用一步出流法测定土壤的导水参数

采用一次加压出流法测定土壤水分运动参数——土壤水扩散率的方法,结合逐次加压法,测定土壤水分特征曲线,便可求出土壤的非饱和导水率K(θ),方法简便,概念明确,仪器设备简单,一次试验可以同时测得非饱和土壤水分运动的全部参数。     

施肥对旱地土壤供水特征的影响

陕西渭北旱塬土壤剖面中不同土层土壤的供水能力不同，呈现出“波”状分布。施肥处理均表现为“低-高-低-高”形，CK在小于12．5％含水量时为“高-低-高-低”状，大于12．5％含水量时为“低-高-低-高”状。土壤剖面中有一水势最低的土层，该土层有随施肥量增加而下移的趋势，对旱农区有限水分的吸收和保持有重要作用，土壤剖面中不同土层土壤供水能力的“锯齿”状分布也很好地发挥了这种作用。施肥提高了土壤水势，降低了土壤的水容比，增强了土壤的供水能力，从而提高了土壤对干旱的适应性和抵抗力，土壤比水容量更好地反映了土壤的保水性能，而土壤水势和土壤水容比则更好地反映了土壤的供水性能，即土壤水对植物的有效性。     

灌水和施肥对温室滴灌施肥番茄生长和品质的影响

本研究目的在于分析滴灌施肥技术下,不同水肥耦合模式对温室番茄的生长和品质的影响。试验选取番茄惠玉0806为试材,设100%ET₀(I₁),75%ET₀(I₂),50%ET₀(I₃) 3个水分水平,外加高肥〔F₁(N 480 kg·hm^-2、P₂O₅ 240 kg·hm^-2、K₂O 300 kg·hm^-2)〕,中肥〔F₂(N 360 kg·hm^-2、P₂O₅ 180 kg·hm^-2、K₂O 225 kg·hm^-2)〕,和低肥〔F₃(N 240 kg·hm^-2、P₂O₅ 120 kg·hm^-2、K₂O 150 kg·hm^-2)〕3个肥料水平,共9个处理。结果表明：水肥条件的高低与株高及茎粗成正相关,I₂F₂处理其产量、干物质累积量和灌溉水利用效率均最高,依次为102 042.3 kg·hm^-2、37.19×10³ kg·hm^-2和37.3 kg·m^-3。对番茄品质而言,其灌水量和施肥量之间表现出明显的耦合交互作用,I₂F₂处理其番茄Vc含量(27.05 mg·100g^-1)、番茄红素含量(71.53 μg·g^-1)均最高,糖酸比(9.57)显著低于其余处理,其可溶性固形物含量(7.3%)较最高值I₃F₁低24.7%。综上分析,中水中肥(I₂F₂)模式,在高产的同时,其品质总体优于其它处理,极端水肥措施均不利于番茄生长及品质的提高。     

基于高光谱和机器学习模型的冬小麦土壤含水率监测研究

为及时获取大田作物根区土壤含水率(Soil moisture content, SMC),实现精准灌溉,运用高光谱技术,通过连续2年(2019—2020年)田间试验采集了冬小麦拔节期不同土层深度SMC及高光谱数据,构建了3类植被指数(蓝、黄和红边面积等三边光谱参数,与冬小麦根区SMC相关性最高的任意两波段植被指数和前人研究与作物参数相关性较好的经验植被指数)并筛选与各土层深度SMC相关系数最高的植被指数,随后将筛选后的植被指数作为模型输入,分别采用随机森林(Random forest, RF)、反向神经网络(Back propagation neural network, BPNN)和极限学习机(Extreme learning machine, ELM)构建冬小麦拔节期不同土层深度SMC估算模型。结果表明,绝大部分三边参数、任意两波段植被指数和经验植被指数在深度0～20 cm土层的SMC相关系数较20～40 cm和40～60 cm更高,在深度0～20 cm土层两波段组合构建的光谱指数与SMC的相关系数最高,均超过0.8,其中RI与SMC的相关系数最高,为0.851,其波长组合为675...     

基于地面高光谱遥感的大豆产量估算模型研究

为在田间管理中对作物产量进行估测,通过两年大田试验收集了大豆生殖生长期的高光谱数据及产量数据,基于各生育期一阶微分光谱反射率计算了7个光谱指数：比值指数（Ratio index,RI）、差值指数（Difference index,DI）、归一化光谱指数（Normalized difference vegetation index,NDVI）、土壤调整光谱指数（Soil-adjusted iegetation index,SAVI）、三角光谱指数（Triangular vegetation index,TVI）、改进红边归一光谱指数（Modified normalized difference index,mNDI）和改进红边比值光谱指数（Modified simple ratio,mSR）,使用相关矩阵法将光谱指数与大豆产量数据进行相关性分析并提取最佳波长组合,随后将计算结果作为与大豆产量相关的最佳光谱指数,最后将各生育期筛选出的与大豆产量相关系数最高的5个光谱指数作为模型输入变量,利用支持向量机（Support vector machine,SVM）、随机森林（Random forest,RF）和反向神经网络（Back propagation neural network,BPNN）构建大豆产量估算模型并进行验证。结果表明,各生育期（全花期（R2）、全荚期（R4）和鼓粒期（R6））计算的光谱指数与产量的相关系数均高于0.6,相关性较好,其中全荚期的光谱指数FDmSR与大豆产量的相关系数最高,达到0.717;大豆产量最优估算模型的方法是输入变量为全荚期构建的一阶微分光谱指数和RF组合的建模方法,模型验证集R2为0.85,RMSE和MRE分别为272.80kg/hm2和5.12%。本研究成果可为基于高光谱遥感技术的作物产量估测提供理论依据和应用参考。     

负水头条件下的土壤水分垂直一维入渗特性研究

通过室内模拟试验研究了3种土壤在不同负水头条件下的土壤水分垂直一维入渗特性,并基于Brooks-Corey模型,结合非饱和土壤水动力学方程,推导分析了负水头条件下土壤水分垂直一维入渗时累积入渗量、入渗率、湿润锋以及入渗时间之间的理论关系,并利用入渗试验资料检验了这些变量关系。同时,验证了Philip入渗公式在负水头条件下的适用性。研究结果表明:这些理论关系可以很好地描述负水头条件下的土壤水分垂直一维入渗特性。     

根系分区交替滴灌下水氮耦合对棉花氮素利用效率的影响

该文采用施氮量（N90、N180、N270）和灌水量（W140、W200、W260）3水平完全组合设计,研究水氮耦合对根系分区交替滴灌棉花氮素吸收和利用影响。结果表明：在根系分区交替滴灌下棉花干物质量和氮素含量随灌水量增加而显著提高,其中中氮高水耦合（N180 W260）是获取较高干物质量和氮素含量最为有效处理。从提高产量、氮素吸收和利用角度分析,比较产量相对较高的中氮高水（N180 W260）、高氮中水（N270 W200）和高氮高水（N270 W260）处理,N180 W260的氮肥吸收比例、N回收率、氮肥农学利用效率和表观利用效率最高,氮肥生理利用效率无显著差异。因此N180 W260是氮肥吸收和利用效率较高的水氮耦合处理,其显著提高棉花干物质量及氮素吸收性能,对于棉花水肥管理具有实际意义。     

滴灌施肥灌水下限和施肥量对温室番茄生长、产量和生理特性的影响

为探索有利于提高番茄生长和产量的温室滴灌施肥有效模式,试验设置了3个灌水下限[W1(65％θF)、W2(75％θF)和W3(85％θF)]和3个施肥水平[F1(低肥)、F2(中肥)和F3(高肥)],在设施栽培条件下研究了滴灌施肥不同灌水下限和施肥量对番茄植株生长、生理特性和产量的影响.结果表明:滴灌施肥条件下不同的灌水下限和施肥量对温室番茄生长、产量和生理特性都有一定的影响.在同一灌水下限条件下,增加施肥量可以显著提高番茄株高、叶面积、光合和蒸腾速率、干物质量和产量,但过高的施肥量反而不利于其生长、干物质累积和产量的提高;在同一施肥水平下,适当上调灌水下限可以显著增加番茄株高、叶面积和干物质量,过高的灌水下限不利于番茄的生长、光合速率和产量的提高.在试验的砂壤土中,W2F2处理最有利于番茄的生长、干物质的形成、产量和水分利用效率的提高.研究还表明,不同水肥处理条件下,番茄的产量与干物质量和叶片的净光合速率均呈显著的线性相关,番茄叶片的水分利用效率与净光合速率的变化关系均呈二次抛物线相关.     

不同沟灌方式下玉米根区矿物氮迁移动态研究

为探索交替隔沟灌溉下玉米根区矿物氮分布规律, 通过遮雨棚内微区试验, 研究了常规沟灌、交替隔沟灌和固定隔沟灌3 种沟灌方式对玉米根区硝态氮、铵态氮迁移的影响。结果表明: 交替隔沟灌溉根区硝态氮等值线和常规沟灌相似, 沟内硝态氮含量基本沿垄的中心对称分布。固定隔沟灌溉的湿润沟内硝态氮含量小于干燥沟, 施氮后非灌水沟硝态氮保持较高水平。收获时交替隔沟灌溉的根区硝态氮残留量比常规灌溉略高。与硝态氮分布相比, 铵态氮在根区土壤中的含量很小, 3 种沟灌方式在沟和垄中的铵态氮含量没有明显差异。     

陕西农业土壤持水性能及其与土壤性质的关系

用离心机法研究了陕西５种主要农业土壤持水特性。结果表明，土壤持水曲线用经验方程θ＝ＡＳ＾－＾Ｂ拟合最好，土壤持水量，孔径分布和比水容量都与土壤质地蜜切相关，同时受孔隙状况的影响。土壤持水量和无效水含量随土壤质地变粘而增大，土壤有效水含量有效水容量及比水容量以壤土高于砂性土和粘性土。土壤当量孔径的分布，以砂性土表成较大的胶也孔隙较多，细小的无效水孔隙较少，粘性土则相反。综合评定，持水力和供水力以黑垆