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棉田土壤养分精准管理初探 总被引：29，自引：1，他引：28
应用地理信息系统 (GIS)结合土壤养分状况系统研究法探讨了一定农业生产条件下棉田土壤养分空间变异及其在推荐施肥中的应用。结果表明 ,棉田土壤养分的空间变异与前茬作物的种植利用方式有很大关系。网格取样技术和变量施肥技术是提高肥料有效性的有希望的手段 ,这些技术能使肥料以合适的用量施到需要的地方。平衡施肥示范结果显示根据土壤养分状况提出的推荐施肥 ,比当地常规施肥每公顷降低肥料成本 657.4元 ,籽棉产量从每公顷 4350kg增加到 52 1 2 .5kg,增产 1 9.8% ,增产所增加的收入每公顷 4657.5元 ,净增收益 531 4.9元。 相似文献
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Simulation of Cotton Production for Precision Farming 总被引：1，自引：0，他引：1
Most crop simulation models do not directly consider the spatial variability of inputs nor do they produce outputs that show the expected spatial variability of yield across a field. If such models were available for precision farming, then researchers could much better evaluate the effects of soil sampling densities to determine the number of samples necessary to adequately model a particular field. The objectives of this study were: (1) to design and implement a spatial simulation methodology for examining details of precision farming and (2) use this to evaluate the effects of different soil sampling resolutions on predicted yield and residual nitrates through spatially variable nitrogen applications. The GOSSYM/COMAX cotton growth model/expert system and the GRASS geographic information system were used to develop a spatial simulation that produces spatially variable outputs. Inputs to the model were collected from a 3.9-ha cotton field. Soil nitrate, a primary driver in fertilizer recommendations, was sampled on a 15.2-m regular grid for depths to 15 cm and on a 30.5-m regular grid at six 15-cm depth intervals (down to 90 cm). COMAX was used to determine spatially variable fertilizer recommendations. GOSSYM was used to simulate perfect application of these recommendations and predicted spatially variable yield and residual nitrates. Reductions in sampling density or resolution were simulated by systematically reducing the amount of data available to COMAX for calculating spatially variable fertilizer recommendations. GOSSYM subsequently used these recommendations (based upon less and less knowledge of soil nitrates) to simulate the effects of differing sampling resolutions on predicted yield and residual nitrates. For recommendations based upon a 15.2-m grid of inputs, 41.4 kg/ha of nitrate fertilizer produced 801.7 kg/ha of cotton and left an average of 9.4 ppm of nitrate in the soil profile. For a 30.5-m grid, 42.8 kg/ha of nitrate fertilizer resulted in a yield of 811.2 kg/ha and residual soil nitrate of 8.3 ppm. For 45.7-m and 61.0-m grids, the results were 43.3 kg/ha and 41.2 kg/ha of nitrate fertilizer, 755.3 kg/ha and 794.3 kg/ha of cotton, and 11.5 ppm and 8.1 ppm of residual soil nitrate, respectively. This study concluded that crop simulations and geographic information systems are a valuable combination for modeling the effects of precision farming and planning variable rate treatments. Simulation results indicate that excessive fertilization, while potentially damaging to the environment, may also have a negative impact on yield. 相似文献
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A. C. C. Bernardi G. M. Bettiol R. P. Ferreira K. E. L. Santos L. M. Rabello R. Y. Inamasu 《Precision Agriculture》2016,17(6):737-752
Knowledge of the spatial variability of soil properties and of forage yield is needed for informed use of soil inputs such as variable rate technology (VRT) for lime and fertilizers. The objective of this research was to map and evaluate the spatial variability of soil properties, yield, lime and fertilizer needs and economic return of an alfalfa pasture. The study was conducted in a 5.3 ha irrigated alfalfa pasture in Sao Carlos, SP, Brazil that was directly grazed and intensively managed in a 270-paddock rotational system. Alfalfa shoot dry matter yield was evaluated before grazing. Soil samples were collected at 0–0.2 m depth, and each sample represented a group of 2 or 3 paddocks. Apparent soil electrical conductivity (ECa) was measured with a contact sensor. The cost of producing 1 ha of alfalfa was estimated from the amount of lime and fertilizer needed and was then used to estimate the total cost of production for the dairy system. The alfalfa dry matter yield was used to simulate the pasture stocking rate, milk yield, gross revenue and net profit. The spatial variability of soil properties and site-specific liming and fertilizer needs were modeled using semi-variograms with VESPER software, the soil fertility information and economic return were modeled with SPRING software. The results showed that geostatistics and GIS were effective tools for revealing soil and pasture spatial variability and supporting management strategies. Soil nutrients were used to classify the soil spatial distribution map and design site-specific lime and fertilizer application maps. Spatial variation in forage and spatial estimates of stocking and milk yield are adequate pasture management tools. Spatial analyses of needs, forage availability and economic return are management tools for avoiding economic problems, as well as potential environmental problems, caused by unbalanced nutrient supplies and over- or under-grazing. 相似文献
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双城土壤养分空间变异与玉米分区施肥技术研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术,对黑龙江省双城市粮田耕层土壤进行了空间变异特征和分区施肥研究.结果表明,黑龙江省西南部玉米主产区黑钙土养分含量比较丰富,硼含量较高,氮含量较低.土壤中B、N、S、P的空间分布具有明显的变异性.土壤中B元素空间分布的偏斜程度较大.土壤养分偏斜程度与土壤养分变异系数之间存在密切的线性相关关系,相关系数R=0.9674.玉米分区平衡施肥取得了显著效果,较习惯施肥平均增产851 kg/hm2,平均增产率10.9%,平均增收610元/hm2. 相似文献
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干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响 总被引：9，自引：0，他引：9
【目的】本研究探讨干旱区棉田土壤氮素转化过程及对棉花根系生物量的影响,明确棉田土壤氮素有效性对农业管理措施的响应,为棉田制定高产高效管理措施,实现棉花高产优质低成本及环境友好生产服务。【方法】在定位试验条件下,采用裂区设计,以秸秆不还田(S0)与秸秆还田(S1)为主区,4种施肥处理(不施肥(F0)、施氮磷钾化肥(F1)、施有机肥(F2)、施氮磷钾化肥+有机肥(F3))为副区,分析了秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性的影响,探讨了棉田土壤氮素转化过程,包括净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率的变化,明确了土壤有效氮含量和棉花根系生物量对秸秆还田和施肥措施的响应。【结果】(1)秸秆还田和施肥显著增加了土壤净矿化速率、总硝化速率和反硝化速率,棉花不同生育时期不同施肥处理间各指标的变化不同,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,在盛花期均有最大速率;(2)秸秆还田和施肥显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,棉花盛花期和盛铃期土壤无机氮含量显著高于收获期;(3)秸秆还田显著降低了棉花根冠比,对根系生物量、细根/粗根比影响不显著,施肥显著增加了根冠比、根系生物量及细根生物量,施肥处理之间差异不显著。综上所述,秸秆还田能增加土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮、铵态氮和可吸出无机氮含量以及根系生物量。有机肥无机肥配施有最大的土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮和可吸出无机氮含量。有机肥无机肥配施也有最大的根系生物量和粗根细根比。【结论】秸秆还田和施肥有利于促进土壤氮素转化过程,增加土壤有效氮含量,对根系生长及生物量产生影响。在干旱区实施秸秆还田,结合有机无机肥配施技术有利于加速土壤养分转化,提高肥料利用效率,增加有效养分含量,促进作物根系生长和地上部碳同化能力。 相似文献
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化肥减量有机替代对新疆滴灌棉花产量及土壤养分的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】 研究新疆滴灌棉花合理的化肥减施量和有机肥替代量,为棉花优质高产、产业可持续发展提供理论支撑。【方法】 采用田间小区滴灌栽培试验, 化肥减量微生物菌剂替代对新疆滴灌棉花产量及其构成因素与土壤养分的影响。【结果】 与习惯施肥(CF)相比, 优化施肥减氮30%增施微生物菌剂(OPT+M-N30%) 处理的棉花籽棉产量、皮棉产量、单铃数及衣分有不同程度的提高, 其中棉花单铃数和籽棉产量分别提高16.42%, 5.09%。且OPT+M-N30%处理的土壤有机质、全氮及碱解氮含量均高于其余施肥处理, 较农民常规施肥增加了7.74%、5.97%、1.70%。【结论】 优化施肥减氮30%增施微生物菌剂处理有利于提高棉花产量和土壤养分含量,表现较好的经济效益。 相似文献
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[目的]为了提出推荐施肥措施。[方法]通过在秭归县玉米主产区开展测土配方施肥试验,研究该区域玉米施肥效果。[结果]测土配方施肥相比习惯施肥方式表现出明显的增产增收、提高肥料养分利用率等效果。玉米平均增产606．0kg／hm2,增产率8．9％;新增产值平均1272．0元／hm2,减氮增钾减少肥料投入平均321．0元／hm2,平均增加纯收入1593．0元/hm2;配方施肥相对习惯施肥均为减氮减磷增钾施肥,平均分别减施纯氮、P_2O_5、K_2 O79．5、13．5,9．0kg／hm2,实际化肥施用量总计减少246．0kg／hm2。[结论]对初步制定的秭归土壤养分丰缺指标和玉米作物肥料养分施用指标进行了较合理的调整和修订。 相似文献
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膜下滴灌棉田土壤氮素变化特征及合理施氮量 总被引：1，自引：0，他引：1
通过2a田间滴灌试验,在6个不同施氮梯度水平下,研究施氮量与土壤无机氮储量、氮素盈余率的关系。结果表明,随着施肥量增加,土壤剖面60~100cm NO_3~--N质量分数显著增加,峰值达5.70mg/kg;土壤剖面0~100cm土层无机氮总储量在年际间呈累积增加趋势,并与施氮量的相关性随施肥期进程而增强。氮素养分平衡值与施氮量均呈指数函数变化规律,相关性强,显著高于其他氮素指标;氮素盈余率和施氮量的关系可以通过线性函数模型来拟合。选择优化施氮量,有利于降低棉田土壤无机氮的残留量,从而降低硝态氮向90cm以下土壤淋洗的风险。以棉花产量为指标,通过施氮量与氮素养分平衡值的关系得到的氮肥投入量为357.61~375.54kg/hm~2。综合考虑棉花高产和环境安全,南疆巴州棉区的合理施氮量为285.30~375.54kg/hm~2。 相似文献
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为明确测土配方技术在泗阳地区玉米生产过程中的实际效果，通过田间试验对玉米生育期、产量构成和效益等进行了对比分析。试验结果显示：采用14.8-9-8的肥料配比能显著提升玉米肥料利用率，提高产量和收益。相较常规施肥，测土配方施肥对玉米生育期影响较小，但玉米穗粒数和千粒重提升效果显著，分别提升了1.88%和3.89%；测土配方施肥的氮、磷、钾肥利用率和养分平均利用率分别为40.77%、28.02%、51.18%，相较常规施肥分别提升了11.55%、4.07%、21.46%，养分平均利用率提升了12.36%；测土配方施肥籽粒产量为9535.04kg/ha，相较常规施肥增产429.99kg，增产率为4.72%，纯收益每公顷提升1269.60元。 相似文献
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基于GIS丘陵土壤分区的水稻施肥配方研究 总被引：6，自引：2，他引：4
【目的】分析弋阳县土壤养分分布状况,划分弋阳县土壤肥力等别,绘制肥力等别图;创建施肥建议模型,得出各区明确而可行的水稻最佳经济效益施肥方案并得到相应施肥方案图。【方法】基于弋阳县2006—2008三年测土数据和基础地理数据,结合GIS 软件形成养分专题图、坡度图和高程图,分析丘陵县域土壤养分含量分布与地形的关系。结合耕地地力调查数据,进一步对该县土壤进行养分综合等级分区。在分区的基础上,选取能代表各区土壤肥力特性的水稻“3414”肥料试验,利用SAS软件对各“3414”试验数据进行肥料效应方程的拟合,结合方程求解各区水稻最佳经济效益和对应的施肥量、施肥比例。【结果】中、高含量的碱解氮、有效磷和速效钾主要分布在平原及低坡度区;低含量的碱解氮、有效磷和速效钾主要分布在丘陵、低山、岗埠地带。弋阳县耕地主要肥力等别区共9区,各区水稻最佳经济效益为8 313—13 500元/hm2,对应的氮、磷、钾施肥量高低有别,施用比例为1.0﹕0.18—0.49﹕0.48—0.85。【结论】丘陵县域土壤养分含量分布变异较大,与地形分布相关。采用宏观GIS和建模技术,结合土壤分析数据和田间试验数据,针对不同分区提出各区的施肥建议。 相似文献
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云南玉溪紫色甘薯测土配方施肥效益研究初报 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对紫色甘薯采用氮磷钾肥料进行平衡施肥,利用3414试验方案进行田间试验,摸清云南玉溪紫色甘薯生产的N,P和K肥料施用效果,建立玉溪土壤的紫甘薯养分丰缺指标,并通过多元二次肥料效应函数寻求紫色甘薯最高产量和最佳经济施肥量.结果表明紫色甘薯施用N,P和K肥增产增效较为显著,其增产增收效果大小顺序为NPK,N,K和P,单位肥料效益大小顺序为P,N和K.玉溪紫色甘薯全市平均最高产量施肥量为N81.98,P2O552.92,K2O 187.04kg/hm2,最高产量为16 716.0kg/hm2;最佳经济施肥量N 78.42,P2O551.20,K2O 167.49kg/hm2,产量为16 594.5kg/hm2,其最佳利润为47 702.29元/hm2. 相似文献
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采用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术,对黑龙江省红星农场土壤进行了空间变异特征和分区施肥研究。结果表明,黑龙江省北部大豆主产区黑土养分含量比较丰富,氮、磷、硼含量较高,钾、硫、锌含量较低。土壤中N、P、K、S、B、Zn的空间分布具有明显的变异性。土壤养分偏斜程度与土壤养分变异系数的之间存在密切的线性相关关系,相关系数R=0．8980。大豆分区平衡施肥取得了显著效果。较习惯施肥平均增产298kg／hm2,平均增产率10．8％,平均增收610元／hm2。 相似文献
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[目的]为海陆嫁接棉在江苏沿海地区推广提供科学栽培依据.[方法]以海岛棉比玛为砧木,以陆地棉中棉所75为接穗的海陆嫁接棉为材料,研究不同施肥量和密度对其生长发育和产量的影响.[结果]不同处理对海陆嫁接棉生长发育进程影响不大,对产量影响较大.适度增加施肥量、合理密植有利于提高籽棉产量.[结论]尿素931.5 kg/hm2、三元复合肥486 kg/hm2、过磷酸钙675kg/hm2、菜籽饼2700 kg/hm2与密度15000株/hm2的组合海陆嫁接棉籽棉产量最高,僵瓣花率较低,霜前花率较高.这是江苏沿海地区海陆嫁接棉合理的栽培施肥量与密度配比. 相似文献
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以白水河小流域退耕坡地为研究对象,应用地统计学分析方法,分析研究区0~10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)的空间分布特征及其变异规律,探讨植被覆盖类型及其他环境因子对土壤养分空间分布的影响,为土壤养分的有效利用和管理提供理论依据。结果表明,(1)研究区SOC(Mean=18.847 g/kg)和TN(Mean=0.749 g/kg)的含量属于中等水平,TP(Mean=0.291 g/kg)和TK(Mean=3.333 g/kg)的含量则比较缺乏。各养分含量的变异系数(CV)在10%~100%之间,为中等变异性。(2)SOC拟合模型为高斯模型,TN和TK为球状模型,TP为指数模型。其中,TP和TK有强烈的空间自相关性,自相关变程范围分别为23.43 m和27.48 m,其空间变异主要由土壤母质、地形、气候等非人为的结构因素引起。SOC和TN表现为中等的空间自相关性,自相关变程范围分别为37.78 m和32.65 m,其变异是随机因素(施肥、耕作措施、种植制度等人为活动)和结构因素的共同作用。(3)各土壤养分总体呈空间连续分布的特点。不同的植被覆盖类型下土壤养分含量差异明显,植被自然恢复,人为干扰较小的灌木和樱桃+草本分布点的SOC和TN含量较高,经营管理强度较高的樱桃和樱桃+玉米分布点的SOC和TN含量较低。耕地施用磷钾肥明显提高了其TP和TK的含量。植被覆盖类型与TK的相关性不显著,说明植被对TK的分布影响较小。(4)相关性分析表明,SOC、TN、TP在土层浅薄、坡度大、岩石裸露率高的区域土壤养分含量较高,反之亦然。而TK含量的分布规律则与其他土壤养分相反,这可能与研究区施肥和土壤属性有关。不同土地利用方式施肥和种植结构的差异是引起这种空间分布特点的主要因素。 相似文献
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【目的】研究玉米杂交种桂单162高产高效栽培最佳氮、磷、钾肥施用量,为提高其增产潜力及在广西的进一步推广提供科学依据。【方法】采用“3414”试验设计方案建立肥料效应函数,求解函数效应,分析不同施肥水平对玉米产量的影响及获得最佳经济产量时的最优施肥量。【结果】各试验因子对玉米产量的作用效应为N>K 2O>P2O5。在不同类型肥料效应函数中,利用三元二次函数计算的最高产量为8390.8 kg/ha,肥料成本(2959.5元/ha)相对较低,产投比(5.67)相对较高;最佳经济产量(7145.5 kg/ha)虽相对较低,但肥料成本(2022.9元/ha)在所有函数中最低,产投比(7.07)最高。【结论】采用“3414”试验设计方案进行玉米品种桂单162的优化施肥是可行的,利用三元二次肥料效应函数获得桂单162的最优施肥方案为:N 176.8 kg/ha,P2O563.1 kg/ha,K2O 96.3 kg/ha,可获得最佳经济产量7145.2 kg/ha,产投比为7.07。 相似文献
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为实现豫东潮土区夏玉米高产和简化施肥,采取田间试验示范研究了专用缓释肥对夏玉米产量、经济效益及抗逆性的影响。周口市商水县潮土区试验点的结果表明：缓释氮比例占45%的专用缓释肥有利于提高千粒重和穗粒数,较习惯施肥,千粒重提高28 g,穗粒数增加16 粒。缓释肥促进了夏玉米对养分的吸收利用,可维持土壤氮素养分平衡,增产增效显著,较习惯施肥,应用缓释肥暨种肥同播技术,增产13.5%,增效1920 元/hm2;较普通肥料增产10.3%,增效1215 元/hm2。该研究为周口市大面积在玉米生产上推广缓释肥提供依据。 相似文献
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吉林省黑土区玉米精准施肥技术研究与应用 总被引：3，自引：0，他引：3
应用地统计学、专家系统、地理信息系统和智能农机等技术,研究了吉林省黑土区土壤养分变异规律,提出了适于黑土区的玉米精准施肥模型,开发了玉米精准施肥专家系统,并通过变量施肥机进行了精准施肥的应用.与传统施肥方案相比,精准施肥使玉米增产10%以上,节肥率达到15%. 相似文献
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为探究有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田土壤磷素有效性、植株磷吸收和分配、产量构成和棉田磷平衡的影响,采用大田试验的方法,在不同磷肥用量(0、50、100、150 kg·hm-2,以P2O5计)基础上,设置未施有机肥对照处理和添加有机肥处理(有机肥4500 kg·hm-2),测定棉花不同生育时期土壤有效磷含量、植株吸磷量和磷分配比例、籽棉产量,计算了棉田磷肥利用率和磷素平衡状况.结果 表明:棉田土壤有效磷表现出随施磷量增加而增加的趋势,添加有机肥的处理土壤有效磷含量整体高于未添加有机肥处理.植株累积吸磷量呈现出随施磷量增加而增加的趋势,在施磷水平为150 kg·hm-2时,植株累积吸磷量整体较高.籽棉产量随施磷量增加表现出先增加后略有降低的趋势,添加有机肥处理的产量总体高于未添加有机肥处理,且在施磷量100 kg·hm-2时最高,为5642 kg·hm-2.磷肥利用率在施磷量100 kg·hm-2并配施有机肥时达到最优,为37.24％;随施磷量的增加,棉田土壤磷素盈余量呈增加的趋势,在施磷量100 kg·hm-2并配施有机肥时,棉田磷素收支开始出现盈余,盈余量为16.82 kg·hm-2.综上,在磷肥减施条件下有机肥添加可通过提高土壤磷素有效性、调节棉花磷素吸收和分配来影响棉籽产量;在综合考虑土壤磷素有效性、棉花磷素吸收和产量、磷肥利用率和棉田磷素收支平衡的基础上,建议新疆棉田磷肥施用量为100 kg·hm-2,并配施有机肥. 相似文献