基于电磁感应技术的棉田土壤电导率时空异质性研究

土壤剖面盐分的分布位置和含量的三维可视化研究，对干旱区盐渍化土壤定额灌溉具有重要意义。通过采集4个不同时期的土壤表观电导率数据和同步采集的土壤剖面样品的室内测定电导率数据，利用多元线性回归方法构建了土壤剖面不同土层实测电导率与表观电导率之间的反演模型，采用三维反距离权重插值法(3D-IDW)实现了土壤盐分的三维可视化，在此基础上研究了新疆干旱区膜下滴灌棉田土壤剖面盐分的时空变化。结果表明：表观电导率与实测电导率之间具有较好的相关性，基于表观电导率数据构建的实测电导率反演模型的决定系数(R2)在0.82～0.99之间；基于3D-IDW的三维可视化技术可高精度地展示出盐分在土壤剖面中的分布位置和含量，不同时期土壤电导率交叉验证的R2均大于0.75；土壤电导率的三维数据统计结果表明，由于灌溉、覆膜和揭膜活动等人为因素和气温、蒸发作用、地下水水位等自然因素的作用，不同时期土壤剖面盐分的分布特征和含量均存在较大的差异，3月份土壤剖面盐分分布类型为均匀型，0～100 cm土壤剖面的电导率范围为0.78～0.88 dS?m-1，6、7和10月份为表聚型，6月和10月份的盐分主要集中分布于0～20 cm，0～20 cm的电导率分别为3.32和5.28 dS?m-1， 7月份的盐分主要集中于0～40 cm，0～40 cm的电导率为2.25～2.45 dS?m-1。研究结果对于精确棉田灌溉时间节点和灌水量具有指导作用。

Research on Spatio-temporal Heterogeneity of Soil Electrical Conductivity in Cotton Field Based on Electromagnetic Induction Technology