改进Informer模型的苜蓿土壤湿度预测方法

精准的苜蓿土壤湿度预测对于提高水资源利用率和降低智慧农业投入成本至关重要。针对传统土壤湿度预测方法在实际应用中存在预测周期短、精度低以及时空预测不足等问题,提出了一种融合快速傅里叶变换的Informer时空预测方法(Fast Fourier Transform and Spatio Temporal-Informer,FFT-ST-Informer)。首先,在传统Informer模型基础上添加了独立的时空嵌入层,从而捕获各个变量之间复杂的时空相关性。然后,根据土壤墒情与环境因素的相关性分析结果,选择降雨、灌溉量为关键环境因素,并使用快速傅里叶变换,通过提取某一周期具有先验的数据序列的频谱来表示其频域特征放入模型。此外,该模型中的ProbSparse自注意机制可以集中提取时空数据的重要上下文信息。FFT-ST-Informer模型使用来自宁夏引黄灌区自采的气象和土壤数据作为输入数据。实验结果表明,FFT-ST-Informer模型性能明显优于传统模型,比LSTM模型在平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相关系数(R^(2))等评价指标上,分别提高了56.9%,64.4%,0.12%。

中国三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量

为给内蒙古高原区、黄土高原区和西北荒漠绿洲区紫花苜蓿测土施肥奠定科学基础,采用零散实验数据整合法以及养分平衡-地力差减法,开展了三大自然区域紫花苜蓿土壤速效钾丰缺指标和推荐施钾量研究。结果表明,内蒙古高原区紫花苜蓿土壤速效钾第1~4级指标依次为≥342mg/kg、89~342mg/kg、24~89mg/kg和<24mg/kg,黄土高原区第1~6级指标依次为≥171mg/kg、96~171mg/kg、54~96mg/kg、30~54mg/kg、17~30mg/kg和<17mg/kg,西北荒漠绿洲区第1~4级指标依次为≥303mg/kg、140~303mg/kg、65~140mg/kg和<65mg/kg;当目标产量9~27t/hm^(2)、钾肥利用率50%时,第1~6级土壤的推荐施钾量分别为0、54~162kg/hm^(2)、108~324kg/hm^(2)、162~486kg/hm^(2)、216~648kg/hm^(2)和270~810kg/hm^(2)。

绿洲灌溉区与旱作区连作苜蓿土壤理化性质的研究

为研究连作模式下不同气候区苜蓿(Medicago sativa L.)土壤理化指标地域分布的差异性,对甘肃省灌区和旱作区连作苜蓿土壤的全氮(TSN)、有机碳(SOC)及土壤团粒结构等指标进行研究。结果表明:灌区SOC含量均高于旱作区,90~100 cm土层差值最大,达3.41 g·kg^(-1);0~100 cm土层灌区SOC含量为6.81~12.49 g·kg^(-1),均值为9.25 g·kg^(-1),比旱作区高22%。旱作区TSN含量随土壤深度增加而减小,含量为(1.03士0.01)^(0.44士0.04)g·kg^(-1);0~30 cm土层灌区TSN含量相对较稳定,30~60 cm土层则急剧下降,70~100 cm内又较为稳定,TSN含量维持在(0.66士0.01)g·kg^(-1)。灌区苜蓿土壤的分形维数均低于旱作的,0~40 cm土层内随土壤深度增加而增大(P<0.05),随着土壤深度的增加>0.25 mm土壤团粒质量在干筛和湿筛处理下均呈现降低趋势;0~20 cm土层的土壤分形维数小于20~40 cm的,在干筛条件下,>5 mm的土壤团聚体含量最高,5~2 mm的次之,0.5~0.25 mm的最少。因此,苜蓿土壤SOC和TSN含量随着灌溉水平的差异表现出显著变化,且灌区苜蓿土壤团粒结构优于旱作区更适合苜蓿耕作,但旱区苜蓿土壤0~30 cm土层保水性等同于灌区的,说明连作苜蓿具有较强的抗旱性。

苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯植株生长及产量的影响

【目的】探究苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯生理性状及块茎产量的影响,为马铃薯连作障碍的缓解和块茎产量提高提供理论依据。【方法】以青薯9号马铃薯为试验材料,以马铃薯5年连作田土壤为盆栽用土,将0,20,40,60,80和100 g清水苜蓿3年连作田0~20 cm根区土壤与1 L蒸馏水混合振荡提取土壤浸提液浇灌盆栽马铃薯,研究不同质量浓度苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯植株生长、全株干物质量、根系形态、酶活性和渗透调节物质含量及产量的影响。【结果】在淀粉积累期,60 g/L处理马铃薯的株高、茎粗和全株干物质量分别较CK提高14.0%,33.3%和32.3%;总根长、根表面积、根体积、根直径、根尖数和根系活力较CK均显著增加;叶片SOD活性显著增强,而MDA和Pro含量显著降低。苜蓿土壤浸提液处理均能提高马铃薯产量,其中以T3处理增产幅度最大,增产率达39.4%。相关性分析表明,马铃薯单株产量与全株干物质量呈极显著正相关。【结论】苜蓿土壤浸提液可以有效改善连作马铃薯的生长状况,并能提高马铃薯产量,以60 g/L苜蓿土壤浸提液效果较好。

紫花苜蓿生产中的产量、土壤水分和养分动态

调查了北京顺义区河南村紫花苜蓿（WL323）的连续生产过程中的产量、土壤水分和土壤养分含量变化动态。结果表明,刈割产量动态年内随茬次下降,年产量则受气候变化影响波动较大,整体上呈下降趋势,土壤水分含量成为产量变化的直接原因;同时,0-20 cm土层的速效氮含量波动升高,说明了紫花苜蓿的土壤改良较强,但短期种植效果不易保证;0-20 cm土层中的速效磷含量在4年后降低很多,说明了紫花苜蓿的种植能降低土壤的速效磷含量,实际生产中应注意补充磷肥。

绿洲灌溉区与旱作区多龄苜蓿地土壤有机碳、氮及物理特性分析

以甘肃灌区和旱作区苜蓿(Medicago sativa)地土壤为研究对象,对不同地域的苜蓿地土壤全氮(TSN)、有机碳(SOC)、容重、含水量进行测定,结果表明:灌区SOC含量均高于旱作区,在90~100cm土层其含量与旱作区差值最大,达3.41g/kg。在0~100cm灌区SOC含量为6.81~12.49g/kg,均值为9.25g/kg,比旱作区高22%。旱作区TSN含量随土壤深度的增加而减小,含量在(1.03±0.01)^(0.44±0.04)g/kg。在0~30cm灌区TSN含量相对较稳定,差异不显著(P>0.05),在30~60cm剖面全氮含量急剧下降,70~100cm含量变化较为稳定,TSN含量维持在(0.66±0.01)g/kg。旱作苜蓿地土壤含水量在0~60cm变化不显著(P<0.05),0~100cm土壤含水量均值为(14.437±1.124)%,灌区苜蓿地土壤含水量均值为(16.025±2.029)%。随着土壤深度的增加,旱作区和灌区苜蓿地土壤容重均呈现依次增大的分布规律,旱作区最大值为(1.421±0.034)g/cm,比最小值高出17.5%,灌区最大值(1.332±0.017)g/cm,比最小值高出11.3%.