广元植烟土壤有效态微量元素的空间变异特征及影响因素

为揭示广元植烟区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等研究方法,结合地理信息系统(GIS)技术对研究区土壤有效铁、锰、铜、锌钼及硼等6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明,研究区土壤有效铁、锰及铜含量丰富,总体处于中等以上水平;有效钼含量适中;有效锌和硼缺乏,总体处于缺乏或极度缺乏水平。半方差分析表明,6种土壤有效态微量元素块金系数均在29.72%~67.59%之间,具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效铁、锰、铜及钼含量表现出北高南低的空间分布趋势,土壤有效锌和硼含量呈现出西高东低的空间分布格局。影响因素分析表明,6种土壤有效态微量元素与土壤有机质呈正相关,与p H值呈负相关,相关性总体高于地形因子。土壤有机质对有效铁、铜、锌及硼有极显著影响,其空间变异性为5.5%~27.2%。除有效锌外,土壤p H值对其余5种土壤有效态微量元素含量空间变异均有极显著影响,其空间变异性为5.0%~30.4%。土类对土壤有效铁、锰及铜有极显著影响,其空间变异性8.4%~12.3%。熟制和种植制度对6种土壤有效态微量元素含量空间变异的影响较弱,进一步说明研究区土壤有效态微量元素含量空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响,但结构性因素的作用强于随机性因素。本研究结果为广元植烟区土壤微肥施肥管理及优质烤烟栽培提供了可靠的参考依据。     

多孔介质水分运动的随机数值分析

采用van Genuchten-Mualem模型描述非饱和水力传导度和水分特征曲线,将模型中的3个参数作为随机场处理,联合运用Karhunen-Loeve展开和摄动方法,得到饱和非饱和水流的一个随机数值模型。应用该模型分析了介质随机参数的空间变异性对水头分布的影响,结果表明,水头标准差对介质参数的敏感程度由大到小依次为非饱和参数n、β、饱和水力传导度Ks,饱和带水头分布的变异性较非饱和带小。     

开采沉陷区不同复垦技术下复垦土壤压实的空间变化

土壤的压实往往造成土壤结构的破坏和土壤的退化。试验对开采沉陷区采用不同复垦技术的复垦土壤进行土壤压实的测定,分析结果表明,在垂直方向上土壤的压实呈现一定的变化规律。泥浆泵复垦的田块在土壤深度5~10 cm处,平均压实度最大,在30 cm处,压实度最小,是由于含水的饱和状态泥浆难以排泄水分引起。铲运机复垦的田块和未复垦的田块,压实度随着深度的增加,压实度逐渐增加。总体上,铲运机复垦田块的平均压实度最大,其次为未复垦田块,泥浆泵复垦田块最小,通过横向对比,铲运机与未复垦田块的变化类似,压实度均呈一定范围的剧烈波动,而泥浆泵复垦田块压实度变化平缓,这与泥浆有一定的流动性有关。因此,泥浆泵复垦对土壤的破坏影响更为严重,技术存在一定的缺陷,有待进一步改进。     

基于GIS的精确农业合理采样与施肥间距研究

在GIS软件平台下对采样点进行行列删减,人为减小采样密度,运用地统计学方法制作养分分布图,并与原始采样方案进行形状和面积对比,选取合理的删减方案作为土壤养分的合理采样方案.碱解氮、速效磷和速效钾的合理采样间距分别为64 m×51 m、32 m×76 m和32 m×25 m.为综合考虑多种养分,提出3条综合采样测土原则.提出了调整施肥间距的实现方法,自动变量施肥宜采用"大网格采样、小网格施肥",手动变量施肥则宜采用"小网格采样、大网格施肥".试验表明提出的方法实现了定性与定量相结合来研究土壤采样间距.     

山东禹城地区土壤入渗特性的空间变异研究

在中科院禹城综合试验站102 m×52 m面积内选择样点,采用经典统计学和地质统计学方法,对土壤稳渗率和入渗经验指数的空间变异性进行研究.结果表明,土壤稳渗率和入渗经验指数均服从对数正态分布,表现出空间变异结构,但不是完全的随机变异,在一定范围内存在着空间相关现象.利用克立格最优内插估值法,绘制了土壤稳渗率和入渗经验指数的等值线图,可准确、直观地了解该地区农田土壤垂向透水性的空间分布规律.     

基于GIS与GPS的中国农村精准施肥的方法研究

在利用GIS和GPS研究土壤养分空间变异的基础上,以农户作为精准施肥的单元,探讨在中国农村进行精准施肥的途径。结果表明,不同农户地块养分存在一定空间变异性,由此导致相邻农户施肥量存在差异性,而采用农户为单元的施肥推荐既可以避免土壤养分空间变异造成的推荐施肥偏差,又可考虑中国农村分散经营的实际的状况,从而使土壤养分管理更加精细化。     

基于1:20万数据库的河南省土壤空间分异及其影响因素研究

利用地理信息系统（MAPGIS）和EXCEL建立了河南省1：20万土壤数据库,根据土壤质量演变规律与持续利用“973”项目提出的土壤肥力质量指标体系（pH值）和全国土壤养分分级标准（有机质、全氮、速效钾）编制出土壤pH值、有机质、全氮和速效钾土壤表层属性专题分异图并分析其分布特征：利用SPSS对不同土壤类型和成土母质间的多种土壤表层属性进行了方差分析,结果显示不同土壤类型和成土母质对表层土壤属性都有影响,特别对有机质和pH值影响尤其显著。在1：20万尺度范围内。土壤类型对有机质、pH值、全氮和阳离子交换量起到主导作用,成土母质对有机质和pH值起主导作用。土壤类型对土壤各属性的影响程度要大于成土母质。     

荒漠绿洲交错区生态空间网络粒度效应研究

以乌兰布和沙漠东北缘磴口县为研究区,针对县域生态空间网络的粒度效应开展研究。结果表明,空间粒度的变化对生态空间网络的空间结构、拓扑结构以及生态源地的面积与空间分布均具有明显的影响,而生态阻力的粒度效应并不明显。随着空间粒度的不断增大,生态源地的面积产生了明显的波动并且变得越发破碎;生态空间网络长度经历了从增加到减少的变化,其空间分布由最初的不断密集再到逐渐稀疏;生态空间网络的各项拓扑结构指数变化较为明显,随着空间粒度的不断升高,网络的度分布愈发集中,同配性、层次性、模块化增强,网络的不均匀性不断提升,连接性不断降低,总体向更加不稳定的方向变化。     

基于改进RRT算法的猕猴桃采摘机器人全局路径规划

为提高猕猴桃采摘机器人导航效率,提出一种基于采样状态实时引导随机树扩展的改进方法(Straight-RRT)。首先,针对传统RRT算法盲目搜索的问题,引入评价指数与阈值划分采样状态,根据采样状态决定采样节点的选取方式,实时引导随机树的扩展。其次,为增强算法对不同环境的自适应性及快速避开不规则障碍物,引入动态阈值并优化最近节点选择机制。最后对路径进行优化处理,去除路径冗余点并采用贝塞尔曲线平滑路径减小路径复杂度。基于棚架式猕猴桃果园环境进行路径规划实验,实验结果表明改进后算法在猕猴桃果园环境中具有更好的适应性及规划效率,为提高猕猴桃采摘机器人导航效率提供了解决方法。     

基于空间运行轨迹的农机往复作业行距估算方法

为了快速评估农机作业重漏状况,针对农机往复作业模式下,通过在农机上装载智能终端设备,采集车载终端GNSS信息,分析农机空间运行轨迹数据,统计方位角分布频次,计算农机作业方向,提取农机作业线,进一步建立了农机作业行距评估模型。为了验证农机作业行距评估模型,于2021年6月25日在北京小汤山国家精准农业研究示范基地开展实验,利用装载有自动导航系统的拖拉机,设定不同的行距,且每个行距进行往复直线作业,验证作业方向计算、作业线提取和作业行距提取等模型。结果表明,与实际相比,模型计算的作业行距平均误差为3.07%,均方根误差为0.14m,从整体上来看,识别的农机作业平均行距和实际行距比较相符,可为农机作业重叠、遗漏等农机作业质量评估提供数据支撑。