Voxler软件在棉田土壤含水量时空变异研究中的应用

为研究棉花主要生育时期的土壤含水量时空变异及其可视化方法,使用Voxler软件进行三维可视化绘图,分析了花铃期（7月10－19日）棉花单作、棉花/二月兰、棉花/苕子3种模式下土壤含水量时空分布特征。结果表明,利用Voxler软件对数据处理分析进行三维可视化表达,可更加直观准确地掌握整个棉田土壤含水量的时空分布及其变化;该时段3种种植模式的土壤含水量以棉花/苕子最高,棉花/二月兰次之,单作棉花最低,且均为底层高于表层。     

长期连作棉田土壤养分空间分布

为了准确量化农田土壤养分的空间分布,以长期连作棉田为研究对象,采用空间网格取样法在田间取样,使用空间统计学理论和方法进行计算,对未采样点进行最优无偏估计,研究长期连作棉田的土壤养分空间分布。研究结果表明,土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量在垂直方向上,从0到100 cm均呈现下降的趋势; 水平方向上,在棉行（水平位置0 cm、70 cm）附近含量较高,棉行中间（水平位置30～50 cm范围）含量较低。 土壤可交换性镁在垂直40～60 cm土层含量较低,表层和底层土壤含量较高;土壤可交换性钙在土壤中分布差异不明显。研究结果可为提升棉田土壤质量和棉田精准施肥提供依据。     

不同种植方式棉田土壤水分动态变化研究

研究了不同种植方式棉田土壤水分动态变化规律。结果表明:在棉花连作10年的不同种植方式中,棉田土壤水分表现出不同的变化规律,在水稻→冬麦-绿肥→棉花种植方式中,所有年限土壤含水量在不同生育期呈现高~低~高的V字型规律性变化。     

福建县级区域耕地土壤养分时空变异研究

运用地理信息系统和地统计学相结合的方法,研究福建沿海县级区域耕地土壤主要养分指标——有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异规律,并按照肥力指标法对耕层土壤进行养分分级。结果表明,空间上,从县级区域耕层土壤分析,不同地块土壤养分含量变化差异大;空间变异结构也存在较大差异,晋江速效养分表现为结构性因素影响,而闽侯表现为结构性因素和随机性因素共同作用;建立了土壤养分空间分布图,分析其空间分布规律;按照肥力等级划分,该区域耕地氮素表现为部分区域缺乏,钾素大部分区域严重亏缺,磷素大部分区域盈余;时间上,以土壤速效磷为例,与20世纪80年代第2次土壤普查资料对照,其含量有所增长,从农田养分平衡角度也证实了该区域大部分耕地土壤累积磷素。     

南疆棉田土壤质量特征初步研究

以南疆棉田土壤为研究对象,采用主成分分析方法对土壤养分、盐分、生物指标进行分析,结果表明：土壤有机质、全氮、速效钾、速效氮、微量元素是土壤养分的主成分;总盐、Na^＋、K^＋、SO4^2-、Cl^-、Mg^2＋是土壤盐分的主要成分;微生物、转化酶和过氧化氢酶是土壤生物的主要成分。针对当地棉田提出科学施肥以及盐碱治理的建议。     

南疆膜下滴灌棉田土壤盐分动态分布特征研究

膜下滴灌容易造成土壤盐分的积累,而土壤盐分积累是农业生产的重要制约因素,因此研究膜下滴灌棉田土壤盐分的空间动态分布特征,对指导当地的棉花栽培具有重要意义。本研究利用便携式野外土壤水分盐分测定仪,通过连续定点监测棉田宽行、窄行距地表15 cm、25 cm的盐分变化,分析其土壤电导率的动态变化特征,结果表明：在整个生育期,膜下滴灌棉田的电导率在0.19～4.94 ms·cm^－1,土壤电导率的变化与棉田滴水时间直接相关,在滴水前与滴水后,土壤电导率差异显著;但滴水前土壤电导率的日变化与滴水后土壤电导率的日变化不明显;滴灌棉田行间膜下15 cm、25 cm土层土壤电导率值的日变化不明显;花期、铃期、吐絮期滴水前在窄行和宽行的25 cm处,电导率都比15 cm处高,但灌水后电导率差异不大;收获期不再滴水的情况下,宽行的盐分比窄行的高;行间不同深度的土壤电导率随生育期的变化趋势基本相似,从花期到收获期土壤盐分含量逐渐降低。     

网格数学方法在棉田水分运动研究中的应用

精确定量土壤水分在土壤剖面的时空变化对变量灌溉和施肥具有重要意义。利用空间统计学的网格取样方法,在土壤剖面每间隔20 cm自动监测并记录棉田土壤水分状况,研究了非灌溉期和灌溉期不同点的土壤水分的时空变化。研究结果表明,不同点上土壤水分的时空变化随深度增加不断减少,并且不同点上水分的时空变化具有明显的空间异质性。     

福建龙岩烟区植烟土壤pH时空变异研究

为了了解龙岩烟区植烟土壤pH的时间和空间分布情况,本文采用传统统计学和地统计学相结合的方式,进行了龙岩烟区植烟土壤pH的时空变异研究。结果表明：1982、2001、2011年龙岩烟区植烟土壤pH分别为5.34、5.03、5.23,土壤酸化得到有效抑制;1982、2001、2011年土壤pH半方差函数模型分别为线性模型、线性模型、指数模型。空间分布上,1982、2001、2011年高值区域分别呈现块状、点状、块状;不适宜种植烤烟的地区呈现先上升后下降的趋势,最适宜区面积减少。     

南疆不同产量棉田土壤盐分特征研究

以南疆不同产量棉田土壤为研究对象,采用相关分析和主成分分析评价南疆棉田土壤盐分特征,结果表明:土壤盐分组成主要为Na++K+、SO42-、Ca2+,Cl-和HCO3-含量较少。低产田土壤盐分均比其它产量土壤高,表明土壤盐分含量是棉花产量的限制因子之一。主成分方向表明,第一主成分综合反映土壤盐化过程,第二主成分反映土壤碱度特征,土壤含盐量、SO42-、Ca2+是棉田盐渍化状况的特征因子。     

基于MIMICS模型的麦田地表土壤含水量反演研究

为尝试联合应用光学与微波遥感数据反演小麦覆盖区土壤含水量的可行性,收集了2014年3月28日RADARSAT-2微波数据和2014年3月24日Landsat8光学数据,同时开展了地面同步试验,测量了49个点的地面数据.首先根据地面实测数据优化了光学遥感反演地表小麦含水量模型,然后利用MIMICS 模型和AIEM模型模拟研究区后向散射系数生成训练数据集,再以Matlab为平台建立BP神经网络、SVM(Support Vector Machine)、MEA-BP (Mind Evolutionary Algorithm-Back Propagation)神经网络、LS-SVM(least squares support vector machine)方法模型,构建小麦覆盖区地表土壤含水量反演模型,最后利用地面实测数据对反演模型进行了精度验证.结果表明,以LS-SVM方法构建的小麦覆盖区地表土壤含水量反演模型的精度最好,其RSME为0.010,相对误差为6.57％.说明联合应用光学与微波遥感数据,并结合简化MIMICS模型构建小麦覆盖区地表土壤含水量反演模型,其反演精度较高且具有可行性.     

基于Voxler的棉花冠层温度空间分布的应用

棉花冠层温度信息与作物的水分状况密切相关,是对作物水分进行快速诊断,从而提高水分利用效率的关键指标。本研究利用田间机器人获取棉花冠层内不同空间位置的叶片温度和空气温度等参数,用Voxler软件进行后期数据分析,构建棉花冠层温度空间模型,可为作物实时状况的精确诊断提供理论依据,为今后开展精准灌溉研究提供参考。     

棉花中赤霉素和脱落酸的时空变化

通过在棉花生长的关键时期(现蕾期、初花期、打顶前和打顶后),研究了棉花上部、中部和下部叶片中赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)含量的时空变化。结果表明:中棉所49的初花期上部叶片和打顶后的中部叶片的GA3含量高于中571,其余时期各部位均低于中571;中棉所49上部叶片中ABA含量在初花期高于中571和F1(中571×中棉所49),中部和下部叶片中ABA含量在初花期到打顶前均高于中571;中棉所49上、中、下3个部位叶片中GA3与ABA含量的比值在初花期到打顶前均低于中571。     

棉花玉米素(Zeatin)和吲哚乙酸(Indoleacetic acid)的时空变化

在棉花生长的关键时期,研究了棉花上部、中部和下部叶片中玉米素(Zeatin,ZA)和吲哚乙酸(Indoleacetic acid,IAA)含量的时空变化。研究结果表明:中棉所49上部叶片中ZA含量在现蕾期、初花期、打顶前均高于中571;IAA含量变化趋势和中571相反,在初花期和打顶前高于中571和(中571×中棉所49)F_1,打顶前IAA含量分别是中571和(中571×中棉所49)F_1的1.03和1.02倍,差异达显著水平;ZA/IAA含量比值在现蕾期、初花期、打顶前分别是中571的1.06,1.12,1.32倍。中棉所49中部叶片ZA含量从现蕾期到打顶后一直高于中571,现蕾期、初花期、打顶前、打顶后分别是中571的1.20,1.16,1.02,1.26倍,差异显著;ZA/IAA含量比值在现蕾期、初花期、打顶前、打顶后时期是中571的1.20,1.17,1.03,1.26倍。中棉所49下部叶片中IAA含量一直保持缓慢上升趋势,现蕾期、初花期、打顶前均低于中571。本研究不仅明确了激素在不同棉花品种中的时空变化规律,也为培育理想株型的机采新品种提供一定的依据和参考。     

轮耕对冬小麦田土壤酶活性时空变化的影响

为了解轮耕对土壤酶活性的影响,采用田间定位试验,比较和分析了秸秆还田和不还田条件下,连续3年常规耕作(3C)、1年深翻+2年常规耕作(DP2C)、2年深翻+1年常规耕作(2DPC)和连续3年深翻(3DP)处理的冬小麦田土壤酶活性时空变化特点。结果表明,秸秆还田和深翻均可提高0~40cm土层土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性,其中秸秆还田后平均增幅分别为24.92%、9.20%、6.66%和11.04%,经深翻处理后平均增幅分别为5.33%、6.26%、2.02%和3.43%。随着土层深度增加,各处理土壤酶活性逐渐降低,2DPC和3DP处理相对3C处理20~40cm土层4种土壤酶活性降低幅度较小。秸秆还田配合2DPC、3DP土壤耕作处理不仅能提高酶活性,也有利于酶在土壤中均匀分布。     

前茬小麦不同耕作方式对土壤含水量和夏玉米产量的影响

2009年采用大区试验,在前茬小麦免耕和耕作方式下,自然条件下对夏玉米田进行土壤含水量变化及夏玉米产量比较研究。结果表明,2009年夏玉米整个生育期降雨量为339.5 mm,前茬小麦两种耕作方式在不同时期不同土层的土壤平均含水量都在13%以上,并且两种方式不同土层平均含水量差异不显著;在夏玉米需水高峰期,相应的有效降水使土壤含水量能够满足夏玉米生长的需要。前茬小麦免耕和耕作下玉米平均产量分别为7 839.2、8 074.5 kg/hm2,差异不显著。因此,前茬小麦免耕可节省劳动量,防止水土流失,保护土壤结构,消除犁底层对作物根系生长与养分吸收的影响。     

稻田土壤水分优化调控技术研究

1992年进行了在水稻分蘖后期采用不同灌溉排水技术措施的试验,以研究其调节土壤水分状况及其对水稻生长发育的影响。试验结果表明,在农艺措施相同情况下,充分利用雨水蓄水灌深水,可以控制无效分蘖,提高成穗率,具有较好的生理效应。无论早、晚稻,降雨有效利用量均有所提高,从而获得节水增产之效。     

不同密度水平下棉株各时期含水率分析

试验设12 000株/hm2、21 000株/hm2、30 000株/hm2、39 000株/hm2、48 000株/hm2和57 000株/hm26个密度水平,分别研究棉花单株、叶、茎和根在不同时期的含水率并作相互比较。结果表明：从密度水平来看,当48 000株/hm2时,单株含水率可达到较高水平,最高为82.92%;而不同密度水平下棉花单株、叶、茎和根的含水率随时间变化的趋势大致相同,均在6月初时最低,7月初和7月底时分别出现峰值。单株和棉叶含水率均以7月下旬最高（分别为82.69%～83.40%和8