TDR测定不同湿度土壤含水量的精度比较研究

[目的]探讨TDR测定土壤含水量的原理,找出TDR测量土壤含水量的适合范围.[方法]用波兰TDR/MUX/mpts水分测定仪,对不同湿度土样的体积含水量进行测定,同时用烘干法和环刀法分别测量其质量含水量和容重,然后转化成体积含水量与TDR的测量值进行比较.[结果]对于质量含水量为0～5％之间的干燥土壤和质量含水量为22％以上的湿润土壤,TDR的测量精度较低.与烘干法相比,绝对误差均大于2％,相对误差大于10％.对于质量含水量为5％ ～22％之间的土壤,TDR的测量精度较高.[结论]在湿润或半湿润地区,TDR法测量土壤体积含水量有较高的精度.     

渝贵交界地区低中山土壤颗粒分形特征研究——以贵州遵义习水县寨坝镇为例

以在贵州省遵义市习水县寨坝镇采集的42个土壤样品为例,运用分形维数模型分析渝贵地区低中山的土壤分形维数(D)特征及其与土地利用方式、海拔高度、土壤性质的关系,结果表明:研究区的D值介于2.565~2.856之间,均值为2.699,总体变异性较弱,土壤质地为中壤土、重壤土,重壤土D值大于中壤土.土壤分形维数主要由粘粒含量决定(R=0.963),其次与粉粒含量呈显著负相关(R=-0.537),与砂粒含量相关性不明显(R=0.157).不同土地利用类型的D值从大到小依次为草地、旱地、林地、水田.D值和土壤性质中TP质量分数呈显著的正相关关系,但与土壤的其他性质相关性不显著.     

TDR技术测定盐碱地土壤盐分和水分及标定研究

根据TDR(Time Domain Refletrometry,时域反射仪)测定土壤水分和土壤电导率的基本原理,使用德国生产的TRIME型TDR测定仪,以塔里木河上游地区盐碱地土壤为对象,进行了土壤盐分(或电导率)和土壤含水率方面的测定研究,并对其进行标定,得出了不同含水率下土壤盐分(或电导率)的半理论半经验的公式。其目的旨在为TDR法在塔里木盆地盐碱地土壤水分和盐分测定中的应用提供理论支持。     

两种园林用FDR土壤水分传感器的精度校正

利用质地差异较大的园土及草炭∶陶粒∶园土=3∶1∶1（体积比）的混合基质对2种土壤水分频域反射仪（FDR）进行了室内标定.结果显示,在目前园林应用的测量精度内,土壤质地对两种FDR土壤水分传感器的测量影响不显著,但FDR测量值较烘干法明显偏高,校正斜率介于0.68～0.70之间.相关分析表明FDR测量值与真实值之间有极显著的相关性,相关系数大于0.97.利用获得的线性函数进行校正,校正后的土壤水分值与采用传统的烘干称重法测得的值相符.基于以上结果,FDR土壤水分传感器能准确、快速测定土壤含水量,在城市园林节水灌溉管理中发挥重要作用.     

粤桂甘蔗产区不同类型土壤pH值及其酸性改良数学方程

采集粤桂甘蔗主要产区不同类型土壤,测其p H值,并测定调节土壤pH值至5.5、6.0、6.5需要的碳酸钙和白云石粉用量,并且以要调至土壤pH值减去原值数值为自变量(x)、需要碳酸钙量为因变量(y)进行数学模拟,得出不同类型土壤酸性改良数学方程,为不同土壤类型酸性土壤改良提供参考。结果表明,粤桂甘蔗产区土壤pH值为3.72～5.50,调节至土壤pH值5.5、6.0、6.5需要施用碳酸钙或白云石粉量因土壤类型而存在较大差异,以玄武岩类型需要量最少。不同类型土壤酸性土改良与碳酸钙用量数学方程及相关系数:第四纪红土为y=3 388.5x-1 599.75,相关系数R=1;浅海沉积物发育而成土壤为y=3 391.95x-720.105,相关系数R=0.999 6;玄武岩发育而成土壤为y=2 742.6x-1 041.96,相关系数R=0.990 5。     

利用TDR对自动墒情站监测数据的校正

针对自动墒情监测站上报数据不准确的问题,在安徽省滁州市城西径流实验站,对比12个月人工烘干数据与机测数据,并使用国产时域反射(TDR)设备对不同时期土壤介电常数进行测量,使用土壤介电常数的平方根与机测体积含水量数据进行线性拟合,得出校正公式,并带入机测数据使用Topp公式进行校正计算。结果表明,国产TDR仪能够准确测量土壤介电常数,使用土壤介电常数对自动墒情监测站上报的土壤体积含水量数据进行校正的方法符合要求,省时省力,切实可行。     

吉林省大豆种植区土壤的机械组成、pH值及营养元素与产量的关系

试验研究了吉林省大豆种植区土壤的机械组成、pH值及主要营养元素与产量的关系。结果表明：粘粒、粉粒与大豆产量具有显著相关关系(r=0．734，r=0．788)。大豆生长理想的土壤质地条件为粉砂粘壤土和粘壤土，土壤中的粘粒含量为15％～25％、粉砂粒含量为25％～45％有利于大豆的高产；土壤pH值与大豆产量具有显著负相关关系(r=-0．834)，但土壤pH值为5．5～6．5有利于大豆的高产；土壤碱解氮与产量具有显著正相关关系(r=0．899)，碱解氮为80～140mg／kg大豆的产量较高；土壤速效磷和钾与大豆产量无显著相关性；大豆种植区养分有效性的发挥与土壤的pH值、机械组成及氮磷钾的比率等有一定的关系。     

岷江上游杂谷脑河流域典型耕作区土壤颗粒分维特征

【目的】对土壤颗粒分维特征定量化研究,为改良耕作区土壤结构和提高农业生产潜力提供基础数据支撑。【方法】选取岷江上游杂谷脑河流域3个典型耕作区,运用分形模型,研究该区域典型农耕区土壤颗粒分形维数特征。【结果】研究表明:土壤颗粒分形维数在2. 6279～2. 8705,不同土壤质地分形维数存在显著差异:粉壤土壤土砂壤土,表明土壤颗粒分形维数可以表征土壤质地差异;不同土地利用方式下分形维数的分布特征:退耕还林经果林原始林,土壤分形维数随土地利用类型的不同而发生规律性的变化;同一流域下不同土地利用类型的土壤颗粒分形维数与土壤深度成正比,不同深度土壤之间变化幅度较小且随深度增加逐渐稳定;土壤颗粒分形维数与黏粒(R2=0. 8125)和粉粒(R2=0. 7556)呈正相关,与砂粒(R2=0. 8932)呈负相关,表明土壤颗粒分形维数可表征土壤颗粒组成。【结论】土壤颗粒分形维数指标是表征土壤质地物理结构状况的重要参数。     

土壤结构调理剂(PAM)对土壤物理性质的影响

本文以土壤结构调理剂( PAM)为测试材料,于砂壤土大田表面干撒PAM(浓度为2.25 g/m2),取样测试这一土壤改良措施的实际应用效果.通过野外调查取样和室内实验,测定了在土壤表面撒施PAM后,不同层次土壤的物理性质指标.试验结果表明:砂壤土农田施用PAM,可以起到改良土壤物理性质的作用.试验测试的土壤8项物理性质指标,均有不同程度的影响.测试的3个层次中(0cm - 10cm、10cm - 20cm、20cm - 30cm),0cm -10cm和10cm-20cm表现较为显著,20cm -30cm的方差分析结果不具有显著的差异.0cm -10cm和10cm -20cm两个土层的饱和含水量较对照分别提高了37.6％和26.3％,毛管持水量提高了30.7％和20.8％,田间持水量提高29.3％和23.5％,土壤容重降低了7.8％和6.9％,0cm -10cm土层的土壤含水率较对照提高了28.0％,总孔隙度较对照提高27.0％.本论文的结果将为PAM在干旱、半干旱地区,砂壤土农田土壤的应用提供理论依据,同时可以分析探讨PAM改良砂壤土方面的作用机理.     

温度条件对TDR测定土壤水分的影响

时域反射仪(TDR)法是速测土壤水分常用的方法之一，该方法具有快速、使用方便等优点。而土钻法(又称质量法或烘干法)则被认为是测定土壤水分的经典方法。本试验通过这两种方法测定了黄土高原沟壑区王东沟流域的土壤不同层次的水分，结果发现，两者存在一定的差异。在通常温度(23—31℃)下，对黄土高原土壤用TDR所测土壤含水量比土钻法所测值偏高；温度低于23℃或高于31℃，TDR所测土壤含水量比土钻法所测值偏低。所以，与土钻法相比，TDR法具有一定温度条件的限制性。     

基于SPSS软件对水稻育秧土水分测定结果的拟合和修正

现采用TK100多功能水分测定仪对水稻育秧土进行水分测定。通过SPSS21.0软件,以TK100多功能水分测定仪测定的含水率为自变量,实际含水率(烘干法测得育秧土含水率)为因变量进行曲线拟合,并对拟合出的三种方程相关系数R、回归显著性检验的F值以及F值的显著水平P值进行对比分析,得出最优拟合曲线方程y=2.84-0.05x+0.007 25x2。在验证试验中,拟合函数计算出的含水率与烘干法测得的含水率配对t检验结果无显著差异,拟合曲线恰当、准确。     

FY3-B土壤湿度监测产品在藏北草原的精度验证

为供藏北草原区土壤湿度的遥感监测参考,利用2014年7月至2015年8月的藏北草原野外试验数据,对国家卫星气象中心的FY3-B/MWRI日土壤湿度产品进行精度验证。结果表明:地面土壤湿度实测值和MWRI土壤湿度反演值两者的平均值相差0.03cm~3/cm~3,平均土壤湿度较接近,并且两者时间序列趋势变化相同,虽然均方根误差(RMSE)为0.14,但相关性R2达0.459 7。各测量点地面土壤湿度和MWRI土壤湿度反演值变化规律略有差别,但趋势相同,地面实测值与MWRI反演值的相关性在各测量点上较好,最差的R2也达0.48。     

葡萄根系层土壤含水率与冠气温差的相关性研究

于2015—2017年在新疆维吾尔自治区葡萄瓜果试验区采用自动气象站观测葡萄各主要生长阶段晴天的冠层温度及气象数据,同时结合0~100 cm的土壤含水率(SW),分析葡萄冠气温差(△T)与环境因子的关系。结果表明:晴朗天气条件下14:00的△T与20~40 cm的SW有较明显的负相关性,在新梢生长期(4月23日至5月29日)、果实膨大期(5月30日至7月10日)、成熟期(7月10日至8月30日)的相关系数分别为-0.87、-0.86、-0.85(P0.01),并且利用2017年的实测数据进行验证,实测值(Y)与模拟值(X)具有很好的相关性,相关系数分别为-0.937、-0.860、-0.899(P0.01),因此可以确定葡萄的根系层主要分布在20~40 cm土层处,并且利用晴天日内14:00测得的△T预测葡萄园土壤水分的方法是可行的。     

海南省农业气象自动站土壤水分状况分布特征

利用海南省18个农业气象自动观测站土壤水分状况观测资料，分析了海南省农业气象自动站土壤水分状况特征。结果表明：土壤质地分为粘土、粘壤土和砂土三大类，以粘土、粘壤土为主；凋萎系数的大小与土壤质地、测定作物品种有关，凋萎系数从小到大顺序排列为细砂土、粉砂土、粉壤土、粘壤土、粘土。不同土壤质地间土壤容重差别不大，土壤容重随土壤深度略有增加；粘土田间持水量最大，其次为粘壤土、砂粘土、粉砂土、粉壤土，田间持水量最少的是细砂土。     

烟叶烘烤过程干燥模型的建立与评价

2015—2016年,以湖南省桂阳烟区烤烟品种K326、云烟87、云烟85中部叶为试验材料进行烘烤试验,选取Newton/Lewis、Henderson and Papis、Wang and Singh、Logarithmic、Page 5种干燥模型,通过回归分析法对烘烤过程中水分比进行模型拟合,并研究烘烤过程中烟叶水分变化与干燥速率。结果表明:2015年烤烟中部叶烘烤过程中的水分比均呈下降趋势,烟叶干燥速率随烟叶干基含水率的下降而下降;Wang and Singh模型可较好地描述并拟合烤烟中部叶烘烤过程中的水分比变化,K326、云烟87、云烟85的模型拟合决定系数R~2分别为0.995 9、0.987 8、0.989 2;采用线性回归法,以2016年烤烟中部叶水分比实测值和Wang and Singh模型理论预测值对模型进行验证,线性回归决定系数R~2分别为0.969 4、0.971 5、0.965 8。Wang and Singh模型在常规烘烤条件下具有较好的验证效果,可为湖南桂阳烟区不同品种中部叶烘烤过程中水分变化提供描述和预测。     

永德烟区土壤pH值分布特点及其与土壤有效养分的关系

对云南永德烟区258个土壤样本的pH值分布特点及其与土壤养分的相关关系进行了分析.结果表明,云南永德烟区的的土壤pH值总体上处于适宜范围,平均值为5.97,变幅为4.61～8.23.变异系数为14.60%;处于适宜烤烟生长的pH值(5.0～7.0)的土壤样本占总样本数的88.48%;处于最适宜烤烟生长的pH值(5.5～6.5)的土壤样本占总样本数的42.31%.永德烟区不同海拔的pH值随着海拔的升高而有降低的趋势;不同土壤类型pH值的变化顺序为:砂岩赤红壤>红壤>石灰岩赤红壤>潴育型水稻土>千枚岩红壤>石灰岩红壤>砂岩红壤.不同土壤质地pH值的变化顺序为沙壤土>轻壤土>壤土.土壤pH值与有机质、有效锌、水溶性氯之间的相关关系不显著,速效氮、速效钾与土壤pH值呈显著的负相关,而速效磷、有效硫、有效硼、交换性钙、交换性镁呈显著正相关.     

甘肃几种旱地土壤颗粒组成及其对土壤水分常数的影响

甘肃中部、东部地区的几种代表性土壤的颗粒组成中含量最多的是粗粉粒(0.05～0.01mm),土壤质地以壤土为主。最大吸湿水含量和凋萎湿度与<0.01mm颗粒含量呈显著直线正相关。通过最大吸湿水含量计算得出的凋萎湿度与实测值具有很好的吻合性,因而在实际工作中可直接进行计算获得凋萎湿度,免去生物测试工作的烦琐。     

牛大力切片热风干燥特性及其动力学模型建立

【目的】探讨不同热风温度、切片厚度及装载量对牛大力切片热风干燥速率的影响,并建立牛大力切片热风干燥动力学模型,为牛大力干燥工艺探索提供理论依据。【方法】以热风温度（50、60、70、80℃）、切片厚度（2、4、6、8mm）和装载量（100、200、300 g）为考察因素,实时测定各条件下牛大力切片热风干燥过程中水分变化,对常见的5种干燥模型进行筛选,并计算干燥过程中的有效水分扩散系数和活化能。【结果】随着热风温度的升高,切片厚度和装载量的降低,牛大力切片的干基含水量明显减少,干燥速率明显增加。牛大力切片在热风干燥过程分为加速和降速2个阶段,其中大部分干燥过程为降速阶段。牛大力切片热风干燥动力学模型符合Page模型,该模型预测值与试验值拟合度较高（R2=0.969）,拟合方程为ln （-lnMR）=-3.174-0.242H+0.029T-0.006L+（0.721+0.015H+0.002T）lnt,可求得-k=e（-3.174-0.242H+0.029T-0.006L）,n=0.721+0.015H+0.0027,不同干燥条件下牛大力切片的有效水分扩散系数在1.62114×10-10~12.96913×10-10 m2/s,均随着热风温度的升高和切片厚度的增加,总体呈上升趋势;活化能为60.7388 kJ/mol。【结论】Page模型可较好地描述不同切片厚度的牛大力切片热风干燥过程中水分的变化规律,且通过拟合方程能较准确预测热风干燥过程中某时刻牛大力切片的水分比。     

基于叶片保水力的烟叶烘烤水分干燥模型构建

[目的]研究不同烟区、品种及部位烟叶保水力与水分干燥模型参数的关系,为烟叶烘烤提供简易、精准的水分预测方法并为烟草精准烘烤提供理论依据.[方法]以江西和湖南烟区烤烟品种K326和云烟87不同部位烟叶为试验材料,采用称重法测定烟叶保水力,结合水分干燥原理及水分干燥模型对烘烤过程中烟叶水分变化进行拟合求解,并对烟叶保水力与模型参数进行回归分析.[结果]不同部位间烟叶保水力随烟叶部位的升高而增加,不同品种间K326保水力均大于云烟87;除湖南烟区K326上部叶保水力大于江西烟区外,不同烟区间江西烟区烟叶保水力均大于湖南烟区.不同烟区、品种及部位烟叶Wang and Singh模型拟合决定系数R2均大于0.95,且模型干燥参数a与烟叶保水力呈正相关,与干燥参数b呈负相关.烟叶保水力与模型干燥参数a、b之间线性回归结果显示:烟叶保水力与模型参数a、b显著水平P均小于0.05,且线性拟合决定系数R2均大于0.95.[结论]常规烘烤过程中烟叶水分比变化符合Wang and Singh模型,且烟叶保水力与干燥模型参数a、b存在极显著相关,可依据烟叶保水力精准估算模型参数预测烟叶烘烤过程中水分变化.