基于PLSR-BP复合模型的红壤有机质含量反演研究

对红壤地区土壤有机质进行快速预测,以满足智慧农业与精准施肥的需要。以江西省奉新县北部为研究区域,采用1 km×1 km标准格网划分研究区进行采样,共得到红壤样本248个。对土壤光谱进行了包含分数阶导数在内的3种数学变换方法,将经过P=0.01显著性检验的波段用于模型的构建,选用偏最小二乘回归(PLSR)和BP神经网络建立土壤有机质含量预测模型。结果表明:当对红壤光谱数据进行1.5阶导数变换后再使用PLSR-BP复合模型对土壤有机质含量进行预测时的结果为最优,训练集R²=0.89,RMSE=4.68g·kg^-1,验证集R²=0.87,RMSE=5.55g·kg^-1,RPD=2.75。1.5阶导数对红壤光谱数据的变换能够更好地突出与有机质相关的特征信息,有助于其含量预测。PLSR-BP复合模型预测精度优于单一模型,能够较好地预测红壤有机质含量,为精准农业快速监测红壤有机质含量提供了新的途径。     

浅谈“十四五”土壤肥力与土壤养分循环分支学科发展战略

土壤肥力与土壤养分循环分支学科是土壤学科中应用性较强的学科,悠久的发展历史积累了极为丰富的文献资料,在评价和利用土壤资源,提高作物产量和养分利用率,减少环境污染中发挥着重要作用。"十四五"期间土壤肥力与土壤养分循环分支学科应加强土壤养分转化过程、速率、产物及其影响因素的基础性研究。鉴于我国大宗作物种植强度下降,集约化设施种植面积增加的两极化发展现状和减肥减药维持生态环境安全的国家需求,"十四五"期间,土壤肥力与土壤养分循环分支学科应加强以下针对性研究:1)休耕轮作对土壤肥力的影响及通过休耕轮作维持和提高土壤肥力的原理、途径和方法;2)高度集约化种植条件下快速恢复土壤肥力,保持土壤健康和有效利用土壤养分的科学管理原理、途径和方法;3)实现土壤-作物-环境相互契合,充分发挥土壤肥力,高效利用土壤养分的基础科学问题。     

微波干制紫心甘薯片干燥特性及其对色素的影响

进行了微波干燥紫心甘薯片脱水试验,获得了微波干燥紫心甘薯片失水规律,建立了紫心甘薯片微波干燥模型,以采用Page方程拟合较好。考察微波干燥对紫心甘薯色素的影响,结果表明：在微波功率700W、切片厚度6mm、前期干燥时间20～50s,获得的产品色素含量较高。     

沈阳市土壤重金属的空间变异规律分析

运用地统计学采样和分析方法,研究了沈阳市土壤重金属污染的空间变异特征及其规律。结果表明,土壤4种重金属平均值含量最大的为铅,最小的为铬,变异系数大小顺序为铜〉锌〉铅〉铬。经理论模型的最优拟合,发现锌、铜的最佳拟合,模型为指数模型,铅的最佳拟合模型为球状模型,铬的最佳拟合模型为线形模型。4种重金属中锌、铜的空间相关性较强,其空间变异主要是由结构性因素引起的;铅的空间相关性适中,其空间变异是由结构性因素和随机性因素共同作用的;铬的空间结构性最弱,其变异主要是由随机性因素引起的。     

南京城市林业土壤的肥力特征分析

采集南京市不同功能区林地0~20 cm和20~40 cm土壤,分别测定土壤的理化性质和酶活性。研究结果表明,南京城市林业表层土壤(0~20 cm)的容重大,孔隙度和渗透性小;土壤质地以粉壤土为主,所占比例为60.42%,土壤中普遍含有砾石,但含量不是很高;土壤以中性土和碱性土为主,非天然林土壤的pH明显高于城郊天然林下土壤;土壤有机质和全氮含量偏低,土壤的阳离子交换量(CEC)偏高,非天然林土壤中有效磷富集,但城郊天然林土壤有效磷缺乏,土壤速效钾富集。0~20 cm和20~40 cm土壤中,过氧化氢酶活性平均值分别为0.25 mL/g和0.31 mL/g,脱氢酶活性平均值分别为32.14 mg/g和20.91 mg/g,碱性磷酸酶活性平均值分别为16.7 mg/kg和9.5 mg/kg,纤维素酶活性平均值分别为0.002 1 mg/g和0.001 mg/g。过氧化氢酶活性、脱氢酶活性和碱性磷酸酶活性与土壤有机质和全氮含量都有显著相关性,是表征城市林业土壤肥力的重要生物指标。     

天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地土壤肥力的影响

为了解天目山国家级自然保护区毛竹扩张对林地土壤肥力的影响,在毛竹扩张水平方向上设置毛竹纯林、竹-针-阔混交林、针阔混交林3种林分样地,分别采集土壤,对其理化性质进行分析.结果表明,随着毛竹扩张,林地表层土壤水解氮含量明显提高,有效磷和速效钾含量显著降低,但对土壤pH值、全氮、全磷含量影响不大;土壤水溶性碳、微生物量碳、矿化态碳均随着毛竹的扩张,其含量不断增加,与针-阔混交林相比,分别增加了50.3%、36.5%和66.1%,且扩张的不同阶段均存在显著性差异;各活性有机碳占总有机碳的百分率也随着毛竹的扩张而增大.     

盐阳离子类型对红壤裂缝开闭规律的影响

为了探究灌溉水中盐离子浓度及类型对土壤裂缝变化过程的影响,为南方灌溉用水安全提供数据理论支持,采用蒸馏水配置15.0,10.0,5.0和2.5 g/L等4个质量浓度梯度的NaCl,KCl,CaCl2和MgCl2等4种类型溶液,分别浸泡南方亚热带地区的典型红壤,并且采用恒温蒸发模拟干燥过程和喷湿法模拟增湿过程,结合数字图...     

东北黑土区冻融、风力、水力交互作用对坡面侵蚀的影响

多种外营力作用的复合侵蚀是东北黑土区坡耕地的主要侵蚀特征,但目前缺乏冻融、风力、水力之间相互作用对复合侵蚀影响的量化研究.基于此,采用室内冻融模拟、风洞试验和降雨模拟试验相结合的研究方法,分析了前期土壤冻融作用对土壤风蚀以及前期土壤冻融和风力叠加作用对后期坡面水蚀的影响.结果表明,前期土壤冻融作用显著增加了后期坡面的风...     

不同覆盖方式对旱作马铃薯生长及土壤水热特征的影响

【目的】探讨不同覆盖方式对西北旱作区农田土壤水热和马铃薯生长的影响。【方法】2015—2016年连续2年设置沟垄地膜全覆盖(DD)、沟垄地膜半覆盖(DB)和沟垄二元覆盖(DJ)3种覆盖方式大田试验,以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖方式下土壤水温变异特征及对马铃薯生长及块茎形成的影响。【结果】覆盖处理全生育期0—200 cm土层土壤含水量均高于CK,DJ处理在播后70—90 d土壤保水效果最佳。覆盖能降低0—200 cm土层土壤水分变异系数,以DJ处理的土壤水分垂直稳定性最强。与CK相比,DD处理在播后30—50 d的0—15 cm土层土壤增温效果显著,而DJ处理在全生育期0—25 cm土层土壤温度表现"降温和增温双重效应"。各覆盖处理能降低0—25 cm土层土壤温度变异系数,以DJ处理最小,其土壤温度垂直稳定性最强。覆盖能提高马铃薯出苗率和影响出苗天数,其中DD处理平均出苗天数较CK提前4.5 d,而DJ处理推迟3.5 d。马铃薯生育期生物量累积动态变化符合Logistic生长模型,以DJ处理生物量理论值和生长速率最大,快速生长持续期最长。通过主成分分析发现,除马铃薯生物量、单...     

滴灌下氮盐交互对加工番茄荧光特性及产量品质的影响

【目的】新疆有着全中国最大面积的盐碱地和加工番茄的种植基地。在新疆开展两年试验以研究加工番茄在氮盐交互下生长、生理、产量和品质的变化规律,获得适宜新疆盐碱地种植加工番茄的合理施氮量和土壤盐分范围,为新疆扩大加工番茄种植面积和合理施氮提供科学的理论依据及技术途径。【方法】试验于2017和2018年在石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验基地进行,以当地主栽品种3166为试验材料,2017年试验共设置4个土壤含盐量水平:1.5、4.0、7.0和10.0 g·kg^-1及4个氮素水平:201、166、131和96 kg·hm^-2,2018年在2017年的基础上去除10.0 g·kg^-1的土壤含盐量,增加5.0 g·kg^-1的土壤含盐量和不施氮量处理。试验测定和分析加工番茄的荧光叶绿素参数、产量和品质指标。【结果】在氮盐交互下,加工番茄荧光参数及产量等指标均呈现出复杂的变化规律。绝大多数的荧光参数及产量受土壤盐分的主导作用较氮素强,在同等氮素水平下,7.0 g·kg^-1和10.0g·kg