杨-农复合系统土壤养分分布特征

以2年生杨-农复合系统为研究对象,通过对不同林分结构（密度、配置方式）杨-农复合系统及农田土壤养分的分布特征进行分析比较,探讨林分结构对杨-农复合系统土壤养分的影响规律。结果表明：（1）杨-农复合系统土壤含水率、pH值、有机质、全氮、全磷和全钾含量在0～20 cm和20～40 cm土层均存在明显的水平差异,但距杨树树行不同距离点土壤养分的变化规律性不明显,可能受杨树根系分布、土壤微生物、施肥以及耕作等的影响;3种模式杨-农复合系统土壤含水率、pH值均高于对照,全氮含量仅树干基部土壤低于对照,而全磷、全钾含量与对照间差异不明显;（2）4种类型土壤含水率、pH值、有机质、全氮、全磷和全钾含量在上下层间呈极显著差异(P<0.01),存在明显的垂直分布规律,且M₁模式上层土壤含水率、pH值、有机质、全氮含量高,全磷与全钾含量低,M₂与M₃模式多相反。     

基于物联网和LSTM的柑橘园土壤含水量和电导率预测模型

目的 构建柑橘果园环境信息物联网实时采集系统，建立基于物联网和长短期记忆(LSTM)的柑橘园土壤含量和电导率预测模型，为果园灌溉施肥管理、效果预测评估提供参考依据。方法 利用土壤温度、含水量、电导率三合一传感器，在柑橘果园中设置5个节点和1个气象站，通过ZigBee短距离无线通信和GPRS远距离无线传输，将果园气象数据和土壤墒情数据传输至远程服务器。利用LSTM模型建立气象数据与土壤含水量和电导率的预测模型，计算均方根误差(RMSE)和决定系数(R²)以进行性能评估。结果 物联网系统能够实现远程传输柑橘果园环境数据，建立了基于LSTM和广义回归神经网络(GRNN)的土壤含水量和电导率预测模型，模型在5个节点的数据集的训练结果分别为：LSTM模型训练的土壤含水量和电导率的RMSE范围分别为6.74~8.65和6.68~8.50，GRNN模型训练的土壤含水量和电导率的RMSE范围分别为7.01~14.70和7.60~13.70。利用生成的LSTM模型和气象数据进行拟合，将土壤含水量和电导率的预测值与实测值进行回归分析，LSTM模型拟合的土壤含水量和电导率的R²范围分别为0.760~0.906和0.648~0.850，GRNN模型拟合的土壤含水量和电导率的R²范围分别为0.126~0.369和0.132~0.268，说明LSTM模型的性能表现较好。结论 建立了柑橘果园环境的物联网信息传输系统，构建的基于LSTM的果园土壤含水量和电导率预测模型具有较高的精度，可用于指导柑橘果园的灌溉施肥管理。     

毛竹入侵对落叶阔叶林土壤理化性质和胞外酶活性的影响

【目的】研究毛竹（Phyllostachys edulis）入侵亚热带北缘落叶阔叶林对土壤理化性质和土壤胞外酶活性的影响,为探究毛竹入侵条件下森林生态系统养分循环过程与固碳潜力及森林的毛竹入侵治理提供科学依据。【方法】在毛竹入侵样带上,选择落叶阔叶林（麻栎林Quercus acutissima）、竹阔混交林（混交林）和毛竹林3种林分为研究对象,采集其林下地表0~10 cm土壤,进行土壤理化性质和土壤酶活性的测定,包括土壤pH、含水率和有机碳、全氮、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、全磷、有效磷含量,以及β-葡糖苷酶（BG）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AcP）、酚氧化物酶（POX）、过氧化物酶（PER）活性和酶计量(V_C/N、V_N/P、V_C/P),比较不同林分的土壤指标。【结果】①随着毛竹入侵,毛竹林土壤pH值和含水率显著增大,且与混交林、麻栎林差异显著（P<0.05）;其土壤有机碳、NO^-₃-N和全氮含量显著下降（P<0.05）,NH⁺₄-N、有效磷和全磷含量与混交林、麻栎林差异不显著。②土壤碳、氮和磷循环相关的水解酶（BG、NAG+LAP、AcP）活性均随毛竹入侵呈下降趋势,氧化酶（POX、PER）活性变化趋势与之相反;酶计量分析表明,毛竹林土壤的V_N/P显著低于混交林和麻栎林（P＜0.05）,而V_C/N、V_C/P在不同林分间差异不显著。③酶活性的矢量分析表明,毛竹林土壤微生物的磷限制程度高于混交林和麻栎林。④土壤水解酶活性与土壤有机碳、NO^-₃-N、全氮、有效磷含量或pH有显著相关关系,氧化酶活性与土壤性质相关性总体不显著。【结论】毛竹林取代落叶阔叶林（麻栎林）后,土壤有机碳和养分含量及相关水解酶活性降低,不利于原有落叶阔叶林土壤碳库与养分库的保存。     

普通小麦种子活力综合评价方法研究

分析不同小麦品种种子活力的相关指标，建立可靠的小麦种子活力综合评价模型，有助于选育高活力小麦品种。将104份小麦材料自然老化6个月后，进行标准发芽试验8 d，测定发芽势（X₁）、发芽率（X₂）、发芽指数（X₃）、苗高（X₄）、苗鲜重（X₅）、根鲜重（X₆）、根表面积（X₇）、根平均直径（X₈）、总根长（X₉）和根系总体积（X₁₀）；采用多样性统计、相关性分析、聚类分析、主成分分析和隶属函数法对小麦种子活力进行综合评价。结果表明种子活力多数指标间呈显著相关性，存在信息重叠。利用隶属函数值法计算种子活力的综合评价值（D值），将104份材料分为高活力、较高活力、中活力和低活力4个等级，其中高活力材料4份。通过逐步回归方程建立了小麦种子活力综合评价方法的数学评价模型：VP=﹣0.171﹣0.025 X₁﹣0.074 X₂ + 0.012 X₄ + 1.923 X₅ + 1.650 X₆ + 0.004 X₇ + 0.236 X₈ + 0.048 X₁₀ (R²=0.999)。利用建立的最优回归方程预测供试材料的活力，预测值（VP）与D值达到0.001水平的极显著正相关。结果表明在筛选高活力品种时可以忽视发芽指数和总根长，重视发芽势、发芽率、苗高、苗鲜重、根鲜重、根表面积、根平均直径和根系总体积，并且这种综合评价方式更加精准有效。     

舟山海岛地区土壤盐分与电导率的关系

在舟山市4个县区采集38份土壤样品,采用电导率法和质量法分别测定土壤电导率（EC1∶5）和含盐量,同时测定土壤中Ca2+、Mg2+、K+、Na+等4种盐分离子的含量。结果表明,Ca2+与土壤含盐量、EC1∶5值之间呈显著正相关关系（P＜005）,Mg2+、K+、Na+与土壤含盐量、EC1∶5值呈极显著正相关关系（P＜001）;土壤含盐量（x）与EC1∶5（y）存在极显著线性相关关系,两者的回归方程为：y=0006 7x+0004,（R2=0987 4**）,利用该方程计算得到的土壤含盐量数值与实测值较接近,平均相对误差为496%,说明此回归方程可以用于该区域土壤电导率与含盐量之间的换算。     

长期不同培肥对苏打盐碱地稻田土壤盐碱指标和养分含量的影响

为探讨长期不同培肥措施对苏打盐碱地稻田土壤盐碱化参数和养分含量的影响,本研究利用运行10年的长期定位施肥试验,采集了不施肥处理（CK）、无机肥配施处理（NPK）、有机肥单施处理（M）、有机肥与无机肥配施处理（MNPK）和秸秆还田配施无机肥处理（RNPK）的0~60cm土壤样品并进行分析。结果表明,随着土层深度的增加,各处理土壤pH、电导率、碱化度和Na⁺、Cl^-、CO₃^2-+HCO₃^-含量逐渐增加,土壤阳离子交换量和K⁺、Ca²⁺+Mg²⁺、SO₄^2-、有机质、速效养分含量逐渐降低。施肥处理均较CK处理降低了土壤pH、电导率和碱化度等盐碱化参数,以及Na⁺、Cl^-和CO₃^2-+HCO₃^-等有害盐分含量,增加了阳离子交换量及K⁺、Ca²⁺+Mg²⁺和SO₄^2-等有益盐分含量,提高了有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量。与CK处理相比,M和MNPK处理土壤盐分含量显著降低（P<0.05）,土壤有机质和速效氮含量显著提高（P<0.05）。NPK处理土壤电导率有增加趋势,0~20cm土壤电导率较CK处理增加了7.1%。因此,从地力培育的角度来讲,苏打盐碱地稻田施用有机肥或有机肥与化肥配施有利于土壤盐碱的降低和地力的持续提升。     

天津滨海地区土壤含盐量与电导率的关系

[目的]建立天津滨海盐渍区（以Na＋-Cl-为主类型）土壤含盐量与电导率之间的换算关系。[方法]采用烘干残渣法测定土壤含盐量,并与电导率公式求算的土壤含盐量进行比较,以验证建立的关系式是否有效。[结果]测定土壤浸提液电导率具有操作简单、快速、准确的特点,在一定盐度范围内,电导率与含盐量呈直线相关关系。经测定分析,天津滨海盐渍区电导率与含盐量的回归关系式为：y（%）=0.0033EC5∶1-0.6736,r=0.9917,达到极显著水平;实证检验结果表明,公式求算与烘干残渣法的平均误差为3.88%,满足生产实践的精度要求。通过对滨海盐渍区（Na＋-Cl-类型）其他经验公式的对比分析,发现该关系式对整个环渤海盐渍区均有较高的实用价值。[结论]当土壤含盐量超过1.6%或2.0%时,建议仍以烘干残渣法测定为好。     

60日龄瓦氏黄颡鱼选育群体形态性状对体重的影响分析

为探明瓦氏黄颡鱼（Pelteobagrus vachelli）形态性状与体重的关系，以同一批次繁殖的60日龄瓦氏黄颡鱼幼鱼为研究对象，测定了体长（X₁）、全长（X₂）、最大体高（X₃）、肛门处体高（X₄）、尾柄高（X₅）、吻-背鳍前端（X₆）、背鳍基长（X₇）、背鳍后端-脂鳍前端（X₈）、脂鳍基长（X₉）、脂鳍末端-尾鳍基（X₁₀）、胸鳍前长（X₁₁）、背鳍前长（X₁₂）、腹鳍前长（X₁₃）、臀鳍前长（X₁₄）、尾柄长（X₁₅）、头高（X₁₆）头宽（X₁₇）和体重（Y）共18个生物学性状，运用表型值统计、相关分析、通径分析、回归分析，以及生长曲线拟合等方法，研究了形态性状与体重的关系。结果表明：18个生物学指标中，体重的变异系数最大，为19.10%，说明瓦氏黄颡鱼体重具有较大的选择潜力；瓦氏黄颡鱼主要形态性状（X₈、X₁₀除外）与体重均呈极显著（P<0.01）的相关性，其中，X₄与体重的相关性最强（0.921）；通径分析结果显示X₄、X₁₂对体重的直接作用呈极显著水平（P<0.01），X₅对体重的直接作用呈显著水平（P<0.05）；X₄、X₁₂、X₅对体重共同决定系数达0.919；逐步回归分析剔除回归系数不显著的变量，建立了形态性状（X₄、X₁₂、X₅）与体重（Y）的多元回归方程Y＝﹣5.210 + 3.594X₄ + 1.415X₁₂ + 3.308X₅（R² = 0.920）；X₄与体重的最佳拟合模型为Y=2.410 + 7.161 lnX；X₅、X₁₂与体重的最佳拟合模型分别为Y = e^{3.258-1.061/x}、Y=e^{3.816-4.977/x}。结果可为瓦氏黄颡鱼选育提供参考。     

马铃薯淀粉加工废水还田利用对土壤养分及重金属的影响

为了研究马铃薯淀粉加工废水还田利用对农田土壤养分及重金属的影响，选取宁夏固原市6家马铃薯淀粉生产企业，分别采集施用与未施用马铃薯淀粉加工废水的农田土壤样品，通过配对样本t检验和综合指数评价分析土壤养分及土壤重金属含量的变化。结果表明：农田土壤各项重金属指标配对样本t检验结果P>0.05，表明施用与未施用马铃薯淀粉加工废水的各企业农田土壤中各项重金属含量无显著差异；各企业土壤环境综合指数配对样本t检验结果P>0.05，表明施用马铃薯淀粉加工废水的农田土壤整体环境质量与未施用的相比无显著差异，与土壤各项重金属配对样本t检验分析结论相互印证。土壤养分配对样本t检验结果P<0.05，施用马铃薯淀粉加工废水的农田土壤各项养分含量显著提高，参考北京市土壤养分分等定级标准的综合指数评价法分析，农田土壤养分由未施用马铃薯淀粉加工废水时的中级（土壤养分综合指数I=53）水平提升到施用后的高级（I=83）水平。研究表明，马铃薯淀粉加工废水还田利用在增加土壤肥力的同时不会造成农田土壤重金属含量的显著变化。     

秸秆和植被覆盖对江苏滨海盐土土壤盐分变化的影响

研究秸秆覆盖和植被（田菁）覆盖条件下滨海盐土土壤水盐的动态变化规律,为沿海滩涂盐碱地脱盐改良提供依据。本研究以含盐量6.98 g·kg^-1的滨海盐土为研究对象,设置秸秆覆盖和种植田菁2种覆盖处理,以裸地为对照,研究不同覆盖处理对滨海盐土土壤含水量和土壤盐分动态变化的影响。结果表明：秸秆覆盖下的土壤含水量（27.58%）显著高于田菁覆盖（26.70%）和裸地（26.61%）,后两者差异未达显著水平。处理1年后0~20、20~40 cm土层的秸秆覆盖、田菁覆盖和裸地不同处理间土壤含盐量的差异均达显著或极显著水平;秸秆覆盖处理的脱盐率为田菁覆盖处理的2倍。回归分析表明裸地和田菁覆盖下土壤盐分含量与累积降雨量的关系可用二次多项式拟合,田菁覆盖下的淋洗方程（EC_a/EC_i与D_w/D_s间的关系）可用三次多项式拟合;而秸秆覆盖条件下土壤盐分含量与累积降雨量的关系、淋洗方程均表现为指数函数关系y=ae^bx（P<0.01）。秸秆覆盖条件下滨海滩涂0~40 cm土层脱盐80%需要386.8 mm的累积降雨量。结果表明秸秆和植被覆盖技术在江苏滨海盐土可获得较好的脱盐效果,具有较好的应用前景。     

不同土地利用方式对土壤含水量、pH值及电导率的影响

以林芝地区八一镇5种植被类型下土壤为研究对象,研究其土壤剖面(0—50 cm)的含水量、pH值及电导率分布特征。结果表明,土地利用方式影响了土壤含水量、pH值和电导率在垂直剖面上的空间分布,尤其以表层(0—20 cm)土壤含水量和电导率受影响最为明显。草地土壤含水量表现出明显的“表聚”效应,即随着土层加深,含水量呈降低趋势。在区域空间上,土壤含水量和电导率具有较强的空间变异性,而土壤pH值的空间变异性较小。随着土层加深,各层土壤含水量和电导率之间的变异性逐渐减小。     

新型矿基土壤调理剂对滨海盐土理化性状和水稻产量的影响

以自主研发的矿基土壤调理剂为试验材料,采用盆栽方法研究了土壤调理剂不同施用量(0、5.0、7.5、10.0、12.5 g·kg^-1)对滨海盐土理化性状[pH值、土壤电导率(EC),及有机质、全氮、碱解氮、速效钾、有效磷含量]、水稻养分吸收和产量的影响。结果表明,施用土壤调理剂后,土壤pH值、EC值和速效钾含量与不施土壤调理剂的对照相比显著(P<0.05)降低,而土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量,水稻秸秆、籽粒中的全氮、全磷和全钾含量,以及水稻株高、生物量和产量显著(P<0.05)增加。水稻的有效穗数、每穗粒数、株高、千粒重、生物量和产量与土壤pH值和EC值呈极显著(P<0.01)负相关,与土壤的有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量呈显著(P<0.05)正相关,与速效钾含量无显著相关性。各施用量下,以10 g·kg^-1处理的效果最优。研究结果可为合理应用土壤调理剂改良滨海盐土、提高水稻产量提供理论依据。     

Effects of salinity on the soil microbial community and soil fertility

Saline area is an important reserve resource of arable land, however, the effects of soil microorganisms on the soil fertility in saline coastal ecosystems remain poorly understood. The salinity effects on soil microorganisms, nutrient availabilities and their relationships were studied in soils along a salinity gradient. A total of 80 soil samples were collected from 16 sites at four salinity levels(non-saline soil, salt content1 g kg–1; low salinity soil, salt content=1–2 g kg–1; middle salinity soil, salt content=2–4 g kg–1; high salinity soil, salt content4 g kg–1). The results showed that the salinity increased soil pH and exchangeable Na percent, but decreased soil organic matter, soil exchangeable K, and soil microbial biomass. Both the abundance and community composition of soil bacteria and fungi were significantly different between the non-saline and the saline soils. The predominant genera of soil bacteria(Planctomyces and Archangium, positive for carbon fixation) and fungi(Hydropisphaera, efficient in lignin degradation) changed with the increasing soil salinity and the decreasing soil organic matter. In summary, soil salinity changed the abundances of soil bacterial, fungal, and arbuscular mycorrhizal communities and, subsequently, affected their function in saline coastal ecosystems.     

竹炭型土壤调理剂对土壤水盐运移及分布的影响

应用化学改良剂是改良利用盐渍土的重要措施之一。竹炭型土壤调理剂(Bamboo-charcoal Soil Amendment,BC)能有效改善土壤的物理结构,但其用量至关重要。本文按照BC占干土的比例设置为0‰、4‰、8‰、12‰、16‰、20‰,通过盐化潮土的一维垂直入渗试验,探求改良轻度盐渍土的较适宜BC用量范围。结果表明:1)施用BC能够增大湿润锋运移深度,增加土壤累积入渗量。相同历时(240 min)情况下,施用BC处理的湿润锋移动深度较CK分别增加4.5%、11.9%、10.2%、15.3%和17.6%,累积入渗量较CK分别增加5.1%、18.4%、11.2%、23.5%和23.6%。2)添加BC可以改变土壤水分的分布特征,随BC用量的增加,0～10 cm土层含水率呈减小趋势,10～30 cm土层含水率呈增大趋势。3)各BC处理的土壤浸提液电导率随土层深度增加呈增大趋势,土壤盐分分布呈"底聚型";土壤湿润区中Cl-和Na+在剖面上均呈"L"型分布;4)综合土壤水盐的剖面分布及其数量特征,BC施用量为8‰时,对土壤的改良效果最好,但此用量的实际应用效果有待进一步验证。     

田间试验方法确定非饱和土壤水分运动参数

用田间试验确定土壤水分运动参数,由于所测定的土壤吸力较低,得不到完整的土壤水分特征曲线,应用受到了限制.对蒸发量大的干旱地区,在田间一定区域,使其土壤与其周围土体隔离,从而可以测得土壤的较高吸力.以土壤水动力学理论为基础,首次在新疆运用田间试验的方法计算确定了土壤水分运动参数,是一种简便的实用方法.     

日光温室内土壤温度对土壤含水率变化的影响

为探究土壤表层的含水率随土壤温度变化的规律,以呼和浩特地区的日光温室室内土壤为研究对象,利用土壤水分-温度传感器测试土壤含水率和土壤温度,采用Gaussian函数多峰拟合和线性拟合方法对土壤温度与含水率的关系进行拟合分析。结果表明:在3个试验区域的不同深度土层内,土壤含水率随土壤温度的变化均呈现线性变化规律,且越接近土壤表层,线性关系越显著。通过拟合方程得到的含水率计算值与实测值相对误差小于5%。本研究对日光温室内土壤环境的监测与控制具有指导意义。     

土壤墒情(旱情)监测与预测预报系统的设计与开发

以组件式GIS软件为开发平台,建立了北京地区土壤墒情监测与预测预报系统。该系统包括土壤墒情信息采集、土壤墒情站信息管理、土壤墒情空间分布显示、土壤墒情监测、土壤墒情预报及土壤墒情信息输出等功能模块,可对土壤墒情进行实时监测,做出土壤墒情分布图、等值面图等,直观反映北京地区土壤墒情趋势。同时,系统还可利用增退墒模型、人工神经网络模型和时间序列模型进行土壤墒情预测和预报。现该系统已有38个墒情固定站和120个墒情巡测站,并已投入使用。实际应用结果表明,该系统解决了目前墒情固定站投资过高且数量不足的问题,能够满足北京市土壤墒情预测预报要求,可为北京地区防旱、抗旱提供可靠的科学依据。     

保水剂对土壤的物理性质与水分入渗的动态影响

保水剂在农业上的应用对于缓解干旱具有重要的意义,但其应用后会发生降解而最终失去保水作用,因此了解其在降解过程中引起的土壤物理性质的动态变化及水分运动的机理,是其能否正确应用的关键,本试验以保水剂在农业应用中的典型用量为基础,研究了保水剂对土壤的物理性质动态影响及一维土壤水分。结果表明,保水剂施入土壤后其性能不断衰减是导致土壤物理性质不断变化的最根本原因;土壤中施用保水剂后土壤的质量饱和含水率明显增加,饱和导水率降低,但随着保水剂性能的逐渐衰减,饱和含水率呈现下降趋势,饱和导水率呈现上升趋势;施入保水剂后土壤的扩散率是一个曲面,并且随着保水剂自身性能的衰减,呈现逐渐扩展的趋势;施用保水剂后土壤入渗的湿润锋前进速度下降,这主要是由于施用保水剂土壤的饱和含水量增加和保水剂膨胀堵塞土壤孔隙造成的;通过对施用保水剂土壤的扩散率和导水率的分时段研究,最终建立施用保水剂土壤的一维水分运动方程,试验证明其可行,且精度在允许的范围内。     

Calculation of soil electrical conductivity using a genetic algorithm

The aim of this paper is to present an optimization methodology based on a genetic algorithm to obtain the soil electrical conductivity and its respective thicknesses. The method uses an experimental conductivity curve generated from the measurements made in the soil. This experimental curve is compared with a theoretical electrical conductivity curve produced by a genetic algorithm. The theoretical curve is based on Sunde’s algorithm and is exactly the inverse process of soil horizontal stratification into multi layers. The comparison between the two curves provides the error produced by the soil stratification process. Using the obtained values of electrical conductivity, the method intends to estimate characteristics such as water content, texture and salinity of the subsoil layers.