基于高光谱数据的农田土壤养分含量估测模型研究

【目的】快速、实时、准确、无损地获取农田土壤主要养分(全氮TN、全磷TP、全钾TK)含量的信息。【方法】运用各种土壤反射率的光谱特征分析技术,提取其最具代表性的敏感波段位置,建立土壤养分含量反演模型。【结果】建立估算模型中,预测TN含量以指数函数模型(Y_(TN)=0.000 5e~(4.700 3x NDI))为最佳;预测TP含量以一元三次函数模型(Y_(TP)=802.27x_(NDI)~3-412.32 x_(NDI)~2+72.357 x_(NDI)-3.318 9)为最佳;预测TK含量以一元三次函数模型(Y_(TK)=80 189 x_(NDI)~3-11 471 x_(NDI)~2+490.57 x_(NDI)+13.879)为最佳模型。【结论】通过模型精度评价和田间反复验证,基于归一化光谱指数NDI建立的高光谱遥感定量模型,能较好的反演土壤TN、TP、TK含量,达到良好的预测效果。     

基于高光谱数据提取土壤养分信息的研究进展

主要综述了利用高光谱遥感技术提取土壤养分信息的研究进展，论述了当前国内外学者通过高光谱遥感技术获取土壤养分信息的研究现状、存在的问题以及应用前景展望。旨在探索新疆绿洲农区如何应用高光谱遥感技术，分析、模拟、评价、预测土壤养分含量，促进高光谱遥感技术在田间农情监测、土壤诊断、水肥分区管理、作物科学种植中的应用，为新疆及兵团实施精准农业提供科学理论参考。     

施氮对不同质地滴灌棉田土壤硝态氮分布及棉花产量的影响

为了探究施氮对不同质地滴灌棉田硝态氮分布及产量的影响,采用温室土柱模拟的方法,研究了滴灌条件下不同质地土壤硝态氮分布迁移特征,分析了施氮对NO_3-N和棉花产量的影响。结果表明,在灌水量一定的条件下,在砂土、壤土中施氮量分别为256.00、287.34 kg/hm~2时,相应的氮素积累量最大,皮棉产量最高,土壤硝态氮主要集中分布在30~40 cm土层,有利于棉花根系的吸收,且分别比不施氮增产43.87%和44.92%。一定施氮量下,壤土硝态氮分布的均匀性优于砂土,并且根层20~40 cm土层硝态氮量高于砂土,且比砂土平均增产6.16%。砂土、壤土中硝态氮量在各生育期总体呈现"降-增-降"的变化趋势,并且收获前期施纯氮340 kg/hm~2处理60cm土层砂土硝态氮量的第二个峰值较壤土提高15.98%,在生育期末端砂土在深层的氮素积累高于壤土,存在继续向下淋失的风险。     

武夷山常绿阔叶林土壤有机碳和微生物量碳的动态特征

为了探讨常绿阔叶林关键区域土壤碳循环规律,在2010—2011年间,以武夷山常绿阔叶林不同土层土壤为对象,研究土壤微生物量碳（MBC）和土壤有机碳（SOC）的季节变化特征及剖面分布;分析森林土壤微生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物熵（qMB）的关系及其影响因素。结果表明,常绿阔叶林土壤微生物量碳含量的变化表现为：夏季、秋季较高,春季、冬季较低;而土壤有机碳含量的季节变化不明显。土壤微生物量碳和土壤有机碳在G1（0～10cm）表层土壤含量明显高于G2（10～20cm）和G3（20～30cm）,差异显著;而G2、G3土层之间差异不显著,但表现为自上向下显著递减的趋势;土壤微生物量碳与土壤有机碳、土壤微生物熵含量均表现出显著相关性（P〈0.01）。研究表明,表层土壤有机碳的累积量较高,土壤有机碳的积累对土壤微生物量碳具有重要的影响。     

Mehlich 3法在新疆棉花土壤养分分析中的应用

【目的】评价Mehlich3法(以下简称M3法)测定新疆棉区土壤速效有效磷、钾、铜、锌、锰等的可行性。【方法】用Mehlich3通用浸提剂测定新疆石灰性土壤中有效养分,对目前较普遍适用于棉花土壤的浸提方法与M3法相比较。【结果】两种方法浸提棉花土壤有效态P、K、Cu、Zn、Mn含量的相关性均达到极显著水平,相关系数分别为0.936 6、0.903 2、0.844 6、0.785 6和0.977 6;M3浸提剂测得各元素有效态含量均高于常用浸提方法测得各元素有效态含量,其中有效Mn的相差是最大的,达3倍,而Zn的结果相差不大。【结论】对M3方法及电感耦合等离子体光谱仪(ICP)精密度测定后认为M3方法结合ICP测定精密度高,结果稳定可靠。     

基于归一化光谱指数的土壤有机质含量空间分布状况研究

【目的】研究土壤主要养分含量特征信息的光谱预测值,使其更具直观性、空间性及科学性,为大尺度对农田的土壤养分空间分布状况获取、评价与科学管理提供依据。【方法】利用Arc GIS 9.3的普通克里格(Ordinary Kriging)插值方法,对小面积及大尺度试验区的土壤样本点进行有机质反演插值填图,并将实验室化学测定土壤有机质含量的实测值与其高光谱模型预测值进行Kriging插值填图比较,分析土壤有机质含量的实测值与预测值的空间分布状况差异。【结果】从小面积试验区到大尺度条田地块插值后的空间分布情况来看,土壤有机质含量的光谱预测值(基于归一化光谱指数NDI[495,485]预测)与实测值之间具有较好的相似性,预测效果较好。【结论】通过土壤有机质含量信息状况的空间分布填图来确定农田分区基本管理单元的适宜尺度,为实施大区域农田养分分区精量管理的划分,提出科学的平衡施肥方案,为适合新疆及兵团特色的精准农业管理、土壤养分快速探测、精量施肥等技术提供技术理论支持。     

1978-2014年新疆农作物受极端气候事件影响的灾情变化趋势分析

基于衢州地区5个气象站1973—2013年逐月气象要素,采用线性趋势倾向估计、相关分析、Mann-Kendall非参数检验、多元回归分析等方法,分析了蒸发量的变化特征及影响因素。结果表明：衢州地区中东部年及四季蒸发量呈显著上升趋势,特别是近10年蒸发增多趋势明显,西部年及夏、冬季蒸发量呈显著下降趋势,年蒸发下降速率小于中东部上升速率。衢州地区夏季蒸发最大,冬季最小,蒸发量月际变化呈单峰型,最大月为7月,衢州地区中东部年及四季蒸发量均发生突变,而西部只在年、春、夏、冬季发生突变。年蒸发量与相对湿度、水汽压、降水量呈负相关,与平均最高气温、温度日较差呈正相关。相对湿度、水汽压减少,气温上升,温度日较差增大是衢州地区中东部蒸发量上升的主要因素。     

鲜切西瓜隔夜冷藏后的食用安全性评价

为了解隔夜冷藏对鲜切西瓜食用安全性的影响,本研究参照国标GB 4789.2-2016检验方法对福州市售3种不同品种西瓜的新鲜切面、隔夜冷藏后切面和隔夜冷藏后切面表层下2cm处样品的菌落总数进行分析。结果发现隔夜冷藏后同一品种西瓜在新鲜切面、隔夜冷藏后切面和隔夜冷藏后切面表层下2cm处样品的菌落总数上均无显著性差异。同时采用基于细菌16SrRNA基因序列分析方法,对3种不同品种西瓜切面菌落总数平板内不同形态细菌菌落进行分析,结果表明不同形态细菌菌落归属于葡萄球菌属Staphylococcus,芽孢杆菌属Bacillus、肠杆菌属Enterobacter、埃希氏菌属Escherichia和欧文氏菌属Erwinia等5个属,多是空气和土壤环境常见细菌种类,且为致病性较弱的菌株类型。因此,鲜切西瓜在隔夜冷藏后不存在因细菌大量增殖导致的食用安全性问题。     

不同施氮量对滴灌春小麦根系时空分布、氮素利用率及产量的影响

为明确新疆干旱区滴灌春小麦不同施氮量对小麦根系的时空分布、氮素利用率及产量的影响。以‘新春19号’为试验材料,利用田间定位试验,研究在小麦拔节期、抽穗期、开花期及成熟期施氮量0kg/hm~2(N_0对照)、150kg/hm~2(N_1)、300kg/hm~2(N_2)、450kg/hm~2(N_3)4个处理,对小麦根系根长密度、根体积、根质量等在0~100cm土层的垂直分布、动态变化及产量构成因素和产量的影响。结果表明:开花期是各处理小麦根长密度、根体积与根质量变化最为剧烈阶段;0~20cm是各处理根量值(根质量、根体积、根长密度)最大层;施氮量适宜(N_2)时,表层根量增加,氮素利用率最高;施氮量过高(N_3)可获得较高的表层根量和产量,但导致最低的氮素利用率;施氮量过少(N_1)可获得较高氮素利用率,但土层根量和产量较低;氮素严重缺乏(N_0)导致表层土壤根系数量减少,影响养分吸收并导致产量最低。建议在新疆干旱区滴灌春小麦区域采用施氮量300kg/hm~2更有利于实现节肥和高产的统一。     

水质总氮测定方法的改进

针对碱性过硫酸钾紫外分光光度法测定水质总氮试剂空白值高的现象,通过提纯过硫酸钾试剂和改变氢氧化钠浓度对水质总氮测定方法进行了改进,降低了空白值,水样加标回收试验回收率达93.3%~96.8%。