基于Quickbird遥感影像的农田管理分区划分研究

 【目的】以高空间分辨率Quickbird遥感影像作为管理分区划分的数据源，结合地面土壤养分采样数据进行管理分区划分研究。【方法】在对数据进行空间变异分析的基础上，采用3种不同的分区方式对研究区进行田块尺度内管理分区的划分：1）利用土壤养分数据划分管理分区；2）利用冬小麦遥感长势信息划分管理分区；3）利用土壤养分信息结合冬小麦长势信息划分管理分区。【结果】与划分前的地块变异情况相比，利用土壤养分数据进行管理分区划分的方法，在很大程度上提高了不同分区内土壤的均一度，而光谱指数和产量的变异系数也有所降低；利用光谱数据进行管理分区划分，土壤养分的变异系数总体上有所减低，但降低的幅度小于利用土壤养分数据划分的管理分区，光谱指数和产量的变异系数都有大幅度降低；利用土壤数据结合光谱数据进行管理分区划分，土壤养分和光谱指数以及产量的变异系数普遍降低。【结论】在划分管理分区时，综合考虑土壤养分和光谱数据的空间变异情况是最佳选择，但当缺乏土壤养分数据时，利用遥感影像进行管理分区的划分也是可行的。     

土壤样品规范化管理系统设计与实现

土壤样品是开展各项土壤研究的基础,为对土壤样品进行规范化、科学化的管理,本文以条码技术为基础设计并开发了土壤样品规范化管理系统,包括土壤样品管理、样品查询、数据管理和用户管理4个模块。用户可通过对土壤样品进行资料录入、分配存储位置、打印条码标签等操作完成入库过程,出库过程通过条码扫描、出库信息录入等操作完成;样品查询模块提供综合查询、扫码查询、地图查询等多种方式查询样品名称、采样地点、存储位置等信息;系统的数据管理和用户管理功能方便对系统数据和用户进行管理。经过运行测试,系统性能稳定,功能基本可满足小型土壤样品库管理的需求。     

不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。     

论土壤环境质量重金属标准的独立性与依存性

土壤环境质量重金属标准的独立性与依存性是指其土壤环境标准赋值时的依据。依据土壤背景状况所建议之土壤自然质量保护基准值或目标值,视为赋值的独立性;而将土壤作为资源利用或健康与生态风险评估时所规定之元素的限量值,称为赋值的依存性。文中讨论了土壤环境质量标准制定的原则与方法,论述了独立性、依存性和两者之间的关系。土壤环境质量标准赋值的独立性是主动保护土壤资源的需要,通常以背景值为依据获得土壤自然质量保护基准值,它不以土壤资源利用的差异而改变,是保护土壤自然环境质量的目标值;可以土类为单元制定全国标准,土壤重金属可用总量标示。土壤环境质量标准赋值的依存性是土壤作为资源利用的需要,基准或标准受制于多种因素,因而具有依存性和相对性,很难给出一个全国的统一标准,可由产业部门和地方单位制定,以重金属总量或可提取态标示均可。就农产品产地而言,可从食品污染物限量或其他合适的指标推导土壤临界值。在全面考虑土壤环境质量的独立性和依存性的基础上,建议土壤环境质量的保护应该从简单的依靠质量标准,过渡到以污染物负载容量为依据的管理模式——一个新的土壤环境质量的管理思路,它强调了外源物质的动态平衡,以切实保障土壤资源的可持续利用、坚守18亿亩耕地红线和粮食安全。     

不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤的细菌群落多样性差异

土壤细菌群落在蔬菜栽培中发挥着重要作用.基于DNA和RNA水平,利用PCR-DGGE技术研究了不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤细菌群落多样性差异,以及土壤理化性质与细菌群落多样性的关系.结果表明:不同栽培方式下土壤细菌多样性存在明显差异,土壤微生物的优势种群和数量受有机、常规栽培和季节影响,有机栽培较之常规栽培能够显著增加土壤细菌群落多样性;聚类分析表明,16S rDNA细菌群落多样性与季节相关,而16S rRNA细菌群落多样性与栽培方式相关;差异条带测序显示,大多细菌与不可培养细菌种属有较高同源性,其余9种推测属于假单胞菌属;CCA分析说明pH是影响土壤细菌群落多样性的主要因素,有机栽培土壤中微生物生物量C、N以及有机质含量显著高于常规栽培土壤.综上,有机栽培能够丰富活性细菌群落多样性,具有土壤优化效应.     

Using a systems modeling approach to improve soil management and soil quality

Soils provide the structural support, water and nutrients for plants in nature and are considered to be the foundation of agriculture production. Improving soil quality and soil health has been advocated as the goal of soil management toward sustainable agricultural intensification. There have been renewed efforts to define and quantify soil quality and soil health but establishing a consensus on the key indicators remains difficult. It is argued that such difficulties are due to the former ways of thinking in soil management which largely focus on soil properties alone. A systems approach that treats soils as a key component of agricultural production systems is promoted. It is argued that soil quality must be quantified in terms of crop productivity and impacts on ecosystems services that are also strongly driven by climate and management interventions. A systems modeling approach captures the interactions among climate, soil, crops and management, and their impacts on system performance, thus helping to quantify the value and quality of soils. Here, three examples are presented to demonstrate this. In this systems context, soil management must be an integral part of systems management practices that also include managing the crops and cropping systems under specific climatic conditions, with cognizance of future climate change.     

养分管理措施对干热河谷火龙果土壤肥力的影响

为阐明火龙果地不同养分管理方式下土壤矿质养分变化特征,揭示土壤肥力质量变化规律,设置施用农家肥（farmyard manure,FM）、套种绿肥（alfalfa,AF）、施用生物有机肥（bio-organic fertilizer,BOF）与凋落物覆盖（litter coverage,LC）4种养分管理方式,通过分析不同处理的土壤肥力指标变化,明确不同养分管理方式对火龙果地土壤肥力质量的影响。结果表明：不同养分管理方式的土壤理化性质变化规律各异,在LC方式下pH低于7,呈弱酸性,其余养分管理方式下均呈弱碱性;LC对土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、有效磷（available phosphorus,AP）、有效锰（available manganese,AMn）、有效铁（available iron,AFe）等土壤养分增效显著,AF对SOC、全氮（total nitrogen,TN）、全钾（total potassium,TK）增效作用较弱,FM以及BOF下SOC及多数有效态元素含量相对较低;土壤速效养分受到pH的影响较大,大量元素与微量元素多呈极显著正相关;不同养分管理方式的土壤质量综合指数表现为,LC（1.793）>AF（0.949）>FM（-0.995）>BOF（-1.747）。LC为土壤养分积累较为适宜的管理方式,其次为AF,FM次之,BOF对土壤养分的积累效应最低,但其对提高作物产量具有较好的作用。     

养分管理措施对干热河谷火龙果土壤肥力的影响

为阐明火龙果地不同养分管理方式下土壤矿质养分变化特征,揭示土壤肥力质量变化规律,设置施用农家肥（farmyard manure,FM）、套种绿肥（alfalfa,AF）、施用生物有机肥（bio-organic fertilizer,BOF）与凋落物覆盖（litter coverage,LC）4种养分管理方式,通过分析不同处理的土壤肥力指标变化,明确不同养分管理方式对火龙果地土壤肥力质量的影响。结果表明：不同养分管理方式的土壤理化性质变化规律各异,在LC方式下pH低于7,呈弱酸性,其余养分管理方式下均呈弱碱性;LC对土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、有效磷（available phosphorus,AP）、有效锰（available manganese,AMn）、有效铁（available iron,AFe）等土壤养分增效显著,AF对SOC、全氮（total nitrogen,TN）、全钾（total potassium,TK）增效作用较弱,FM以及BOF下SOC及多数有效态元素含量相对较低;土壤速效养分受到pH的影响较大,大量元素与微量元素多呈极显著正相关;不同养分管理方式的土壤质量综合指数表现为,LC（1.793）>AF（0.949）>FM（-0.995）>BOF（-1.747）。LC为土壤养分积累较为适宜的管理方式,其次为AF,FM次之,BOF对土壤养分的积累效应最低,但其对提高作物产量具有较好的作用。     

千年桐生态林近自然经营对土壤酶活性的影响

为探讨近自然经营对千年桐林地土壤酶活性的影响规律,在近自然经营和常规经营的千年桐生态林中分别选取3块样地,于每块样地中取土样测定其土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶及多酚氧化酶活性。结果表明,近自然经营的千年桐林5种土壤酶的活性均高于常规经营的千年桐林,其中脲酶和多酚氧化酶活性显著增强。千年桐近自然经营可提高林地土壤质量,有效解决人工林经营产生的土壤问题,可在近自然林业经营中推广应用。     

中国农业土地利用管理对土壤固碳减排潜力的影响

 人类活动影响气候变化的一个重要因素是土地利用的变化,尤其是农业土地利用与管理。在中国面对全球气候变化形势的巨大压力的背景下,研究农业土地利用管理与土壤碳汇的关系,探讨农业土地利用管理对土壤固碳减排的影响,对提高我国农业土壤固碳减排潜力具有一定作用。利用国内外文献资料,分析了中国农业土地利用管理对土壤碳汇功能及其土壤固碳减排潜力的影响。结果表明,国内外大量研究显示,农业不仅是温室气体的主要排放源之一,同时也可能是温室气体的吸收汇。改善和调整农业土地利用管理方式,可以进一步增加农业土壤碳汇,如近20年,由于中国农业土壤管理的改善,农地土壤呈现碳增汇趋势。基于中国农业土地利用管理下的土壤碳汇潜力估算,尤其是推行优化管理措施下（如增加秸秆还田、有机肥施用、少免耕技术等）,未来50年中国农业土壤固碳减排潜力约为87—393 TgC·a-1,相当抵消中国工业温室气体排放总量的11%—52%,其中实施农田管理措施（包括有机肥应用、秸秆还田、保护性耕作）对土壤固碳的贡献率约为30%—36%（相当抵消工业温室气体排放3.4%—19%）。研究表明,中国农业土地利用管理（如实施秸秆还田、有机肥施用、少免耕技术等农田管理措施）在固碳减排中的作用及其潜力不可忽视。     

基于GIS的土壤养分分区管理模型研究

通过土壤网格取样、室内分析及ASI施肥推荐等方法，在地理信息系统支持下，建立了区域土壤养分分区管理模型。该模型以土壤空间变异为基础，地统计学为手段，土壤分块管理为目的，考虑了土壤的空间变异和我国农村分散经营的实际，可为土壤分管理提供合理的施肥量，也可为区域养分管理提供宏观决策。通过对河北省辛集市马兰试验区的实施与验证，在ArcInfo平台上，用土壤养分分区管理模型进行施肥推荐，同时给出整个区域的土壤养分分布图、分区土壤养分分级图、土壤养分管理图和养分施用推荐表等。它既避免了土壤养分空间变异性所造成的施肥推荐偏差，又能考虑土壤养分严重缺乏的地块，使土壤养分管理趋于更加合理。     

盐碱地开发治理研究进展

土地盐碱化是我国面临的一个重要的环境问题。在人口不断增长,耕地逐渐减少的情况下,开发治理盐碱地具有重要意义。对盐碱地的形成以及综合治理技术与方法进行了阐述,指出土壤盐碱化涉及到多方面的因素,对盐碱地的开发治理也应因地制宜,根据盐碱土成因、特点、利用目的并结合当地的气候,经济等条件,在一定区域内对盐碱地进行统筹规划,综合治理。     

侵蚀环境人工灌木林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

采用时空互代法,以黄土丘陵区纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工柠条和沙棘林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、非活性有机碳(NLOC)及碳库管理指数的演变特征。结果表明,侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,退耕营造柠条林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,25 a时TOC、LOC和NLOC分别较坡耕地增加271%、144%和204%,仅为侧柏林的32%、30%和29%,碳库指数和碳库管理指数较坡耕地明显增加,增幅分别达到144%和108%,仅为侧柏林的28%和43%;不同灌木林对土壤碳库管理的改善作用不同,恢复年限相同的沙棘林土壤碳库组分含量和管理指数明显高于柠条林,坡耕地营造灌木林后土壤经营和管理水平得到了显著改善,土壤系统向着良性方向转变。相关性分析表明有机碳、活性有机碳、非活性有机碳、碳库指数、碳库管理指数与土壤主要肥力因子相关性极其密切,可以作为反映生态恢复过程土壤质量演变的指标。     

杉木人工林土壤肥力质量的演变趋势及维持措施的研究进展

近年来,人工林土壤肥力质量退化与林业生产之间的矛盾日益加剧,严重威胁林业的可持续发展,土壤肥力质量维持变得十分紧迫。针对人工林土壤肥力质量退化与维持这一热点问题,从土壤物理性质、土壤化学性质、土壤微生物、土壤酶活性、化感作用等角度系统阐述了杉木Cunninghamia lanceolata人工林经营过程中土壤肥力质量的演变趋势。众多研究表明,中国杉木人工林主要产区普遍存在土壤肥力质量退化,生产力持续降低等问题,其主要驱动因素是不可持续的营林措施。同时从轮作经营、混交复合造林、林分密度调节、肥力补偿、可持续森林管理等方面对杉木人工林土壤肥力质量维持研究成果进行了综述,并对杉木人工林土壤肥力质量维持研究进行了展望。表1参48     

基于Delphi的加工番茄施肥推荐及决策管理系统的构建

以新疆兵团农八师143团为例,针对土壤信息数据在农业生产中的重要作用,综合应用作物平衡施肥原理、数据库技术、Delphi技术,依据区域土壤肥力、质地类型,番茄需肥特点等众多特点,以条田为操作单元,建立了集土壤养分管理、专家施肥推荐、SQL信息查询等功能于一体的新疆农八师143团土壤养分信息管理与作物施肥决策系统。     

Determining placement criteria of moisture sensors through temporal stability analysis of soil water contents for a variable rate irrigation system

Developing placement criteria for soil moisture sensors is crucial in increasing the practical functionality of a variable rate irrigation (VRI) system. In this field study, the temporal stability pattern of soil water content was compared between VRI and uniform rate irrigation (URI) treatments during growing seasons of winter wheat and summer maize to determine the placement criteria of soil water sensors. The 1.64-ha experimental site located in a highly variable alluvial flood plain was divided into four management zones according to the available water holding capacity ranging from 152 to 205 mm within the 0.6 m soil profile. In each zone, two sub-zones were created to represent VRI and URI treatments. A temporal stability analysis of soil moisture was conducted by regularly measuring soil water contents at 62 locations in the field during the growing seasons. Results showed that the VRI management changed the overall similarity of soil moisture spatial patterns when crop water consumption was provided mainly by irrigation water rather than precipitation. In each management zone, every measuring position was a time-stable location with respect to the mean soil water content. Significant linear regressions were detected between the mean clay percentile in each management zone and the clay percentile representing the mean soil water content sites, and a nearly equivalent value of fitted equation coefficient was obtained for winter wheat (1.15) and summer maize (1.19). These results demonstrated that the temporal stability of soil water content spatial patterns still existed in each management zone with the VRI management, and the clay percentile supplied a priori identification for placement of soil moisture sensors.     

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄发展的肥力制约因素与改良措施

宁夏贺兰山东麓地区干旱少雨,光照充足,土壤富含石砾,土壤质地一般为砂壤至砂壤偏轻,土壤有机质、氮、磷、钾含量很低,营养元素常处于亏缺状态.酿酒葡萄栽培区肥水管理措施粗放.对该区域发展酿酒葡萄有利的土壤及气候因素和不利的土壤、气候、栽培管理、肥力调控等因素进行分析,根据土壤供肥能力和酿酒葡萄的营养规律,提出了改善酿酒葡萄品质,提高酿酒葡萄产量,促进酿酒葡萄产业健康发展的水肥管理技术及土壤改良措施.     

千年桐生态林近自然经营对土壤理化性质的影响

在按照近自然经营的原则及措施进行抚育管理和常规经营的千年桐生态林中分别选取3块样地,分析其土样理化性质．结果表明：经过近自然经营后的千年桐生态林土壤的含水量,氮磷钾、有机质含量均高于常规经营的千年桐林;土壤容重、比重和碳氮比则小于常规经营的千年桐林．由此可见,千年桐生态林的近自然经营可有效改善土壤理化状况,提高土壤肥力．     

不同机械耕作方式对茶园土壤物理性状的影响

通过田间试验研究不同机械耕作方式对茶园土壤物理性状的影响。设置免耕(MG)、高地隙多功能茶园管理机械卧式旋耕(WX)、立式旋耕(LX)、深松铲耕(SS)和小型茶园翻耕机翻耕(FG)5种耕作方式,分析其对茶园0~45 cm土壤紧实度、容重和固、液、气三相比的影响。结果表明,与免耕对土壤物理性状的影响相比,深松铲耕处理对0~30 cm土壤紧实度的降低作用最好,卧式旋耕处理对30~45 cm土壤紧实度的降低作用最好;卧式旋耕、立式旋耕处理对0~15 cm土层土壤容重、孔隙度、三相比的改善作用最好,翻耕处理对15~30 cm土层土壤容重、孔隙度、三相比的改善作用最好。可见,高地隙多功能茶园管理机械的最佳耕作方式为卧式旋耕,在不适宜大型机械作业的茶园,选用小型茶园翻耕机亦可达到较好的耕作效果。     

宁夏南部山区退耕还林区杏树栽培管理技术

宁夏南部山区杏树的栽培面积日益扩大,但由于土壤贫瘠、管理粗放,致使树势衰弱,产量低而不稳,经济效益低,消弱了广大退耕农户管理杏树园的积极性。通过土肥水管理、合理修剪、生长期管理、病虫害防治等方面应注意的问题进行了阐述,对改善目前山地杏园的低产、稳产具有较好的效果。