光谱技术结合水分校正与样本增广的棉田土壤盐分精准反演

棉田土壤盐分的精准反演对于棉花的种植管理具有重要意义。水分和盐分作为主要环境因素,共同影响棉田土壤的波谱特征,两者之间的耦合关系直接影响土壤盐分的检测分析。为了提高基于光谱技术构建的模型对棉田土壤盐分信息解析的准确性与可靠性,该研究联用可见/短波近红外（400～1 000 nm）和长波近红外（960～1 693 nm）技术,采集不同含水率与含盐量的新疆地区土壤样本的光谱;结合外部参数正交法（external parameter orthogonalization,EPO）,校正不同标样集与不同波段光谱中的土壤含水率干扰信息;引入基于不同卷积步幅的深度卷积对抗网络（deep convolutional generative adversarial networks,DCGAN）,进行样本增广与质量评估;参考三层残差神经网络设计一维卷积神经网络RNet,最终构建基于EPO-DCGAN-RNet的优化模型,用于棉田土壤盐分的反演。结果表明,与传统机器学习方法和基于VGG或EfficientNet结构一维卷积神经网络相比,该研究提出的EPO-DCGAN-RNet方法能够有效地滤除水分对盐分反演的影响、提高模型对特征波段的挖掘能力、降低深度学习算法对样本量的依赖性,并能得到更优的模型预测性能。EPO-DCGAN-RNet的建模集R²和均方根误差分别为0.942、115.420 μS/cm,验证集R²和均方根误差分别为0.910和136.472 μS/cm。研究结果可为新疆棉田土壤盐分快速精准检测提供理论指导和技术支持,有助于促进盐碱地区棉花种植的水肥科学管理。     

玉米秸秆覆盖免耕播种技术

玉米秸秆覆盖免耕播种技术是"梨树模式"的核心技术,它用玉米秸秆残茬覆盖地表,减少土壤风蚀、水蚀;实行免耕播种,减少土壤耕作,是提高土壤肥力和抗旱保墒的一项保护性耕作技术.该技术创新了玉米秸秆处理方式,提高了玉米播种质量,解决了东北地区玉米连作土壤退化和秸秆焚烧导致环境污染的问题,对黑土地保护和利用起到了积极作用,实现了...     

干旱胁迫及外生菌根菌对马尾松幼苗根系形态及分泌物的影响

【目的】探究干旱胁迫下接种不同外生菌根真菌对马尾松幼苗根系生长、形态、根系分泌物及根际土壤酶活性的影响,为阐明不同外生菌根菌促生抗逆的策略提供参考。【方法】采用棚内盆栽试验,分析正常浇水和干旱胁迫条件下,接种橙黄硬皮马勃(Sc)、琥珀乳牛肝菌(Sp)和未接菌(CK)马尾松幼苗的地上和地下生长、根系分泌物及根际土壤酶活性差异。【结果】1)干旱胁迫抑制马尾松生长和根系活力,但接种Sc和Sp均能促进马尾松幼苗生长、生物量积累和根系活力,改善根系形态,以接种Sc效果更佳。2)在根系分泌物中共检测出酸类、酮类、萜类、酯类、醇类和醛类6大类有机物质,共28种化合物。分泌物组成和相对含量受接菌和干旱胁迫调控,其中,接种Sc和Sp分别使分泌物种类增加和降低;无论是否接菌,分泌物种类均在干旱胁迫下增加;各类分泌物相对含量对干旱和接菌处理响应明显且存在差异,变化幅度和方向与分泌物种类有关;接种菌根菌能改变干旱胁迫下各类分泌物相对含量的变化,主要表现在抑制萜类相对含量、增加醛类相对含量,同时,酸类物质相对含量下降程度更大。菌根菌对同一组分不同化合物相对含量也有显著影响。3)马尾松幼苗接种Sp后通过提高根际土...     

中度火灾一年后马尾松林土壤碳库特征

【目的】分析不同林龄马尾松次生林在森林火灾前后土壤理化性质、土壤活性有机碳组分(LOC)的动态特征及变化趋势,定量评价中度林火强度对土壤碳库稳定性的影响,可为定量研究中度林火对土壤碳平衡与碳循环的影响提供参考。【方法】选择成熟林、中龄林和幼龄林的马尾松次生林,采集火烧迹地及相邻未烧林分0～60 cm土壤,测定其土壤理化性质、细根生物量和土壤LOC组分含量,通过计算土壤碳库管理指数(CPMI)分析土壤碳库变化特征,采用通径分析探讨土壤CPMI的直接影响和间接影响因素。【结果】与对照样地相比,森林火灾后各林龄0～60 cm土层的土壤密度提高3.80%～4.85%、土壤pH值提高4.21%～5.78%、土壤全磷含量提高7.97%～12.44%,土壤含水率降低3.41%～3.97%、土壤全氮含量降低15.09%～17.45%、土壤有机碳含量降低10.07%～14.31%,幼龄林、中龄林和成熟林的土壤活性有机碳(LOC)分别降低22.70%、19.48%和17.48%。不同林龄马尾松次生林土壤CPMI对森林火灾的响应有差异,幼龄林、中龄林和成熟林的土壤CPMI分别为26.15、30.57和32....     

广东省森林土壤养分异质性析因

[目的]分析不同环境因子对森林土壤养分的影响,探讨造成森林土壤养分异质性的原因,为森林经营和森林立地质量评价提供依据.[方法]基于广东省全国森林资源清查土壤调查数据,以有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)为因变量,以地理因子、地形因子、土壤因子和林分因子四大类20个变量(10个定性因子,10个...     

黄河三角洲不同盐度壤土表层水盐关系研究

为防治黄河三角洲土壤次生盐渍化,通过配制轻度、中度、重度盐渍化程度的壤质土体,进行土壤水盐关系试验,利用经典统计分析、线性回归分析、Origin图表分析等方法,探讨了在加水升盐、淋水降盐、蒸发返盐过程中土壤水盐之间的相互关系,在此基础上,通过测算土体田间持水量估算了大田降盐灌水参数。结果表明,(1)升盐过程中,土壤表层水盐呈现正向线性关系,含水率的增加对含盐量较高的土体影响较显著,高水高盐环境下的水盐相关性高于低水低盐环境下的水盐相关性;(2)降盐过程中,土壤表层水盐呈现负向线性关系,达到田间持水量后再注入2%的水时,各土体内盐分下降的幅度最大,随后趋于平缓;(3)当体积含水率达到20%时,土体达到田间持水量,每667 m²农田灌入约6.6 m³水时,中度盐渍化土降为轻度盐渍化;灌入约7.8 m³水时,重度盐渍化土降为轻度盐渍化;(4)自然蒸发情况下,重度盐渍土体返盐速率明显快于中度盐渍土。     

退耕还林地土壤及不同农茬对日本落叶松育苗的影响

通过对不同土壤类型及不同农作物茬口对日本落叶松育苗生长影响的试验研究,结果表明:在农茬地进行日本落叶松育苗应选择壤土或砂壤土,不宜选择碱土、砂土和黏土作苗圃地;不同茬口以日本落叶松重茬地育苗能够明显增加苗木生长量,以白菜茬为对照,日本落叶松重茬地可使苗高增加1.57倍,地径增加0.18倍,封顶量增加1.25倍,每hm2株数增加1.13倍。其他农茬首选大豆茬地、草木樨、瓜地茬,而谷子和白菜地茬不应作苗圃地繁育日本落叶松。     

千岛湖地区森林土壤类型与可持续利用研究

对千岛湖地区森林土壤类型及其分布进行了调查,结果表明:森林土壤有3个土类、5个亚类、10个土属。分布以黄红壤为主,占86.8%;钙质紫砂土次之,占7.8%;侵蚀性红壤占2.7%;石灰岩土占2.5%;黄壤面积最小,仅占0.2%。研究了不同林分类型的土壤理化性质,认为不同湖区林场的天然林土壤养分差异较大,从整个地区角度看各种林型间土壤养分无差异性,但从每个林场单独分析,无论是天然林,还是人工林,阔叶林地养分明显高于针叶林和混交林地。因而,实施针叶林阔叶化改造,对千岛湖地区林地的持续发展,提高其水源涵养、保持水土、景观生态等效益是有益的。     

嫩江沙地不同土壤质地类型起沙风速的研究

文章研究将沙粒在风速达到沙粒的起动风速时沙粒的瞬间起动方式分为4种,即:滚动、跳跃、悬浮和飞扬4种。在嫩江沙地的3种典型土壤(沙质黏壤土、沙质壤土、风沙土)质地类型区域分别观测记录了沙粒在出现这4种情况时的瞬时风速值大小。经分析得出,在沙质黏壤土、沙质壤土和风沙土等3种土壤类型区域,若能将风速分别控制在6.3、6.4和7.2 m.s-1,即可有效防止风沙流的产生。     

公路两侧土壤-植物污染及防治对策

公路建设不可避免地会对自然生态环境造成一定程度的破坏和影响,特别是对其两侧的土壤—植物的污染,污染物来源于公路施工、人类活动以及交通营运,主要是交通营运产生的各种有害气体以及重金属,它们对公路两侧的土壤—植物造成严重的污染,特别是重金属污染,可以通过食物链危及人类健康。目前,针对公路两侧土壤—植物污染的现状,提出各种防治方法,其中比较重要的包括植物修复和公路绿化。由于重金属污染物移动性很小,不易随水淋滤、不被微生物降解,进入土壤的重金属绝大部分被土壤固定等自身的特点,使得植物修复效益低。绿化带是防治公路两侧土壤—植物污染的很好措施,但由于土地资源、经济水平、自然条件等综合因素的制约而限制其功能的充分发挥。因此,绿化带建设的规模、模式、树种的选择以及多样化是公路绿化带规划和建设要解决的核心问题。