氮磷互作水稻冠层氮素敏感光谱筛选研究

基于连续两年的水稻氮磷互作盆栽试验,于水稻拔节、抽穗、灌浆等主要生育时期同步测定了冠层反射光谱和水稻植株总氮含量,系统分析了350~1 330 nm波段范围内任意两波段组合而成的差值(DVI)、比值(RVI)及归一化(NDVI)光谱指数与植株总氮含量的关系,筛选了可用于氮磷互作环境下的最佳光谱指数,建立了估算模型,并与已有的水稻氮光谱反演指数进行了比较。结果表明:氮磷交互下水稻冠层光谱受氮素的影响明显高于磷素,呈现随施氮量的增加可见光区反射率下降,近红外区上升的规律;但对磷肥的响应受施氮水平的影响,施磷在缺氮情况下提高了可见光区和近红外区的反射率,不缺氮情况下却使可见光区反射率降低。与植株总氮含量相关性较好的波段组合基本不受植被指数构造形式的影响,表现较为稳定,主要分布在近红外(780~1 330 nm)/可见光(750~770 nm)区域、红边(640~700 nm)区域和可见光(450~500 nm)区域。但施磷与不施磷处理的总氮光谱指数敏感波段组合区域有所变化,施磷处理的敏感区域要小于不施磷处理,且相关性决定系数有所降低。存在对施磷不施磷处理都比较敏感的光谱指数区域,拔节、抽穗和灌浆期分别以RVI(FD719,FD740),NDVI(FD419,FD552),DVI(FD707,FD713)表现最佳,建模决定系数分别为0.87、0.80、0.87,几乎不受氮磷交互作用的影响,验证模型均方根误差分别为1.98、3.68、3.47。已有的氮光谱反演参数中则以m ND705、PRI、NDVI705表现最好,但其预测精度明显受磷肥作用的影响,尤其是在拔节期,不施磷处理下的精度要远低于施磷处理,且整体精度均低于本研究新选的氮光谱指数。因此,氮磷互作对水稻氮光谱反演指数的波段组合及预测精度产生影响,要提高氮素光谱诊断精度,需要根据情况选择适宜的光谱指数。     

生活污水尾水回用对稻田土壤微生物量碳氮和土壤酶活性的影响

为探讨农村生活污水尾水回用对稻田土壤微生物量碳氮和酶活性的影响，通过田间试验，以池塘水灌溉下不施肥和常规施肥为对照，探讨尾水耦合氮肥施加方式对稻田土壤微生物量碳氮、土壤酶（脲酶、磷酸酶、硝酸还原酶、过氧化氢酶、蔗糖酶）活性以及土壤养分等的影响。结果表明，2019年和2021年收获期尾水仅施蘖肥、尾水常规施肥、尾水减氮施肥土壤微生物量碳较常规施肥处理分别增加了 28.75%~34.75% 和 14.43%~23.63%，土壤微生物量氮分别增加了 7.10%~16.04% 和 15.9%~46.88%。尾水灌溉处理脲酶活性两年间分别增加了34.92%~51.61%和0.98%~2.94%，有机质分别增加了1.11%~11.10%和6.38%~11.40%，年际间比较发现无论池塘水灌溉还是尾水灌溉土壤有机质含量均有上升趋势，而尾水灌溉处理土壤有机质增幅更大。综上所述，尾水灌溉提高了稻田土壤有机质、微生物量碳氮的含量和脲酶活性，说明尾水回用在一定程度上会增加土壤肥力，具有一定的土壤改良作用，但长期回用下的环境安全性还需要通过进一步试验确定。