不同施氮量对小麦-玉米轮作体系氮素利用的影响

【目的】探究小麦季不同施氮量对小麦-玉米周年轮作体系氮素利用的影响,为该体系合理施肥提供理论依据。【方法】采用小麦氮低效品种AK58和氮高效品种ZM27,以及玉米品种大丰30,研究了小麦不同施氮量(0、120、225、330、435 kg·hm^(-2))和玉米225 kg·hm^(-2)施氮量对全年粮食产量、氮素利用率、氮素平衡、土壤硝态氮迁移及土壤氮素转化的影响。【结果】(1)AK58和ZM27均在330 kg·hm^(-2)施氮处理下产量达到最高,但与225和435 kg·hm^(-2)处理无显著差异。(2)AK58和ZM27的氮肥利用率和氮肥偏生产力都在120 kg·hm^(-2)时最高,分别为35.05%和38.97%、67.10和67.52 kg·kg^(-1),且随着施氮量的增加而减小。(3)玉米季产量及氮肥偏生产力都随着小麦季施氮量的增加而增加。(4)小麦季施氮量越高,残留氮和表观损失率越高,AK58和ZM27的435 kg·hm^(-2)施氮处理残留氮为263.81和270.30 kg·hm^(-2),损失率分别为56.35%和52.83%。(5)施氮主要影响0~20 cm土层土壤全氮含量,20~100 cm的土壤全氮含量基本稳定在0.5 g·kg^(-1)。小麦季施氮能增加后茬玉米0~100 cm土层硝态氮含量,在大喇叭口期最为明显,随着生育期的推移,各施氮处理之间的差距逐渐缩小,在吐丝期和成熟期,硝态氮在40~60 cm土层有积累。【结论】该试验条件下,综合考虑氮肥对小麦-玉米轮作体系产量、氮肥利用效率及硝态氮迁移的影响,小麦与玉米两季氮肥施用量均为225 kg·hm^(-2),有利于实现节氮增效和环境友好的绿色生产目标。

垃圾场复垦土壤重金属铜的含量与分布

本文通过采集某学校污水处理厂垃圾场的复垦土样来测定土壤重金属铜的含量,研究其分布特征,并采用单因子指数法和单一重金属潜在生态风险因子法对重金属铜进行评价。讨论了土壤中重金属铜的可能来源,以期为土壤铜污染的防治和修复提供理论依据。

不同种类草坪对土壤微生物量和活性有机碳的影响

人工草坪具有防止水土流失、美化环境、配置景观、提供户外休闲活动场所和改善区域生态环境等多种功能。为探究不同种类草坪对土壤微生物量和活性有机碳的影响,本研究以常见的狗牙根等6种草坪草为试验材料,设置保持自然状态和人工去杂2个试验处理,连续管理养护5年后采集0~10 cm表层土,测定其土壤全碳和全氮含量、土壤微生物碳和氮含量、土壤活性有机碳含量及其转化率6组数据。结果表明,保持自然状态试验处理中野牛草、多年生黑麦草和白花三叶草3种草坪中上述6组数据均达到最大值,均值分别为50.00 g/kg、7.00 g/kg、1.90 g/kg、0.40 g/kg、5.70 g/kg和0.65/cycle;狗牙根草坪上述6组数据均最小。说明野牛草、多年生黑麦草和白花三叶草3种草坪对土壤微生物量和活性有机碳的影响较大,匍匐翦股颖和高羊茅次之,狗牙根最小。同一种试验材料,保持自然状态试验处理的上述6组数据均明显高于人工去杂试验处理的。野牛草、多年生黑麦草和白花三叶草3种草坪对上述6组数据的影响大部分达到了统计学上的显著水平。因此,草坪建设者和管理者应根据不同种类草坪草的植物学特性,结合当地气候因子和土壤条件、草坪使用目的来选择合适的草坪草,以保证草坪质量和提高草坪使用效率的同时,促进其地下土壤生态系统的健康发展。

轮耕对渭北旱塬麦田土壤有机质和全氮含量的影响

【目的】研究由秸秆覆盖免耕、秸秆覆盖深松和秸秆还田翻耕组成的不同保护性轮耕模式对渭北旱塬连作麦田土壤肥力的影响。【方法】2007—2014年在陕西合阳实施夏闲期免耕/深松轮耕(NT/ST)、深松/翻耕轮耕(ST/CT)、翻耕/免耕轮耕(CT/NT)、连续免耕(NT/NT)和连续翻耕(CT/CT)5种不同耕作模式定位试验,测定并分析2011—2014年小麦收获后不同耕作处理下土壤有机质和全氮变化规律及产量差异。【结果】与连续翻耕相比,连续免耕有利于表层土壤有机质和全氮积累,而免耕、深松和翻耕组成的3种轮耕处理更有利于提高20—40和40—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,其中随着耕作年限延长,连续免耕处理下土壤养分逐渐表现出"上层富集,下层贫化"的现象;而免耕/深松轮耕更有利于耕层及耕层以下土壤养分均匀分布。随着轮耕年限增加,各耕作处理0—60 cm土层土壤有机质含量和总量均呈现出整体增加趋势,其中以免耕/深松处理增加趋势比较明显。与2007年相比,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕3种轮耕处理的0—60 cm土层年平均有机质含量增加速率分别为4.53%、3.02%和2.26%,2014年土壤有机质总量分别增加了4.07、2.68和1.65 kg·m-3。轮耕7年后,免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤有机质含量分别显著增加25.3%、15.2%和10.2%,有机质总量分别增加31.57%、21.45%和13.94%,其中免耕/深松处理较连续免耕有机质含量增加9.20%,总量增加3.84%。在2011—2014年期间,与连续翻耕相比,连续免耕和3种轮耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量及总量均有不同程度增加。其中2014年免耕/深松、深松/翻耕和翻耕/免耕轮耕处理较连续翻耕处理0—60 cm土层土壤全氮含量分别增加17.3%、8.0%和6.4%,氮总量分别显著增加了0.21、0.13和0.09 kg·m-3,其中,免耕/深松处理较连续免耕全氮含量增加了3.02%,总量减少了2.26%。2011—2014年冬小麦平均产量表现为深松/翻耕>免耕/深松>连续翻耕>翻耕/免耕>连续免耕,其中深松/翻耕和免耕/深松处理冬小麦平均产量接近,分别较连续翻耕处理显著增产10.36%和9.80%,较连续免耕处理显著增产17.84%和17.24%;翻耕/免耕较连续翻耕处理减产1.59%,较连续免耕处理增产5.08%,但差异不显著。不同保护性轮耕措施下,各土层土壤有机质含量与全氮含量间呈显著正相关;0—20 cm土层有机质含量与轮耕年限呈显著线性相关。【结论】3种轮耕模式较连续翻耕有利于提高0—60 cm土壤有机质和全氮总量,且较连续免耕有利于土壤养分含量在耕层及耕层以下土层均匀分布,其中以免耕/深松轮耕处理效果最优,且增产效应较佳,为渭北旱塬连作麦田较适宜的休闲轮耕模式。

海南儋州不同林龄橡胶林土壤碳和全氮特征

为研究热带人工林巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)生态系统不同林龄土壤碳、全氮特征,对热带地区种植橡胶及其更新进行生态效益评估,文章分析了海南儋州地区幼林早期(2龄)、幼林晚期(7龄)、开割树(16龄)和老龄即将更新树(30龄)4种不同林龄的橡胶林土壤碳、氮质量分数垂直分布特征。结果如下,(1)不同林龄橡胶林胶园土壤有机碳质量分数存在极显著差异,其大小排列顺序为幼林晚期(7龄)>老龄即将更新树(30龄)>幼林早期(2龄)>开割树(16龄),各土壤层次土壤有机碳质量分数的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,其垂直分布的变异系数由大到小排列顺序为7龄幼林晚期(37.54%)>16龄开割树(26.48%)>30龄老龄即将更新树(24.44%)>2龄幼林早期(18.99%);(2)不同林龄橡胶林胶园土壤全氮质量分数存在显著差异,其大小排列顺序为幼林晚期(7龄)>幼林早期(2龄)>老龄即将更新树(30龄)>开割树(16龄),各土壤层次土壤全氮质量分数的空间垂直分布大体随着土层的深入而降低,其垂直分布的变异系数由大到小排列顺序为16龄开割树(34.32%)>7龄幼林晚期(30.98%)>30龄老龄即将更新树(21.09%)>2龄幼林早期(14.37%);(3)不同林龄胶林土壤碳氮(C/N)比存在极显著差异,其大小排列顺序为开割树(16龄)>老龄即将更新树(30龄)>幼林晚期(7龄)>幼林早期(2龄),各胶林土壤有机碳质量分数与土壤全氮质量分数之间均存在极显著线性正相关关系(R2≥0.5839,p<0.01)。本研究可为研究热带土地利用与覆盖变化对全球碳循环及橡胶林生长碳氮耦合提供基础数据,为我国热区进行天然橡胶种植提供理论依据。

秸秆生物炭配施沼液对土壤有机质和全氮含量的影响

为增加沼液中养分在土壤中的滞留量,提高沼液利用效率,本文采用室内土柱试验,研究了不同生物炭混掺量(CK、0.5%、1.0%、2.0%)、生物炭混掺厚度(0、5、10、15、20 cm)和土壤容重(1.30、1.35 g·m^-3)对土壤有机质和全氮含量的影响。结果表明:土壤容重相同时,土柱入渗液渗出速率随生物炭混掺量和混掺厚度的增加而增大;土壤容重不同时,1.35 g·cm^-3土壤土柱入渗液渗出速率小于1.30 g·cm^-3土壤,土壤有机质和全氮含量均呈1.30 g·cm^-3土壤容重小于1.35 g·cm^-3土壤容重;土柱内有机质和全氮含量随生物炭混掺量增大而逐渐增加,生物炭混掺量为2.0%时对土壤有机质和全氮含量影响最大;土柱内有机质含量随生物炭混掺厚度增大而逐渐增加,生物炭混掺厚度为20 cm时对土壤有机质含量影响最大,而全氮含量在土壤容重为1.30 g·cm^-3、混掺厚度10 cm时影响最显著,土壤容重为1.35 g·cm^-3、混掺厚度15 cm时效果较为显著。研究表明生物炭配施沼液时土壤有机质和全氮含量受生物炭混掺厚度、混掺量和土壤容重综合作用的影响。

种植星星草对盐碱草地土壤养分状况的改良作用

对人工种植在碱斑草地上的星星草在不同年份相同生育期的土壤养分状况进行研究 ,并与天然状况的星星草地在各个生育期的土壤养分相比较。种植星星草后 ,随着星星草种植年限的增加 ,0～ 1 0cm土壤中 :有机质含量和土壤全氮含量呈上升趋势 ,土壤全磷含量略有增加 ,土壤全钾含量变化不明显 ;而土壤全钠含量、全钙含量以及土壤全镁含量都有不同程度的降低。

浑善达克沙地土地沙漠化过程中土壤粒度与养分变化研究

浑善达克沙地土壤空间异质性大,流动沙丘粒度组成和非沙漠化土地养分含量都存在极显著差异。随着土地沙漠化的发展,土壤表层通常形成粗化层,土壤中的重要养分有机碳(SOC)和全氮(TN)的含量显著下降,且SOC含量比TN含量存在更大的空间差异和随沙漠化土地发展更快的下降速率,致使土壤表层C/N值存在明显下降趋势。沙漠化土地表层土壤中SOC含量和TN含量与土壤粘粒含量和粗粉沙含量之间存在很好的相关性,尤其与土壤粘粒含量的相关性非常高;而且与TN含量的相关性高于与SOC含量的相关性。各种原因引起的土壤风蚀是造成沙漠化发展中土壤过程的主要动力因素,严重影响着土壤的稳定与土壤细物质和养分的迁移。

不同粒径处理的土壤全氮含量高光谱特征拟合模型

采集新疆北疆棉田385个自然土壤样本,将筛选出的土壤样品分别过2、1、0. 5、0. 15 mm筛并测定其原始光谱反射率,利用支持向量机(Support vector machine,SVM)、偏最小二乘回归(Partial least squares regression,PLSR)和多元逐步线性回归(Stepwise multiple linear regression,SMLR)方法对土壤原始光谱及其12种光谱变换数据分别构建土壤全氮含量的估测模型,并对模型精度进行检验。结果表明,土壤原始光谱特征在各个波段与全氮含量相关性都较差,不同形式的数据变换均能够提高光谱反射率与全氮含量的相关性,同一种数据变换形式在不同粒径处理中最大相关系数所对应的波段位置差异不大。从不同粒径处理的拟合精度来看,过筛粒径越小对全氮含量的估测精度越高,3种方法的最优拟合模型都是过0. 15 mm筛的处理,其中SVM方法采用(lgR)'变换后,构建模型R2c为0. 898 7,RMSEc为0. 018 1,RPD为2. 704 9,PLSR和SMLR方法均采用R'变换,构建模型的R2c分别为0. 852 0和0. 819 6,RMSEc分别为0. 041 3和0. 043 6,RPD分别为2. 554 9和2. 437 4,3种方法在该过筛处理下均能够很好地估测土壤全氮含量。用未参与建模的样本对3种最优模型进行验证,SVM、PLSR和SMLR模型的检验R2分别为0. 822 9、0. 771 5和0. 705 4,SVM方法优于PLSR和SMLR,模型具有较好的精度和稳定性,从模型的预测误差来看,土壤全氮含量越低其预测误差也越大,在氮素含量较低的情况下无法直接通过光谱反射特征准确反演。

松嫩平原苜蓿和羊草栽培草地土壤氮素动态分析

以松嫩平原(重度盐碱化草地)栽培种植的苜蓿(Medicago sativa)和羊草(Leymus chinensis)草地为研究对象,分析了两种栽培草地土壤全氮和速效氮的季节动态变化规律。结果表明,土壤全氮含量在不同的草地类型间变化规律各不相同,而在整个生长季中,不同的草地类型间土壤速效氮含量变化相似,呈现规律变化:7月份植物生长旺季,0-30mm土层土壤全氮含量表现为羊草栽培草地>围栏封育草地>苜蓿栽培草地,苜蓿栽培草地全氮含量最低(0.184%),与其他两个样地差异显著(P<0.05);土壤速效氮含量表现为羊草栽培草地>围栏封育草地>苜蓿栽培草地。植物生长末期,土壤全氮含量和速效氮含量均表现为苜蓿栽培草地>围栏封育草地>羊草栽培草地。土壤有机质含量也呈现规律变化:苜蓿栽培草地和羊草栽培草地均表现出随月份的增加呈现降低-升高-降低的趋势。围栏封育草地无显著变化。

高寒草甸不同植被类型土壤全氮含量变化动态分析

采用凯氏定氮法对高寒草甸不同植被类型土壤全氮进行季节动态测定分析,结果表明：在整个生长季中020cm层土壤全氮质量分数的顺序为：藏嵩草沼泽化草甸（Kobresia-swamp meadow）〉金露梅灌丛草甸（Dasiphoru fruticosa shrubs）〉人工燕麦草地（Avena sativa artificial grassland）〉矮嵩草草甸（Kobresia humilis meadow）〉矮嵩草退化草地（Kobresia humilis-degraded grassland）。原生植被草甸类型下单位面积土壤全氮含量远高于退化草地。藏嵩草沼泽化草甸土壤每平方米的全氮含量最高,达到0.712kg,金露梅草甸次之,两者之间差异性不显著（p〉0.05）;其他三种草地类型单位面积土壤全氮含量差异性显著（p〈0.05）;原生草甸矮嵩草草甸每平方米全氮平均含量为0.406kg,而退化的矮嵩草草地每平方米全氮平均含量为0.301kg,可以推算,土地退化导致土壤全氮流失的量为0.105kg,即高寒草地退化导致25.86%氮流失。随着季节的变化,土壤全氮质量分数随生长季均有所增加,最高值都出现在8月份,但各月份之间土壤全氮质量分数变化差异性不显著（p〉0.05）。原生植被0-10cm层土壤全氮含量高于10-20cm层,人工草地与退化草地差异性不显著。

水稻小麦种植模式下长期定位施肥土壤氮的垂直变化及氮储量

为了研究不同的施肥方式对土壤全氮变化及氮储量的影响,1981年在湖北省农业科学院南湖试验站设置了施用有机肥与化肥的长期定位田间试验,2006年水稻收获后田间取样分析每个处理不同土层的全氮含量与氮储量。研究结果表明:与对照相比,单施化肥与单施有机肥0～20cm土层土壤的容重下降,化肥添加有机肥比相应的单施化肥的容重要低一些。除了对照之外,其它处理都是0～20cm土层土壤全氮含量高于其它土层,氮肥配施有机肥处理0～20cm土层土壤全氮含量最高。除了氮磷钾肥配施过量有机肥处理外,化肥配施有机肥处理土壤的全氮含量都高于单施化肥或单施有机肥处理,20～40cm土层土壤全氮含量具有相似的规律。在0～20cm土层,与对照相比,单施氮肥及氮磷肥不能增加土壤全氮储量,但是化肥配施有机肥能够增加土壤全氮的储量。单施氮磷钾肥及单施有机肥也能够增加土壤全氮的储量。在0～20cm土层,氮肥配施有机肥处理的土壤全氮储量最多,达8.82t·hm-2,而氮肥处理的氮储量最低,仅为5.38t·hm-2。在100cm深度,与单施化肥及单施有机肥相比,化肥配施有机肥都增加了土壤全氮的储量。

恩施烟区土壤和烤烟总氮含量及其关系研究

2-06—2007年，以湖北省恩施烟区有代表性的宣恩县和咸丰县为试验地点，选取了129个土壤样本和124个烤烟样本，分析了该区土壤氮素含量和烤烟总氮含量状况及其关系，结果表明：土壤全氮和碱解氮含量变幅分别为0．70～3．90g·kg^-1和66．8～233．9g·kg^-1，平均分别为（1．65±0．34）g·kg^-1和（131．69±30．97）mg·kg^-1，全氮含量的变异系数略小于碱解氮含量变异系数．全氮和碱解氮含量均以表层0～20cm含量最高，20～40cm居中，而40~60cm最低；烤烟总氮含量变幅为15．80~29．50g·kg^-1，平均为（21．30±3．30）g·kg^-1，变异系数为15．49％；烤烟总氮含量在品种间、等级间和海拔高度间均存在显著差异，品种间表现为：‘K326’〉‘云烟85’〉‘云烟87’，等级间表现为：B2F〉C3F〉X2F，海拔间表现为：低海拔〉中海拔〉高海拔；烤烟总氮含量随土壤碱解氮含量的升高而升高，土壤氮素含量亦随海拔的升高而升高，而烤烟总氮含量则随海拔的升高而降低．

环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳和全氮含量影响的通径分析

土壤是全球重要的碳库和氮库,在全球碳氮循环中具有重要地位。密云水库是华北地区最大的水库和北京市最重要的地表水水源地,其上游流域山地广布,地形复杂,气候变化明显,土壤类型和植被类型多样,影响土壤碳氮库的环境因素具有较强的变异性。为揭示环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和全氮(total nitrogen,TN)含量的作用效应,采用野外采样、实验室分析与逐步回归分析和通径分析相结合的方法,研究了气候(温度和降水)、地形(海拔和坡度)、土壤理化性质(土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量)等环境因素对流域SOC和TN含量的影响。结果表明:温度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对SOC含量的影响显著(P<0.001),其中各因子的直接通径系数依次为:土壤含水量(0.439)>土壤容重(-0.324)>pH值(-0.238)>温度(-0.209)>土壤粘粒含量(0.092),间接通径系数依次为:土壤容重(-0.425)>土壤粘粒含量(0.305)>土壤含水量(0.287)>pH值(-0.179)>温度(-0.043),因此,土壤含水量、pH值和温度主要通过直接作用影响SOC含量,而土壤容重和粘粒含量则主要通过其它因子的作用间接影响SOC含量。海拔、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对TN含量的影响显著(P<0.001),其中各因子的直接通径系数依次为:土壤含水量(0.456)>海拔(0.234)>土壤容重(-0.228)>pH值(-0.190)>土壤粘粒含量(0.094),间接通径系数依次为:土壤容重(-0.484)>土壤粘粒含量(0.301)>海拔(0.247)>土壤含水量(0.257)>pH值(-0.202),因此,土壤含水量主要通过直接作用影响TN含量,而土壤容重和粘粒含量主要通过土壤含水量的作用间接影响TN含量,海拔和土壤pH值的直接作用与间接作用相当。气候、地形、土壤理化性质等环境因子能够联合解释SOC和TN含量变异性的75.0%和71.2%,但其它影响因子的剩余通径系数仍较大,分别为0.50和0.54,说明还有未考虑的其它重要影响因素,如成土母质、土地利用方式、耕作管理等,需要进一步深入分析。

川西卧龙岷江冷杉林土壤有机碳组分与氮素关系随海拔梯度的变化特征

土壤碳氮沿海拔梯度变化及其耦合关系是山地生态系统碳氮循环研究的重要内容。为分析不同土层土壤有机碳,土壤全氮及有机碳活性组分在海拔梯度上的分布规律及相互之间的耦合关系,选取亚高山物种岷江冷杉(Abies faxoniana)原始林为研究对象,以卧龙邓生野牛沟岷江冷杉原始林2920—3700 m的样地调查数据为基础,分析不同土层土壤碳氮及活性组分沿海拔的变化规律,总结土壤有机碳稳定性沿海拔主要规律,从土壤有机碳活性组分和碳氮关系的角度揭示其对土壤有机碳沿海拔变化的影响。结果表明:1)腐殖质层土壤有机碳(SOC)随海拔升高逐渐增加,与温度显著负相关,轻组有机碳(LFOC)及颗粒态有机碳(POC)随海拔上升均表现先增加后降低的趋势,土壤全氮(TN)随海拔变化不显著,但林线处LOFC、POC和TN均显著增加;0—10 cm土壤有机碳及全氮则表现为双峰特征,峰值分别在3089 m和3260 m处,与年均温度无显著关系。2)LFOC及POC在腐殖质层和0—10 cm土层中所占比例较大,是表征土壤有机碳含量沿海拔变化规律的主要活性组分,腐殖质层LFOC/SOC和POC/SOC随海拔上升逐渐增高,0—10 cm层则逐渐降低,暗示腐殖质层有机碳稳定性沿海拔逐渐降低,0—10 cm有机碳稳定性逐渐升高。3)SOC与TN显著正相关,SOC是影响TN的主要因子,但腐殖质层TN与有机碳活性组分无显著相关关系。4)土壤C/N和微生物量C/N在3177 m大于25:1,是引起土壤有机碳含量显著降低的主要因素。

草原土壤的碳氮含量及其与温室气体通量的相关性

通过采样分析研究内蒙古锡林河流域温带草原土壤有机碳及全 N的含量特征 ,探讨它们的含量与温室气体 CO2 、 N2 O、 CH4 通量的相关性 ,结果表明 :沿 470～ 1 50 mm年降水梯度线 ,土壤表层 (0～ 2 0 cm)有机碳含量从 2 .38%递减到 1 .2 3% ,全 N含量从 0 .2 1 8%递减到0 .1 36% ,而且放牧和开垦都有使有机碳及全 N含量降低的趋势 ;CO2 通量与有机碳含量、全N含量、C/N及 N2 O通量显著相关 ,N2 O通量与有机碳含量、C/N及 CO2 通量显著相关 ,且CO2 和 N2 O的通量都有沿降水梯度递减的趋势 ;CH4 通量与有机碳含量、全 N含量、C/N、CO2通量及 N2 O通量都没有显著相关性。

不同施肥措施对土壤氮素时空变化的影响

对北京市延庆地区农民常规施肥模式进行了优化,研究其对土壤全氮、硝态氮和铵态氮含量的影响。结果表明:优化施肥处理(化学氮肥(N)用量为120kg/hm2,磷肥(P2O5)用量为90kg/hm2,钾肥(K2O)用量为135kg/hm2,有机肥用量为7 500kg/hm2)具有提高土壤全氮含量的趋势,优化施肥处理与常规施肥处理相比,能有效降低土壤硝态氮含量和阻控其往下淋溶;该研究还发现,土壤铵态氮含量与施氮量和时间变化具有一定的关系。

西南岩溶区土壤全氮含量的空间变异分析

选择典型的岩溶峰丛洼地区域,在利用多元逐步回归分析研究0~20 cm深度土壤全氮含量与地形指数因子关系的基础上,利用普通克里格法(OK)、单变量协同克里格法(COK)和多变量协同克里格法(MCOK)对土壤全氮含量的空间变异性进行了分析。结果表明:研究区域土壤全氮含量空间分布可以用两个回归模型来表征。克里格插值分析表明,当全氮含量与地形指数因子相关系数较低时,COK法并不能有效提高全氮预测精度;随着协同变量的增加,MCOK法能够显著提高全氮预测精度。

流动分析仪同时测定土壤和植物全氮含量方法的改进

【目的】改进流动分析仪同时测定土壤和植物样品全氮含量的检测方法,为准确快速测定土壤和植物样品全氮含量提供参考依据。【方法】设置凯式消煮法的硫酸加入量为3.0、4.0和5.0 mL,使用流动分析仪分别测定各土壤和植物样品硫酸消煮液的全氮含量,分析不同硫酸加入量对其全氮含量测定结果的影响,并分析流动分析仪法与传统方法(扩散法)测定全氮含量的相关性。【结果】凯式消煮法的硫酸加入量可优选为3.0 mL,消解硫酸量(mL)与缓冲液中氢氧化钠浓度(g/L)适宜比值在0.158~0.163。在流动分析仪同时测定土壤和植物样品全氮含量的回收试验中,平均回收率为96.40%~102.07%,相对标准偏差(RSD)为0.34%~1.52%;在重复性试验中,全氮含量的变异系数(c.v.)小于3.00%。流动分析仪法与扩散法所测全氮含量无显著差异(P>0.05),两种方法所测全氮含量的回归直线y=1.0747x-0.7762,R=0.9957,二者呈显著线性相关(P<0.05)。【结论】以凯式消煮法优选硫酸量3.0 mL进行土壤和植物样品消煮,建立以其消煮液测定全氮含量的检测方法,可确保流动分析仪准确地同时测定土壤和植物样品全氮含量。

基于光谱数据降维的农田土壤-作物全氮含量协同检测

为了提高农田土壤-作物全氮一体化检测精度,以冬小麦冠层光谱为研究对象,定量分析了4种数据降维方法(保持邻域嵌入法(NPE)、t分布随机近邻嵌入法(t-SNE)、拉普拉斯映射法(LE)和局部线性嵌入法(LLE))在冠层光谱特征提取及作物、土壤全氮含量检测精度。分别采集了豫麦49-198、周麦27、矮抗58和西农509等4个品种的冬小麦在4个施氮水平下的作物冠层光谱反射率以及对应的作物、土壤全氮含量。选取波段400~900 nm的可见光与部分近红外波段分别进行NPE、t-SNE、LE以及LLE数据降维处理,随后在4组降维特征的基础上,建立了随机森林回归模型。对比全谱信息以及4组降维特征在作物、土壤全氮含量的预测性能表明,利用LLE-RF混合方法取得了最优的氮素预测效果,作物全氮含量预测决定系数R^(2)_(v)为0.9150,预测均方根误差(RMSEP)为0.2212 mg/kg;土壤全氮含量预测决定系数R^(2)_(v)为0.8009;RMSEP仅为0.0085 mg/kg,均优于原始全谱数据以及其他3组降维特征。实验结果表明,利用LLE降维后得到的特征光谱信息可有效地表征作物全氮含量以及土壤全氮含量。