基于低空可见光谱的植被覆盖率计算

[目的]将低空遥感技术应用到水土保持设施验收中,从可见光谱遥感影像提取区域植被信息,提出可准确、客观计算水土保持设施验收指标中植被覆盖率的方法,以减少工作人员的业外工作量,提高测算效率。[方法]将仅含有可见波谱信息的低空遥感图像作为研究对象,在利用植被指数红绿比指数(RGRI),过绿指数(EXG),可见光波段差异植被指数(VDVI),归一化绿蓝差异指数(NGBDI)和归一化绿红差异指数(NRGRDI)分析图像波谱特性的基础上,采用双峰直方图法和最大熵值法确定各植被指数的阈值,再使用ENVI软件提取图像的植被信息,并计算植被覆盖率,与参照结果进行比对。[结果]利用可见光谱差异指数(VDVI)提取的植被信息精度高达95.32%。由此计算得到的植被覆盖率为54.43%,与实际情况最为接近。[结论]基于可见光谱遥感影像计算植被覆盖率的方法具有可行性,该方法人工干预少,结果准确度高,可为水土保持设施验收提供实时的数据支撑。     

淮安市化工企业地下水污染预测与风险评价

[目的]评价地下水污染风险,为同类建设项目及企业自环评的地下水污染预测与风险评价提供一种简单有效的新方法。[方法]建立基于过程模拟的溶质运移数学模型,对特征污染物高锰酸盐指数和镍的污染水平和污染范围进行预测,提出以保护地下水为目标的风险评价方法,以某化工厂为案例进行地下水污染风险评价。[结果]突发事故后100d,高锰酸盐指数最大迁移距离11.6m,镍最大迁移距离10.8m,分别超出厂界范围8.8和8.0 m;监测井2属较高污染风险等级,监测井3属中等污染风险等级。[结论]特征污染物在地下水中的扩散速度快,对水质影响严重,因而运行期须对污染源加强跟踪监测、定期检查污水池防渗性能。     

小波包-局部最相关算法提高土壤有机碳含量高光谱预测精度

高光谱遥感可以实现水稻土排水期有机碳含量的快速预测,但土壤反射率受多种噪声的影响,有机碳光谱信号探测受阻,预测模型性能低下,如何在去除噪声的同时最大限度地保持有机碳光谱信号十分重要。以原状新鲜水稻土为研究对象,采用Bior1.3小波系对反射光谱进行1~7层小波包变换,通过相关分析确定最大分解层;将原始反射率至最大分解层以内的各层光谱相关系数组成相关系数集,采用局部最相关算法(local correlation maximization,LCM)构造土壤有机碳最优光谱;最后基于最优光谱建立有机碳含量偏最小二乘预测模型并进行分析。结果显示:1)随着小波包分解层数的增加,土壤反射率与有机碳含量的相关性不断增强,到第6层达到最高,确定为小波包最大分解层;2)基于LCM构造的最优光谱比未去噪光谱平滑,比小波包去噪光谱保留了更多光谱细节;3)未去噪光谱、小波包去噪光谱和LCM最优光谱有机碳预测模型的验证决定系数分别为0.693、0.727和0.781,均方根误差为1.952、1.840和1.679 g/kg,残留预测偏差为1.85、1.97和2.17。小波包-局部最相关算法在去噪同时有效保持了土壤有机碳光谱信号,可提高水稻土有机碳含量高光谱预测精度。     

不同条件育秧提高水稻秧苗抗逆性的研究

稻麦轮作系统中,麦秸还田腐解产生的有毒有害物质可对下茬水稻幼苗产生不利影响,有效减缓或避免其负面影响对于水稻生产尤为重要,而筛选能够提高水稻秧苗抗性的育秧技术不失为重要途径。通过采用5种不同育秧条件对水稻秧苗进行抗性锻炼,以期提高水稻秧苗对麦秸还田条件的抗逆性和适应性,并在移栽后采取相同的栽培措施(氮素和水肥管理)对其进行评估。试验结果表明,干旱及低营养条件下育秧均降低了水稻株高、生物量以及叶绿素含量,且增加了水稻植株丙二醛含量和脯氨酸含量,使水稻的生长发育受到抑制;而施用秸秆、浇施秸秆腐解液以及酚酸混合液进行育秧的处理均增加了水稻株高、地上部鲜重、叶绿素含量、总根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数和平均根直径,且均降低了水稻植株丙二醛含量和脯氨酸含量,提高了水稻秧苗对麦秸腐解产生负面影响的抗逆性和适应性。通过在水稻育秧期添加适量麦秸、麦秸腐解液或酚酸混合液均可有效提高水稻秧苗对麦秸还田条件的适应性。     

不同微量元素叶面肥对草莓育苗生长的影响

将硼、钼和铁等微量元素复配成单一或复合叶面微肥,应用于草莓育苗,通过分析草莓生长情况,以确定硼、钼和铁肥的最佳施用量。结果表明:单施硼、钼、铁肥及配施叶面肥均能不同程度促进草莓繁苗数、母株的株高、净光合速率以及母株和子苗的叶面积、SPAD值和地上部和地下部的生物量。其中硼、钼对繁苗数、叶面积的促进效果较为明显,铁对叶绿素和光合作用的促进效果最为明显;总体来看,随着铁浓度的增加,其对母株叶面积、SPAD值、母株地上部和地下部生物量以及子苗的叶面积的促进作用更加明显,但高浓度的硼、钼促进作用则减弱,甚至对繁苗数产生抑制作用;不同微量元素的配施处理中,以硼和钼配施微肥效果最好,显著提高了草莓母株和子苗的地上部和地下部生物量。由此,本试验中0.2%硼肥、0.2%钼肥及各浓度的铁肥以及硼、钼配施为草莓育苗微肥的最佳施用方式。     

蚓粪施用方式对不同品种番茄生长和土壤肥力的影响

肥料的施用方式会影响有机肥料的分解和养分释放过程,且不同作物品种在养分需求方面也各有差异。蚓粪是一种能够改善土壤和促进植物生长的新型替代肥料。采用盆栽试验研究了蚓粪施用方式对不同番茄品种生长和土壤肥力的影响,盆栽试验设置为:两个番茄品种:金棚三号和艾瑞尔;4种施肥方式:单施化肥(CF);蚓粪表施(VS),即蚓粪与盆钵上部8 cm厚土壤混施;蚓粪中施(VL),即蚓粪均匀平铺紧邻8 cm处下方;蚓粪全土混施(VM),即蚓粪与所有土壤混合。结果表明:相比全土混施,蚓粪表施和中施更能增加番茄的茎叶生物量并且促进其对氮、钾的吸收;与单施化肥相比,蚓粪的效果更依赖于施用方式,蚓粪表施和全土混施比中施更能提高土壤pH和有机碳含量。在盛花期,无论番茄品种,土壤有效磷、速效钾含量都在蚓粪表施时最高;而在收获期,蚓粪表施和全土混施的有效磷含量高于中施处理。相比蚓粪中施和全土混施,表施降低了艾瑞尔的土壤矿质氮含量。总之,蚓粪的集中施用如表施和中施,能促进番茄生长及养分吸收,并且在不同品种之间效应一致。     

西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH_3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10%以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。     

庐山土壤有机质及氮磷钾含量与海拔关系研究

[目的]主要研究不同海拔庐山土壤的养分含量状况的差别。[方法]选择庐山地区3种典型土壤(山地红壤、山地黄壤、山地棕壤),分析不同层次中有机质、全氮、速效磷、速效钾的含量,阐明不同海拔土壤养分的垂直分布差异,以期进一步了解差异形成的原因。[结果]受自然因素(气候、温度、植被类型和凋落物等)和人为因素(不同的土地利用方式及污染等)的影响,土壤中的营养元素含量存在不同尺度的差异。不同海拔的土壤有机质含量与高度成正相关;土壤全氮含量随海拔升高而递增;速效磷含量有明显的空间差异,但与海拔无明显相关性;速效钾的含量与高度呈负相关,土壤总体养分含量为山地棕壤山地黄壤山地红壤。[结论]该研究对深入理解山地土壤垂直地带分布规律,提出土壤资源利用改良意见有积极意义。     

氮与生物质炭的关系研究进展

对铵态氮、硝态氮与生物质炭的关系研究进展与状况进行了综述,并分析了生物质炭可以减少氮的积累淋失量等原因。最后,对研究内容、结果以及不足之处进行了阐述与分析,进而提出了今后的研究方向。     

沼液在稻田的精确施用及其环境效应研究

为探究沼液在稻田中的适宜用量,通过田间试验,研究不同氮素水平的沼液(0、90、157.5、225、292.5、562.5 kg·hm~(-2))对水稻产量、氮素利用率、田面水无机氮动态变化、土壤残留无机氮以及稻田氨挥发的影响。结果表明,水稻籽粒产量随沼液氮素施用量的变化符合线性加平台模型,沼液在水稻种植中的最佳氮素施用量为213.9 kg·hm~(-2);施用沼液显著增加了田面水铵态氮浓度,施用沼液3 d后,田面水铵态氮浓度迅速降低,而田面水硝态氮初始浓度无明显变化;稻田氨挥发总量随沼液氮素施用量的增加而显著增加,且主要集中在沼液施用后的一周内,氨挥发所引起的氮素损失占沼液氮素量的14.52%~17.64%;等氮量施用的沼液和化肥相比,水稻产量、氮素利用率、氮素农学生产率和土壤残留无机氮均无显著差异,而单位稻谷产量的氨挥发量显著降低22.6%。由此可见,稻田合理施用沼液具有较好的经济效益和环境效益。