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有机肥施用年限对土壤有机碳组分及其来源与玉米产量的影响 预览
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作者 张娟 徐宁彤 +1 位作者 孟庆峰 姜佰文 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期107-113,共7页
松嫩平原西部土壤盐渍化现象普遍,严重制约着农业的发展。施用有机肥能够提高土壤有机碳的含量,这是改良盐碱土的核心。该研究依托盐碱土改良长期定位试验,依据施用有机肥的年限,共设置4个处理,分别为:施用有机肥5a、9a和16a的处理,以... 松嫩平原西部土壤盐渍化现象普遍,严重制约着农业的发展。施用有机肥能够提高土壤有机碳的含量,这是改良盐碱土的核心。该研究依托盐碱土改良长期定位试验,依据施用有机肥的年限,共设置4个处理,分别为:施用有机肥5a、9a和16a的处理,以未施肥的盐碱土壤作为对照处理。试验通过对土壤δ13C值、土壤有机碳组分、玉米产量、土壤pH和电导率等多项指标的测定,量化玉米源及有机肥源有机碳对土壤总有机碳的贡献,明确各有机碳组分的分配比例,探讨长期施用有机肥对盐碱土壤有机碳来源、组分、玉米产量及盐碱程度的影响。结果表明:长期施用有机肥与种植玉米的方式显著增加盐碱土壤的δ13CSOC值(P<0.01),且δ13CSOC值随培肥年限的增加而增加;同时以植物及土壤的δ13CSOC值为基础,借助二元方程计算得出盐碱土壤有机培肥9a后土壤有机碳中来源于玉米残茬的比例为14.36%,来源于有机肥的比例为25.92%,盐碱土壤原有有机碳所占的比例为59.72%;长期施用有机肥显著增加玉米产量,降低土壤pH和电导率,并且随有机肥施用年限的增加玉米产量提高,土壤pH和电导率呈下降趋势;长期施用有机肥显著增加有机碳各组分的碳密度,0~40cm土层的活性I、活性II和惰性有机碳的密度,随有机肥施用年限的增加均呈现出递增的变化趋势;土壤有机碳总量的增加来自于各组分含量的增加,0~40cm土层有机碳含量的增加主要源于惰性和活性II有机碳,其次是活性I有机碳。综上所述,有机培肥是土壤有机碳及玉米产量提升的双赢措施,且有机肥源有机碳对有机碳的贡献大于玉米源碳的输入。长期有机培肥可以丰富植物的直接碳源,亦可促进碳素的长期固存,增强盐碱土的碳汇功能。 展开更多
关键词 土壤 有机碳 有机肥 玉米 同位素分析 盐碱土
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基于加热光纤分布式温度传感器的土壤含水率测定方法 预览
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作者 胡优 李敏 +1 位作者 任姮烨 司炳成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期42-49,共8页
为探讨加热光纤分布式温度传感技术测量土壤含水率不同方法的可行性,通过室内土槽试验,加热埋设于砂土的碳纤维光纤,利用分布式温度传感器测量不同含水率下沿光纤的温度变化,建立最大升温值、累积升温值和热导率与土壤含水率的关系,并... 为探讨加热光纤分布式温度传感技术测量土壤含水率不同方法的可行性,通过室内土槽试验,加热埋设于砂土的碳纤维光纤,利用分布式温度传感器测量不同含水率下沿光纤的温度变化,建立最大升温值、累积升温值和热导率与土壤含水率的关系,并比较这3种方法推求土壤含水率的测量精度。结果表明,光纤的温度波动随采样间距的增大或时间间隔的增大均减小,合理的采样间距和时间间隔设置能控制温度波动小于±0.1℃。在低(0~0.1 m^3/m^3)、中(>0.1~0.2 m^3/m^3)和高(>0.2~0.35 m^3/m^3)3个含水率水平,热导率法的测量精度均高于最大升温值法和累积升温值法,并且3种方法的测量精度均随含水率增加而降低;热导率法的均方根误差为0.015 m^3/m^3,低于最大升温值法(0.038 m^3/m^3)和累积升温值法(0.050 m^3/m^3)。研究对高时空分辨率精确获取田间尺度土壤墒情信息发展精准农业具有重要意义。 展开更多
关键词 土壤 含水率 热导率 光纤 碳纤维 分布式温度传感器
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膜下滴灌玉米番茄间作农田土壤水分分布特征模拟 预览
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作者 李仙岳 陈宁 +2 位作者 史海滨 丁宗江 彭遵原 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期50-59,共10页
间作种植和覆膜滴灌是实现高产和节水的重要技术,已被广泛应用,而掌握覆膜滴灌条件下间作种植农田土壤水分分布特征对于提高水分利用效率以及增产增收都具有重要意义。该文通过2a田间试验设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个灌水定额处理,并... 间作种植和覆膜滴灌是实现高产和节水的重要技术,已被广泛应用,而掌握覆膜滴灌条件下间作种植农田土壤水分分布特征对于提高水分利用效率以及增产增收都具有重要意义。该文通过2a田间试验设置高(T1)、中(T2)、低(T3)3个灌水定额处理,并通过HYDRUS2D模型模拟了间作滴灌农田不同位置土壤水分的差异性、水平水量交换以及土壤水分二维分布特征。结果表明:基于HYDRUS2D构建的间作种植滴灌农田土壤水分模型精度较高,平均相对误差为5.72%~8.14%,决定系数在0.85~0.90,均方根误差在0.017~0.023 cm^3/cm^3。对于3个灌水处理皆表现为0~40 cm土层含水率出现差异,且在0~20 cm土层含水率差异显著,2014年番茄侧和玉米侧土壤含水率在3个灌水处理下的平均土壤含水率分别较裸地高20.17%和17.83%,2015年为16.02%和12.99%。间作滴灌农田土壤水平水量交换强烈,生育期水流主要由作物侧流入裸地侧,其中对于3个灌水处理在番茄侧0~40 cm土层净流入裸地的平均水量是玉米侧的1.3倍,约为60mm/a,并且0~40cm土层由作物侧流入裸地的水量是>40~100cm土层的2.5倍。二维土壤水分分布显示,滴灌湿润体与作物根系分布匹配性较好,灌水后1d湿润饱和区主要集中在0~30cm土层,其中T1、T2、T3处理的饱和区面积分别为559.14,288.61和109.78 cm^2。灌水2 d后,低灌水处理(T3)存在较明显的水分亏缺,缺水区面积是充分灌溉(T1)的30倍。研究结果可为间作滴灌农田制定灌溉制度提供参考。 展开更多
关键词 土壤 水分 数值分析 间作 膜下滴灌 HYDRUS2D 水平水量交换
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鱼腥草酚类物质累积对土壤环境因子的响应 预览
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作者 罗世琼 杨占南 《贵州师范大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第4期31-37,共7页
为探索不同来源野生鱼腥草酚类物质累积对土壤环境因子的响应,提高鱼腥草的品质。通过野外采样,分析了贵州贵定、惠水及丹寨3县11个样地的鱼腥草叶片酚类物质累积与土壤环境因子的相关性。结果显示不同来源鱼腥草酚类物质的累积量差异明... 为探索不同来源野生鱼腥草酚类物质累积对土壤环境因子的响应,提高鱼腥草的品质。通过野外采样,分析了贵州贵定、惠水及丹寨3县11个样地的鱼腥草叶片酚类物质累积与土壤环境因子的相关性。结果显示不同来源鱼腥草酚类物质的累积量差异明显,叶片绿原酸、芦丁、异槲皮苷、阿福豆苷、槲皮苷的累积量变化分别在37.5~267.7μg/g、67.5~329.1μg/g、61.4~287.8μg/g、363.5~1073.8μg/g、382.6~876.9μg/g之间;土壤养分、pH、酶活性也因采样地的不同而存在差异;影响鱼腥草酚类物质累积的主要因子有土壤有机质、全氮及全钾含量,其次为土壤pH、蔗糖酶活性及全磷、速效钾含量。该结果可为鱼腥草的栽培地选择及提高品质提供参考。 展开更多
关键词 鱼腥草 酚类物质 土壤 环境因子 响应
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灰色关联及非线性规划法构建传递函数估算黑土水力参数 预览
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作者 王子龙 常广义 +4 位作者 姜秋香 付强 陈伟杰 林百健 印玉明 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期60-68,共9页
土壤水分特征曲线和饱和导水率是重要的水力参数,为了简便准确获取这些参数,以松嫩平原黑土区南部为研究区域,采集136个采样点土样用于测定不同土层土壤水分特征曲线、饱和导水率以及土壤理化性质,并运用灰色关联分析确定影响土壤水力... 土壤水分特征曲线和饱和导水率是重要的水力参数,为了简便准确获取这些参数,以松嫩平原黑土区南部为研究区域,采集136个采样点土样用于测定不同土层土壤水分特征曲线、饱和导水率以及土壤理化性质,并运用灰色关联分析确定影响土壤水力参数的主要土壤理化性质,采用非线性规划构建土壤分形维数、有机质、干容重、土壤颗粒组成与土壤水分特征曲线、饱和导水率之间的土壤传递函数,并通过与现有土壤传递函数对比分析进行精度验证。结果表明:1)土壤分形维数是估算土壤水分特征曲线模型参数和饱和导水率的主要参数之一,同时,干容重和有机质含量也在不同土层土壤传递函数中起到重要的作用;2)通过验证分析,不同土层各参数平均绝对误差接近于0,均方根误差值也都较小,其中在不同土层土壤传递函数估算的土壤含水率均方根误差分别为0.022、0.017cm^3/cm^3;3)对比分析其他已存的土壤水分特征曲线和饱和导水率的土壤传递函数,该文构建的土壤传递函数均方根误差值均较小,决定系数值都在0.66以上,表明估算精度较高,均好于其他方法估算精度,具有良好的区域适应性。综上,所构建的土壤水分特征曲线和饱和导水率土壤传递函数可以用于松嫩平原黑土区土壤水力参数估算。 展开更多
关键词 土壤 灰色关联 水分 松嫩平原黑土区 土壤水分特征曲线 饱和导水率 土壤传递函数
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季节性冻融土壤盐分离子组成与冻结层盐分运移规律研究 预览
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作者 崔莉红 朱焱 +2 位作者 赵天兴 杨金忠 伍靖伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期75-82,共8页
该文对冻融过程中土壤盐分离子组成及冻结层盐分运移规律进行研究,在内蒙古河套灌区永联试验站开展了冻融期土壤水盐及其离子成分监测试验,分析了冻融期地温、冻结层深度、地下水埋深与水质、土壤含水率、土壤盐分及离子组成的变化规律... 该文对冻融过程中土壤盐分离子组成及冻结层盐分运移规律进行研究,在内蒙古河套灌区永联试验站开展了冻融期土壤水盐及其离子成分监测试验,分析了冻融期地温、冻结层深度、地下水埋深与水质、土壤含水率、土壤盐分及离子组成的变化规律,通过离子相关性分析确定了土壤盐分运移的主控离子成分和盐分类型,进一步利用二元水盐体系相图探讨了冻融期主控盐分的运移规律。结果表明:冻融期地温梯度变化主要发生在0~1.0 m范围土层中,地下水埋深在冻融期变化趋势为快速增大-缓慢增大-减少,地下水矿化度均值在融化期显著降低;研究区地下水中变异性最大的离子为Na^+、Cl^-和SO4^2–,土壤盐分运移和扩散是地下水矿化度变化的主要原因;土壤中Na^+、Cl^–与SO4^2–与含盐量相关系数高于0.9,冻融期土壤盐分浓度变化的主控盐分类型为氯化钠和硫酸钠;冻结层积盐或者脱盐取决于土壤盐分梯度和不同盐分的共饱和点,研究区最大氯化钠浓度(质量分数1.55%)和最大硫酸钠浓度(2.01%)均低于各自的共饱和点,当冻结前土壤溶液浓度梯度为正(从上到下浓度增大)时,冻结层易积盐,反之冻结层主要表现为脱盐。研究对阐明冻融期冻结层盐分累积规律的成因具有重要意义。 展开更多
关键词 冻融 离子 土壤 冻结层 水盐运移 水盐体系相图 河套灌区
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土壤硒富集空间分布特征及影响因素研究 预览
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作者 蔡立梅 王硕 +6 位作者 温汉辉 罗杰 蒋慧豪 何明皇 穆桂珍 王秋爽 王涵植 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期83-90,共8页
以揭阳市土壤为对象,系统采集了表层土壤样(0~20 cm)1 330个和深层土壤样(150~200 cm)331个,并利用相关性分析、回归分析、方差分析及GIS空间分析技术等方法对土壤硒的含量分布、富集特征及影响因素进行了系统的分析。结果表明,揭阳市... 以揭阳市土壤为对象,系统采集了表层土壤样(0~20 cm)1 330个和深层土壤样(150~200 cm)331个,并利用相关性分析、回归分析、方差分析及GIS空间分析技术等方法对土壤硒的含量分布、富集特征及影响因素进行了系统的分析。结果表明,揭阳市表层土壤Se含量处于0.02~2.01 mg/kg之间,几何平均值为0.48 mg/kg,是中国土壤Se平均含量的1.66倍。揭阳市土壤总体呈足硒及富硒特征,不存在硒过剩,极少区域土壤呈硒缺乏特征,表层与深层土壤表现基本一致,富硒土壤主要分布于普宁市、惠来县及北部边缘。表层土壤中Se富集面积达到52.03%,但在空间上分布零散,这可能与母质、土壤类型等因素有关。强富集区域集中分布于花岗岩与粉砂岩为母质的土壤区,而大部分由第四纪冲积物形成的土壤无富集。方差分析表明:不同母质、土壤类型及土地利用方式对土壤Se的含量及富集水平均造成不同程度的影响,其中影响揭阳市表层土壤Se含量的主要因素为成土母质。除此之外,土壤理化性质及海拔也是影响揭阳市表层土壤Se富集的重要因素。回归分析表明表层土壤Se与pH值呈极显著的负相关,并且分别与有机碳、Fe2O3及Al2O3呈极显著线性正相关。 展开更多
关键词 土壤 分布 富集特征 影响因素 揭阳市
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Meta分析有机肥施用对中国北方农田土壤CO2排放的影响 预览
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作者 王晓娇 张仁陟 +4 位作者 齐鹏 焦亚鹏 蔡立群 武均 谢军红 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期99-107,共9页
为了探明中国北方地区不同气候类型、施肥措施、有机肥类型和试验年限下,有机肥施用(单施有机肥、有机无机肥配施)对生育期农田土壤CO2排放量的影响,该研究以不施肥、施用无机肥分别作为对照,根据已发表的相关田间试验数据,采用Meta分... 为了探明中国北方地区不同气候类型、施肥措施、有机肥类型和试验年限下,有机肥施用(单施有机肥、有机无机肥配施)对生育期农田土壤CO2排放量的影响,该研究以不施肥、施用无机肥分别作为对照,根据已发表的相关田间试验数据,采用Meta分析方法,定量研究有机肥、有机肥配施无机肥对农田土壤CO2排放量的影响。结果表明:与不施肥、施用无机肥相比,有机肥施用总体上显著提高了农田土壤CO2排放量,分别提高了50.6%和36.3%;有机肥施用下,农田土壤CO2排放量依次减少的顺序为:单施有机肥、有机无机配施、无机肥+有机肥+缓释肥;采用有机肥+无机肥+缓释肥配施,土壤CO2排放量未显著增加;相比牛粪、猪粪和商品有机肥,鸡粪类有机肥对土壤CO2排放正效应最大;有机肥施用下,灰漠土农田土壤CO2排放量相对高;农田土壤CO2排放量与年均气温正相关,与年均降水量负相关。从环境的角度考虑,建议在中国北方采用无机肥+有机肥+缓释肥配施技术,不建议鸡粪大量施用及在灰漠土农田大量施用有机肥。该研究成果可为有机肥替代部分化肥在中国北方地区的推广应用提供参考。 展开更多
关键词 呼吸 土壤 肥料 北方 META
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人字形花纹轮胎压实土壤垂直应力分布规律研究 预览
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作者 姜春霞 鲁植雄 +1 位作者 Shrini K.Upadhyaya 陈丰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期80-87,共8页
为了完善人字形花纹轮胎在影响因素下压实土壤形成的垂直应力分布规律,并且明确这些因素对于垂直应力的影响,该文使用应力传感器在自主设计并搭建的单轮土槽试验台架上,进行人字形花纹轮胎压实土壤表层垂直应力分布规律的研究,并利用多... 为了完善人字形花纹轮胎在影响因素下压实土壤形成的垂直应力分布规律,并且明确这些因素对于垂直应力的影响,该文使用应力传感器在自主设计并搭建的单轮土槽试验台架上,进行人字形花纹轮胎压实土壤表层垂直应力分布规律的研究,并利用多元线性回归法建立垂直应力和影响因素之间的预测方程,主要结果:1)当胎压为 69 kPa 时,土壤-轮胎表层垂直应力分布曲线相对平坦并且垂直应力峰值渐渐发生在距离轮胎边缘 1/4 处,而当胎压为 138 和 207 kPa时,垂直应力峰值发生在轮胎中心处;2)载荷对于垂直应力的影响最大,然后依次是胎压、行驶速度、纵向距离和横向距离;3)垂直应力与胎压和行驶速度成线性关系,与载荷、横向距离和纵向距离成抛物线关系;4)轮刺产生的垂直应力是胎面产生的垂直应力的 1.2~2.3 倍,而且越靠近轮胎宽度方向的边缘,轮刺的影响越大。研究结果能够对拖拉机的通过性分析提供有力的理论分析依据,基于建立的预测方程,在实际应用中通过改变这些影响因素值的大小,减小垂直应力,从而减小土壤压实。该研究可为拖拉机的通过性分析提供理论依据。 展开更多
关键词 轮胎 车辆 土壤 垂直应力 载荷 胎压 行驶速度 预测方程
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东北黑土坡耕地不同水力条件下坡长对土壤细沟侵蚀的影响 预览
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作者 陈超 雷廷武 +1 位作者 班云云 高晓锋 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期155-162,共8页
集中水流条件下细沟土壤侵蚀过程对研究细沟侵蚀机理与土壤侵蚀预报有着重要的意义,并且为土壤侵蚀模型其他重要参数比如剥蚀率、可蚀性参数提供基础数据。为了研究东北黑土坡耕地不同水动力条件下坡长对土壤细沟侵蚀的影响,该文采用室... 集中水流条件下细沟土壤侵蚀过程对研究细沟侵蚀机理与土壤侵蚀预报有着重要的意义,并且为土壤侵蚀模型其他重要参数比如剥蚀率、可蚀性参数提供基础数据。为了研究东北黑土坡耕地不同水动力条件下坡长对土壤细沟侵蚀的影响,该文采用室内模拟试验方法,测量含沙量随坡长的分布。试验设计包括4个坡度(5°、10°、15°、20°)与3个流量(1、2、4L/min),在不同水力条件下,测量不同坡长(0.5、1、2、3、4、5、6、7、8m)含沙量。结果表明含沙量在各种水力条件下均随坡长增加,且其增加的速率随坡长减小。对坡长与含沙量系列数据用幂指数函数拟合,其决定系数R2在0.85到0.99之间。因此,黑土坡耕地细沟侵蚀产生的含沙量随坡长呈幂指数增加,且含沙量在一定坡长之后将达到最大值。随坡度和流量的增大,水流在更短的坡长上侵蚀并携带更大的最大含沙量。该文对进一步理解与研究细沟侵蚀过程有着重要的意义,且为深入研究细沟侵蚀提供了数据支撑,为土壤侵蚀模型剥蚀率、可蚀性参数等提供依据。 展开更多
关键词 土壤 侵蚀 径流 坡长 含沙量
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案例企业土壤多环芳烃污染环境健康风险评估 预览 被引量:1
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作者 王家炜 李文轩 +2 位作者 闫晨曦 郑路 刘宁 《环境与可持续发展》 2019年第1期142-146,共5页
近年来,随着江苏省经济发展和城市化进程加快,环境管理加强,产业转型加快,很多重污染企业关闭和搬迁,出现较多污染场地。研究选取案例煤制气厂,在企业关闭后,需要进行土壤修复工作,修复后各单项污染物达标,但仍然有所存留,考虑到由于扩... 近年来,随着江苏省经济发展和城市化进程加快,环境管理加强,产业转型加快,很多重污染企业关闭和搬迁,出现较多污染场地。研究选取案例煤制气厂,在企业关闭后,需要进行土壤修复工作,修复后各单项污染物达标,但仍然有所存留,考虑到由于扩散和挥发作用仍有可能在转型之后对环境和人体健康造成影响,遂以美国环保署(USEPA)列出的16种PAHs污染物作为目标并参照原国家环保部提出的《场地风险评价技术导则》计算每种PAHs的健康风险及每种暴露途径对人体造成的健康风险,从而得到了对人类健康危害较大的污染因子与暴露途径,并提出改进意见。 展开更多
关键词 土壤 多环芳烃 健康风险评估
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基于土壤管理评估框架的云南坡耕地耕层土壤质量评价 预览 被引量:1
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作者 陈正发 史东梅 +3 位作者 金慧芳 娄义宝 何伟 夏建荣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期256-267,共12页
坡耕地作为云南地区耕地资源的重要组成部分,坡耕地耕层土壤质量评价和参数适宜范围确定是合理耕层构建的基础。基于土壤管理评估框架(soil management assessment framework,SMAF),构建坡耕地耕层土壤质量指数评价模型(cultivated-laye... 坡耕地作为云南地区耕地资源的重要组成部分,坡耕地耕层土壤质量评价和参数适宜范围确定是合理耕层构建的基础。基于土壤管理评估框架(soil management assessment framework,SMAF),构建坡耕地耕层土壤质量指数评价模型(cultivated-layer soil quality index,CLSQI),采用最小数据集(minimum data set,MDS)法筛选评价指标,对云南地区坡耕地耕层土壤质量进行评价,提出坡耕地合理耕层土壤参数适宜范围。结果表明:云南坡耕地耕层土壤质量评价最小数据集由pH值、全氮、总孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标组成,基于MDS的坡耕地耕层土壤质量评价精度较高。在初选指标体系中,土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、抗剪强度、田面坡度5个指标的权重较大,而在MDS指标体系中,田面坡度、全氮含量的权重较大。坡耕地耕层土壤质量指数(CLSQI)分布在0.39~0.84之间,均值为0.59±0.11,变异系数为0.19,坡耕地耕层土壤质量总体处于“中等”偏上水平。不同采样区坡耕地CLSQI差异显著(P<0.05),其大小关系为:楚雄 >双柏 >宣威 >宁洱 >马龙 >石林。0~20cm采样深度坡耕地CLSQI(均值0.59)大于 >20cm(均值0.56),紫色土坡耕地CLSQI(均值0.61)大于红壤(均值0.54)(P<0.05),垄作和等高耕作模式坡耕地CLSQI大于顺坡耕作,旋耕方式下的坡耕地CLSQI大于翻耕,不同农业分区坡耕地CLSQI的大小顺序为:滇东北山原区 >滇中高原湖盆区 >滇西南中山宽谷区。坡耕地合理耕层MDS土壤指标适宜范围为:pH值5.58~7.82,全氮≥1.37g/kg,总孔隙度≥52.28%,抗剪强度≥5.19kPa,田面坡度≤11.79°。研究可为坡耕地耕层土壤质量评价及合理耕层构建提供理论依据和参数支持。 展开更多
关键词 土壤 模型 相关分析 耕层土壤质量 土壤管理评估框架 最小数据集 坡耕地 参数适宜范围
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基于遥感数据分析干旱区人工绿洲灌区的水盐时空分异特征 预览
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作者 徐存东 王荣荣 +4 位作者 程慧 连海东 龚雪文 刘璐瑶 王燕 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期80-89,共10页
干旱区人工绿洲的土壤盐渍化产生和演化过程是一个多要素参与、多层次驱动、多过程耦合的复杂过程。为揭示干旱扬水灌区区域尺度的水盐时空分异特征,以地处腾格里沙漠边缘的甘肃省景泰川电力提灌工程一期灌区为研究区,选取1994、2001、2... 干旱区人工绿洲的土壤盐渍化产生和演化过程是一个多要素参与、多层次驱动、多过程耦合的复杂过程。为揭示干旱扬水灌区区域尺度的水盐时空分异特征,以地处腾格里沙漠边缘的甘肃省景泰川电力提灌工程一期灌区为研究区,选取1994、2001、2008、2015年的直接参与驱动区域土壤水盐分异过程的地表盐分、土壤含盐量、地下水矿化度、地表灌水量、地下水埋深等5个指标因子。运用可拓层次分析法确定各指标因子权重,借助ArcGIS软件中监督分类以及空间分析技术,获取各指标因子的空间分布栅格图件,将各栅格图件进行标准化处理后按照指标权重进行空间嵌套并叠加,定量化地分析了研究区区域尺度的水盐时空分异特征。结果表明:研究区次生盐碱地主要分布在东部的封闭型水文地质单元,总体看,研究区内轻度盐碱地面积最大,中度盐碱地次之,重度盐碱地面积最小;从解译的进程发展态势可知,研究区盐碱地还处于发展过程中,并呈现出加速增长趋势;由可拓层次分析法分析各指标因子权重排序为地下水埋深(0.3190) >地下水矿化度(0.2710) >土壤含盐量 >地表盐分 >地表灌水量,可见,区域内的地下水埋深和地下水矿化度是影响区域尺度水盐时空分异进程的主要驱动因素;研究区水盐时空分布态势与总体地势相关,呈现出西低东高的总体分布特征,由西南向东北以弧线状递增的发展趋势,灌区内东北部封闭型水文地质单元地下水位抬升明显,土壤盐渍化发展迅速。 展开更多
关键词 遥感 土壤 盐分 ArcGIS 可拓层次分析法 区域尺度 水盐时空分异 景电灌区
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不同溶质及矿化度对土壤溶液盐离子的影响 预览
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作者 郭全恩 王益权 +2 位作者 南丽丽 李保国 曹诗瑜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期105-111,共7页
中国西北旱区水源短缺已成为农业生产的重要限制因素,如何科学有效地利用微咸水资源对于提高灌区水资源利用效率和保障粮食安全生产具有十分重要的意义。该研究以甘肃省秦安县果园粉砂质黏壤土为研究对象,基于土壤水分特征曲线的测定方... 中国西北旱区水源短缺已成为农业生产的重要限制因素,如何科学有效地利用微咸水资源对于提高灌区水资源利用效率和保障粮食安全生产具有十分重要的意义。该研究以甘肃省秦安县果园粉砂质黏壤土为研究对象,基于土壤水分特征曲线的测定方法,采用蒸馏水(CK)和不同矿化度(1,3,5,10 g/L)的NaCl、Na2SO4两种类型的盐溶液对土壤饱和浸泡8~12 h后离心,收集不同转速下的释水溶液,研究不同吸力(pF分别为1.0,1.49,2.01,2.71,3.49,4.09)条件下土壤释水溶液盐分离子的组成。结果表明:不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液电导率、HCO3^-、Cl^-、SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+、Na^+的影响差异均达极显著(p<0.01)或显著水平(p<0.05)。相同矿化度的NaCl和Na2SO4在土壤释水过程中对不同盐分离子的影响不同。同为1g/L的NaCl和Na2SO4,NaCl中的Cl^-置换土壤中HCO3^-的能力要强于Na2SO4中的SO4^2-。在土壤水吸力(pF)小于2.01时,高矿化度(>3 g/L)的NaCl对于土壤溶液中Ca^2+的解离具有促进作用,且促进能力随着矿化度的增大而增大;在土壤水吸力(pF)大于2.01时,加入溶液中的Cl^-和SO4^2-均具有抑制土壤中HCO3^-的解离,加入溶液中的Cl^-具有抑制土壤中SO4^2-的解离,加入溶液中的SO4^2-具有抑制土壤溶液中Cl^-的解离,低矿化度(1 g/L)的NaCl对于土壤溶液中Ca^2+的解离具有抑制作用。不同矿化度的NaCl和Na2SO4,对土壤溶液中Mg^2+的解离具有促进作用。因此,从微咸水利用于盐渍化土壤改良的角度来看,对于苏打型盐土,可尝试用含Cl^-和SO4^2-的盐水灌溉;对于硫酸盐型盐土,可尝试用含Cl^-的盐水灌溉;对于氯化物型盐土,可尝试用含SO4^2-的盐水灌溉。 展开更多
关键词 土壤 溶液 盐离子 水吸力 咸水灌溉 溶质类型 矿化度
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不同耕作措施对甘肃引黄灌区耕地土壤有机碳的影响 预览 被引量:1
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作者 杨思存 王成宝 +2 位作者 霍琳 姜万礼 温美娟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期114-121,共8页
为了探明不同耕作措施对甘肃引黄灌区耕地土壤有机碳的影响,2014-2017年在连续翻耕8a的玉米地上设置翻耕(CT)、旋耕(RT)、深松(ST)、免耕(NT)4个单一耕作处理和翻耕-免耕(CT-NT)、深松-免耕(ST-NT)2个轮耕处理开展了研究。结果表明,连... 为了探明不同耕作措施对甘肃引黄灌区耕地土壤有机碳的影响,2014-2017年在连续翻耕8a的玉米地上设置翻耕(CT)、旋耕(RT)、深松(ST)、免耕(NT)4个单一耕作处理和翻耕-免耕(CT-NT)、深松-免耕(ST-NT)2个轮耕处理开展了研究。结果表明,连续免耕(NT)显著增加了0~40cm土层有机碳含量和有机碳储量(P<0.05),平均比CT增加4.45%和5.27%,比RT增加7.23%和8.50%;连续深松(ST)也有较好的固碳效果,在4个单一耕作措施中仅次于NT;连续翻耕(CT)和旋耕(RT)显著降低了土壤有机碳含量和有机碳储量(P<0.05),RT的降低幅度大于CT。CT-NT和ST-NT2个轮耕处理既有较好的固碳效果,又符合当地农民操作习惯,有机碳含量分别比CT增加2.44%和4.82%,比RT增加5.12%和7.55%;有机碳储量比CT增加2.50%和5.47%,比RT增加5.64%和8.70%。不同耕作制度会使土壤有机碳发生层化,但有机碳含量的层化更多表现在不同土层之间,相同层次各处理之间变化不大;而有机碳储量只在耕层以下发生了层化,相同土层各处理之间也表现出比较明显的层化特征。因此,综合分析认为,任何一个单一耕作措施都有其局限性,CT-NT和ST-NT是比较理想的耕作模式,在该区域农业可持续发展中具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 土壤 有机碳 耕作措施 层化比 甘肃引黄灌区
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新疆尾闾盐湖滨岸盐碱土中碳酸盐的固碳效应及影响因素 预览
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作者 张芳 熊黑钢 张兆永 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期122-127,共6页
土壤碳酸盐对现代大气CO2的截存与土壤中的硅酸盐矿物组成、盐基元素供给、有机碳含量等因子密切相关。该文结合土壤理化性质和碳同位素分馏特性,以新疆艾比湖为例,探讨了干旱区尾闾盐湖滨岸盐碱土中碳酸盐的固碳效应和影响因素,研究结... 土壤碳酸盐对现代大气CO2的截存与土壤中的硅酸盐矿物组成、盐基元素供给、有机碳含量等因子密切相关。该文结合土壤理化性质和碳同位素分馏特性,以新疆艾比湖为例,探讨了干旱区尾闾盐湖滨岸盐碱土中碳酸盐的固碳效应和影响因素,研究结果表明:1)土壤碳酸盐是干旱区最重要的碳库,艾比湖滨岸土壤碳酸盐的平均碳密度是有机碳的4.05倍;2)艾比湖滨岸盐碱土中的δ^13CSCC介于-7.9‰~0.3‰之间,δ^13CSCC与HCO3^-存在良好的线性负相关关系,决定系数高达0.6699,大气碳以重碳酸盐形式存在是次生碳酸盐淀积的关键环节之一;3)土壤δ^13CSCC值与硅酸盐矿物阳起石、绿泥石、伊利石存在着良好的线性负相关关系,δ^13CSCC值随着富Ca、Mg、Fe矿物的含量增加明显向负向漂移;4)土壤中有机碳含量越高,生物风化过程越强烈时,δ^13CSCC负向漂移越大,土壤碳酸盐截存较多大气中的轻碳;当土壤含盐量超过一定程度时,有机过程受到抑制,土壤碳酸盐则截存较多大气中的重碳。因此,干旱区存在着有机-无机耦合固碳效应,提高干旱区植被覆盖,可以增加有机碳库储量,同时,经有机过程分馏转移到土壤中的CO2可进一步促进土壤硅酸盐矿物风化,使这部分CO2不再返回大气,而是以碳酸盐形式被长久固存。 展开更多
关键词 土壤 生态 干旱区尾闾盐湖 成土碳酸盐 碳稳定同位素 分馏固碳效应
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陕北子洲“7·26”暴雨后坡耕地细沟侵蚀及其影响因素分析 预览
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作者 王颢霖 焦菊英 +4 位作者 唐柄哲 陈一先 白雷超 王楠 张意奉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期122-130,共9页
细沟侵蚀研究多数基于模拟降雨条件,野外自然状态下的研究相对较少,而极端暴雨条件下的细沟侵蚀研究更为鲜见。该文对陕西子洲2017年"7·26"特大暴雨条件下坡耕地发育的细沟开展调查,研究坡位(距分水岭距离)、坡度和坡形... 细沟侵蚀研究多数基于模拟降雨条件,野外自然状态下的研究相对较少,而极端暴雨条件下的细沟侵蚀研究更为鲜见。该文对陕西子洲2017年"7·26"特大暴雨条件下坡耕地发育的细沟开展调查,研究坡位(距分水岭距离)、坡度和坡形对坡耕地细沟侵蚀特征的影响。结果表明:通过对35个样方的143条细沟统计,细沟宽度和细沟深度分别为0.5~60 cm和0.5~35 cm;细沟侵蚀强度、细沟密度和细沟割裂度分别为2 289~110 976 t/km^2、0.3~3.95 m/m^2和0.002~0.441。随距分水岭距离(17~58 m)的增加,细沟先快速发育,坡面破碎程度加剧,距分水岭58m后,细沟发育减慢,坡面破碎程度减弱。坡度在不同的坡位对细沟侵蚀的影响程度不同:随坡度增大,上坡位(距分水岭20~40m),细沟侵蚀强度陡升,坡面破碎程度加剧;下坡位(距分水岭60~80m),细沟侵蚀强度增加较缓慢,坡面破碎程度减弱。凸形坡中部为细沟侵蚀(10 292t/km^2)最为严重区域,下部(8 141t/km^2)次之,上部无细沟发生;细沟密度、细沟割裂度和细沟平均宽度先增大后减小,细沟平均深度递增。浅沟地形细沟侵蚀随距分水岭距离的增加而增加,但退耕地的存在减缓了细沟侵蚀发育程度。直形坡因坡度最大其细沟侵蚀最严重,细沟形态同其他坡形基本相同,但最大沟宽和沟深均大于其他坡形。研究结果可为黄土高原坡耕地的水土流失防治提供参考。 展开更多
关键词 土壤 侵蚀 暴雨 细沟侵蚀 坡耕地 坡形 坡度 距分水岭距离
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基于全卷积网络的土壤断层扫描图像中孔隙分割 预览
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作者 韩巧玲 赵玥 +2 位作者 赵燕东 刘克雄 庞曼 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期128-133,共6页
针对土壤断层扫描图像中存在部分容积效应及因孔隙成分复杂、结构不规则等引起的分割精度低的问题,该文提出一种全卷积网络(fully convolutional network,FCN)土壤孔隙分割方法,为土壤科学研究提供技术支持。该文以黑土土壤断层扫描图... 针对土壤断层扫描图像中存在部分容积效应及因孔隙成分复杂、结构不规则等引起的分割精度低的问题,该文提出一种全卷积网络(fully convolutional network,FCN)土壤孔隙分割方法,为土壤科学研究提供技术支持。该文以黑土土壤断层扫描图像为研究对象,通过卷积和池化运算输出不同尺度的孔隙特征图;将孔隙的深层特征和浅层特征相融合,采用上采样算子对融合特征进行插值操作,从而输出孔隙的二值图。与大津法、分水岭法、区域生长法和模糊C均值聚类法(Fuzzy C-means,FCM)4种常用孔隙分割方法的对比结果表明,FCN法在低,中,高3种孔隙密度的土壤图像中优于其他4种方法。FCN法的平均分割正确率为98.1%,比4种常用方法分别高25.6%,48.3%,55.7%和9.5%;FCN法的平均过分割率和欠分割率分别为2.2%和1.3%,仅为次优方法(FCM法)的33.8%和23.6%。通过融合土壤孔隙结构的多重特征,FCN法能够实现土壤孔隙整体和局部信息的精准判断,为土壤学的研究提供了一种更加智能化的技术手段。 展开更多
关键词 土壤 图像分割 全卷积网络 土壤孔隙 深度学习
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不同工程堆积体坡面治理措施对土壤抗冲刷侵蚀能力的影响 预览
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作者 牛耀彬 高照良 +2 位作者 齐星圆 李玉亭婷 李永红 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期134-143,共10页
为量化不同区域堆积体坡面水流分离土壤能力,评价植被恢复模式、恢复年限和削坡分级治理对堆积体土壤抗冲刷侵蚀的调控作用。选取秦巴山区、关中平原、黄土丘陵沟壑区(陕西省境内)高速公路不同工程堆积体,通过在堆积体坡面原位采集土壤... 为量化不同区域堆积体坡面水流分离土壤能力,评价植被恢复模式、恢复年限和削坡分级治理对堆积体土壤抗冲刷侵蚀的调控作用。选取秦巴山区、关中平原、黄土丘陵沟壑区(陕西省境内)高速公路不同工程堆积体,通过在堆积体坡面原位采集土壤样品,室内水槽冲刷试验进行系统研究土壤分离能力大小。结果表明,秦巴山区、关中平原、黄土丘陵沟壑区典型堆积体土壤分离能力变化范围分别为0.034~1.659、0.311~0.816、0.346~1.042kg/(m^2·s)。相比冰草,堆积体坡面自然恢复植被为小冠花可以显著降低土壤分离能力,其降低幅度高达94.97%。相比未复垦,在石渣土堆积体坡面短期人为复垦种植玉米和黄豆对土壤分离能力均无显著调控效益。相比恢复1a,恢复2a未能显著降低堆积体土壤分离能力,恢复5a可以显著降低堆积体土壤分离能力,其降低幅度为57.35%,相比耕地,恢复5a土壤分离能力降低60.41%。黑垆土堆积体短坡长(<60m)坡面土壤分离能力空间变异不显著。相比未治理坡面,削坡分级治理可以显著降低堆积体坡面土壤分离能力,治理后堆积体平台和坡面土壤分离能力显著降低66.79%和49.04%。根重密度、粘结力、含水量、中值粒径、黏粒含量与土壤分离能力之间存在极显著负相关关系,可用指数函数关系表达,并建立了基于根重密度和水流剪切力土壤分离能力预测模型。该研究不仅可为堆积体水土流失预测提供基础数据支撑,也可为堆积体坡面治理措施配置提供指导。 展开更多
关键词 土壤 侵蚀 径流 泥沙输移 措施调控 植被恢复 工程堆积体
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基于表观电导率和 Hydrus 模型同化的土壤盐分估算 预览
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作者 姚荣江 杨劲松 +4 位作者 郑复乐 王相平 谢文萍 张新 尚辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期91-101,共11页
精细刻画农田土壤盐分运移过程对盐渍化精准治理具有重要意义。该文以磁感式大地电导率仪 EM38 测定的土壤表观电导率作为数据源,利用表观电导率与剖面土壤盐分之间的反演模型作为观测算子,将集合卡尔曼滤波(ensembleKalman filter,EnKF... 精细刻画农田土壤盐分运移过程对盐渍化精准治理具有重要意义。该文以磁感式大地电导率仪 EM38 测定的土壤表观电导率作为数据源,利用表观电导率与剖面土壤盐分之间的反演模型作为观测算子,将集合卡尔曼滤波(ensembleKalman filter,EnKF)同化方法应用于土壤水盐运移过程模型(HYDRUS-1D),进行滨海盐渍农田周年土壤盐分动态的模拟,并分析了同化过程的敏感性。结果表明:与单纯使用 HYDRUS 模型相比,EnKF 同化方法对模型观测算子的更新,有效提高剖面土壤盐分模拟精度,且 EnKF 同化值的精度优于 EnKF 同化模拟值,在同化过程中的调整量亦最大;敏感性分析结果显示土壤盐分同化过程对状态变量集合数大小不敏感,对观测数据误差和引入观测数据的深度较为敏感,观测数据误差水平越高、引入观测数据的深度越浅其误差越大。研究表明基于水盐运移模型和土壤表观电导率数据的 EnKF 同化方法能提高土壤盐分的模拟精度,为利用多源数据和机理模型进行较大尺度生态过程模拟预测提供了有效手段。 展开更多
关键词 土壤 电导率 盐分 水盐运移模型 磁感式大地电导率仪 数据同化 集合卡尔曼滤波
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