基于宽波段数据定量反演土壤有机质含量的研究

定量分析了北京顺义、通州区土壤高光谱反射特征,利用资源三号、高分一号、高分二号传感器的光谱响应函数,结合高光谱数据生成相应宽波段模拟数据;将土壤光谱数据、拟合宽波段数据分别与实测土壤有机质含量开展相关性分析,提取并筛选敏感波段,利用偏最小二乘法建立基于高光谱数据的土壤有机质含量预测模型;依据宽波段模拟数据和实测土壤有机质含量的相关性,提取并筛选敏感波段,建立土壤有机质含量预测模型。结果表明,在基于土壤高光谱数据建立的土壤有机质含量预测模型中,以对数的一阶微分为最优,其R和RMSE分别为0.697和0.195,偏最小二乘法得到的反演土壤有机质含量的模型是可靠的;在基于模拟宽波段构建的土壤有机质含量估测模型中,以高分一号的拟合精度最高,R和RMSE分别为0.334和0.240;受室外不可控因素的影响,模拟宽波段数据在估测北方地区土壤有机质含量方面仍需进一步研究。     

荒漠绿洲过渡带不同固沙植物根区土壤养分空间分布特征

选取甘肃省临泽县北部的荒漠绿洲过渡带梭梭、泡泡刺、沙拐枣根区的土壤为研究对象,于2020年7-9月采集固沙植物根区不同水平距离处不同土层深度的土壤样品,检测分析土壤样品中的有机质、全N和全P指标。结果表明:1）梭梭根区土壤中各养分含量总体上大于泡泡刺与沙拐枣根区,且梭梭根区土壤中各养分含量的空间变异程度相对沙拐枣、泡泡刺较大。2）固沙植物根区水平距离0~0.5 m处的土壤养分含量大于水平距离1.5~2.0 m处,且梭梭对土壤养分的蓄积作用大于泡泡刺与沙拐枣,说明梭梭可以将大量的自身凋落物和根部分泌物等进行有效保蓄,是一种理想的固沙植物。3）随着土层深度的增加,固沙植物根区土壤中有机质含量基本上都呈现出先增高后降低的趋势,全P、全N含量呈现出表层较高的趋势。4）固沙植物根区的土壤有机质、全N、全P之间均呈显著正相关关系。荒漠绿洲过渡带不同固沙植物根区的土壤养分分布特征,决定了过渡带上固沙植被的空间格局,对进一步科学合理地选择固沙植物具有现实意义。     

林下参根区土壤养分状况研究

[目的]为林下参健康发展和野山参资源的恢复提供科学依据。[方法]运用常规农化分析法对0（对照）、5、10、15、20、25年生林下参根区土壤的主要养分进行测定分析。I结果i林下参根区土壤不同层次有机质、全N和全P含量变化趋势均为袁层〉根层〉底层;随着参龄的增加,根层土壤有机质和全N含量有增加趋势;除25年生土壤外,其他各年生含量都与对照间达显著差异,根层土壤全P含量与对照间达极显著差异,以25年生土壤含量最高,达0．183g／kg;不同参龄全K含量与对照差异不显著,不同层次含量基本保持一致,碱解N和有效K含量随参龄增加含量呈递增趋势且低于对照,速效P含量则是随参龄增加有升高趋势且均高于对照;根层土壤pH值有升高趋势,25年生最高为6．36;对养分元素进行相关性分析表明,土壤有机质和全N、碱解N、速效P以及有效K达到极显著正相关,与全N和速效P相关系数最高,分别为0．968和0．987。全N和有效态氮磷钾、pH值均达到极显著正相关。[结论]林下参护育过程中,土壤养分供应充足,参根不同部位养分含量差异显著。     

平茬对3种苗木来源蛋白桑林地土壤理化性质的影响

为探究平茬对蛋白桑林地土壤理化性质的作用,并探究适于研究区种植的最佳桑树苗木,以林龄为2a,来源于内蒙古自治区通辽市、黑龙江省哈尔滨市和陕西省西安市的3种蛋白桑林下土壤为研究对象,测定了植株下-平茬、植株下-不平茬、行带间-平茬和行带间-不平茬4种处理下土壤的pH、机械组成、速效养分及有机质含量,采用相关分析法对平茬及...     

设施土壤养分和盐分累积状况研究

对山西省主要设施农业区土壤盐分和养分现状进行了调查分析,结果表明,土壤可溶性盐、EC值、速效养分均高于大田土壤,土壤pH值出现了降低趋势,有机质含量增幅不大,养分全量盈亏参差。土壤可溶性盐含量已接近次生盐渍化和作物生理障碍临界值,土壤有机质含量较低和土壤养分库中N、P盈余、K亏耗的局面及大量施用化学肥料后引发的土壤属性“载体化”的现象应引起足够的重视。     

基于高光谱数据的北疆绿洲农田灰漠土有机质反演

为了探寻快速、准确估测土壤有机质含量的方法以推动精准农业化进程,以北疆绿洲农田灰漠土为研究对象,通过野外实地调查收集土壤样品,室内化学分析测得土壤样品有机质含量,暗室内利用SVC HR-768高光谱仪测定土壤样品光谱反射率。通过对土壤光谱反射率进行倒数、对数、一阶微分、倒数的一阶微分、对数的一阶微分变换,运用单相关分析法提取土壤光谱特征波段,采用多元逐步方法对土壤有机质含量定量反演,分析研究土壤有机质含量和室内土壤光谱的特征关系。结果表明,在波长567、1 697 nm和2 221 nm处,采用反射率对数的一阶微分建立的土壤有机质含量反演模型预测精度最高,模型决定系数达到0.82。北疆绿洲农田灰漠土土壤有机质含量高光谱反演模型的建立为土壤有机质的快速测定提供了新的途径。     

不同植被群落下土壤有机质和速效磷的小尺度空间变异

【目的】研究鄂尔多斯沙地不同植被群落对小尺度土壤养分空间变异的影响。【方法】通过对鄂尔多斯沙质荒漠化地区两种典型植被群落下的土壤以0.3 m等间距的网格取样（n=81）,对土壤有机质含量、土壤养分含量微尺度空间变异进行地统计学分析。【结果】本氏针茅群落下土壤有机质含量和有效磷的半方差函数呈线性模型，本氏针茅群落下表层土壤养分的空间变异特征受随机因素的影响较大，在调查范围内没有空间相关性。油蒿灌丛周围表层土壤的有机质和有效磷含量的半方差函数可用球状模型和指数模型来描述，表层有机质含量的独立间距为1.25 m，有效磷含量的独立间距为1.14 m，均与油蒿灌丛的冠幅相近，土壤有机质含量和有效磷含量具有强烈的空间自相关性。【结论】两种植被下的土壤有机质和有效磷含量的差异显著；在亚米采样尺度上，本氏针茅群落下土壤有机质、有效磷含量的空间变异较小，而油蒿灌丛群落下表层有机质、有效磷的分布具有明显的以灌丛群落为中心的同心圆结构，有较强的空间自相关性。     

高寒草甸退化草地土壤特性分析

[目的]探讨草地退化对土壤理化性状的影响。[方法]研究退化高寒草甸土壤草土比、土壤质地等物理性状,用土壤养分常规分析法分析不同退化草地土壤速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有机质及pH等。[结果]随着退化梯度的加剧和土层的加深,草土比逐渐减小;不同退化梯度的草地草土比在土层0-10 cm中最大,该层的草土比在0.001 00-0.040 00变化,土壤类型为壤土类。不同退化梯度上土壤化学性质均发生变化,其中速效氮、磷、钾含量随土层的加深和退化程度的加剧明显减少。退化草地的微量元素铜、锌含量比较缺乏。[结论]各种养分含量和pH与退化草地演替度的大小无显著相关。     

高寒草甸退化草地土壤特性分析(英文)

[目的]探讨草地退化对土壤理化性状的影响。[方法]研究退化高寒草甸土壤草土比、土壤质地等物理性状,用土壤养分常规分析法分析不同退化草地土壤速效氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、有机质及pH等。[结果]随着退化梯度的加剧和土层的加深,草土比逐渐减小;不同退化梯度的草地草土比在土层0～10cm中最大,该层的草土比在0.00100～0.04000变化,土壤类型为壤土类。不同退化梯度上土壤化学性质均发生变化,其中速效氮、磷、钾含量随土层的加深和退化程度的加剧明显减少。退化草地的微量元素铜、锌含量比较缺乏。[结论]各种养分含量和pH与退化草地演替度的大小无显著相关。     

利用高光谱技术估测小麦叶片氮量和土壤供氮水平

有效的监测作物氮素营养水平及土壤供氮能力可以为合理施用氮肥提供重要依据。本文以2 年3 点不同氮素水平下不同小麦品种的田间试验数据为基础,运用植被指数和偏最小二乘回归法,比较和分析小麦冠层光谱与叶片氮含量及土壤氮含量的关系。结果表明：小麦冠层光谱与叶片氮含量的相关性分析在可见光波段存在显著负相关,在近红外波段呈显著正相关,而与土壤氮含量的相关性呈相反趋势。基于光谱参数ND705 和GNDVI所建叶片氮含量估算模型的决定系数分别达到0.827 和0.826。基于光谱参数VOG2 所建土壤氮含量估算模型的决定系数达到0.646;与植被指数所建模型相比,综合350~1350 nm光谱波段反射率分别与小麦叶片氮含量、土壤氮含量建立偏最小二乘回归模型的预测精 度均有所提高,决定系数分别达到0.842 和0.654。本研究结果可为小麦氮素营养及土壤供氮水平的诊断监测与合理施肥管理提供了理论依据和技术支持。     

绿肥压青对棉田土壤肥力的影响

选用草木樨、毛苕子、沙打旺三种绿肥在连作棉田上进行压青试验,研究三种绿肥生物量、植株养分含量及压青后对连作棉田土壤养分的影响.结果表明:三种绿肥中均以草木樨的生物量和植株养分含量最高;三种绿肥压青后对棉田土壤有机质、速效养分也均有一定的影响,其中沙打旺压青后对土壤有机质、土壤速效养分的提高最为明显,有机质提高了15.9;,速效氮提高了28.8;,尤其是沙打旺的富磷、富钾作用更为显著,压青后使土壤速效磷和速效钾分别提高了62.0;和78.4;,三种绿肥以沙打旺培肥效果最好,可作为与棉花间作或轮作倒茬的最佳绿肥.     

杉木根际土壤特性的研究——(Ⅰ)杉木根际与非根际土壤化学性质的比较研究

本文比较分析了杉木根际土壤和非根际土壤的一些化学性质,并探讨了杉木连栽对这些性质和林木生长的影响。结果表明,杉木根际土壤的有机质、全氮、速效磷含量显著地高于非根际土壤,速效钾含量则相反。根际土壤的C/N较高,而pH则有降低的趋势。杉木连栽在不同程度上会降低根际和非根际土壤有机质、N,P,K含量和土壤pH,导致土壤养分状况和根际环境的恶化,从而使连栽杉木生长受阻。     

施用草炭对科尔沁沙地土壤的改良效果

用草炭在科尔沁沙地上进行土壤改良田间试验,结果表明,施用有机质含量高、含有丰富的植物所需营养元素的草炭,可以有效地改善沙地土壤理化性质,提高其保水、保肥能力,增加作物产量。这为科尔沁沙地土壤改良开辟了一条新的途径。     

Effects of Long-term Site-specific Fertilization on Soil Physical and Chemical Properties and Nutrients in Dry Farmland

In order to investigate the variation in soil physical and chemical properties and nutrients in the mountainous areas in southern Ningxia, and to provide a theoretical basis for fertilization management in local farmland, the soil p H, total salt content,crop root length, root weight, soil organic matter, available nitrogen, total nitrogen, total phosphorous and total potassium in different fertilization treatments were measured from 2010 to 2016. Multiple comparisons of the data were performed using Duncan's new multiple range test. The results indicated that in the 0-20 cm soil layer, soil p H value and total salt content changed in different patterns, and varied greatly from 2010 to 2016(P0.05). The changes of both root length and root weight of millet over time fitted S-shaped curves. The root length and root weight in the four fertilization treatments(Treatment 2 to Treatment5) increased faster than those in the control(Treatment 1). The soil organic matter content in all the five treatments gradually increased from 2010 to 2016. The content of alkaline hydrolyzable nitrogen in soil rapidly increased in the first two to three years of the experiment, followed by a slow increase or decrease in 2013, and then raised rapidly again from 2014 to 2016.The soil total nitrogen content varied significantly from 2010 to 2016. The total phosphorus content in soil changed in a different pattern from that of total nitrogen content. The seven-year field trails revealed that soil p H, total salt content, root length, root weight and soil nutrient all changed with the increase of fertilizer level, and that long-term fertilization is of significance for maintaining soil fertility, improving soil quality and reducing soil salinization.     

淮北砂姜黑土地力贡献与培肥技术研究

对杨柳点长期定位培肥试验和相关小麦施肥试验资料进行分析,结果表明:地力贡献与小麦施肥产量、地力贡献率之间呈线性正相关,高产田块地力贡献在小麦施肥产量中占主要地位。砂姜黑土地力贡献主要受土壤有机质和速效磷含量的影响,速效钾含量尚不是限制因子。长期连续施肥条件下．不同的土壤养分指标受有机无机配比的影响不同。有机质和氮素养分含量偏低的土壤,要通过增施有机肥加以培肥,磷素或钾素养分偏低的土壤可以通过增施有机肥或化肥来培肥。     

苏州市土壤养分及有机质含量变化的空间尺度效应

[目的]明确苏州市土壤养分及有机质含量在不同空间尺度下的变化规律。[方法]以2010年苏州市耕地质量监测点数据为基础,分析了土壤养分及有机质含量与空间尺度的关系。[结果]土壤养分及有机质含量的变异程度与空间尺度变化存在一定关系,其中土壤养分及有机质含量的组内变异程度随着空间尺度的增大而增加,而其组间变异程度则表现出相反趋势,土壤养分及有机质含量的组间变异程度普遍大于其组内变异程度。[结论]为准确确定土壤养分及有机质含量的空间区域划分方法提供了科学依据。     

不同郁闭度橡胶林间作豆科植物对土壤肥力的影响

对不同郁闭度橡胶林下间作豆科绿肥植物与纯作橡胶园土壤化学性质进行研究。结果表明,间作豆科绿肥植物的林下土壤p H、含水量、有机质、全氮和碱解氮、速效磷和速效钾含量均明显高于其对照纯作林,间作豆科绿肥植物有利于提高胶园的土壤肥力水平。中郁闭度林土壤有机质、全氮和碱解氮含量高于高郁闭度林,但p H、速效钾和速效磷含量低于高郁闭度林。     

Estimation of surface soil organic matter using a ground-based active sensor and aerial imagery

Active canopy sensors are currently being studied as a tool to assess crop N status and direct in-season N applications. The objective of this study was to use a variety of strategies to evaluate the capability of an active sensor and a wide-band aerial image to estimate surface soil organic matter (OM). Grid soil samples, active sensor reflectance and bare soil aerial images were obtained from six fields in central Nebraska before the 2007 and 2008 growing seasons. Six different strategies to predict OM were developed and tested by dividing samples randomly into calibration and validation datasets. Strategies included uniform, interpolation, universal, field-specific, intercept-adjusted and multiple-layer prediction models. By adjusting regression intercept values for each field, OM was predicted using a single sensor or image data layer. Across all fields, the uniform and universal prediction models resulted in less accurate predictions of OM than any of the other methods tested. The most accurate predictions of OM were obtained using interpolation, field-specific and intercept-adjusted strategies. Increased accuracy in mapping soil OM using an active sensor or aerial image may be achieved by acquiring the data when there is minimal surface residue or where it has been excluded from the sensor’s field-of-view. Alternatively, accuracy could be increased by accounting for soil moisture content with supplementary sensors at the time of data collection, by focusing on the relationship between soil reflectance and soil OM content in the 0–1 cm soil depth or through the use of a subsurface active optical sensor.     

Sensing technologies for precision specialty crop production

With the advances in electronic and information technologies, various sensing systems have been developed for specialty crop production around the world. Accurate information concerning the spatial variability within fields is very important for precision farming of specialty crops. However, this variability is affected by a variety of factors, including crop yield, soil properties and nutrients, crop nutrients, crop canopy volume and biomass, water content, and pest conditions (disease, weeds, and insects). These factors can be measured using diverse types of sensors and instruments such as field-based electronic sensors, spectroradiometers, machine vision, airborne multispectral and hyperspectral remote sensing, satellite imagery, thermal imaging, RFID, and machine olfaction system, among others. Sensing techniques for crop biomass detection, weed detection, soil properties and nutrients are most advanced and can provide the data required for site specific management. On the other hand, sensing techniques for diseases detection and characterization, as well as crop water status, are based on more complex interaction between plant and sensor, making them more difficult to implement in the field scale and more complex to interpret. This paper presents a review of these sensing technologies and discusses how they are used for precision agriculture and crop management, especially for specialty crops. Some of the challenges and considerations on the use of these sensors and technologies for specialty crop production are also discussed.     

桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征分析

深刻认识桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征对优化桉树营林措施具有重要意义。本研究以桉树人工幼龄林为研究对象,分析冬季和夏季桉树人工幼龄林根区和非根区0～20 cm和20～40 cm深度土壤理化性质、C∶N∶P化学计量比和细菌数量,探讨桉树人工幼龄林根区和非根区土壤理化属性和细菌丰度特征。结果表明,非根区土壤可溶性有机碳(DOC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)含量显著大于根区土壤,非根区0～20 cm土壤可溶性有机氮(DON)和全磷(TP)含量显著大于根区土壤。夏季根区、非根区土壤含水量、DON、SOC和非根区DOC含量显著大于冬季;夏季桉树根区和非根区0～20 cm土壤TN、TP、土壤全钾含量显著低于冬季。参照全国土壤分级标准,冬季根区土壤SOC和夏季根区土壤TN含量为四级较缺乏水平。与全球森林土壤C∶N∶P平均值相比,桉树幼龄林根区土壤C∶N夏季高、冬季低,且根区土壤N∶P和C∶P均低于平均水平,推断桉树人工幼龄林冬季根区土壤存在C限制,夏季根区土壤存在N限制。桉树非根区0～20 cm土壤细菌丰度显著大于根区0～20 cm和非根区20～40 cm土壤。夏季土壤细菌丰度较冬季显著...