基于landsat8的贵州省2015年农业干旱监测研究

在全球气候变暖背景下,干旱普遍发生,而农业干旱对国民经济发展的影响尤为明显,同时农业干旱还威胁着国家的粮食安全和生态安全。基于贵州省2015年不同季节的landsat8 OIL遥感数据,利用影像数据所获取的植被覆盖指数和地表温度数据,拟合植被指数(NDVI)和地表温度(LST)的特征空间,设计得到贵州省2015年春、夏、秋、冬四个不同季节的不同的土壤湿度,将TVDI作为监测农业干旱状况的指标,得到贵州省2015年的农业干旱时空分布图。结果表明,土壤含水率的高低与植被覆盖和地表温度有关,且TVDI更适宜中等植被覆盖的土壤湿度反演。贵州省2015年全年旱情较缓,各地区均不存在春旱或伏旱,只有冬季绝大部分地区土壤含水率较低,更有力地促进了农业干旱的发生。因此,对农业干旱的监测研究为贵州省农业干旱的监测管理提供有力依据,为今后减少农业干旱的影响和进一步促进农业社会经济可持续发展具有重要的现实意义。     

不同残膜量对番茄生长发育和产量的影响

通过田间试验,研究不同残膜量对番茄生长的影响,为合理使用地膜和推进残膜污染防控技术提供依据。试验设置了4个不同残膜量水平(0、200、400、600 kg/hm~2)对应CK、T1、T2、T3处理,测定番茄全生育期的土壤水分、株高茎粗、生物量和产量。结果表明,残膜阻碍水分的运移,0～20 cm的土壤含水率随残膜增多先增加后减少,20～50 cm含水率逐渐下降。番茄苗期株高茎粗表现为T1CKT2T3,开花坐果期处理CK、T1、T2的株高茎粗全都大于处理T3。茎叶干重、20～50 cm根系干重先升后降,最大值为T1,0～20 cm土壤中的根系因受到残膜的刺激作用根重逐渐提高,并且残膜对番茄生育前期生物量的影响大于生育后期。CK产量显著高于T2、T3处理4.80%和13.63%。由此可见,残膜过多会明显影响番茄的生长发育和产量,不利于农业的健康发展。     

不同材料覆盖对土壤水热及小麦产量的影响

针对传统聚乙烯白色地膜覆盖带来的作物早衰问题,试验以小麦为研究对象,设置不覆盖、有机肥、有机肥+白色地膜、白色地膜和黑色地膜覆盖5个处理,研究不同材料覆盖对土壤水分、土壤温度及小麦产量的影响。结果表明:小麦全生育期内,白色地膜、有机肥+白色地膜和黑色地膜处理间各土层含水率差异性不显著,但0-60cm土壤含水率均显著高于不覆盖和单施有机肥处理,起到了良好的土壤保墒效果。小麦苗期,各覆盖处理显著提高了耕层土壤温度,促进了小麦的壮苗和生长。拔节期施用有机肥和黑色地膜处理显著降低了耕层土壤温度,不同程度抑制了小麦前期过旺生长。小麦扬花期后,各覆盖处理土壤温度均显著低于不覆盖处理,一定的降温效应避免小麦遭受高温的危害,但受有机肥分解加速影响,灌浆期施用有机肥处理有一定的增温效应。各覆盖处理较不覆盖处理产量显著提高,且以黑色地膜和有机肥+白色地膜处理增幅最大,平均较不覆盖处理高26. 92%和23. 14%。黑色地膜和有机肥+白色地膜覆盖措施适宜在河套灌区小麦种植过程中推广应用。     

沂蒙山区金银花光合效率对土壤水分的响应

为探索抗旱灌木光合作用效率对土壤水分的响应特征与阈值效应，以沂蒙山区优势灌木金银花为材料布设盆栽模拟试验，通过人工灌水与植物自然耗水的方法进行控水处理，在不同水分梯度下测定分析了金银花的光合作用参数，并对土壤水分有效性进行了分级。结果表明:1）金银花叶片净光合速率（P_n）和水分利用效率（WUE）对土壤相对含水量（RSWC）具有明显的阈值响应规律，当RSWC分别为79.59%和47.43%时，金银花P_n、WUE达到最大值。当RSWC=29.71%时，制约光合效率的主要因子由气孔限制转为非气孔限制。2）确定了金银花光合作用的5个特征水分阈值:P_n水分补偿点、P_n水分均值点、P_n水分饱和点、WUE水分均值点和WUE水分高效点。同时，将金银花的土壤水分有效性划分了5个等级:高产高效水、高产中效水、中产高效水、低产低效水和无产无效水。3）田间水分管理时，为维持金银花较高的光合作用水平，应维持的土壤水分范围为:42.38%≤RSWC≤96.05%，避免土壤水分低于29.71%。研究结果可为沂蒙山区干旱逆境下金银花的风险诊断和田间水分管理提供科学依据。     

不同土壤水分含量对成熟期烤烟主要矿质元素和石油醚提取物的影响

[目的]研究不同水分处理对成熟期烟叶K等主要矿质元素和石油醚提取物的影响。[方法]通过盆栽试验,土壤水分分别为40%、60%、70%、80%,研究成熟期不同土壤水分对烟叶主要矿质元素和石油醚提取物的影响。[结果]随着水分含量增加,K含量降低;K346中部叶中K含量受土壤水分影响最大,云烟97下部叶中K含量受土壤水分影响最大。土壤水分和品种对烟叶中P、Ca、Mg、Na、B、Zn、Cu、Fe含量的影响均达极显著水平;相关分析表明,土壤水分和烟叶中Fe、P、Ca、Mg含量呈负相关关系。土壤相对含水率为40%和80%时,其石油醚提取物含量相对较低;土壤相对含水率为60%和70%时,其石油醚提取物含量相对较高。[结论]该研究为成熟期烟叶合理灌溉、提高烟叶内在品质提供理论依据。     

长武塬区苹果园和农田相互转换的深层土壤水环境效应

研究长武塬区苹果园和农田相互转换后0~1 000 cm土壤含水量特征，分析了苹果园土壤干燥化和苹果园转换为农田后土壤水分的恢复效应。结果表明：2、7、17、23、29 a苹果园200~1 000 cm的平均土壤含水量分别为22.8%、21.4%、16.8%、15.4%、14.9%。500~1 000 cm土层中，29 a苹果园平均土壤含水量（14.5%）高于23 a的果园（13.3%）；17~29 a的苹果园均表现为轻度干燥化；基于苹果园和农田转换后土壤水分变化情况估算，苹果园最大种植年限为21 a。苹果园转换为农田1、5、10 a后，农田200~1 000 cm土层土壤含水量分别为：15.3%、15.7%和16.2%，恢复到土壤稳定湿度以上的土层厚度分别为140 cm（1 a）、220 cm（5 a）和400 cm（10 a）。     

基于多源遥感数据的河套灌区干旱时空演变特征

利用中国气象局陆面数据同化系统（CLDAS）验证了2015—2016年土壤水分主动-被动微波数据集（SMAP）在河套灌区的适用性，基于土壤水分亏缺指数（SWDI ）和干旱周百分比（PDW）分析了作物生育期内灌区农业干旱时空演变规律，通过两个参考指标检验了SWDI在河套灌区的精度。结果表明：（1）SMAP在河套灌区的适用性较好；区域尺度上，SMAP和CLDAS的相关系数为0.65；栅格尺度上，约有69%的栅格表现良好（R>0.5），且多集中在灌区西南部和东北部。（2）严重干旱主要发生在4月下旬到5月中旬、7月下旬到8月下旬以及9月中旬到10月中旬，主要集中在灌区的西南部、中部和东部；2015—2016年PDW值略有增大，干旱事件的持续时间有所延长。（3）大气水分亏缺量（AWD）表征的气象干旱在时间上显示2 a内灌区干旱月份为5—8月；空间上，除去地形原因，SWDI和AWD的相关性较为显著，且有一半格点通过了显著性水平为0.01的显著检验，表明基于SWDI对河套灌区进行干旱状况分析具有较高的可信度。     

不同保水剂对土壤特性及烤烟生长的影响

为提高秦巴山区黄棕壤烟田的土壤性能,减少季节性干旱对烤烟生长的影响,以不施保水剂为对照,在烟田整地起垄前分别施入聚丙烯酸钾(K-PAM)、聚丙烯酰胺(PAM)和腐殖酸钾(KHm)3种保水剂,测定施用不同保水剂后的土壤容重、土壤水分和烤烟生长状况、常规化学成分及经济性状。结果表明,聚丙烯酸钾和聚丙烯酰胺保水剂均降低0～40cm土层土壤容重,在烤烟旺长期提高0～40cm土层土壤水分。不同保水剂均可提高烤烟常规化学成分含量,其中腐殖酸钾保水剂显著降低烤烟的糖碱比和氮碱比。聚丙烯酸钾保水剂提高烤烟的产量、产值、上等烟比例及净增产值,而聚丙烯酰胺和腐殖酸钾保水剂处理组则降低烤烟的净增产值。因此,建议秦巴山区黄棕壤烟田选用聚丙烯酸钾类保水剂。     

基于EM38-MK2的南疆干旱区表观电导率反演土壤水分研究

土壤水分含量是农田进行定额灌溉的基本参数,南疆地处干旱区,土壤水资源稀缺,实现田间定额灌溉更利于充分利用土壤水分。EM38-MK2快速和高效获取土壤水分含量数据,适时监测土壤水分含量,可成为农田精准灌溉的重要途径。用EM38-MK2测定轻度、中度和重度3个不同程度盐渍化区域土壤0～0.75 m和0～1.5 m的表观电导率,结合同步采集的0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm和80～100 cm土壤剖面剖面及室内测定含水量数据,对比三个不同盐渍化程度表观电导率反演土壤含水率模型精度,比较分区模型和全区模型的反演精度,分析土壤盐分含量对反演土壤含水率精度的影响。结果表明,用EM38-MK2对土壤含水率反演效果在轻度盐渍化表现最好,中度盐渍化次之,重度盐渍化较差。不同深度土层的分区模型精度均高于全区模型精度,分区模型R~2为0.73～0.88,RMSE低于全区模型,全区模型各层的RPD均低于1.5,不具备预测能力。土壤盐分含量对土壤水分的反演有影响,并且随土壤盐分含量的增加,反演精度下降。