机森林的importance()函数分析影响因素对养分含量的重要性。结果表明：研究区CPI的变幅为0.653-1.516，平均值1.022，变异系数为14.746%，呈中等程度变异，同时CPI属于Ⅲ级和Ⅳ级；基于80%训练集和20%验证集的精度交叉验证，球面函数为最优理论模型；土壤综合养分的总体空间分布格局：除土桥、职田和湫坡头镇东部的养分等级高，土壤养分等级从西部向东部递减，从高到低的面积比例为：14.415：28.522：35.450：20.115：1.498，土壤综合养分属于中等及偏下水平，且主要分布在东部；高程、气温和坡度等因子是影响区域土壤养分的主导因子，且每项影响因子对土壤养分含量的影响度差异大。研究结果与当地实际相吻合，为当地果园提高土壤肥力提供科学依据，也为区域土壤养分评价提供了新思路。     

土壤养分空间变异及合理取样数研究

土壤养分存在明显的空间差异，田间土壤养分合理取样数取决于养分要素自身空间变异程度和人们对数据精度的要求。若空间变异大、精度要求高则需要较多采样数，反之需较少样点数。计算结果表明，极大多数养分要素的合理取样数较实际取样数有较大幅度减少，意味着可大幅降低采样及分析成本。据统计学空间自相关和半方差函数方法研究结果，养分要素存在一定的空间自相关性，但不同方向上的自相关性有明显差异，独立间距也因养分要素而异。研究结果可为精准农业土壤养分样点密度设定、养分要素等值线绘制及精准施肥提供支持。     

水稻土有效养分与其校正系数的数学模型

土壤有效养分校正系数是测土配方施肥中的主要参数。根据"3414"试验数据,利用Excel数据分析方法,建立土壤有效养分与校正系数之间的回归方程式。结果表明,水稻试验区土壤碱解氮、速效磷和速效钾与校正系数都有极显著回归关系,最佳数学模型为幂函数,曲线分别为yN=11.831x-0.722 8;yP=22.726x-0.956 3;yK=58.436x-1.000 5。曲线又可用二条直线描述,计算土壤有效养分校正系数。     

云南玉溪植烟土壤速效养分空间变异特征及应用

为探讨烟田土壤养分空间变异特征及利用空间变异进行分区管理的技术路线,以全国烤烟种植典型产区云南省玉溪市烟田土壤为例,形成土壤养分空间变异分析—空间分布—肥料养分推荐—分区配方的技术思路。基于烟区土壤养分数据,应用地理信息系统(GIS),采用地统计学方法研究烟区耕作层(0~20 cm)土壤碱解氮、有效磷和速效钾的变异特征和空间分布。以乡镇作为管理单元,依据烟田土壤肥力评价及养分管理指标体系,计算出乡镇烤烟养分管理的氮、磷、钾肥料推荐量。采用聚类分析方法,结合烤烟养分管理"核心是氮、品质元素是钾"的特点,提出玉溪烤烟养分管理5个管理分区、5个基肥配方、2个追肥配方。研究表明:玉溪烟田土壤速效养分为中等强度空间变异,拟合模型为指数模型,变异来源于结构性因素和施肥等人为因素;土壤有效磷的变异最大,高于速效钾和碱解氮,与氮肥和钾肥用量相对稳定,而磷肥相对随机等农艺措施相关;超过67%的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量处于高和极高水平,肥料氮、磷、钾推荐量低于云南省烤烟养分管理平均水平11%左右;提出5个烤烟养分管理分区及相应的基肥和追肥配方,以满足"大配方、小调整"原则,实现分类指导和分区管理。     

贵州省开阳茶园土壤养分状况与肥力质量评价

为明确贵州省开阳县茶园土壤养分状况,为优质茶叶生产提供参考,对贵州省开阳县茶园土壤进行了调查,分析了158个土壤样品的养分含量及养分间的相关性,并采用主成分分析法和模糊数学隶属度函数模型,通过计算土壤肥力综合指标值(IFI)对土壤养分状况进行综合评价。结果表明:贵州省开阳茶园土壤p H偏酸,有机质、全氮和碱解氮含量较为丰富;但全磷、速效磷、全钾和速效钾含量缺乏所占比例较大,分别仅有16.46%、14.56%、20.89%和12.66%的土壤样品达到优质高产茶园标准。开阳茶园土壤IFI值平均为0.59,属于中等以上土壤肥力茶园所占的比例为61.40%,茶园土壤肥力质量总体水平属于良好,但土壤偏酸,速效磷和速效钾的含量相对偏低,应重点改酸和增施磷钾肥。     

结构与功能反馈机制下根系生长向性模拟

借助于根系生长发育的功能-结构模型,模拟了根系生长的向地性、向水性与向肥性。研究中采用Voxel体元对根系生长的土壤区域进行离散化,并设定各Voxel元8个顶点的土壤含水量、养分浓度;采用根系功能-结构模型描述了不同生长周期下根系在三维土壤空间的生长;采用空间碰撞检测技术,确定各根元所占据的Voxel元,并以根元中点坐标与其所占据的Voxel元的各顶点距离倒数作为权重,计算根元生长区域的土壤平均含水量与养分浓度;利用三基点阻力法,计算得到土壤含水量、养分浓度对根元库强的校正系数,重新计算当前周期下根系可利用的生物量在组成根系的各根元中的分配,并调整根元的生长方向。最后,在设定的不同土壤含水量与土壤养分分布情景下,模拟了根系的空间生长与分布。模拟结果显示借助根系的功能-结构模型,在特定的情景下,能够模拟根系生长过程中的向地性、向水性与向肥性。根系在空间生长是一个复杂的过程,在特定的条件下,能够通过一定的农业措施,如灌溉、施肥,改变其空间生长与分布,使得作物高效地利用土壤水分、养分资源,从而实现可持续发展的生态农业     

泥质海岸防护林土壤微生物、酶与土壤养分的研究

土壤微生物数量、土壤酶活性可以反映土壤的肥力状况。本文研究了东营泥质海岸不同林分下土壤养分、微生物数量、土壤酶活性及分布特征,结果表明：①土壤微生物、土壤酶和土壤养分主要分布在0-20 cm的土层,20-50 cm的较少;②不同林分微生物数量差异显著。白蜡林微生物数量最多,柳林、枣园数量较少,柽柳林数量最少。③不同林分土壤酶的活性表现出差异性,各种酶之间过氧化氢酶活性最高;④土壤养分含量差异显著,柳林土壤养分含量相对较高于其它样地,白蜡和桑园土壤养分含量次之;⑤林地土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。     

滨海盐碱地刺槐白蜡混交林土壤酶与养分相关性研究

研究了刺槐、绒毛白蜡纯林及其混交林中不同土层在不同季节的土壤养分含量、土壤酶活性的变化。结果表明:各林分间的土壤养分含量和土壤酶活性在各个季节和土层均表现出差异。经统计分析,土壤酶活性和土壤养分含量在不同季节呈显著相关关系。土壤酶活性和土壤养分含量在土层中的分布有一定的规律性,总的来说,随着土层逐渐加深,土壤酶活性逐渐减弱,土壤养分含量逐渐下降。混交林中各土层的pH值和含盐量都低于纯林相应值,并且在树木生长、土壤养分和土壤酶活性上,混交林优于纯林。     

桂西北喀斯特山地草地土壤养分季节变化规律及其对植被多样性的响应

基于对不同季节喀斯特山地草地植被多样性和土壤生境的调查数据,采用Pearson相关系数法和主成分分析法研究土壤养分季节动态及其对植被的响应。结果表明:喀斯特山地草地植被多样性指数、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数基本表现为夏季和秋季高于春季和冬季。地下土壤养分与地上植被多样性各指数的季节变化趋势相一致,间接反映了喀斯特山地草地生态系统地上植被与地下养分之间的协同性关系,与地上植被多样性季节变化相比,地下土壤养分的季节性变化并没有表现出滞后性。Pearson相关性分析表明,土壤养分在一定程度上决定了植被丰富度、多样性指数和植被盖度,土壤全碳、全氮和有效养分起着主导性的影响作用,土壤养分等因子在夏季和秋季对植被多样性的影响(相关系数)高于冬季和春季。不同季节喀斯特山地草地土壤养分垂直方向均呈现出明显的"表聚性",土壤表层以下,土壤养分急剧降低,并且表层土壤养分显著高于下层(P0.05),局部有所波动,而不同季节土壤全磷含量在各土层间差异不显著(P0.05),由此可知,季节变化并没有改变其垂直分布规律。从变异系数来看,相同土层土壤有效养分变异系数高于土壤全量养分,表明土壤有效养分较土壤全量养分更为敏感。冗余分析的结果显示喀斯特山地草地植被丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度之间均呈正相关,与土壤各养分之间均呈正相关,随着显著性影响因子(土壤养分各指标)的增加,丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度均逐渐增加。研究结果较好地显示了地下土壤养分对地上植被多样性的响应模式,即二者的变化存在一定的同步性,可以看作相互作用和协同影响的有机整体。