南方丘陵稻田土壤全磷、有效磷高光谱特征与反演模型

以土壤高光谱反射率为研究对象,对江西省赣州市兴国县不同全磷、有效磷含量稻田土壤的光谱曲线特征进行研究。对比分析了同一种光谱反射率变换形式下土壤全磷、有效磷与高光谱反射率的相关性,提取了全磷和有效磷的高光谱敏感波段,建立了基于反射光谱特征的南方丘陵稻田土壤全磷、有效磷高光谱反演模型。结果表明,在350~1 100 nm这一波段,土壤全磷、有效磷含量与光谱反射率相关性呈同增同减,在1 101~1 700 nm这一波段,土壤有效磷含量与光谱反射率相关性要大于土壤全磷。通过分析兴国县稻田土壤全磷、有效磷含量与光谱反射率18种数学变换的相关系数,提取全磷的敏感波段为534、1 090 nm,有效磷的敏感波段为365、1 631、2 223 nm。通过SPSS软件进行不同线性拟合,发现多项式回归模型能较好地预测全磷、有效磷含量,预测相对分析误差(RPD)分别为1.43、1.54,能够为稻田土壤全磷、有效磷含量预估提供参考。     

南方丘陵稻田土壤全钾和速效钾高光谱特征与反演模型研究

以兴国县稻田土高光谱反射率为研究对象,对比分析了同一种光谱反射率变换形式下土壤全钾、速效钾与高光谱反射率的相关性,提取了全钾和速效钾的高光谱敏感波段,建立了基于反射光谱特征的南方丘陵稻田土全钾、速效钾高光谱反演模型.经分析可知,在355～620 nm波段,土壤全钾、速效钾含量与光谱反射率相关性同增同减,而在621～2 250 nm波段内,土壤全钾含量与光谱反射率相关性要大于土壤速效钾;通过分析兴国县稻田土全钾、速效钾含量与光谱反射率18种数学变换的相关系数,提取全钾的敏感波段为602、804 nm,速效钾的敏感波段为602、1 058、1 638、2 214 nm;采用偏最小二乘回归,利用高光谱指数构建的反演模型能较好地预测全钾、速效钾含量,模型建模的相关系数和验证系数都较高,基于速效钾含量建立的南方丘陵稻田土高光谱反演模型预测能力较好.     

土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

 【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳（DOC）含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元,对两个景观单元进行密集采样（0～20 cm）分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为（159.2±75.8） mg•kg-1和（90.035.4） mg•kg-1,其中低含量样本均以稻田土壤为主,其平均值分别为（46.7±14.9） mg•kg-1和（68.023.1）mg•kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主,红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%,红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值（DOC/TOC）显示,两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值（0.24%和0.44%）亦明显低于其它利用方式土壤（0.90%～1.50%）。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量,同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤（如旱地和果园）,林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异,位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。     

基于无人机多光谱与地面高光谱遥感的土壤主要养分含量估测

耕地土壤作为农业资源的重要组成部分,是我国农业生产的基本资源与保障条件。山原红壤作为云南典型的土壤类型,在云南的农业生产与经济发展中发挥着重要作用。通过多光谱与高光谱遥感结合技术,对山原红壤主要养分含量的高光谱特性进行了研究分析,研究了土壤主要养分含量的多高光谱特性、筛选出了各养分含量的特征波段。而后,通过多光谱波段变换、植被指数合成、构建高光谱土壤指数,与山原红壤主要养分含量进行了相关分析。通过分析得出,多光谱拟合模型效果整体不佳,仅钾元素与合成光谱存在相关性,拟合模型R²大于0.5,有良好的拟合意义。高光谱指数相关性及拟合模型效果较多光谱都有所提升。其中,支持向量机拟合模型效果最佳,R²均在0.75以上,适合用于土壤养分含量估测。     

湘南丘陵红壤持水特征及水分状况的研究

在湘南丘陵坡地第四纪红壤上连续定位测定土壤含水量,研究了湘南丘陵红壤的周年土壤水分状况。采用压力膜技术,测定了实验区红壤的土壤水分特征曲线,分析了红壤的持水和保水特征。结果表明：湘南丘陵第四纪红壤,质地粘重,水稳性微团聚体发育,持水性强,释水力差;湘南丘陵红壤区,降水丰富且季节性变化大,土壤含水量季节性变化明显。坡地红壤的土壤水分状况可划分为四个土壤水分时期：土壤潮湿期（冬-春季）、土壤水分耗损期（夏初）、土壤干旱期（夏季-秋初）和土壤水分补充恢复期（秋末）。湘南坡地红壤普遍存在季节性土壤干旱,多表现为夏秋连旱,对作物生产危害很大。文中还提出了旱地农业土壤水分调控原则。     

河谷平原茭田土壤与丘陵红壤酸度组成的比较

对缙云县河谷平原茭白田土壤与周围丘陵红壤酸度组成的比较研究表明,虽然两组土壤的pH变化范围和平均值非常接近,但丘陵红壤交换性酸和交换性铝含量明显高于茭白田土壤,前者交换性酸和交换性铝最高值分别为后者的2.6和2.7倍,交换性酸和交换性铝平均含量分别为后者的4.1和5.1倍。茭白田土壤交换性氢占交换性酸的比例明显高于丘陵红壤,前者为后者的3.1倍。分析认为,河谷平原土壤黏粒含量较低,其对酸的缓冲能力较弱,容易发生酸化。     

冬闲田稻草覆盖的环境效应

稻草覆盖和裸田休闲是我国南方双季稻区的两种主要的冬季休闲模式.以湖南红壤丘陵双季稻作区为研究区域,以耕层土壤温度、湿度、田间冬季杂草生长、CO2气体排放为主要指标,研究了稻草覆盖与裸田越冬两种冬季休闲模式对稻田土壤温、湿度和碳通量的影响.结果表明,冬季稻田覆盖稻草能显著提高0～5 cm表层土壤温度和0～15 cm耕层土壤的水分含量,抑制冬季田间杂草生长,并显著提高向大气的CO2排放通量,致使冬闲稻田由大气CO2汇转变为CO2源.但是,如果考虑覆盖稻草输入的有机碳量,覆盖休闲则可增加土壤碳的库容量.     

云南植烟土壤磷素肥力状况

对云南烟区植烟土壤683个土样磷素含量进行分析,结果表明,云南烟区大多数植烟土壤全磷和速效磷含量都较低,且分布不均.速效磷含量平均为25.05 mg/kg,全磷含量平均为0.95 g/kg.不同烟区土壤速效磷含量大小依次为:滇中烤烟区、滇东烤烟区、滇西烤烟区、滇东南烤烟区、滇西南烤烟区、滇东北烤烟区;全磷含量大小依次为:滇东烤烟区、滇中烤烟区、滇东南烤烟区、滇西烤烟区、滇西南烤烟区、滇东北烤烟区.不同植烟土壤速效磷含量大小依次为:红壤、水稻土、紫色土、黄壤;全磷含量大小依次为:红壤、水稻土、黄壤、紫色土.     

南方典型稻区稻米镉累积量的预测模型研究

为了更好地指导镉污染稻田土壤修复、管控稻米镉风险,本文以我国镉污染风险较大的南方稻田为研究对象,基于土壤与稻米配对样品,分析稻米镉含量与土壤理化因子的相关关系,并通过逐步回归分析,建立稻米镉累积量的预测模型。结果表明,我国南方稻区稻米镉累积量主要取决于土壤有效态镉含量而非全镉含量,有效铁、有效锰及有机质含量也是影响稻米镉含量的重要因素;在不考虑水稻品种条件下,采用土壤有效态镉含量、有效锰、有效铁及有机质可较好预测稻米镉积累量,模型的预测能力达到极显著水平(P0.001),决定系数(R2)为0.52;针对常规稻和杂交稻,以上述4个土壤因子分别建立的模型也可实现较好预测(P0.001),R2分别为0.47和0.67。     

盐碱化及养分投入对稻田土壤基础肥力的影响

通过施肥和不施肥处理,研究水稻收获后盐碱化稻田土壤养分状况,旨在明确盐碱化及养分投入对稻田土壤基础肥力的影响,为盐碱地水稻生产配方施肥提供理论依据。结果表明,不论施肥与否,土壤盐碱化均导致土壤全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾含量下降;全钾含量变化略有不同,未施肥情况下,盐碱土壤全钾含量降低,施肥后,反而升高。化肥施入后,各处理全氮、全磷、速效磷含量相应增加,速效氮含量却相应下降,全钾、速效钾含量的变化受土壤类型和品种的影响较大。     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。     

黑土有机培肥对土地生产力及土壤肥力影响研究

20年定位监测结果表明,有机肥与化肥配施处理,可显著提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量。其中,高量有机肥与氮、磷、钾化肥配施处理耕层有机质与全氮含量比试验前分别增加39.0%和30.7%。化肥与有机肥长期配施对土地生产力贡献优于相应化肥单施。N素化肥生产力贡献率72.9%,与有机肥配施对土地生产力贡献率92.2%,增产贡献率86.0%,比氮、磷、钾化肥处理增产贡献率高1.8%。有机肥对土地生产力贡献为80.3%,无肥处理贡献率为39.6%。高量有机肥与氮、磷、钾化肥配施对土地生产力贡献居首,能有效增加土壤养分含量,是提高生产力水平和培肥地力的最佳施肥结构。     

水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应

【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下（25℃,100%空气湿度）培养100 d,研究了5个水分梯度下（45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量）水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下（45%、75%、105%WHC）土壤的可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式（水田和旱地）及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田（45%-90%WHC）和旱地（45%-75%WHC）土壤有机碳的累积矿化率（量）随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短（水田为5.23-7.57 a,旱地为6.79-12.87 a）。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%-3.94%和1.66%-3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内（水田：45%-90%WHC;旱地：45%-75%WHC）,提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳（DOC和MBC）无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率（量）,在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。     

土壤含水率和盐分对土壤电导率的影响

基于电流－电压四端法的“polar-dipole array”形式,以壤土作为研究对象,对土壤含水率和土壤盐分与土壤电导率之间的相互关系进行了试验研究,结果表明,在土壤盐分和含水率2个相关因素中,土盐分对土壤电导率的影响较土壤含水率要大得多。     

土壤分类研究回顾与中国土壤分类系统的修编

中国在第二次土壤普查（二普）中,由百余名土壤科学家共同制定了中国土壤分类系统,作为二普用规范性文档,二普后作为国标在全国推荐使用。对二普分县调查资料的首次汇总显示,从分县资料提取出的土壤分类名与国家标准发布的分类名存在一定差异。为对与国标不符的土壤类型名进行审核和修编,同时弄清中国现有两套土壤分类系统之间,以及这两套系统与世界土壤资源参比基础（WRB）之间的关联,对土壤分类研究进展及存在问题进行了回顾与分析。本研究显示,土壤发生学是各国进行土壤分类的共同基础,虽然理论基础相同,由于不同国家和地区所处气候带不同,拥有的土壤资源类型和人均资源量不同,经济与科技发展水平不同,采用的分类原则、命名规则、地面调查方法和采样量各有差异,最终形成的分类系统各不相同。受各国语言习惯和已有分类系统影响,也受近年来在土壤调查中对了解成土过程需求在弱化的影响,对各国土壤分类系统的整合进展并不顺利。对不同语言土壤分类系统的比较显示：中国国标分类系统更符合汉语语言特征,特别是高层级分类中的60个土类命名,能较好表达中国主要土壤类型的典型特征,易于专业及非专业人员对土壤类型及成土过程的认知,且推广应用时间已有30多年,在全国影响较大,应继续采用。国标分类系统不便进行国际交流的问题应通过建立其高层级分类,特别是国标中60个土类与世界参比基础的关联加以解决。研究表明,将土壤分类名限定于对成土过程的描述,有利于分类系统的稳定和对主要土壤类型成土过程的认知,在层级结构上对分类系统的不断调整,或将成土过程以外的土壤质量评价引入分类系统,将导致繁冗的土壤分类名,弱化对成土过程认知。由于土壤发生分类信息是进行土壤功能性状调查、评价和分类的重要辅助信息,将土壤分类限定于描述发生分类还有利于将其用于阐明土壤肥力、土壤环境和土壤健康功能性状。根据上述观点,对分县资料中土壤类型名进行了编审,土类按照国标发布的60个土类进行了归并,亚类进行了适度归并,在土属和土种名编审中,则对名称中源于现场调查的土壤分类信息尽量予以保留。     

不同土壤改良剂对番茄苗期土壤微生物及理化性状的影响

运用盆栽试验,对连作5年的番茄土壤施用不同浓度的磷石膏、醋酸及禾康3种土壤改良剂,研究其对番茄苗期土壤微生物、土壤理化性状及生长发育的影响。结果表明,施用磷石膏及禾康土壤改良剂后,土壤有效微生物菌群数量显著增加(P0.05),土壤有机质和营养物质含量也显著增加(P0.05),对番茄生长发育有一定的促进作用。施加醋酸处理后,土壤微生物主要类群数量显著减少,土壤pH及其他营养物质显著降低,对番茄生长发育无明显促进作用。综合来看,禾康土壤改良剂的改良效果最好,磷石膏其次。     

不同肥力红壤旱地玉米产量和土壤基础地力的变化特征

试验选择红壤旱地上不同培肥措施的土壤,分别代表不同肥力水平的土壤:即荒地土(低肥力)、茶园土(中肥力1)、花生地(中肥力2)和菜园土(高肥力),通过设置施肥与不施肥盆栽试验,研究不同肥力水平红壤旱地的基础地力贡献率和肥料贡献率。结果表明:施肥可以显著提高玉米产量,各肥力水平的玉米产量的变化趋势为菜园土花生地茶园土荒地土,在红壤旱地上,有机培肥措施不仅可以提高作物产量,而且可以提高土壤肥力和基础地力对产量的贡献率。     

昆明市石灰岩红壤与玄武岩红壤土壤含水量对比研究

选取昆明白龙潭和花联两地的石灰岩红壤和玄武岩红壤进行土壤水分研究,结果表明:石灰岩红壤和玄武岩红壤的天然含水量、田间持水量差异很小;但石灰岩红壤的有效含水量比玄武岩红壤低5.856个百分点,初始凋萎湿度比玄武岩红壤高4.023 5个百分点,永久凋萎湿度比玄武岩红壤高4.406 5个百分点,最大吸湿水比玄武岩红壤低4.572 5个百分点。因此,昆明地区石灰岩红壤与玄武岩红壤土壤有效含水量的差异是造成这2种土壤上植被生长状况存在明显差异的重要原因。     

Analysis of Soil Variability Measured With a Soil Strength Sensor

In the context of precision agriculture, the knowledge of soil strength variability at the field scale may be useful for improving site-specific tillage. Moreover, rapid and accurate sensing methods for soil physical properties determination would favourably replace labour-intensive, time-consuming and expensive soil sampling and analysis. This study aims at validating conclusions of a previous study which was conducted to develop and test a soil strength sensor in field conditions. The coupled acquisition of the sensor's signals and the corresponding DGPS positions allowed establishment of maps for the three measured outputs, namely the horizontal force (F _x ), the vertical force (F _z ) and the moment (M _y ). In order to study the relationships between measured forces and soil physical parameters, a series of soil properties were measured on soil cores collected in 10 reference plots. Significant correlations were found between F _x and the average resistance to cone penetration at 25 cm depth (r = 0.95) and between F _x and average soil moisture at 30 cm depth (r = –0.95). These relationships were similar to those found in the first study. This sensing method proved its capability to characterise within-field soil variability.