土壤水分和养分利用效率几种定义的比较

本文在综述了水分和养分利用效率的各种定义的基础上,提出了作者对利用效率的观点,并对几种常用的土壤水分和养分利用效率的不同定义作了比较,分析了它们的不同内涵,并用实例进行了分析.建议今后在应用中应根据研究目的,明确所需用的利用效率的内涵和计算方法,并给以恰当的名称.     

不同耕作方式对坡耕地土壤水分及水分生产效率的影响

在半湿润偏旱的豫西丘陵区坡耕地上 ,进行了夏休闲期间不同耕作方式的试验研究。结果表明 ,免耕和深松处理比对照 (一般耕作 )的水分保蓄能力分别提高 5 67%和 6 11% ,径流量减少 0 43mm和 0 71mm ;单纯深翻的处理两种作用均低于对照。而以种植作物的防径流效果最佳 ,比对照少 2 3 3mm ,比免耕、深松也减少 1 87mm与 1 5 9mm ,比深翻耕作减少 4 0 7mm。深松与免耕处理的小麦水分生产效率分别较传统耕作提高 17 5 %和 8 5 %。     

保水剂聚丙烯酸钠不同施用方法对玉米生长和水分利用效率的影响

采用盆栽模拟法对保水剂不同应用法,包括土壤上干下湿(深施)、上湿下干(浅施),单侧干旱(侧施)和不施(对照)等,研究高低两种供水条件下玉米(Zea mays L.)生长和水分利用效率(WUE).试验结果表明,各种保水剂使用方法对玉米株高都有促进作用,且主要在玉米生长中后期;渐进干旱下能促进玉米根系发育.深施保水剂在充分供水和渐进干旱下较对照提高玉米产量20.6%和74.9%,提高WUE为30.2%和89.0%;浅施和侧施保水剂在渐进干旱下提高玉米产量和WUE分别为41.5%、19.3%和31.1%、35.6%.     

免耕对土壤养分的影响

系统分析了免耕对土壤N、P、K、S、微量元素以及pH值的影响,并提出了N、P、K肥和石灰、石膏的施用方法.     

土壤脱水过程中NaCl胁迫对羊草水分利用效率的影响

通过室内模拟实验研究了土壤脱水过程中NaCl胁迫对羊草生长和水分利用的影响。结果表明,在土壤脱水过程中,羊草株高、根长、干物质积累量、相对生长率(RGR)和蒸散量随盐度增加显著降低。羊草生长的临界土壤溶液NaCl浓度为253mmol/L,临界土壤含盐量为0.60%。在低盐处理(NaCl25～225mmol/L,总盐0.17～0.53%)时,增加盐度,水分利用效率(WUEET)、钾钠吸收选择性和运输选择性有显著提高;而在高盐(NaCl275～325mmol/L,0.63～0.73%)条件下,随盐度的增加,水分利用效率(WUEET)、钾钠吸收选择性和运输选择性降低。     

保水剂聚丙烯酸钠不同施用方法对玉米生长和水分利用效率的影响

采用盆栽模拟法对保水剂不同应用法,包括土壤上千下湿(深施)、上湿下干(浅施),单侧干旱(侧施)和不施(对照)等,研究高低两种供水条件下玉米(Zea mays L．)生长和水分利用效率(WUE)。试验结果表明,各种保水剂使用方法对玉米株高都有促进作用,且主要在玉米生长中后期;渐进干旱下能促进玉米根系发育。深施保水剂在充分供水和渐进干旱下较对照提高玉米产量20．6％和74．9％,提高WUE为30．2％和89．0％;浅施和侧施保水剂在渐进干旱下提高玉米产量和WUE分别为41．5％、19．3％和31．1％、35．6％。     

施肥提高旱地作物水分利用效率的机理和效果

在宁夏南部半干旱偏旱区黑垆土上设置长期定位试验.结果表明,施肥提高了土壤有效水分的利用、作物的蒸腾效率,并优化了作物产量田间性状和改善夏闲期土壤贮水状况.     

设施农业中水分调控与水分利用效率关系研究

分析了中国设施农业发展现状及设施可控条件下作物生活因素全方位调控存在的问题.研究了作物水分利用效率与作物生产潜力、产量的关系.基于作物水分利用效率的生理生态机理,探讨了设施农业中节水灌溉对作物生活因素全方位调控的可行性.结果表明,设施农业环境中,在人工可控条件下的水分调控,将能提高作物生产潜力和节水潜力.     

土壤水分对稻米成分及食味品质的影响

于水稻分蘖期、长穗期、抽穗后1～10d,11～20d熏21～30d及1～30d分别进行土壤水势为-30～-35kPa熏-60～-65kPa的控水处理,对不同粒位的蛋白质含量、直链淀粉含量、脂肪酸含量和食味值进行了测定。结果表明,供试品种上育397和绥粳3号均以长穗期控水所受影响最大,不同粒位蛋白质含量和脂肪酸含量与CK间的差异均达到极显著水平。各处理间直链淀粉含量的CV最小,脂肪酸含量的CV最大。两品种的食味值长穗期控水显著低于CK和其他处理,同一时期不同控水强度之间差异不大。蛋白质含量、直链淀粉含量和脂肪酸含量均与食味呈负相关。上育397各粒位的通径系数均为蛋白质含量>直链淀粉含量>脂肪酸含量,绥粳3号各粒位通径系数均为蛋白质含量>脂肪酸含量>直链淀粉含量,表明在两个品种中均表现蛋白质含量对食味的影响较大。直链淀粉含量和脂肪酸含量在不同品种中对食味的影响程度有差异。     

饲草料地土壤水分动态变化规律及其预测的人工神经网络模型的研究

根据2005～2006年实测土壤水分资料和气象资料,研究分析了饲草料地土壤水分的动态变化规律和建立了考虑多个因素对土壤水分影响的BP人工神经网络模型,结果表明:表层土壤的含水率变幅较大,主要是受大气降水的影响,20～40cm和40～60cm土层土壤含水率的波动,除大气降水的影响外,还与植物的生长发育状况有关;土壤水分预测模型具有较好的预测效果,用神经网络建立土壤水分预测模型的方法是可行的,对于不同条件的地区具有广泛的适应性和推广应用前景。     

免耕的土壤适应性

本文对影响免耕的有利和不利条件进行了讨论 ,分析不同土壤对免耕的适应性     

免耕对农田土壤生物学特性的影响

农业管理对土壤群落水平下各种生物之间复杂的相互作用的影响是土壤生态学研究的一个热点。土壤生物和酶活性在改善土壤结构、养分循环、有机质分解和保持中起重要作用。与常规耕作系统比,免耕系统中作物残体和土壤矿物质的机械混合要少得多,因此免耕系统更接近于未受扰动的自然生态系统,可能更加依赖于土壤生物体的固有作用。综合有关文献讨论了耕作实践对一些土壤生物学特性的影响。总体看来,土壤线虫总量及功能类群对免耕既可能是正响应也可能是负响应,与常规耕作相比免耕系统中土壤微生物的丰富度或生物量增加,土壤酶活性增强,土壤呼吸作用减弱。最后还对免耕系统中有关土壤生物学特性研究的重要性和需要解决的问题进行了小结。     

Predicting water content using Gaussian model on soil spectra

This paper presents an approach to estimating soil moisture content through fitting an inverted Gaussian function to the continuum in soil spectra. The soil moisture Gaussian model (SMGM) estimates the water content by the declining reflectance in the near infrared (NIR) and shortwave infrared (SWIR) regions, 1.2-2.5 μm, due to the spreading of the fundamental water absorption at 2.8 μm. Convex hull boundary points were used to isolate the spectral continuum and to fit the inverted Gaussian function. The function extrapolates the continuum to the fundamental water absorption beyond the wavelength limits of common laboratory, field, and airborne instruments. Of the derived functional parameters, both amplitude and area on the shortwave side of the inverted Gaussian curve were highly correlated with soil water content.In this study, laboratory spectra, from 0.4 to 2.5 μm, were measured at sequential moisture levels in soil samples collected in Castilla-La Mancha, Spain and in California, USA. The Gaussian area was determined to be the best indicator of gravimetric water content with the initial modeling of 2592 spectra. The SMGM was validated with a separate set of 849 spectra. The model performance significantly improved for water contents below a critical level of 0.32 g water/g soil. Within this restricted range, the SMGM predicted water contents for all soils with a maximum of 0.027 RMSE for 1901 modeled spectra and 0.026 for 602 validation spectra. The water content estimates were improved slightly by stratifying the model and validation sets by the two locations, reducing the RMSE to 0.023 in Spain and 0.025 in California. Further stratifying the model spectra by landform and soil sodicity improved some predictions substantially, but less consistently. Stratifying the samples locally demonstrated that a priori knowledge of soil surfaces by landforms should be part of an image calibration strategy. The SMGM provides practical water content estimates and has a potential use in correcting the effects of soil moisture in hyperspectral images.     

基于RS与GIS的县级土地利用变化分析———以四川省成都市双流县为例

基于遥感影像的城市土地利用变化研究是目前遥感应用研究的热点问题,是对土地利用变化进行监测的有效手段。利用1996年以来双流县TM和中巴卫星遥感影像,应用RS技术与GIS技术,对遥感影像的校正、影像增强和图像融合方法进行了系统的研究,并通过对双流县遥感影像处理,增强影像可识别性。在结合野外调查和室内判别的基础上,建立了研究区遥感影像解译标志,并以自动分类和目视判读相结合进行地理信息系统的空间分析,建立了1996年、2006年土地利用
数据库,分析、提取了双流县土地利用变化信息。分析表明,双流县1996~2006年间的土地利用变化情况反映出在我国目前经济快速发展的背景下,县级土地利用的变化随着县域经济的高速发展,建设用地需求增长较快,耕地面积迅速减少,导致耕地资源的保护压力持续加大;同时,土地利用过程中出现了土地生态环境质量有所下降,人与自然的关系局部恶化等问题。因此,加大对经济快速发展的县级土地利用变化的动态监测是非常必要的。     

不同促腐条件下秸秆直接还田对土壤酶活性动态变化的影响

通过两年田间定位试验,研究了冀东地区不同促腐条件下玉米秸秆连续直接还田对土壤酶活性动态变化的影响。结果表明,在小麦各生育期,还田处理总体酶活性均高于单施化肥处理;还田处理中,配施促腐剂处理表现出高于未配施处理的趋势。不同促腐条件下,秸秆直接还田对土壤过氧化氢酶和转化酶活性在小麦各生育期分布态势的影响没有差异,但影响了土壤脲酶和磷酸酶活性在小麦各生育期的分布态势,配施促腐剂使土壤脲酶和磷酸酶活性高峰期出现的时间提前。     

不同促腐条件下秸秆直接还田对土壤养分时空动态变化的影响

通过两年田间定位试验,研究了冀东地区玉米秸秆连续直接还田对土壤氮素和磷素养分时空动态变化的影响。结果表明,玉米秸秆直接还田可明显提高土壤氮素和磷素供应水平。在调节秸秆C/N15∶1~35∶1范围内,调节秸秆不同C/N未改变秸秆还田后的转化进程,其转化对土壤氮素和磷素时空动态变化的影响亦无明显差异。在调节秸秆C/N的前提下配施促腐剂,使秸秆还田后的转化进程明显加快。     

开垦对草甸土有机碳的影响

本文利用经典统计学和地统计学相结合的方法,选取科尔沁沙地东南缘草甸土两块10×10m的样地为例,分析了草地开垦8a后的耕地耕作层土壤有机碳含量和空间分布格局的变化,结果表明:草地与耕地表层(0～10cm)土壤有机碳含量差异不显著,草地亚表层(10～20cm)土壤有机碳含量低于耕地(p<0.05);草地与耕地表层和亚表层土壤有机碳空间分布格局具有明显差异,表现为草地的表层和亚表层的结构异质性分别大于耕地,分数维小于耕地,空间依赖性强于耕地,空间分布格局的破碎程度弱于耕地。耕地表层与亚表层土壤有机碳含量差异不显著(p<0.05),但空间结构特征和空间分布格局存在明显的差异;而草地表层与亚表层土壤有机碳含量差异显著(p<0.05),但空间结构特征和空间分布格局比较相似。因此,开垦不仅影响草甸土有机碳含量的高低,而且影响其空间结构特征和分布格局。这对进一步了解草地开垦对土壤有机碳及全球碳循环和气候变化的影响具有重要意义。     

Effects of soil moisture and water depth on ERS SAR backscatter measurements from an Alaskan wetland complex

We conducted a preliminary investigation of the response of ERS C-band SAR backscatter to variations in soil moisture and surface inundation in wetlands of interior Alaska. Data were collected from 5 wetlands over a three-week period in 2007. Results showed a positive correlation between backscatter and soil moisture in sites dominated by herbaceous vegetation cover (r = 0.74, p < 0.04). ERS SAR backscatter was negatively correlated to water depth in all open (non-forested) wetlands when water table levels were more than 6 cm above the wetland surface (r = − 0.82, p < 0.001). There was no relationship between backscatter and soil moisture in the forested (black spruce-dominated) wetland site. Our preliminary results show that ERS SAR data can be used to monitor variations in hydrologic conditions in high northern latitude wetlands (including peatlands), particularly sites with sparse tree cover.     

强化栽培条件下不同氮肥运筹对水稻氮素利用及土壤微生物的影响

以高产杂交稻组合两优培九和国稻6号为材料,设置基肥:分蘖肥:穗肥比例分别为50:30:20,60:10:30和40:20:40的不同氮肥管理,研究了强化栽培(SRI)条件下不同氮肥运筹对土壤微生物及植株氮素利用的影响。结果表明,强化栽培下每穗粒数增加,不同处理的结实率差异不明显,不施氮肥千粒重下降。强化栽培下穗肥施入增加,其土壤的铵态氮含量提高。土壤铵态氮以穗分化期最高,在孕穗期、开花灌浆期和成熟期的土壤铵态氮含量较低,基本不足20 mg kg-1;而土壤硝态氮含量穗分化期最低,各处理之间均不到4mg kg-1,而孕穗期达到20mg kg-1以上,开花灌浆期略有下降,成熟期土壤的硝态氮含量高。强化栽培能促进土壤细菌和放线菌数量增加。在穗分化期和孕穗期土壤微生物中放线菌含量最多,细菌次之,真菌量最少;灌浆期和成熟期细菌最多,放线菌次之,真菌量远低于前两者。细菌数以穗分化期较低,孕穗期快速上升,灌浆期略下降,成熟期最高。真菌量开花灌浆期低,成熟期高。土壤放线菌数量在穗分化后基本呈现下降的趋势。后期施氮对放线菌有一定的促进作用。另外,在等量的氮肥水平下,增施穗肥有利于提高籽粒的含氮量,水稻的氮吸收利用率品种间差异较大,强化栽培下两优培九品种氮吸收利用率提高。     

Potential of ASAR/ENVISAT for the characterization of soil surface parameters over bare agricultural fields

The objective of this investigation is to analyze the sensitivity of ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) data to soil surface parameters (surface roughness and soil moisture) over bare fields, at various polarizations (HH, HV, and VV) and incidence angles (20°-43°). The relationships between backscattering coefficients and soil parameters were examined by means of 16 ASAR images and several field campaigns. We have found that HH and HV polarizations are more sensitive than VV polarization to surface roughness. The results also show that the radar signal is more sensitive to surface roughness at high incidence angle (43°). However, the dynamics of the radar signal as a function of soil roughness are weak for root mean square (rms) surface heights between 0.5 cm and 3.56 cm (only 3 dB for HH polarization and 43° incidence angle). The estimation of soil moisture is optimal at low and medium incidence angles (20°-37°). The backscattering coefficient is more sensitive to volumetric soil moisture in HH polarization than in HV polarization. In fact, the results show that the depolarization ratio σ_HH⁰/σ_HV⁰ is weakly dependent on the roughness condition, whatever the radar incidence. On the other hand, we observe a linear relationship between the ratio σ_HH⁰/σ_HV⁰ and the soil moisture. The backscattering coefficient ratio between a low and a high incidence angle decreases with the rms surface height, and minimizes the effect of the soil moisture.