土壤有效水分与化肥相互作用机理及其应用研究——Ⅰ.化肥的盐(度)指数

本文应用电导法测定了12种化肥在纯水和三种土壤真溶液中的盐(度)指数。结果表明:①不同化肥的盐指数差别很大,以硝铵为100时,变化在8(ssp)到118(kc);②以实物计量比养分量更能表达不同化肥的盐指数差异;③不同化肥在纯水和土壤真溶液中的盐指数趋势相似。尿素应以土壤真溶液法测定为准;④电导法与渗透压法测得的盐指数值及其排列顺序相似。化肥盐指数是一个重要参数,对土壤持水量和有效水供应有明显影响,是选择种肥、确定复混肥配方、施肥量和施肥技术等的重要依据。     

土壤有效水与化肥相互作用机理及其应用研究——Ⅱ.化肥对土壤持水与溶质势的影响

本文应用压力板测水装置测定了不同用量的6种化肥在3种土壤上对持水量及水势的影响,结果表明:1.化肥作为土壤溶液中的一种溶质,对土壤持水量有明显影响。施化肥后溶质持水量(Y)随土壤水势增高而逐渐降低,呈Y=A·e^BX,极显著相关。对不同土壤的影响顺序为中壤>砂壤>细砂;2.不同水势下不同化肥溶质持水量比对照的增幅(△Y)随土壤水势的增高而增大,呈△Y=A·X^B,极显著相关,对不同土壤的影响顺序为细砂>砂壤>中壤;3.不同化肥在不同水势下溶质持水量比对照增幅有随施肥量增加而升高的趋势;4.当不同化肥与对照处理的土壤持水量相等时,不同化肥的溶质持水量(Y)随土壤水势的增高而增加,呈Y=A·X^B,极显著相关;5.不同水势下不同化肥溶质持水量比埘照增幅大体上与化肥的盐指数值呈线性正相关;而施不同化肥的溶质势增量亦随盐指数值的增高而增大,呈极显著指数相关。     

土壤有效水与化肥相互作用机理及其应用研究——Ⅲ.不同土壤水势对甘蓝吸收水分和养分的影响

在4级水势下盆栽甘蓝159天,获得以下结果:甘蓝植株含水量与水势呈线性负相关;甘蓝日耗水量及干物质积累量分别与水势呈幂函数和指数负相关;甘蓝植株含N量与水势呈正相关而PK含量与水势呈负相关,因而其N/P和N/K随水势增高而升高,呈线性正相关。甘蓝对NPK养分的吸收量因水势增高而减少,呈幂函数负相关。     

土壤有效水与化肥相互作用机理及其应用研究——Ⅲ.不同土壤水势对甘蓝吸收水分和养分的影响

在4级水势下盆栽甘蓝159天,获得以下结果:甘蓝植株含水量与水势呈线性负相关;甘蓝日耗水量及干物质积累量分别与水势呈幂函数和指数负相关;甘蓝植株含N量与水势呈正相关而PK含量与水势呈负相关,因而其N/P和N/K随水势增高而升高,呈线性正相关。甘蓝对NPK养分的吸收量因水势增高而减少,呈幂函数负相关。     

基于光谱指数与机器学习算法的土壤电导率估算研究

土壤盐分是干旱区土壤盐渍化评价的重要指标。以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为例,基于土壤电导率 (Electrical conductivity,EC) 及可见光-近红外 (Visible and near infrared, VIS-NIR) 光谱数据,通过蒙特卡洛交叉验证 (Monte Carlo cross validation, MCCV) 确定364个有效样本。采用原始光谱 (Raw reflectance, R) 及其经过微分、吸光度 (Absorbance, Abs)、连续统去除 (Continuum removal, CR) 等6种预处理后的数据构建光谱指数。基于遴选出的21个最优指数,采用BP神经网络 (Back propagation neural network, BPNN)、支持向量机 (Support vector machine, SVM)、极限学习机 (Extreme learning machine, ELM) 三种算法对EC进行估算,并引入偏最小二乘回归 (Partial least squares regression, PLSR) 进行比较。结果表明：在基于R与6种光谱预处理数据构建的21个最优光谱指数之中,R_FD_RSI (R₁₉₁₃,R₂₁₄₂) 表现最佳 (r = 0.649) ;与PLSR相比,机器学习算法能够显著提高模型的估算精度,R²提高了34.55%。三种机器学习算法模型中,ELM表现最优 (R² = 0.884, RMSE = 3.071 mS?cm^-1, RPIQ = 2.535) 。本研究中所构建的光谱指数在兼顾遥感机理的同时能深度挖掘更多的隐含信息,并且基于机器学习算法的土壤EC估算模型精度显著提高,为干旱区土壤盐分定量估算提供了科学参考。     

基于光谱指数与机器学习算法的土壤电导率估算研究

土壤盐分是干旱区土壤盐渍化评价的重要指标。以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为例,基于土壤电导率(Electrical conductivity,EC)及可见光-近红外(Visible and near infrared,VIS-NIR)光谱数据,通过蒙特卡洛交叉验证(Monte Carlo cross validation,MCCV)确定364个有效样本。采用原始光谱(Raw reflectance,R)及其经过微分、吸光度(Absorbance,Abs)、连续统去除(Continuum removal,CR)等6种预处理后的数据构建光谱指数。基于遴选出的21个最优指数,采用BP神经网络(Back propagation neural network,BPNN)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、极限学习机(Extreme learning machine,ELM)三种算法对EC进行估算,并引入偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)进行比较。结果表明:在基于R与6种光谱预处理数据构建的21...     

土壤含盐量与土壤电导率及水分含量关系的试验研究

应用不同盐分含量土壤，进行了土壤电导率与土壤含盐量关系的试验研究，获得了不同含盐量土壤的电导率随水分含量变化的规律，并且建立了土壤含盐量与土壤电导率及水分含量的关系．本文所用方法简便可行，试验结果具有较高精度．本研究为较精确测定土壤含盐量及快　速进行较大规模盐渍土壤调查提供了一种较佳方法．     

抗盐冬小麦品种(系)筛选及其与土壤盐分的动态关系

采用多点定位调查法研究了冬小麦在拔节期、抽穗期和开花期不同层次的土壤中盐分含量与终产量及产量构成因素的相关关系.不同层次的盐分含量与产量的相关性分析表明在拔节期以30～40和40～50cm层次的对产量的影响最大,与表层10cm土壤中的含盐量相关性最差;在抽穗期则表现为20～30和30～40cm土层与终产量极显著相关性;到开花期表层10cm土层盐分与产量的相关性达到了最大,其它诸层次与之相关性则有减弱的趋势.通体土壤盐分含量与产量的相关分析结果表明拔节期以0～50cm深度盐分水平同小麦产量相关性最好,其次是0～40cm,并且随取样层次变浅,相关性减弱.在抽穗期和开花期,各个深度的盐分含量与产量的相关性都达到极显著的相关性,其中开花期被认为是界定作物的抗盐能力的最佳取样时期.产量构成因素中土壤盐分含量与穗数的相关性最好,与穗粒数和千粒重基本没有相关关系,表明穗数是盐渍化土壤上小麦产量的决定因素.通过大田对比筛选出了抗旱耐盐性强、产量高的济旱197,在小麦开花期0～40cm深度含盐量0.22%的土壤上,产量达到6270kg/hm2.     

土壤盐－水动力学：Ⅳ.水分蒸发与渗漏时土壤剖面离子组成的变化

Through a simulation test carried out with soil columns(61.8 cm in diameter),the changes of ionic compositon in soil profile during the processes of water evaporation and infiltration were studied.Under evaporation conditions,ions moving upward with fresh groundwater were mainly Cl^-1,SO4^2-,Ca^2 ,and Na^ .When the mineralized groundwater took part in the salt accumulation.the ionic composition in soils was close to that in ground water supplemented.Under rainfall infiltration conditions,the salt-leaching role occurred mainly in the top soil.With the decrease of total salt content,NO3^-and Cl^- reduced rapidly,SO4^2- decreased slowly,but HCO3^- had a little change only.Among cations,Na^ and Ca^2 contents lowered at the same speed,and mg^2 decreased slowly.     

作物抗盐机制研究Ⅰ.小麦水分保持与质膜渗透性

运用盆栽试验方法,对五种小麦品种的抗盐性及其机理进行了研究。研究表明,盐分胁迫下抗盐小麦的蒸腾组织具有相对较高的蜡质含量、肉质化指数和叶相对含水量,因而保水抗盐能力较强。本试验中以“鲁麦19”和“植申2号”的抗盐力较强,而其上述三种指标最高;“鲁麦23”则完全相反。小麦抗盐性还与其叶表面质膜组织有关。抗盐性强的小麦具有较高的质膜稳定性,影响其在盐渍条件下对盐离子的透性,即影响叶电解质渗透值和相对电解质外渗率。     

应用保水剂对黄绵土水分特征的影响研究

为了探求保水剂在黄绵土中的作用规律,选取了三种国内外不同的保水剂,利用离心机法测定了不同浓度保水剂作用下黄绵土水分特征曲线。从保水剂种类、浓度对土壤含水量的影响、不同保水剂对土壤吸释水及效率的影响、保水剂品种比选等方面系统进行了研究。结果表明:（1）浓度对黄绵土土壤饱和含水率的影响显著,且0.75%是明显的分界线。（2）土壤含水量随保水剂浓度增加而增大,随着土壤水吸力的增大而减小,且这种改变作用在低吸力段（0.01～0.8MPa）明显高于高吸力段（0.8～1.5MPa）,在0.01～0.05MPa之间尤其显著。（3）保水剂在黄绵土中的应用效果来看,钾-聚丙烯酸酯-聚丙烯酰胺共聚物类保水剂最好,其次是聚丙烯酸盐类保水剂,再次是丙烯酰胺与丙烯酸钾共聚物类保水剂,主要表现在提高土壤有效水分吸收效率和吸收数量两个方面。     

基于常规土壤有效磷(Olsen法)分析的高效测试技术研究

提高常规方法土壤测试的效率是我国测土配方施肥亟待解决的技术问题。通过30个有代表性的土样研究了与现代化测试技术手段相应的土壤有效磷(Olsen-P)的分析过程的改进和提高,结果显示:700 nm波长比色测定土壤有效磷比882 nm波长测定有显著正偏差,土壤有效磷的比色测定应该用882 nm波长以消除土壤可溶有机质影响;改进的钼锑抗显色剂10 min可稳定显色,大大缩短了比色测定需要等待的时间,且测定结果与原有测定过程测定结果一致。同时改进的显色剂稳定时间长,24 h的测定结果和10 min测定结果没有差异。土壤有效磷测定显色过程采用稀释加液器和比色测定中采用泵吸式进样器,可以大大提高土壤测试效率。     

城市固体废弃物堆肥与化肥对不同土壤植物生长的影响研究

温室盆栽试验研究城市固体废弃物堆肥与化肥对不同土壤黑麦草生长的影响,结果表明,堆肥和化肥可明显增加黑麦草干物质产量,阳春和大安2种土壤处理C50干物质产量分别比对照增加39.53%和109.38%,而NPK处理则分别增产267.44%和406.25%。堆肥与化肥配施处理(NPK C25对阳春和NPK C50对大安)产量最高。堆肥处理明显增加土壤pH、有机碳、土壤有效态磷、钾、铁、锰、锌和铜含量。     

甘肃省冬小麦水分盈亏指数的改进及其应用

冬小麦是甘肃省主要粮食作物,水分是限制该省旱作冬小麦生产最主要的因素,降水时空分布不均造成冬小麦干旱常年发生,因此准确监测甘肃省冬小麦干旱及定量评估灾害损失可为决策部门制定农业防灾减灾措施及保障区域粮食安全提供科学依据。利用甘肃省1981—2014年3个农业气象观测站土壤水分和冬小麦生育状况观测资料,38个冬小麦种植县气象资料、产量资料及干旱灾情资料,考虑冬小麦休闲期土壤储水及生育期水分盈亏量修订了作物水分盈亏指数,修订后作物水分盈亏指数与土壤储水、冬小麦产量要素和产量损失相关性较高,能客观、准确、定量地反映干旱对甘肃冬小麦产量的影响;利用水分盈亏指数分别建立冬小麦产量要素和产量损失评估模型。结果表明:产量要素评估模型均通过0.01水平显著性检验,产量损失评估模型大部分通过0.05水平显著性检验。产量要素评估模型回代结果与冬小麦产量要素实测值间均通过0.01水平的F检验;产量损失评估模型验证结果表明,68.4%种植县通过0.05水平F检验,基本能准确评估全省大部分地方干旱对冬小麦产量造成的损失。修订后作物水分盈亏指数能客观反映甘肃省冬小麦干旱,建立的评估模型能准确评估干旱对冬小麦造成的损失,具有一定的应用价值。     

广东大豆地方种质磷效率特性研究Ⅰ.大豆基因型磷效率特性差异及其与土壤有效磷含量的关系

在低磷红壤上,对原产广东省的大豆基因型磷效率与其来源地土壤有效磷含量的关系进行研究。结果表明：植株磷素吸收量相对值不仅可以反映大地低磷红一长适应性,而且可以反映大豆基因型磷效率特性,ＲＶＰＰＵ是较大的大豆基因型。     

不同水分条件下保水剂对土壤持水与供水能力的影响

为探明水分条件对保水剂作用效果的影响,采用盆栽实验,测定冬小麦生长结束后不同水分条件下保水剂不同用量（T1：0、T2：27 mg/kg、T3：54 mg/kg、T4：81 mg/kg）处理的土壤持水、供水及导水性能等。结果表明：保水剂的施用均提高了土壤持水、供水、导水能力及土壤有效水含量。轻度胁迫条件下,以T3处理的持水能力、有效水含量及导水能力最强,而供水能力以T4处理为佳;充分供水条件下,随保水剂用量的增加,土壤持水能力、供水能力、有效水含量及导水能力均提高,但T3和T4处理间差异不显著。与轻度胁迫相比,充分供水条件下各处理的持水能力、供水能力及导水能力均较高,而有效水含量以轻度胁迫条件下的T3处理较高,较对照增加18.6%。从经济的角度考虑,2水分条件下以T3处理（54 mg/kg）效果为佳。     

广东大豆地方种质磷效率特性研究Ⅰ.大豆基因型磷效率特性差异及其与土壤有效磷含量的关系

在低磷红壤上,对原产广东省的大豆(Glycine max (L.) Merrill)基因型磷效率与其来源地土壤有效磷含量的关系进行研究.结果表明:植株磷素吸收量相对值(RVPPU)不仅可以反映大豆对低磷红壤生长适应性,而且可以反映大豆基因型磷效率特性,RVPPU是衡量田间生长适应性和磷效率特性的较好指标.RVPPU较大的大豆基因型,其对低有效磷红壤环境适应性较好,磷效率特性较佳;反之,亦然.不同大豆基因型,具有不同的磷效率特性.磷效率特性的形成与土壤有效磷含量有关.土壤中低有效磷含量与较佳的磷效率特性形成有关,长期生长在有效磷含量较低的砖红壤、赤红壤、红壤和紫色土上的大豆基因型具有较佳的磷效率特性;而长期生长在有效磷含量较高的水稻土、潮土上的大豆基因型其磷效率特性较差.大豆基因型较佳的磷效率特性是其长期在低有效磷土壤环境下进化形成的.     

半干旱地区环境因素与表层土壤积盐关系的研究

通过田间试验对半干旱地区甘肃省秦安县果园环境因素(蒸发量、降雨量、近地面空气温度和湿度、土温、土壤水分)与表层土壤的积盐关系进行了研究。结果表明:在综合环境因素的影响下,不同土层的全盐含量随着潜在累积蒸发量的增加而增大,表现为正相关。土壤温度升高,不同土层土壤均有积盐的趋势。土壤0~2 cm、2~5 cm、5~10 cm土层随着水分含量的增加有积盐的趋势,而15~20 cm和20~25 cm土层随着水分含量的增加有脱盐的趋势。土壤积盐受多种因素综合作用的影响。在果树生育期4~8月,15~20 cm土层土壤盐分含量和土壤水分、气温具有较好的耦合效应,其模型为Y(土壤盐分)=0.002 7-0.000 2X1(气温)+0.015 4X2(含水量),(p=0.004 7)。因此,根据模型,在生育期4~8月,低气温和高土壤含水量正是该层土壤积盐期。根据气象因子对积盐的影响,科学地提出了15~20 cm土层为盐分的"活动面"的概念。     

农田土壤铅有效态分析法(AB-DTPA)的优化与验证

中国土壤类型丰富多样,不同区域土壤重金属赋存形态各异,难以实现对不同区域不同类型土壤重金属有效性的比较与评价。为筛选建立适宜区域农田土壤重金属的有效性评价的方法,该研究选择滇东地区5种性质差异较大的典型农地土壤（黄棕壤、黄壤、红壤、石灰土和紫色土）运用正交试验法将AB-DTPA法的提取条件（固液比、提取剂pH值和振荡时间）进行正交组合,建立土壤-作物Pb迁移模型与总量法、CaCl₂-DTPA法和AB-DTPA法进行拟合优度对比,并以白菜和菠菜为指示作物开展盆栽试验,探讨不同分析方法与作物Pb累积能力的相关性,进而综合评价不同方法的适宜性。结果表明,1）固液比（g/mL）1:3、提取剂pH值7.6以及振荡时间120 min对Pb有效态的提取量有较大的影响;2）与其他方法相比,优化AB-DTPA法（固液比1:3、pH值7.6和振荡时间120 min）能更好地预测作物对Pb的吸收能力;3）盆栽试验表明,优化AB-DTPA法提取的土壤 Pb有效态含量与白菜和菠菜吸收Pb含量具有更好的相关性（R²=0.898, R²=0.752）,Pb的加标回收率范围为99.5%～113.0%,准确度高。4）将土壤pH值加入预测模型表明,土壤pH值对土壤Pb与在作物可食部分中相关性影响很小,表明优化AB-DTPA法很稳定。因此,优化AB-DTPA法适用于滇东地区农田土壤Pb有效态的提取,该法具有可行性、广普性和准确性。研究结果为区域农田土壤修复技术效果及污染风险评价提供基础依据。