保水剂施用量对西南紫色土水分和养分特征及烟叶品质的影响

[目的]揭示保水剂聚丙烯酸钾不同施用量对西南烟区紫色土水分、土壤孔隙状况、土壤养分特征及烟叶品质的影响,为缓解季节性干旱区植烟土壤水分缺乏及高产优质的烟草生产提供重要参考。[方法]采用随机区组设计,定量研究了不同保水剂施用量条件下的紫色土水分、养分及烟叶品质特征。[结果]保水剂添加后,土壤pH值变化范围为7.4~7.7,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、土壤饱和含水量、田间持水量、毛管含水量均呈先增大后减小变化规律,当保水剂施用量为150 kg/hm^(2)时,土壤容重达到最低值,土壤总孔隙度和毛管孔隙度、土壤饱和含水量、毛管含水量均达到最大值。土壤的阳离子交换量(CEC值)呈现出波动式变化。土壤有机碳、全钾和速效钾含量随着保水剂施用量的增加呈先增加后降低的趋势,土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量呈逐渐增加趋势。土壤容重呈现出先减小后增大的趋势。烟叶氯含量、总氮含量变化为上部叶<中部叶<下部叶。随着保水剂施用浓度的增加,烟叶氯含量呈波动变化。中上部烟叶含钾量高于下部烟叶含钾量且随保水剂施用浓度的增加略有增加。烟碱含量变化为上部叶>中部叶>下部叶,且烟碱含量与保水剂施用浓度相关性较弱。烟叶还原糖和总糖的变化趋势较为一致。不同部位的烟叶钾氯比表现为上部叶>中部叶>下部叶,且最随着保水剂施用浓度的增加,烟叶钾氯比呈波动态变化。不同叶位烟碱/总氮比和糖碱比均表现为上部叶<中部叶<下部叶,且随着保水剂浓度的增大,均表现为递增趋势。植烟土壤全氮含量与不同叶位的烟叶氯含量、上部叶含钾量、还原糖含量之间均呈显著正相关关系(p<0.05)。不同叶位烟叶氯含量、还原糖含量、上部烟叶钾含量、下部烟叶烟碱含量均与土壤有机碳间存在显著正相关关系(p<0.05)。[结论]保水剂为150 kg/hm^(2)对于西南紫色土的改良效果最佳,研究可为植烟土壤抗旱性能增强及烟叶品质的提升提供科学依据。

九寨沟震损山地典型人工林修复效果分析

在2017年九寨沟地震后,为修复受损的林地,相关部门采取了人工林种植的修复手段。为给区域生态恢复提供数据支持,运用等距法分析了2017—2021年九寨沟地区植被NDVI的时空变化特征,以及云杉-红桦、云杉-疏花槭-连香树、油松-青榨槭、云杉-疏花槭这4种典型人工林组合的凋落物性质。结果表明:1)2018年九寨沟地区覆盖度略有下降,但5年间整体覆盖度上升了0.0082;2)修复效果最好的组合是油松-青榨槭,其次是云杉-疏花槭-连香树。

生物炭施用对烟草连作土壤生产力影响研究

烟草连续种植会导致土壤生产力下降,影响烟草品质。该研究通过盆栽试验,探究了不同水平生物炭(0.5%、1.0%和2.0%)及追肥总量相同但追肥次数不同(一次追肥和两次追肥)对土壤物理性质、有机碳(TOC)、速效氮和酶活性的影响。研究结果表明:添加生物炭可以有效降低土壤容重,提高土壤孔隙率,调节土壤pH,显著提升土壤中有机碳的含量;当生物炭添加量大于1.0%时,土壤脲酶活性显著提高;添加生物炭还可以显著提高土壤蔗糖酶活性,当生物炭添加量逐渐增多时,土壤蔗糖酶呈现先升高再降低的趋势;添加0.5%的生物炭对土壤过氧化氢酶活性的影响最为明显,且休耕处理下,土壤氮素水平有较好的回升,同时追肥一次的效果优于追肥两次。

保水剂用量对紫色土微量元素有效态及活化率的影响

运用野外径流侵蚀泥沙小区的模拟试验,在紫色土中施加不同用量(T0:0 kg/hm^(2)、T1:30 kg/hm^(2)、T2:90 kg/hm^(2)、T3:150 kg/hm^(2)和T4:210 kg/hm^(2))的保水剂,研究不同保水剂施用量对紫色土微量元素及其有效态含量的影响。结果表明,土壤微量元素含量表现为:Mn(134.68±11.02)mg/kg>Zn(69.46±5.24)mg/kg>Fe(24.02±3.03)mg/kg>Cu(17.42±12.17)mg/kg>Mo(1.04±0.17)mg/kg,土壤微量元素有效态含量表现出相似规律。随着保水剂施用量的增加,土壤Mn、全Zn、土壤有效Zn逐渐增加,表现为T0Cu>Mn>Fe>Zn。本研究可为提高紫色土区抗旱性能及土壤微肥的高效利用及土壤肥力综合评价提供理论依据与数据支持。

土壤中施用聚丙烯酸钠保水剂对冬小麦生长及产量影响

聚丙烯酸钠因其特殊的保水性能受到广泛重视,但是其研究仍多限于实验室模拟研究。为了促进其在农业生产中的应用与推广,该文采用大田试验,研究了聚丙烯酸钠对冬小麦生长、产量及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明施入聚丙烯酸钠能够促进小麦生长,提高小麦叶绿素含量,提高小麦产量与WUE。采用沟施5.5 m3/hm2的1/2000聚丙烯酸钠水溶液,能够使小麦较对照增产2.9%,WUE增加3.52 kg/(hm2.mm);与肥料混合使用时,增产效果更加显著,可增产10.14%,WUE增加4.38 kg/(hm2.mm)。

高分子保水剂农业应用研究进展

高分子化合物作为一种新型保水抗旱材料在农业上得到了广泛的应用。保水材料通过自身的吸水供水,增加土壤团粒结构,降低土壤容重,增加孔隙度,抑制蒸发达到保水效果,减小了降雨对土壤的侵蚀。通过减少养分淋失,达到提高肥料利用效率和减少肥料污染的作用。大量试验结果表明高分子保水剂能够促进种子的出苗及植物生长,但必须结合土壤含水率正确使用。未来研究应重点开发低成本保水保肥多功能保水剂,不断扩大保水剂的应用领域和范围。

2种高分子保水材料对土壤持水能力的影响

采用离心机法，研究聚丙烯酸钠与聚丙烯酰胺2种高分子化合物在5种使用浓度（占干土质量0、0．01％、0．08％、0．2％与1％）的条件下对3种土壤（砂土、壤土、黏土）持水能力的影响。结果表明：3种土壤在0．01—1．5MPa水吸力时，持水能力随着2种高分子材料用量的增加而增加，砂土的作用效果较壤土、黏土更显著；2种高分子材料与土壤质量比控制在8／10000～2／1000范围内其作用效果较好，该用量条件下高分子吸持水分平均可释放83．7％供植物吸收利用。2种高分子材料对土壤持水能力的作用效果基本相同。

聚丙烯酸钠对3种土壤持水能力及作物产量的影响

在离心机模拟不同水吸力条件下．研究了聚丙烯酸钠（sodium polyacrylate记作SP）5种使用浓度（占干土质量0，0．01％，0．08％，0．2％与1％）对3种土壤（砂土、壤土、黏土）持水能力的影响；采用大田试验研究了地表撒施2g／m^2 SP对冬小麦与下季玉米产量及WUE影响。结果表明：3种土壤在0．01MPa至1．5MPa水吸力下的持水能力随着SP用量的增加而增加，砂土的作用效果较壤土、黏土更显著；3种土壤适宜浓度为0．08％～0．2％．最佳用量为0．2％．此用量条件下砂土、壤土、黏土的最大毛管持水量分别较对照增加了138．61％，7．22％，62．70％；不灌水条件下．SP处理较不施用SP冬小麦增产4％．WUE增加5．7％，灌浆期灌水28．5mm条件下SP处理较不施用SP增产1％．WUE降低1％；SP处理的玉米产量较对照降低0．5％，WUE提高3％，效果明显低于对冬小麦效果。

生物炭对米易县烟区烤烟生长与产量的影响

为解决米易县当地烟草连作后出现的烟草产量与品质不稳定等问题,通过使用当地植烟土壤进行盆栽试验,设置0.5 g、1 g、2 g生物炭添加量,与基肥拌合、与土壤进行拌合的添加方式,采用完全随机试验设计,比较烟草植株生长过程中的株高、茎粗、叶片数及烟叶产量、烘干后烟叶钾含量、烟碱含量、总糖含量的品质指标。结果表明,综合考虑到烟叶钾含量、烟碱含量、总糖含量的烟叶品质指标变化情况下,1 g生物炭与基肥拌合进行添加的方式效果最佳;建议在米易县当地推广1 g生物炭与基肥拌合方式对每株烟草进行添加,以获得烟草最佳经济效益。

容重对土壤水分入渗能力影响模拟试验

通过人工改变土壤颗粒级配,配制典型砂壤、中壤、黏壤,并设置不同容重水平,用土柱积水入渗模拟了土壤容重对其入渗能力的影响,为土壤改良和促进天然降水转化利用提供理论依据。结果表明,容重对土壤入渗能力有较大影响。试验土壤入渗能力随容重增大递减,3种典型土壤稳定入渗速率与容重均呈对数负相关,砂壤120min累积入渗量与容重呈幂函数负相关,中壤、黏壤则呈线性负相关。考斯加科夫入渗模型中,表征初始入渗速率的参数随容重增大递减,表征入渗能力衰减速度的参数则随容重增大递增,说明土壤初始入渗能力随容重增大递减,入渗能力衰减速度随容重增大递增。

基于迁移学习的无人机影像耕地信息提取方法

随着精准农业技术的发展,对农作物用地信息快速、准确提取的需求越来越高。同时,无人机技术以其方便、高效、具有低空云下飞行能力等优势被广泛应用于自然资源的调查中。但无人机影像普遍光谱信息较为匮乏,因此很难准确、快速地提取出耕地信息。基于此,提出了一种利用迁移学习机制的耕地提取方法(TLCLE)。首先,利用深度卷积神经网络(DCNN)剔除线状地物(道路、田埂等),然后,通过引入迁移学习机制将DCNN特征训练过程中得到的特征提取方法迁移到耕地提取中,最后,将所提方法与利用易康(e Cognition)软件进行耕地提取(ECLE)结果进行对比。研究结果表明:对于实验影像1、2,TLCLE方法耕地提取总体精度分别为91.9%、88.1%,ECLE方法总体精度分别为90.3%、88.3%,2种方法提取精度相当,在保证耕地地块完整、连续性上TLCLE方法优于ECLE方法。

容重对土壤水分蓄持能力影响模拟试验研究

通过人工改变土壤颗粒级配,并设置不同容重水平,测定土壤水分特征参数,研究了容重对土壤水分蓄持能力的定量影响。结果表明:(1)容重对土壤水分特征曲线、比水容量有较大影响,试验土壤各吸力段水分蓄持能力均随容重增大递减,比水容量也随容重增大递减。(2)容重对试验土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数有较大影响,此3个水分参数均随容重增大递减。饱和含水量与容重呈幂函数负相关关系,田间持水量及凋萎系数均与容重呈指数负相关关系。(3)容重对试验土壤有效水、易效水、迟效水含量有较大影响,此3水分参数均随容重增大递减,分别与容重呈指数、幂函数、对数负相关关系。

水垫塘冲击射流附壁区的水力特性

采用粒子成像测速技术(PIV)获得了水垫塘冲击射流全域瞬时精细流场,并在此基础上,对附壁射流区的流速分布规律和水流紊动特征等水力特性进行了系统研究。结果表明:在附壁射流区,射流横向断面的流速、紊动强度分布呈自相似分布规律,具有自由射流的特征;在射流纵向,流速随着流程增加而线性减小,射流半扩展厚度和紊动强度随流程增加而线性增大;并提出了描述附壁射流区射流横向断面流速、紊动强度分布规律的方程,同时得到了附壁射流区射流纵向上流速、半扩展厚度和紊动强度沿流程变化的计算公式。

考虑地形特征的无人机影像分区域加权平差拼接方法

无人机遥感手段以其方便、快捷、成本低、可云下飞行的优势正越来越多地应用于农情信息的获取。为了解决无人机影像的数量多、畸变大、影像拼接过程中产生大量累积误差等问题,对拼接过程中如何减少误差累积进行了研究。首先,根据记录影像匹配过程中心点位置计算大致的匹配区域。然后,进行区域网概略计算,列出误差方程。对不同地形特征区域影像赋予权值,进行分区域加权平差。最后,利用3条航带的无人机影像分别对所提方法和直接拼接法进行了实验对比。实验结果表明:所提方法拼接后错位和鬼影现象减少了12%,拼接效率提高了15%,拼接后获得的面积扩大了8%。

黏粒质量分数对土壤水分蓄持能力影响的模拟试验

通过人工配制不同质地土壤,测定土壤水分特征参数,研究土壤中黏粒质量分数对其水分蓄持能力的定量影响。结果表明:1)黏粒质量分数对土壤水分蓄持能力有较大影响,土壤持水能力随黏粒质量分数增加而递增。2个水分特征曲线模型——Gardner模型及van Genuchten模型中,表征土壤持水能力的参数均随黏粒质量分数增加而增大。2)黏粒质量分数对土壤比水容量有较大影响,试验土壤在任一水吸力水平下的比水容量值均随其黏粒质量分数增大而增大。3)试验土壤饱和含水量、田间持水量分别与黏粒质量分数呈指数、对数正相关,凋萎系数与黏粒质量分数呈指数正相关。4)试验土壤有效水、迟效水含量随黏粒质量分数增加呈先升高后降低趋势,二者与黏粒质量分数均呈抛物线关系,最高点分别出现在黏粒质量分数为35.9%和35.8%处,易效水含量与黏粒质量分数相关性不显著。研究结果可为黄土区土壤水分蓄持机制进一步研究提供一定理论依据。

基于低空遥感与迁移学习的土地利用信息快速制图方法

为解决样本的手工获取和常规的目视解译难以适应目前农业土地资源信息自动化提取的需求问题,引入时空数据挖掘技术,运用关联知识迁移学习机制,提出了一种基于知识迁移学习的高分辨遥感影像土地利用信息分类制图方法(KTLC)。首先,运用改进的均值漂移算法对新的待分类制图影像进行分割获得影像对象,然后,将分割后对象的矢量边界与前时相土地利用矢量专题图进行配准、嵌套,通过叠加分析获取当前影像中的不变对象,并通过光谱、空间信息阈值筛选完成不变对象的提纯,进而将历史专题图中的地物类别知识迁移到新影像对象上,建立新的特征与地物类别映射关系,最后,运用决策树构建分类规则完成当前影像的快速分类制图,并将所提方法与利用易康(e Cognition)软件进行分类(EC)的结果进行对比。研究结果表明,对于2组实验影像,KTLC方法分类总体精度分别为88.61%、88.30%,EC方法分类的总体精度分别为89.87%、84.84%,2种方法分类制图精度相当,但在效率方面,KTLC方法优于EC方法。

基于相片RGB值提取的北川山地土壤颜色与有机质量化关系

基于数码相机获取的土壤照片,利用photoshop软件提取相片RGB值,分析土壤有机质含量与颜色的量化关系.结果表明,土壤有机质含量与RGB值存在明显的负相关线性关系,其中有机质含量与RGB中犌值关系最为显著.通过分析林地0～50cm不同深度土壤发现,有机质含量整体出现狑（10cm）〉 ω（20cm）〉 ω（30cm）≈ω（40cm）〉 ω（50cm）层,而土壤亮度值表层低于底层.

蔬菜穴盘育苗精量播种机研究

针对小粒径蔬菜种子穴盘育苗播种精度差、效率低等问题,测试三种蔬菜种子的形状尺寸、千粒重、休止角、孔隙度,设计滚筒直径,吸孔大小、孔型、排列等关键结构参数,研制一种穴盘育苗精量播种机。该机采用气力式滚筒播种,步进电机加同步带传动,提高播种效率和精度。针对试制的播种机,以油菜种子为试验对象,选择真空度、气室正压力和滚筒转速三因素做正交试验,并对试验结果进行极差和方差分析。试验结果表明:在真空度4.0 kPa,气室正压力3.0 kPa,滚筒转速14 r/min时,播种机单粒率94.06%,重播率3.11%,漏播率2.83%,满足穴盘育苗精量播种的精度和效率要求。

面向地震灾区高分辨遥感影像信息提取方法

针对当前地震后震区时空数据难以及时获取的问题,采用了一种改进均值漂移(Mean Shift)信息提取方法。首先,将原始影像划分为纹理区和均色区。均色区域直接利用Mean Shift算法获得;纹理区域则利用归一化分布密度值获取合适的带宽,再使用Mean Shift算法进行信息提取。通过构造代价函数判别相邻区域是否需要合并,以消除过分割区域。最后,提出了一种信息提取匹配指数对信息提取结果进行评价,并将该方法应用于汶川和芦山地震后获取的无人机高空间分辨率影像,进行信息提取实验。实验结果表明:所提出的改进Mean Shift算法提取精度优于传统Mean Shift算法,为后续的地震灾情评估提供了基础数据。

聚丙烯酸钠对3种土壤质地入渗特征的影响

采用一维垂直积水入渗法,分析聚丙烯酸钠在4种质量分数（0、0.08%、0.20%与0.50%）处理下对砂土、壤土和黏土水分入渗性能以及Kostiakov入渗模型参数的影响。结果表明：聚丙烯酸钠与土壤质量比在0.08%-0.50%范围内时,3种土壤质地入渗速率都随时间推移呈下降趋势,土壤入渗能力随聚丙烯酸钠质量分数的增大明显降低;聚丙烯酸钠显著抑制土壤入渗能力;入渗系数k随聚丙烯酸钠用量的增加而下降;入渗指数a值随聚丙烯酸钠用量的增加基本呈上升趋势;k/a值对聚丙烯酸钠的响应随聚丙烯酸钠质量分数的增加逐渐增强。