基于EMD方法的土壤入渗空间异质性及其影响因素研究

利用经典统计学方法和经验模态分解方法(EMD),分析了杨凌区、武功县和乾县临平镇一带0~40cm土层土壤物理性质(初始含水率、体积质量、有机质、颗粒组成)和入渗性能(90min累积入渗量、初始入渗率、稳定入渗率)的空间变异性,研究了EMD分量对变异的贡献率,并进一步对多尺度下土壤入渗性能与土壤物理性质进行了相关性分析。结果表明:1土壤物理特性空间序列中,除土壤体积质量变异系数为0.08、表现为弱变异外,含水率、颗粒组成及有机质均表现为中等变异,变异系数为0.11~0.35;2对于土壤入渗特性,稳定入渗率、90min累积入渗量和初始入渗率均表现为中等变异,且三者变异程度依次减弱;3EMD分解研究发现:小尺度分量对土壤入渗性能总变异的贡献率比大尺度分量高;不同的土壤物理性质对土壤入渗性能的影响随尺度变化。     

Effect of Phosphorus in Alleviation of Adverse Impacts of Salinity on Wheat Grown on Different Soils

Fertilization management is an important technique to alleviate the adverse effects of salinity stress on plants. A pot experiment was conducted to evaluate the ameliorative role of inorganic phosphorus (P) and organic P sources on wheat grown under salt stress in three soil types deficient in available P. Wheat (Triticum asetivum L. cv. Shakha 93) was grown on alluvial, sandy, and calcareous soils under salinity levels of 4, 8, and 12 dS m^?1 of saturated paste extract (EC_e) and supplied with constant rate of 30 mg P₂O₅ kg soil^?1 as superphosphate (SP), cattle manure (CM), and 1:1 mixture of SP and CM. The results revealed that plants grown on the sandy soil were more susceptible to the adverse effects of salinity compared with those planted on the alluvial one, especially at zero P. Plants grown on the calcareous soil were moderately affected. Varying soil type caused significant differences in the aboveground biomass and uptake of nitrogen (N), potassium (K), P, and zinc (Zn). It was obvious that P ameliorated wheat growth under salt stress, and this role was greater under moderate and high salinity. The increases in N, P, K, and Zn uptake appeared driven by P application were more conspicuous in the sandy and calcareous soils. Results also indicated that combined application of inorganic and organic P sources surpassed both when applied solely under all soil types and salinity levels.     

不同类型土壤的光谱特征及其有机质含量预测

 【目的】构建适合土壤有机质含量估测的高光谱参数及定量反演模型。【方法】系统分析中国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本有机质含量与350～2 500 nm波段范围高光谱反射率之间的关系,利用特征光谱参数和BP神经网络建立土壤有机质的定量估测模型。【结果】光谱一阶导数构成的两波段光谱参数与土壤有机质含量的相关性明显优于原始光谱,尤其采用Norris平滑滤波后导数光谱效果更好。光谱参数构成形式以差值指数最好,其次为比值和归一化指数。与土壤有机质含量相关程度最高的光谱参数是由可见光区554 nm和近红外区1 398 nm两个波段的一阶导数组合而成的差值指数DI(D554,D1398),两者呈显著指数曲线关系,拟合方程为y= 184.2 ×exp[-1297×DI(D554,D1398)],决定系数为0.90。经不同类型土壤的观测资料检验,模型预测决定系数为0.84,均方根误差RMSE为3.64,相对分析误差RPD为2.98,显示估测模型具有较好的预测精度。另外,利用BP神经网络结合偏最小二乘法(PLS)对导数光谱进行分析,提取贡献率达到99.56 %的前6个主成分建立了三层BP 神经网络模型,模型决定系数为0.98,经不同类型土壤的观测资料检验,模型预测决定系数为0.96,RMSE为2.24,相对偏差RPD为4.83。比较利用DI(D554,D1398)和BP网络进行土壤有机质含量的预测结果,前者精度低于后者,但可以满足土壤有机质监测的需要。【结论】利用差值光谱指数DI(D554,D1398)和BP神经网络模型均可实现对土壤有机质的精确估测。     

重庆三峡库区加工甜橙园土壤养分状况分析

为了解重庆三峡库区加工甜橙园土壤养分含量状况,在重庆7县（区）随机选取132个果园,分析背景土壤和农化土壤pH值、有机质和有效态矿质养分含量。结果显示,分别有56.8%和60.8%的果园背景土壤和农化土壤pH值适宜甜橙生长,农化土壤酸性土比例增加;背景土壤和农化土壤有机质含量不足（<15 mg?Kg-1）的比例分别为77.3%和85.3%,碱解氮处于适宜范围的比例分别为56.8%和61.5%,有效钙过剩（高量和过量）的比例分别为79.6%和76.7%;背景土壤有效磷、钾不足(缺乏和低量)的比例分别为95.4%和72.8%,有效锌、硼不足的比例分别为54.5%和70.5%;农化土壤有效磷、钾不足的比例分别为60.8%和57.6%,有效锌、硼不足比例分别为65.9%和90.7%。背景土壤和农化土壤有效镁、铁、锰及铜不足和过量并存。总体而言,土壤养分状况中等偏差;与背景土壤相比,农化土壤pH值、有机质、有效钙、锌和硼含量下降且缺锌严重,其它养分含量则有所上升。     

草坪坪床对土壤的要求

通过对土壤理化性质及其生物组成的分析 ,对草坪坪床土壤提出了要求 ,并且提出了改良措施     

8种土壤改良剂对多年生黑麦草草坪质量的影响

在兰州新区通过田间小区试验,研究了8种土壤改良剂对多年生黑麦草草坪质量的影响。结果表明:8种土壤改良剂都提高了草坪叶绿素含量,其中,7种处理(除硫磺粉处理)都增大了草坪草的密度、高度、地下生物量和地上生物量,6种处理(除硫磺粉、硫磺粉+磷矿粉处理)都增大了叶宽和盖度,"肥帝溉"处理均为最大处理(P0.05),其相应草坪质量指标最大值分别为,叶绿素含量为3.1 mg/g,密度为2.0株/cm~2,叶宽为1.8 mm,盖度为95.3%,高度为10.9cm,地下生物量为709.3 g/m~2,地上生物量为638.6g/m~2;延长草坪绿期方面,"美魅"+过磷酸钙处理为186 d,与对照差异显著(P0.05)。8个处理和对照(CK)的草坪质量综合评价高低顺序为,"肥帝溉"大量元素水溶肥料"康地宝"盐碱土壤改良剂"美魅"土壤改良剂+过磷酸钙过磷酸钙+石膏粉过磷酸钙硫磺粉+磷矿粉"甘云翼"对照硫磺粉。     

不同环境温度下沼液养分在土壤中的淋失模拟研究

沼液因其养分利用率高,被广泛应用于农业生产中,而环境温度可通过影响土壤的物理化学性质,影响沼液养分的淋溶损失。试验采用土柱模拟法,研究了不同环境温度对土壤沼液养分淋溶的影响,旨在揭示不同季节土壤养分淋溶可能存在的差异,为生产中合理施用沼液提供理论依据。土柱规格为内径7.5 cm、高20 cm的聚氯乙烯(PVC)管,按每公顷施入0,130和260 kg N,设置每土柱沼液灌溉总量为0,200和400 mL。按当地年平均降雨量的70%计算实际浇灌量为1500 mL,分5次每隔6 d模拟不同降雨次数进行浇灌。沼液浇灌前用清水补足不足部分并混匀。土柱放置于20和30℃的温室培养,每次淋溶后收集土壤淋溶液,测定其全氮、硝态氮、铵态氮、全钾、全磷、速效磷和电导率。结果表明,施用沼液后淋溶液中氮、磷、钾淋失量较清水对照显著增大,其中40 mL沼液水平下,全氮含量平均增加73%,全磷含量增加880%,全钾含量增加388%,且随着沼液用量的增加淋溶液中的养分浓度呈增加趋势。环境温度的提高增加了沼液养分在土壤中的淋溶损失,30℃时淋溶液中的硝态氮、全氮、全钾、全磷、速效磷含量及电导率整体高于20℃,其中全氮平均提高14.68%,全磷平均提高33.59%,全钾平均提高24.08%。整体而言,30℃下沼液养分较20℃时更易发生淋失。因此,在农业生产中,应适当减少夏季高温时的沼液施用次数,增加春秋季节施用次数,但沼液用量不要超过130 kg N/hm²,防止沼液养分大量流失,污染周边环境。     

不同耕作措施对西北绿洲灌区冬小麦农田土壤呼吸的影响

在西北绿洲灌区多年田间定位试验基础上,研究了免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)和传统耕作(T)3种耕作措施下冬小麦农田土壤呼吸变化特征及其对土壤温湿度的敏感性。结果表明,3种耕作措施土壤呼吸速率日变化和生育期变化呈单峰曲线。免耕秸秆覆盖处理土壤呼吸速率日峰值出现在15:00,免耕不覆盖和传统耕作处理出现在14:00。3种耕作措施土壤呼吸速率生育期峰值出现在冬小麦开花期。从冬小麦返青至成熟,免耕秸秆覆盖和传统翻耕处理土壤呼吸平均速率分别较免耕不覆盖处理高43.01%和33.33%。3种耕作措施下土壤呼吸对土壤温度的敏感性(Q₁₀)依次为NT＞NTS＞T,敏感性为1.93~3.00;3种耕作措施下土壤呼吸对土壤含水量不敏感。说明在西北绿洲灌区,不同耕作措施下冬小麦农田土壤呼吸主要受耕层土壤温度的控制。     

调亏灌溉对高寒荒漠区人工混播草地土壤环境与牧草生长的影响

针对中国高寒荒漠草原区牧草种植模式单一、产量水平低下的草业畜牧业生产现状,探究更为有效的灌水模式以提高牧草产量,以实现区域水土资源高效利用。以燕麦和箭筈豌豆混播草地为研究对象,采用大田试验对比分析了7种调亏灌溉模式（拔节期轻度亏水BW₁：65%~75%,拔节期中度亏水BW₂：55%~65%,拔节期重度亏水BW₃：45%~55%,开花期轻度亏水KW₁：65%~75%,开花期中度亏水KW₂：55%~65%,开花期重度亏水KW₃：45%~55%,以全生育期充分灌水QW₀：75%~85%为对照）对混播草地土壤水分、土壤温度和土壤养分及牧草株高、茎叶比、产量和水氮利用效率的影响。结果表明：1）平均土壤贮水量随灌水亏缺程度的提高呈降低趋势,同一亏缺度条件下,拔节期亏水与开花期亏水间无显著差异。2）水分亏缺处理的平均土壤温度显著高于充分灌水处理,且水分亏缺度一定时,拔节期亏水处理的平均土壤温度显著高于开花期亏水处理。3）收获后各处理的土壤养分含量较播种前呈降低趋势。与充分灌水相比,开花期轻度亏水可显著提高土壤速效氮含量,而中度或重度水分亏缺不利于牧草对土壤速效磷和钾的吸收。4）同一灌水模式下,燕麦株高、茎叶比和产量均显著高于箭筈豌豆。7种灌水模式的草地耗水量为386.1~502.6 mm,与处理QW₀相比,处理KW₂的灌水量减少20.6%,牧草总产量无显著差异,可获得较高的水分利用效率（31.5 kg·hm^-2·mm^-1）、灌水利用效率（81.0 kg·hm^-2·mm^-1）、氮素吸收效率（0.99 kg·kg^-1）和氮肥偏生产力（191.1 kg·kg^-1）,是高寒荒漠区燕麦与箭筈豌豆混播人工草地节水、增产和高效的水分管理模式。     

东祁连山不同土地利用方式下土壤重金属污染评价

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定,结合青藏高原土壤元素背景值,对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明：7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值,其中Zn和Ni平均含量较高,为196.67 mg·kg^-1和74.28 mg·kg^-1,分别是土壤背景值的3.20和3.00倍,形成了土壤重金属元素的富集现象;内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险系数法分析显示,各类型土地平均内梅罗综合污染指数为2.84,属于中度污染程度,其中农田平均污染指数最大,为3.10,达到了重度污染水平;草地为2.71,湿地最小为2.49,均为中度污染水平。各类型土地的综合潜在生态风险系数为94.31,其中农田类风险系数最高,为101.90,草地类为92.22,湿地为73.29;各类型土壤中Zn元素变异系数最低;Cd元素变异系数最高。