不同前茬作物和施肥水平下麦田土壤不同形态无机磷含量及其对冬小麦磷累积量的贡献

为研究不同前茬作物下土壤无机磷形态的差异及对后茬作物冬小麦磷累积的影响,开展了二因素田间试验,测定了3种前茬作物(玉米、大豆、花生)和2个磷肥施肥水平(P_(2)O_(5)150 kg/hm^(2),常规施肥(+F);P_(2)O_(5)0 kg/hm^(2),限肥(-F))处理下播种前和收获后耕层(0~15 cm)土壤全磷、速效磷以及不同形态无机磷的质量分数,同时测定冬小麦植株磷累积量,运用通径分析法,分析了土壤中不同形态无机磷对冬小麦植株磷积累量的贡献.结果表明:与常规施肥相比,限肥显著降低土壤全磷、速效磷和不同形态无机磷的含量.在常规施肥水平下,玉米前茬处理的土壤速效磷质量分数最高且显著高于其他前茬处理,为18.61 mg/kg,总无机磷、Fe-P和Ca_(10)-P的质量分数也最高,分别为592.55 mg/kg、41.97 mg/kg和338.77 mg/kg;大豆前茬处理的土壤全磷质量分数最高且显著高于其他前茬处理,为972.80 mg/kg,Al-P和O-P的含量也在大豆前茬处理的质量分数最高,分别为43.44 mg/kg和64.37 mg/kg;花生前茬处理的土壤Ca_(2)-P和Ca_(8)-P的质量分数最高,分别为27.53 mg/kg和94.14 mg/kg,但与玉米前茬和大豆前茬的处理结果差异不显著.在限肥水平下,玉米前茬处理土壤的全磷、速效磷和O-P的质量分数最高且显著高于其他前茬处理,分别为770.47 mg/kg、13.50 mg/kg、58.99 mg/kg;大豆前茬处理土壤Ca_(10)-P的质量分数最高且显著高于其他前茬处理,为320.62 mg/kg,总无机磷、Al-P和Fe-P的质量分数与其他前茬处理差异不显著,分别为541.96 mg/kg、34.50 mg/kg和36.42 mg/kg;花生前茬处理土壤Ca_(2)-P和Ca_(8)-P的质量分数最高但与花生前茬处理的差异不显著,分别为23.04 mg/kg和78.78 mg/kg.2个磷肥水平下冬小麦植株磷累积量均在花生前茬处理下最高,分别为33.11 kg/hm^(2)和25.14 kg/hm^(2).在常规施肥水平下,花生前茬处理与玉米、大豆前茬处理的差异不显著,而在限肥水平下显著高于玉米、大豆前茬处理.经通径分析,土壤无机磷不同形态对冬小麦植株磷累积量的直接影响(直接通径系数)由大到小为Ca_(2)-P、Al-P、Fe-P、Ca_(8)-P、O-P、Ca_(10)-P.结合通径系数和相关系数表明,Ca_(2)-P是小麦磷累积的直接来源,其次是Al-P,而Fe-P和Ca_(8)-P是小麦的缓效磷源,O-P和Ca_(10)-P是小麦比较难以利用的磷源.在2种施肥水平下,前茬作物极显著影响全磷、速效磷、和无机磷的含量,进而影响冬小麦的植株磷累积量.

基于红外光谱技术对不同间隔年限栽培丹参土壤的红外光谱特征分析

植物通过根际分泌物介导根际有益菌和病原菌差异性变化导致的连作障碍是制约丹参栽培发展的主要因素。提出一种基于红外光谱技术结合二维相关光谱的方法,快速检测丹参根际分泌物组成及含量变化。采集同一地区本底土(未种植丹参CK)、正在种植丹参(19-ING)、丹参刚采收(19-ED、23-ED)、轮休1年(23-One)、轮休2年(23-Two)、轮休5年(19-Five)等7种丹参土壤样品的光谱,进行平滑降噪、一阶导数等,提取特征图谱,分析土壤化合物指纹图谱。不同间隔年限栽培丹参土壤的红外光谱峰位和峰形相同,主要差异波段在特征吸收峰3622、3380、1638、995、777、693、524和463 cm^(-1)附近,分别表征酚酸中酚羟基—OH、酯类和有机酸类中羰基C=O、亚甲基、苯环的吸收取代、环状酮类等物质的官能团,轮休1年的土壤在各个特征峰处吸光度增强,表明种植过程中酚酸类、酯类等自毒物质不断积累。不同茬次丹参种植土壤2维相关光谱在波段3750~3600、2170~2145、2060~2030和530~585 cm^(-1)处吸收峰的位置、个数、以及颜色都不相同,清晰地表征出官能团的差异。表明采用红外光谱和2D相关光谱相结合的方法能够实现土壤中有机化合物的快速检测和监测土壤化合物动态变化,为探索丹参连作障碍的形成机理及消减机制提供理论依据。

不同施肥模式对大豆生长季土壤有效氮供给的影响

为探究施肥模式对潮土区大豆生长季土壤有效氮供给的影响,本研究基于33年长期定位施肥试验,选取4种处理:不施肥(CK)、施氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥+秸秆还田(SNPK)与氮磷钾化肥+有机肥(MNPK),测定分析大豆生长季内土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、微生物量氮、可溶性有机氮含量的变化动态,以及参与土壤氮素转化的有机氮矿化酶活性、氨化作用强度与硝化潜势。结果表明,化肥与秸秆或有机肥配施可提高土壤全氮、有机碳、微生物量碳和可溶性有机碳含量,这对土壤脲酶、酰胺酶、蛋白酶和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性及氨化作用强度和硝化潜势的提升有不同程度的促进作用。土壤NH_(4)^(+)-N含量与脲酶和蛋白酶活性呈极显著正相关,与酰胺酶活性呈显著正相关;NO_(3)^(-)-N含量与氨化作用强度、硝化潜势呈极显著正相关。SNPK、MNPK处理下的土壤微生物量氮和可溶性有机氮含量均高于NPK、CK处理。潮土可溶性有机氮含量与大豆地上部氮素吸收呈极显著正相关,并最终影响大豆生长;成熟期SNPK、MNPK处理下的大豆地上部生物量均高于CK、NPK处理。综上所述,化肥与秸秆或有机肥配施可通过提高全氮、有机碳和活性有机碳含量正向调控土壤氮素转化微生物作用强度与酶活性,提高土壤有效氮供给能力,促进大豆生长。本试验结果可为潮土区合理施肥提供理论依据。

华北平原长期秸秆还田潮土土壤有机碳变化特征

为给华北平原潮土区制定合理的有机碳管理措施及提高土壤肥力提供科学依据,于1981—2021年在河北省农林科学院旱作农业研究所试验站开展长期定位试验,研究区种植制度为冬小麦-夏玉米轮作,共设置5个处理,分别为不施肥对照(CK)和无机肥施用条件下4个不同秸秆还田量处理(S0:0 kg·hm^(-2),S2250:2 250 kg·hm^(-2),S4500:4 500 kg·hm^(-2),S9000:9 000 kg·hm^(-2)),2021年玉米收获后分析不同秸秆还田量下0~20 cm土层土壤有机碳含量,同时利用40 a数据分析土壤有机碳含量的变化,建立作物产量与土壤有机碳含量之间的关系。结果表明:秸秆还田40 a后不同施肥处理土壤有机碳含量均高于CK,增幅为21.91%~50.33%;而S2250、S4500和S9000处理土壤有机碳含量随秸秆还田量的增加逐渐增加,处理间差异未达显著水平。长期耕作与施肥均可增加土壤有机碳储量,各处理耕层土壤有机碳储量较40年前增长13.64~24.50 t·hm^(-2);有机碳平均固持速率也随秸秆还田量的增加而逐渐增加,S9000处理达到0.61 t·hm^(-2)·a^(-1),较S0处理显著提高45.2%。综上,施用化肥配合长期秸秆还田可以增加潮土区表层土壤有机碳含量,提升土壤固碳速率。

林火对大兴安岭多年冻土区灌丛湿地土壤微生物生物量碳/氮的影响

林火是影响多年冻土稳定性的主要因素之一,对火后多年冻土区土壤微生物生物量碳氮的变化特征进行分析,为火后冻土土壤恢复提供理论依据。以大兴安岭漠河2002年火烧灌丛湿地为研究对象,在未火烧和火烧区分别随机设置5个试验样地采用土钻分别采集土壤深度(h)为0<h≤30 cm和30 cm<h≤60 cm土层土壤土样,分析火后0~60 cm土层土壤理化性质和土壤微生物生物量碳/氮(MBC/MBN)的变化特征。结果表明:(1)火烧样地0<h≤30 cm和30 cm<h≤60 cm土层的MBC质量分数分别降低54.69%和53.11%,MBN质量分数分别降低38.77%、33.00%。(2)火烧样地0<h≤30 cm土层的土壤温度和土壤密度分别增加90.82%、161.54%,土壤含水率、全碳质量分数和全氮质量分数分别降低88.51%、48.57%和32.98%;30 cm<h≤60 cm土层的土壤温度、土壤含水率、硝态氮(NO-3-N)质量分数和pH分别增加213.26%、24.23%、38.36%和3.75%,土壤全碳、全氮和全磷质量分数分别降低44.70%、38.0%和31.03%。(3)在0<h≤30 cm土层,MBC、MBN与土壤含水率、土壤全碳、全氮和全磷质量分数呈显著正相关关系,与土壤密度和林火强度(FS)呈显著负相关关系,土壤全碳质量分数、土壤密度和林火强度是影响MBC和MBN的主要因子;在30 cm<h≤60 cm土层,MBC、MBN与全碳质量分数、全磷质量分数呈显著正相关关系,与土壤密度呈显著负相关关系;土壤密度、全碳质量分数和土壤含水率是影响MBC和MBN的主要因子。

中国南方典型稻作梯田土壤有机碳积累及其来源表征

研究长期耕作管理下土壤有机碳(SOC)固持能力及其积累机制是当前农业可持续发展基础研究的前沿。我国南方山区稻作梯田是国际社会公认的全球重要农业遗产,本研究旨在剖析其千年可持续水稻生产下有机碳的积累特征,探索基于自然的农田固碳技术途径。以我国南方山区5处典型稻作梯田系统为研究对象,采集0~20 cm(表土)、20~40 cm(心土)和40~60 cm(底土)深度土壤样品,分析土壤有机碳形态与分布特征,同时采用生物标志物分子提取和GC-MS鉴定技术,分析木质素及氨基糖含量变化来解析有机碳的不同来源。结果表明:供试5处梯田表土有机碳积累水平差异极大,发育于沉积岩的四川新山梯田和高坎梯田黏粒含量高达40%,各层有机碳含量在15.58~47.78 g·kg^(-1)范围内,而发育于花岗岩的江西上堡梯田、浙江云和梯田和湖南紫鹊界梯田的砂粒含量高达40%~66%,各层土壤有机碳含量在7.41~30.86 g·kg^(-1)范围内。在深度上,土壤有机碳分布存在分层性:表土有机碳含量(17.98~47.78 g·kg^(-1))大幅高于心土、底土;相较于表土,心土层SOC含量降低24.8%~62.2%,底土层SOC含量则降低47.1%~76.0%。表土具有较高的木质素含量及较低的氧化程度,较高的MBC(微生物生物量碳)/SOC值、POC(颗粒态有机碳)/MAOC(矿物结合态有机碳)值及较低的DOC(溶解性有机碳)/SOC值;相反,心土、底土有机碳含量较为匮缺(除高坎梯田外,均低于20 g·kg^(-1)),MAOC占比较高。所有样品的总有机碳含量与木质素酚含量间呈极显著的正相关关系(R^(2)=0.909,P<0.01)。研究表明,植物源有机碳因颗粒态物理保护作用而在黏质水稻土中积累,这是千年稻作梯田有机碳稳定积聚的主要机制。

施用不同有机物料对作物产量及灌漠土磷组分的影响

于2011—2022年在甘肃省张掖市开展长期定位试验,设置无肥对照(CK)、常规施化肥(NP)、70%常规施化肥+牛粪(NF)、70%常规施化肥+沼渣(ZZ)、70%常规施化肥+污泥(WN)、70%常规施化肥+鸡粪(JF)、70%常规施化肥+菌渣(JZ)和70%常规施化肥+猪粪(ZF)共8个处理,探讨6种不同有机物料代替30%化肥对作物产量及土壤磷组分的影响,为化肥与有机物料配施提高磷素利用效率提供科学依据。结果表明:WN、JF和ZF处理小麦籽粒产量较NP处理增加7.0%~9.4%;NF、ZZ、WN、JF、ZF处理玉米籽粒产量较NP处理增加4.4%~6.5%。添加有机物料显著影响土壤全磷、有效磷、无机磷组分含量及有效磷、无机磷组分占全磷比例:除沼渣外,其余5种有机物料处理全磷较NP处理增加8.6%~96.5%;6种有机物料处理有效磷含量及其占全磷比例较NP处理增加107.6%~480.1%、78.9%~226.3%,其中ZF和JF增幅最高;ZF处理Ca_(2)-P含量最高,较NP处理增加1 144.9%,各有机物料处理Ca_(2)-P占全磷比例较NP处理增加60%~568%。ZF和JF处理土壤Ca_(8)-P含量较NP处理增幅最大,分别增加207.6%和199.1%。JF、JZ和ZF处理Ca_(8)-P占全磷比例较NP处理增加29.7%~60.9%;NF、WN、JF和ZF处理Al-P占全磷比例较NP处理增加30.8%~123.1%;WN处理Fe-P占全磷比例较NP处理增加83.6%。综上,有机物料与化肥配施能够达到减施化肥、作物增产的目的,同时能够增加土壤全磷、有效磷、Ca_(2)-P、Ca_(8)-P、Al-P和Fe-P含量。

果园土壤团聚体固碳机制及其保护措施研究进展

土壤团聚体是土壤结构的物质基础,也是土壤有机碳赋存的重要载体,其对于土壤结构和土壤肥力具有重要意义。该研究综述了土壤团聚体对有机碳的物理、化学及生物固碳机制,并针对果园土壤论述了土壤团聚体及有机碳的保护措施,提出关于土壤团聚体及有机碳需要进一步探讨的一些问题。

我国番茄土壤有效磷丰缺指标和推荐施磷量初步研究

为给我国番茄测土施磷提供有效参考,在数据库中检索我国开展的番茄施肥相关试验文献,并采用零散试验数据整合法和养分平衡-地力差减法新应用公式,对我国番茄土壤有效磷丰缺指标与推荐施磷量进行研究。结果表明,我国番茄露地土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为:≥296.9、76.6~296.8、19.8~76.5、5.1~19.7、1.3~5.0和<1.2 mg·kg^(-1),设施土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为:≥298.4、79.0~298.3、20.9~78.9、5.5~20.8、1.5~5.4和<1.4 mg·kg^(-1),露地+设施土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为:≥313.0、81.0~312.9、20.9~80.9、5.4~20.8、1.4~5.3和<1.3 mg·kg^(-1)。当磷肥当季利用率15%~35%、番茄目标产量45~195 t·hm^(-2)时,土壤有效磷丰缺级别第1~6级的推荐施磷量依次为0、13~130、26~260、39~390、51~520和64~650 kg·hm^(-2)。该研究建立了我国番茄土壤有效磷丰缺指标推荐施磷系统,为我国番茄测土施磷提供了科学依据。

作物多样性(轮作)下砖红壤溶解性有机质含量及光谱特征

本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验,设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+玉米/绿肥套种(三作物)和辣椒/玉米套种+豆角/绿肥套种(四作物)4种处理,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法考察作物多样性(轮作)对研究区砖红壤溶解性有机质(DOM)含量及光谱特征的影响。结果显示,相比于单作物连作,增加作物多样性的轮作处理土壤有机质含量和持水率增加,但DOM含量降低。不同处理土壤DOM由可见光区类富里酸(E_(x)/E_(m)=355 nm/432 nm,C1)、类腐植酸(E_(x)/E_(m)=425 nm/471 nm,C2)和类蛋白(E_(x)/E_(m)=325 nm/336 nm,C3)3种荧光组分组成,组分C1对DOM荧光组分贡献最高(47%~76%)。相比于单作物连作,增加作物多样性的轮作处理土壤DOM的C1组分相对丰度增加,而C2和C3相对丰度降低。光谱特征参数结果显示,单作物连作处理土壤DOM的芳香度(UV_(254)、SUVA_(254))、腐殖化程度(HIX)及分子量(E2/E3、光谱斜率比SR)高于作物多样性轮作处理土壤。豆科作物的引入降低了三作物和四作物轮作处理土壤DOM的自生源特征。HIX与C1组分呈显著正相关(R^(2)=0.96,P<0.05),表明土壤腐殖化程度主要由类富里酸物质贡献。研究结果可为热带地区土壤农业种植模式的构建和优化提供理论依据。

我国黄瓜土壤有效磷丰缺指标和适宜施磷量研究

为了给我国黄瓜测土施磷提供科学依据,采用作物测土推荐施肥系统研究新方法,开展了我国黄瓜土壤有效磷丰缺指标与适宜施磷量研究,初步建立了我国黄瓜基于土壤有效磷丰缺指标的测土推荐施磷系统。结果表明,我国黄瓜土壤有效磷第1~6级丰缺指标依次为≥395、98~395、25~98、6~25、2~6、<2 mg/kg。当黄瓜目标产量为45~450 t/hm^(2)时,土壤有效磷丰缺级别第1~6级土壤的适宜施磷量范围分别为0、14~330、28~660、42~990、57~1320、71~1650 kg/hm^(2),磷肥利用率35%、30%、25%、20%和15%的适宜施磷量依次为0~707、0~825、0~990、0~1238、0~1650 kg/hm^(2)。

基于光谱技术的典型互花米草入侵湿地土壤属性预测研究

为了高效监测互花米草入侵海岸带湿地生态系统的土壤属性变化,选取江苏省盐城湿地珍禽国家级自然保护区的一处典型互花米草入侵湿地作为研究区,利用随机分层采样方法选取15个样点,在3个深度(0~30、30~60、60~100 cm)共采集45个土壤样品,测定了土壤可见光-近红外反射光谱和10种土壤理化属性,研究了偏最小二乘和随机森林两种方法的预测能力,分析了不同光谱变换形式对预测精度的影响,探讨了入侵年限和土壤深度作为辅助预测变量的潜力。结果表明:(1)可见光-近红外光谱技术可以较好地预测有机碳、无机碳、全氮、含水量、pH、容重、盐分和黏粒等属性;(2)偏最小二乘回归法比随机森林法更适合监测互花米草入侵湿地的关键土壤理化属性,利用偏最小二乘法对土壤属性建立的预测模型精度(R^(2))在0.341~0.979之间,随机森林方法对土壤属性建立的预测模型精度(R^(2))最高为0.722;(3)基于原始光谱可以获得土壤全氮的最优预测模型(R^(2)为0.769,RMSE为0.091 g·kg^(-1)),而其他土壤属性的最优模型多是基于微分变换或倒数变换建立的模型,微分变换和倒数变换可以有效地提高模型预测精度;(4)模型预测精度在加入入侵年限和土壤深度两个变量后总体上有所提高,其中有机碳、全氮、盐分、pH和容重等属性的预测精度对这两个变量更为敏感,土壤有机碳最优模型的精度(R^(2))从0.794提高到0.806,pH最优模型的精度(R^(2))从0.838提升至0.884,盐分最优模型的精度(R^(2))从0.978提升至0.997。综上所述,可见光-近红外光谱技术在互花米草入侵湿地关键土壤理化属性预测方面具有明显的优越性,通过适当的光谱变换、变量筛选、模型选择等方面可以实现互花米草入侵湿地土壤变化的快速监测。

川西低山丘陵区不同品种植茶土壤团聚体有机碳及养分特征

为探究不同品种植茶土壤团聚体组成及其有机碳和养分分布特征,以川西低山丘陵区福鼎大白、川茶3号、川沐217和川农黄芽早4个典型品种植茶土壤为研究对象,采集0~20 cm土层原状土,通过湿筛法将土样分为≥5、2~<5、1~<2、0.5~<1、0.25~<0.5 mm和<0.25 mm粒径团聚体,对土壤团聚体组成及其有机碳和养分分布特征进行研究。结果表明:不同品种植茶土壤均以≥5 mm粒径团聚体为主,2~<5 mm粒径次之,0.5~<1 mm粒径最少,平均占比分别为33.07%、14.99%和10.63%。除<0.25 mm粒径团聚体外,土壤团聚体有机碳和全氮含量随粒径的减小而降低,≥5 mm粒径团聚体占比分别为18.36%~21.84%和17.90%~18.85%。碱解氮含量随着粒径的减小先增加后降低,有效磷含量随粒径的减小逐渐增加,而全磷、全钾和速效钾则在各粒径团聚体中分布均匀。不同品种植茶土壤≥5 mm粒径团聚体的有机碳和各养分储量最高,占比分别为30.51%~46.52%和25.59%~41.96%。在不同品种植茶土壤中,除速效钾外,种植福鼎大白土壤各粒径团聚体平均质量直径(MWD)、有机碳、全氮和碱解氮含量较高,而川茶3号土壤MWD、有机碳、全量养分和碱解氮均相对较低,福鼎大白土壤的团聚体结构更稳定。种植福鼎大白土壤≥5 mm粒径团聚体有机碳、全量养分、有效磷、碱解氮储量均较高,川茶3号最低,而川农黄芽早和川茶3号<0.25 mm粒径团聚体有机碳和各养分储量均相对较高。研究表明,长期种植不同品种茶树后,福鼎大白土壤团聚体稳定性强、有机碳含量较高,有利于养分储存,而川茶3号土壤团聚体稳定性、氮磷钾等养分储存能力都较弱,选择福鼎大白等适宜的茶树品种进行替换种植能有效提升土壤肥力。

四川盆地紫色土耕层有机碳含量变化特征及影响因素

根据四川盆地紫色土耕地20世纪80年代的1087个全国第二次土壤普查数据和21世纪10年代的1154个土壤采样数据,采用地统计学、方差分析和回归分析方法,探讨近40年四川盆地紫色土耕层土壤有机碳(SOC)含量变化、影响因素及其对气候变暖的响应。结果表明,研究区SOC含量从6.97 g·kg^(−1)上升至9.65 g·kg^(−1),增幅为38.45%,不同地貌区和不同二级流域SOC含量增长幅度不同。母质所导致的SOC空间变异性下降;SOC增量与气温呈正相关的抛物线关系;与降水、海拔、坡度呈负相关的抛物线关系,在干燥条件(降水<1050 mm)下的SOC增量是潮湿条件(降水>1050 mm)下的1.64倍;SOC增量与施肥和作物生产力相应指标呈先升高后降低的抛物线变化特征。此外,SOC增量在不同水分条件下呈相似的抛物线趋势,但干燥条件下的SOC对于温度变化更敏感,说明紫色土SOC对气候变暖的响应受到水分条件和土壤特性的强烈影响。研究结果为提升气候变暖背景下紫色土地区的碳汇能力和改善耕地质量提供了科学依据,对优化四川盆地农业水分管理措施有重要指导意义。

联合FOD-sCARS的土壤有机质高光谱机器学习估测模型

土壤有机质(SOM)含量是表征土壤质量的关键指标,在全球碳循环系统中发挥重大作用。快速准确的SOM估算和空间制图对土壤碳库估算、作物生长监测和耕地规划管理具有重要意义。利用传统方法监测区域性SOM含量耗时费力,基于高光谱遥感影像建立SOM估测模型是现在较为合理有效的方法。为探索解决目前高光谱遥感影像建立SOM含量估测模型存在光谱数据冗余、光谱数据特征提取精度低、小样本模型泛化能力不强的问题,选择位于青海省湟中县的研究区,共采集67个土壤样本。获取资源1号02D(ZY1-02D)高光谱遥感影像并进行预处理得到样点像元光谱数据,采用分数阶微分变换(FOD)方法挖掘与SOM含量具有响应关系的敏感波段,以0.2为一个步长,利用相关性阈值法对比分析不同阶次微分处理数据挖掘能力;运用稳定性竞争性自适应重加权采样算法(sCARS)去除高光谱冗余数据获取建模特征波段,选择随机森林(RF)、极端梯度提升树、极限学习机和岭回归机器学习作为建模算法,以全波段和特征波段光谱数据分别作为模型输入变量构建SOM估测模型进行高光谱反演研究工作;最后根据最优特征变量和建模算法,基于ZY1-02D遥感影像进行了SOM空间分布制图。结果表明:采用FOD变换相比整数阶可以大大提高波段与SOM含量间的相关性,挖掘出更多细微的与SOM含量产生响应关系的光谱波段,其中0.8阶微分变换效果最优,较原始波段相比相关系数最大值提高了0.546;相较于全波段光谱数据,采用sCARS特征提取方法获取特征波段构建模型的估测精度得到较大提升,说明sCARS可以有效提升建模数据的质量,提升模型预测精度。建模算法中RF表现最优,R_(p)^(2)(模型决定系数)达到0.766,RPD达到1.86,较全波段建模结果R_(p)^(2)提升约7.58%;基于FOD-sCARS和RF实现了区域SOM含量估测制图。研究进一步验证利用星载高光谱遥感影像是实现区域SOM估测制图的可靠途径,研究结果可为估测区域SOM含量提供新思路,为利用星载高光谱遥感影像绘制SOM含量空间分布图提供了数据支持。

江西永修海昏江小流域土壤有机碳空间变异特征及其影响因素研究

以江西省永修县海昏江小流域为研究区域,通过采集180个表层土壤样点,结合地统计学、地理探测器和GIS技术,分析了土壤有机碳含量与土地利用方式、成土母质和土壤类型等环境变量的相关性。结果表明,海昏江小流域土壤有机碳含量表现出显著的空间异质性,平均含量为12.65 g/kg,变异系数高达44.43%。土壤有机碳的空间分布受多种因素的影响,其中土地利用方式的影响最为显著,其次是土壤类型,而成土母质的影响相对较小。利用因子探测器和交互探测器模型进一步分析了这些因素对土壤有机碳含量的独立和交互影响,此研究结果可为土壤碳汇管理、区域环境质量和碳循环平衡提供科学依据。

提高果园有机质含量的措施

针对生产中林地、果园土壤立地条件差、土壤肥力下降的实际,提出更新果园地种植农作物、清挖淤泥、种植紫穗槐、准备基肥库、幼龄果园合理间作、果园生草、果园覆草、落叶归根、增施有机肥等果园培肥地力的方法,以供参考。

农牧交错区不同撂荒年限对农田土壤的影响

为研究撂荒年限对农田土壤的影响,本试验于8月植物生长旺季进行,选取未撂荒农田(CK)、撂荒7年(7a)、15年(15a)和30年(30a)的农田采集土壤样品,室内计算分析土壤理化特征的变化规律,结果表明,撂荒显著提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度和土壤pH。与未撂荒地对比,撂荒显著提高了土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Soil total nitrogen,TN)和全磷(Soil total phosphorus,TP)的含量。因此,长期撂荒对土壤养分状况具有显著改善作用。不同撂荒年限土壤含水量与土壤养分指标均呈显著正相关,长期撂荒下更少的蒸散耗水量减少了土壤水分的损失,使土壤养分得到了积累。本研究可为坝上农牧交错带撂荒地的合理规划提供理论支撑。

松嫩平原黑土区土壤有机质含量时空变化及其影响因素

明晰农田土壤有机质的时空变化格局对保障农业绿色可持续发展具有重大意义。本研究以松嫩平原黑土区为研究对象,基于第二次全国土壤普查和2015年东北地区耕地力调查与评价数据,运用ArcGIS 10.8和GS+9.0软件进行数据分析,以期探讨第二次全国土壤普查以来松嫩平原黑土区耕地土壤有机质时空变化特征及其影响因素。结果表明:2015年松嫩平原黑土区耕地土壤有机质平均含量为31.70 g·kg^(−1),其中Ⅲ级(20~30 g·kg^(−1))水平占比最大;松嫩平原黑土区各市土壤有机质含量较20世纪80年代大多有不同程度下降,其中哈尔滨市和大庆市降幅最大;松嫩平原不同土壤类型的土壤有机质均有不同程度下降,其中沼泽土、暗棕壤和白浆土的土壤有机质含量下降最多,分别下降了12.76、10.58 g·kg^(−1)和6.70 g·kg^(−1)。松嫩平原黑土区耕地土壤有机质含量具有强烈的空间自相关性,最优拟合模型为球形模型,呈现东北高、西南低的空间分布特征;有效积温、海拔、经纬度、年降水量是影响松嫩平原黑土区土壤有机质时空变异的主要因素,共同解释松嫩平原黑土区耕地土壤有机质含量57%变化量。综上,1980s—2015年松嫩平原黑土区耕地有机质含量呈下降趋势且呈现出东北部高、西南部低的空间分布格局,土壤有机质含量受气候、地形和人为因素的共同影响,其中有效积温对有机质含量变化的贡献率最大(28.4%)。

我国籽实和饲草大麦土壤有效磷丰缺指标和推荐施磷量

为了给我国大麦测土施磷提供科学依据,采用“零散实验数据整合法”和“养分平衡-地力差减法新应用公式”,开展了我国大麦土壤有效磷丰缺指标和推荐施磷量研究.结果表明,我国大麦土壤有效磷第1~8级丰缺指标依次为≥40.7、24.2~40.7、14.4~24.2、8.6~14.4、5.1~8.6、3.0~5.1、1.8~3.0和<1.8 mg/kg.当磷肥利用率15%~35%时,目标产量3~7.5 t/hm~2籽实大麦第1~8级土壤推荐施磷量分别为0、9~50、17~100、26~150、34~200、43~250、51~300和60~350 kg/hm~2;目标产量6~15 t/hm~2干草大麦第1~8级土壤推荐施磷量依次为0、9~50、17~100、26~150、34~200、43~250、51~300和60~350 kg/hm~2;目标产量15~45 t/hm~2青贮大麦第1~8级土壤推荐施磷量分别为0、7~51、15~102、22~153、29~204、36~255、44~306和51~357 kg/hm~2.本研究建立了我国籽实和饲草大麦土壤有效磷丰缺指标推荐施肥系统,为我国大麦测土施磷奠定了科学基础.