黄河三角洲地区土壤容重空间变异性分析

以黄河三角洲地区典型区域作为研究对象,运用传统统计学和地统计学相结合的方法研究了不同土层土壤容重的空间变异特征。结果表明:研究区各层土壤表现出一定的紧实趋势,土壤容重均属于弱变异强度。受结构性与随机性因素的共同作用,土壤容重均表现为中等的空间相关性。分维数分析表明,各层土壤容重的空间依赖性小,含黏层厚度与分布的不均一性是引起其空间异质性的关键原因。Kriging插值结果表明,土壤容重的空间分布与土壤质地密切相关,不同层次土壤容重在一定范围内表现出相似的空间分布规律。进一步的相关性分析表明各层土壤容重间存在极显著的正相关关系。通过研究不同层次土壤容重的空间变异性,获取区域土壤容重空间分布图,为该地区中、低产地及障碍土壤的分区管理和治理改良提供一定的参考依据。     

基于RBF神经网络的土壤有机质空间变异研究方法

通过研究土壤性质的空间变异和空间插值方法,快速准确获取土壤性质的空间分布是精确农业和环境保护的基础。该文以四川眉山一块约40 km2的区域为试验区,采集表层土壤（0～20 cm）样点80个,利用径向基函数(RBF)神经网络建立空间坐标和邻近样点与土壤有机质间的非线性映射关系（RBF2）,模拟土壤有机质的空间分布。与普通克里法（OK）和仅以坐标为网络输入的神经网络方法（RBF1）相比,RBF2的插值精度有显著的提高;相同样点密度下其相对预测误差分别较OK和RBF1减小了9.87%、1.97%（样本A）和13.09%、2.36%（样本B）;即使样点数减半的情况下RBF2的相对预测误差也分别较OK和RBF1减小了10.23%和2.33%,并且插值图差异相对较小,可以更好地反映土壤有机质空间分布的异质性。因此,利用以坐标和邻近样点为输入的神经网络方法可以相对准确、快速地获取区域土壤性质空间分布的异质性信息。     

灌溉方式和施肥量对小麦产量及水肥药利用的影响北大核心

为提高小麦化肥利用效率以及减少土壤环境污染,以小麦为研究对象,设置2个灌溉方式(滴灌和畦灌),3个施肥处理,施肥量分别为高产施氮肥量的100%、80%、60%进行田间试验,分析不同灌溉方式下小麦氮素、农药分布以及对产量、水肥利用效率的影响。结果表明,土壤中NO_(3)^(-)-N含量随施氮量的增加而增加,滴灌条件下土壤NO_(3)^(-)-N含量整体小于畦灌。随生育期的推移,土壤中NO_(3)^(-)-N含量减少。滴灌方式下可减少农药向深层渗漏,较畦灌土壤0~100 cm苯磺隆残留量可降低48.32%,但不利于土壤中二甲四氯钠农药的分解。不同灌溉条件下,小麦产量株高、千粒重及产量随施肥量的增加而增加。相较于畦灌,滴灌促进了植株茎叶干物质输出率和干物质转化率,提高了小麦产量和水肥利用效率,较畦灌的产量、水分利用效率及氮肥偏生产力分别平均增加7.09%、41.56%、57.58%。因此,滴灌条件下最佳施肥量为1500 kg/hm^(2)。     

基于有效最大含水量的土壤水分监测优化布设方法

考虑空间变异的土壤水分精准测定是作物适时适量灌溉的基础。以土壤有效最大含水量作为关键参数,结合经典统计学和地统计学方法,提出了土壤水分监测优化布设数量与位置的确定方法,克服了以实测土壤含水量作为参数导致通用性差的弊端,并以北京大兴试验区3.645 km2为例,布设了129个采样点,分析了土壤有效最大含水量空间变异规律,提出了优化的采样数目及具体布设位置。结果表明:(1)土壤有效最大含水量在0~40与0~80 cm深度均满足正态分布,其变异系数分别是14.96%和13.56%,表现为中等程度的变异;(2)运用经典统计学方法获得在置信区间90%、采样误差10%情况下,0~40和0~80 cm深度的合理采样数分别为6个和5个,并采用地统计学方法确定了具体布设位置。(3)以129个样点估算的区域含水量作为实测值,依据优化采样点估算的区域含水量误差均低于10%,因此基于有效最大含水量的土壤水分监测优化布设方法可以在保证区域测量精度情况下,大幅减少采样点数量。     

沙漠水渠两侧不同坡向人工固沙区土壤水分空间变异特征

在古尔班通古特沙漠中部引水渠两侧人工固沙区的阳坡和阴坡各选择一个样地(30 m×30 m),均匀划分为36个5 m×5 m的小样方,测定了各小样方中心10、30和50 cm层的土壤体积含水量,采用半方差分析和克里格插值法对比研究了土壤含水量的空间变异特征。结果表明,2样地6层土壤含水量均呈正态或近似正态分布,均属中等变异(0.157～0.335)。无论阳坡或阴坡,下层土壤含水量均显著高于上层。除表层外,同一层次下阴坡的土壤含水量显著高于阳坡。半方差分析表明,6层土壤含水量空间变异最优模型均为指数模型;阳坡10 cm层、阴坡10和30 cm层的土壤含水量具有强烈的空间相关性,但变程较小(2.34～5.77 m);余下3个变量具有中等空间相关性,变程较大(21.90～53.02 m)。空间差值分析表明,阳坡3个土层的含水量均呈坡下低、坡上高的格局,阴坡50 cm层也具有同样趋势;而阴坡10 cm和30 cm层含水量无明显规律,呈斑块状分布。阴坡较高的土壤含水量孕育了较丰富的草本植物,但草本植物的异质性分布可能也影响了阴坡浅层(10～30 cm)土壤含水量的空间分布格局。     

关中盆地地下水氟含量空间变异特

对关中盆地潜水系统进行取样分析，取得了225个潜水样本的氟含量，运用地质统计学中的变异函数工具对所取得的数据进行了分析。结果表明，区内地下水中氟含量服从对数正态分布，空间相关性为11.0%即空间相关性很强，说明结构性因素对于影响区内地下水中氟含量空间分布起主导作用，而随机性因素对其分布的影响是次要的。在此基础上，利用Kriging方法绘制出关中盆地潜水氟含量的空间分布图，并分析探讨了区内潜水中氟含量的分布规律及形成原因。     

春玉米抽穗期主要土壤参数空间变异特征研究

以在东辽河流域进行的田间采样为基础,将经典统计学与地统计学相结合,对春玉米抽穗期3项土壤含水量指标和9项土壤参数指标进行了空间统计分析。研究结果表明,10cm深土壤含水量以及全N、粗砂粒、细砂粒、粗粉粒含量最佳半方差模型符合线状模型,20cm和30cm深土壤含水量最佳半方差模型符合球状模型,有机质、全P、细粉粒、粗黏粒和细黏粒含量最佳半方差模型符合高斯模型。20cm和30cm深土壤含水量、有机质、全P、细粉粒、粗黏粒和细黏粒含量7项指标均具有强烈的空间相关性,存在着明显的空间自相关格局,Kriging插值空间分布具有明显的片状和斑块状特点。     

土壤空间变异对水氮淋失和产量影响的模拟研究

基于CERES-Maize模型,研究了土壤空间变异和水文年型对半干旱地区土壤水氮淋失和玉米产量的影响.结果表明,土壤空间变异对作物产量和土壤水氮淋失的影响程度与降雨密切相关.丰水年水氮淋失量显著高于平水年和枯水年.降雨对作物产量和农田尺度水氮淋失的空间变异有明显影响,并能在一定程度上减弱土壤空间变异对产量和农田尺度水氮淋失的影响.随着土壤空间变异程度的增大,产量降低,产量的空间变异程度增加.水分渗漏和氮淋失量随土壤空间变异的增加呈增加趋势.当土壤黏粒和粉粒含量变异系数CV≥0.2时,在水氮管理中考虑土壤空间变异有利于提高作物产量,减轻水氮淋失.     

山西省冬小麦科学施肥技术

冬小麦的生长发育需要多种营养元素,而且吸收的量也很多,其中碳（C）、氢（H）、氧（O）占小麦干物质量的90%以上,它们主要是植株光合作用的产物。氮（N）、磷（P）、钾（K）等灰分元素仅占小麦干物质量的5%左右,主要来源于土壤中本身养分含量和生长期间的施肥供给。小麦对氮的吸收有两个高峰期,一个是分孽到越冬,麦苗虽小,但需氮量较大,占生长期总需要量的13.5%,另一个是拔节到孕穗,植株生长迅速,需要量急剧增加,占生长期总需要量的37．3％。     

基于GIS的土壤盐分空间变异及盐分监测样点合理布设研究

在GIS技术支持下,采用经典统计学和地统计学方法对山东省房寺镇0～20 cm土壤盐分空间变异及其监测合理采样数量进行了研究.结果表明,研究区域土壤盐分属中等强度变异,受结构因素和随机因素的共同作用,土壤盐分具有中等强度的空间相关性;Kriging插值分析表明,土壤盐分的空间分布受微地形、气候和河流水入渗的影响,在地势较...     

锌肥对干旱下冬小麦产量形成及籽粒锌积累动态的影响

干旱胁迫是造成冬小麦减产的主要原因之一,为探寻干旱防御技术,本研究以豫农211为材料,在拔节期、灌浆期对小麦进行不同水分和锌肥处理,研究了施用锌肥对干旱条件下冬小麦SPAD值、叶片相对含水率、地上部干物质积累、籽粒灌浆速率、籽粒锌积累动态及产量形成的影响。结果表明,干旱胁迫下,冬小麦叶片SPAD值、叶片相对含水率、单株地上部干物质积累、籽粒灌浆速率、籽粒锌积累速率、产量及其构成因素均显著下降,施用适量锌肥可以提高小麦叶片含叶绿素量,增加叶片相对含水率及单株干物质总量,提高籽粒灌浆速率,促进籽粒锌积累速度及最终籽粒含锌量,提高产量。本试验条件下,锌肥能增加干旱下小麦产量4.80%,籽粒含锌量36.86%。     

北方旱作农业区蓄水保墒耕作模式研究

分析了北方旱作农业的现状,提出了适合东北垄作区的三年轮耕法和西北黄土高原区的自然降水高效利用技术,并对其进行了试验。东北耕法：秸秆还田使土壤含水率提高10%,土壤有机质3年提高0.06个百分点,土壤容积密度降低0.09g/cm^3,深松使0-100cm土层土壤含水率提高26.2%,少耕精播土壤含水率提高3个百分点;西北新耕法：冬小麦蓄水率提高18.5%,水分生产效率提高25.6%;春玉米在0-10cm土层,含水率提高30%,水分生产效率提高47.6%。2年连续秸秆还田试验,有机质质量分数增加0.05%-0.1%,全氮质量比增加0.1g/kg左右。     

膜下滴灌棉田土壤水分空间变异规律研究

2009年,在新疆库尔勒包头湖农场智能化棉花膜下滴灌工程示范区,选择典型的一膜一管4行种植的棉花为试验区(共计20个测点),测定了各个采样点以及3个不同深度的土壤含水率。运用地统计学和经典统计学方法,分析了棉花4个生育期内土壤水分的空间变异特性。结果表明,土壤质地为砂壤土时,土壤含水率的空间变异性属于弱变异;随着棉花的生长,土壤水分的分布越来越趋于均匀化;在棉田主要生育期内,研究土壤含水率空间分布最好的半方差函数模型是球形模型;土壤含水率的大小基本上和该点与滴灌带的垂直间距成反比例关系;棉花行对棉田土壤水分的再分布起到了很大的影响,距离棉花行越远,受到的影响就越小。     

水分胁迫条件下低温对小麦幼苗生长发育的影响

以半冬性小麦品种西农2000和冬性品种兰天26号为材料,利用智能型人工气候箱研究了4个温度梯度和3个水分梯度对不同生态型品种小麦幼苗生长发育的影响。结果表明,1水分胁迫条件下,低温显著延长幼穗分化进程(P0.05),温度每升高1℃,幼穗分化时间平均缩短4.89 d;MW处理较CK幼穗分化时间平均缩短5.5 d,LW处理平均缩短4.0 d;2低温显著影响小麦干物质的积累,温度每升高1℃,干物质量平均增加0.61 g/株,且以LW处理干物质积累量最大。3温度和水分对小麦株高、单株叶面积、单株次生根数目及长度影响显著(P0.05),T4处理具有明显的生长优势,但处理间差异因品种、叶龄而异;4各因素对小麦幼苗生长发育的影响依次为温度水分品种,且每个因素对小麦幼苗生长发育的影响均大于交互作用;交互作用中,水分和温度的交互作用影响效应最为突出,且以对单株叶面积影响最大,株高最小。综合考虑,在本试验条件下,轻度水分胁迫LW+T4处理组合为最优方案。     

水氮耦合对冬小麦生长的影响

小麦生育期内的水氮供应情况直接影响小麦的生长,为了研究小麦种植的合理水氮配比,本试验通过对大田和盆栽控制灌水量和施氮量两个因素对冬小麦的株高、叶绿素含量以及地上部的干物质累积量进行研究,得出各个不同水氮配比处理之间植株生长的差异。结果表明,株高随着灌水量的增加而增加,土壤总氮量在超过0.87g/kg时株高会随着施氮量的增加而下降。而对于叶绿素含量而言,各处理之间的差异不显著,对于同一处理的不同生育期,叶绿素呈现先增大后减小的趋势。干物质的累积量在生育期内的增长速度呈现＂慢-快-慢＂的趋势,且高水、高氮处理的干物质累积量大于低水、低氮处理。基于综合因素以及经济性考虑,大田中选择120kg/hm2的施氮量,在盆栽中选用0.2g/kg的施氮量较佳。     

Effect of mulching on soil and plant water status, and the growth and yield of wheat (Triticum aestivum L.) in a semi-arid environment

Mulching is one of the important agronomic practices in conserving the soil moisture and modifying the soil physical environment. Wheat, the second most important cereal crop in India, is sensitive to soil moisture stress. Field experiments were conducted during winter seasons of 2004-2005 and 2005-2006 in a sandy loam soil to evaluate the soil and plant water status in wheat under synthetic (transparent and black polyethylene) and organic (rice husk) mulches with limited irrigation and compared with adequate irrigation with no mulch (conventional practices by the farmers). Though all the mulch treatments improved the soil moisture status, rice husk was found to be superior in maintaining optimum soil moisture condition for crop use. The residual soil moisture was also minimum, indicating effective utilization of moisture by the crop under RH. The plant water status, as evaluated by relative water content and leaf water potential were favourable under RH. Specific leaf weight, root length density and dry biomass were also greater in this treatment. Optimum soil and canopy thermal environment of wheat with limited fluctuations were observed under RH, even during dry periods. This produced comparable yield with less water use, enhancing the water use efficiency. Therefore, it may be concluded that under limited irrigation condition, RH mulching will be beneficial for wheat as it is able to maintain better soil and plant water status, leading to higher grain yield and enhanced water use efficiency.     

基于IBAS-BP算法的冬小麦根系土壤含水率预测模型

为在节水灌溉系统中精确测量和预测根系土壤含水率,将传统天牛须算法每次迭代过程中的一只天牛改进为一个天牛种群,建立了基于改进天牛须搜索算法优化的IBAS BP预测模型,并利用实测浅层土壤含水率数据,对深度50 cm冬小麦根系土壤含水率进行预测。结果表明,与PSO BP预测模型、GA BP预测模型以及原始BAS BP模型相比,IBAS BP模型可准确预测冬小麦根系土壤含水率,有效避免了网络陷入局部极小值的可能性,且相对误差均值仅为0.0045。     

不同灌溉控制指标对冬小麦生长及耗水特性的影响

【目的】探究冬小麦适宜的计划湿润层深度和土壤含水率控制下限的组合模式,为冬小麦田间用水管理及自动灌溉控制决策提供理论依据。【方法】以冬小麦为研究对象,采用大田试验,设置3个土壤含水率控制下限(L:40%,M:50%,H:60%)和3个计划湿润层深度(60、80、100 cm),共9个处理(T60L、T60M、T60H、T80L、T80M、T80H、T100L、T100M、T100H),研究了不同计划湿润层深度与土壤含水率控制下限对华北地区冬小麦生长发育和水分利用的影响。【结果】计划湿润层深度及土壤含水率控制下限的不同改变了处理间灌水定额及灌水次数,计划湿润层深度过高或土壤含水率控制下限过低均不利于冬小麦植株的生长发育。随着计划湿润层深度(60~100 cm)和土壤含水率控制下限(40%~60%)的增大,冬小麦花前及花后的干物质累积量呈先增大后减小的趋势。产量随土壤含水率控制下限增高呈增加趋势,当计划湿润层深度为80 cm时,产量相对最高,同时耗水量也越多,而计划湿润层深度为60 cm时耗水量最少。计划湿润层深度越低,土壤含水率控制下限越高,冬小麦水分利用效率则越高。T60H处理的水分利用效率最大,为19.96 kg/(hm²·mm),比最小值T100L大21.0%。【结论】本试验条件下,计划湿润层深度为60 cm,土壤含水率控制下限设置为土壤有效含水率的60%时,冬小麦节水高产效果相对最优。     

昼夜增温条件下水分亏缺对不同生态型小麦幼苗生长发育的影响

以半冬性小麦品种西农2000和冬性品种兰天26号为材料,利用智能型程序型人工气候箱设置昼夜恒定温度梯度14℃(T1)、16℃(T2)、18℃(T3)和20℃(T4)4个,土壤含水量分别为饱和含水量的75%~80%(CK)、60%~65%(LW)和50%~55%(MW)3个梯度,研究温度和水分互作对不同生态型品种小麦幼苗生长发育的影响。结果表明,水分和温度对小麦幼苗生长发育均有显著影响(P0.05)。幼穗分化进程以T4CK处理缩短最明显,较最慢的T1CK处理平均缩短7d,温度对幼穗分化的影响效应高于水分;温度处理中,最高温度的T4(20℃)处理较T1(14℃)处理幼穗分化进程平均显著提前4.7 d,而适当水分胁迫尽管加快幼穗分化进程,但较充分灌溉CK无显著差异;在生长指标上,轻度水分胁迫LW有利于增加次生根数目、单株叶面积和干物质量,分别较充分供水CK平均增加22%、7%和14%,而次生根长和株高均表现降低,较CK平均降低7%、3%;随着昼夜温度升高,小麦株高、单株叶面积、次生根数目、次生根长度及单株干物质均相应增加,二者平均最大相差2.31、2.94 cm、2.0个、3.74 cm2、1.86 g,但水分、温度及品种互作对小麦株高、单株叶面积、次生根数目、次生根长及干物质均无显著影响。     

保护性耕作措施对豌豆和春小麦生长及产量的影响

通过不同覆盖方式(不覆盖,覆草,覆地膜)下保护性耕作试验,对套种春小麦和豌豆的生育期、基本苗数、干物质、土壤水分和产量进行调查和测定,研究春小麦和豌豆的产量及水分利用效率。结果表明,免耕覆膜、传统耕作覆膜条件下水分利用效率、产量明显高于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆的处理,而基本苗数和前期的干物质积累量却低于传统耕作不覆盖、传统耕作并将秸秆翻入、免耕覆秸秆和免耕不覆秸秆处理。因此,免耕覆膜、传统耕作覆膜种植是黄土高原西部半干旱区相对较好的保护性耕作措施。