基于棉田原位高光谱数据的土壤pH值反演与制图研究

[目的] 研究快速、准确大面积监测农田土壤pH值,为大面积土壤改良和实现农田精细化管理提供科学支持。[方法] 以南疆阿拉尔市十二团棉田为研究区,采用网格采样法采集231个样点的原位高光谱数据,并同步采集其中116个样点的土壤样品;分析了原位高光谱反射率数据经不同预处理模式后的光谱数据与土壤pH值的相关性;采用偏最小二乘回归、支持向量机回归和随机森林3种建模方法分别建立了土壤pH值的高光谱反演模型,根据模型评价指标优选出最优模型对未采集土壤样点的pH值进行反演制图。[结果] 反射率经微分处理后可有效改善其与土壤pH值的相关性;反射率二阶微分的随机森林模型为所有模型中的最优模型,其验证集的R²为0.87,RMSE为0.04,RPD为2.53;最优模型反演的pH值数据插值所得数字图与实测pH值插值图的空间分布特征高度吻合,能客观反映土壤碱化的空间分布状况。[结论] 随机森林模型为原位反演南疆棉田土壤pH值的最优模型,克里金插值能够客观可视化表达研究区土壤pH值的分布状况。     

根芹菜富硒生产关键技术

阐述了根芹菜的营养特性、品种类型、植物学特性及富硒生产关键技术,指出在根芹菜富硒生产过程中应掌握栽培季节、培育壮苗、施肥定植、田间管理、科学施硒及采收贮藏等技术。     

烟地土壤结构改良剂的筛选与开发研究

天柱长期植烟、土壤机质含量锐减,土壤物理性状恶化、自然病害严重条件下,研究了运用熟石灰、PAM土壤结构改良剂进行处理对特色烟叶主要农艺性状和经济性状的影响。结果表明:混合施用熟石灰、PAM处理的土壤生产出的烟叶农艺性状表现最好,产量和产值最高,烟叶特色得到充分彰显。单施用熟石灰或PAM处理的烟株长势较好,经济性状次之。     

基于CBERS-02卫星遥感图像的棉花光谱识别模型的建立

新疆南疆地区是中国重要的棉花产区,准确及时地获取棉区播种面积及长势状况对于棉花生产与管理有重要的意义。本研究以2005年7月10日中巴资源卫星CBERS-02卫星CCD1-4波段遥感图像为数据源,分析了阿拉尔垦区棉花、果园、草地、居民地、盐碱地及水库6种典型地物的光谱特征,建立了遥感解译标志。以CBERS-02卫星CCD1-4图像DN值及NDVI值组合为条件构成判断表达式,从而建立了棉花遥感光谱识别模型,并采用ERDAS遥感图像处理软件的空间建模方法提取了棉花面积及分布信息。     

巴西旱稻中稻栽培生态适应性研究

播种期的安排是水稻生产十分重要的措施.通过对引进的2个巴西旱稻品种(Iapar-9和Tangara)不同播种期的生态适应性研究,探讨了巴西旱稻的最佳播种期.结果表明:Iapar-9和Tangara在长沙地区的适宜播种期为5月10日左右,此时期播种产量最高;2个巴西旱稻品种不同播种期处理LAI和功能叶叶绿素含量变化总的趋势是齐穗期最大,随后逐渐减小;不同播种期处理齐穗期前根系活力差异不显著,齐穗期后根系活力随播种期的延迟而降低,且差异显著;每穗实粒数和结实率低是限制产量的主要原因.     

南疆阿拉尔地区近31年沙尘天气变化特征及影响因素

根据南疆阿拉尔地区1981-2011年逐日沙尘日数、平均气温、平均相对湿度、平均风速、降水量、蒸发皿蒸发量和大风日数等气象资料,采用气候倾向率、距平和距平相关方法分析了阿拉尔地区近31年沙尘天气变化特征及影响因素。结果表明:1)近31年阿拉尔地区浮尘日数﹥扬沙日数﹥沙尘暴日数,整体呈减少趋势,减幅分别为2.4d/10a、8.2d/10a和45.1d/10a,累计减少了7.4d、25.4d和56.7d。2)阿拉尔地区沙尘天气呈"春﹥夏﹥秋﹥冬"的季节分布,4月、5月为沙尘天气高发时段,12月、1月是低发时段;四季(春、夏、秋、冬)沙尘天气呈减少趋势,累计减少了1.2d、5.6d、23.6d,4.3d、12.7d、19.5d,1.2d、5.9d、9.0d和0.6d、1.2d、5.3d。3)近31年阿拉尔地区年沙尘天气减少主要与蒸发量减少、平均风速降低、大风日数减少和平均相对湿度增大有关,与平均气温、降水量和干燥度无关;季沙尘天气减少是由蒸发量减少、干燥度减小、平均风速降低、大风日数减少和平均相对湿度增大等多种气象因子共同作用,与平均气温和降水量关系不大。     

基于光谱分类的土壤盐分含量预测

基于相似土壤组分和光谱特征,利用土壤光谱反射率数据和曲线特征来进行土壤光谱分类,同时充分挖掘有效信息是光谱分析的重要应用方向之一。借助模糊k-均值聚类方法将土壤光谱数据分成四个类别(分类前先将原始光谱进行范围归一化处理),比较分析了不同类型土壤在光谱分类前后的高光谱特征,然后利用Kennard-Stone法将各类别样本划分为建模集和预测集,将预处理后的建模集光谱数据作为输入量,采用偏最小二乘回归法(PLSR)方法建立全局和各自类别的盐分预测模型。结果表明:光谱分类建模较按土壤系统分类建模和全局建模的精度有明显提高,其预测模型总体的预测决定系数RP2、预测均方根误差RMSEP、相对分析误差RPD和RPIQ(样本观测值三四分位数Q3与一四分位数Q1之差与RMSEP的比值)四个指标分别从0.664、1.219、1.733和1.461提高至0.818、1.132、2.356和2.422,其中RPD提高幅度达23.13%,四个类别所建模型RPD均大于2.0,可以对土壤含盐量进行较为精确的定量研究。研究结果为利用大样本光谱数据建立大尺度区域的盐分等土壤属性预测模型提供一种新的思路和方法。     

塔里木盆地灰叶胡杨种群生存状况分析

根据野外灰叶胡杨种群的调查资料,将林木依胸径大小分级,以林木径级结构代表年龄结构,采用分段匀滑技术,编制灰叶胡杨种群特定时间生命表,绘制死亡率曲线、亏损度曲线及存活曲线,分析灰叶胡杨种群结构与动态趋势。结果显示,灰叶胡杨年龄结构基本上呈正金字塔型,表明其种群呈增长型;灰叶胡杨种群数量随龄级增大而下降,生命期望在幼龄与老龄较低,1龄向2龄级过渡时死亡率最高;种群的存活曲线整体上趋于DeeveyⅢ型,死亡率和亏损度曲线均有3个高峰期,分别出现在1~2、6~7、8~9龄阶段。野外灰叶胡杨幼龄死亡率高可能与其生物生态学特性和环境恶化有关。     

基于物联网的农业气象监测系统研究

为了得到准确、及时的农业气象波动信息,建立一个基于物联网为基础的气象监测系统成为农业气象部门的研究重点。传统的气象台通过卫星传感、雷达站传感、自动气象站等站台监控的方式并不能有效、具体地反映出不同区域的农业气象信息,为了使得农业气象监测更加具体化、区域化、实时动态化,就必须建立物联网气象监测系统。基于此,本文介绍物联网与农业气象结合的可行性,并探究如何构建农业气象监测系统。