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对银川平原101个观测井取样分析,测定了其浅层地下水位埋深、矿化度及硝酸盐含量。应用地统计学方法结合GIS技术对数据进行了分析。结果表明,地下水埋深服从正态分布,而矿化度和硝酸盐服从对数正态分布。银川平原地下水位埋深、矿化度和硝酸盐含量的平均值分别为1.78m,1.81g/L和3.17mg/L。三者在一定范围内均存在空间相关性,它们的空间相关距离分别为23.7、13.3和12.6km。运用Kriging方法对未测点进行了估值,绘制了三者的空间分布图。银川平原地下水埋深总体较浅,研究区约有75.1%的地区地下水埋深为1.5～2.0m,发现在平原中部的银川地区一带形成了以新旧城区为中心的地下水位降落漏斗区。地下水矿化度在整个平原内自西南向东北呈逐渐升高的趋势,其中66.4%的区域达到了农田灌溉水质标准。仅有3.7%的局部地区的地下水硝酸盐含量超过了饮用水水质标准。 相似文献
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基于支持向量机和神经网络的土壤水力学参数预测效果比较 总被引：2，自引：0，他引：2
在美国土壤水分物理性质数据库(UNSODA 2.0)的基础上,考虑土壤质地不分类和分类2种情况,分别构建了基于支持向量回归机(SVR)的土壤传递函数模型,比较了在土壤质地不分类和分类情况下预测土壤水力学参数(水分特征曲线和饱和导水率)的效果,并与建立在相同数据库上的基于神经网络的Rosetta模型的预测效果进行了比较.结果表明:土壤质地不分类的情况下,输入参数越多,基于SVR模型的预测效果越好;土壤质地分类情况下,基于SVM分类建模的预测结果普遍好于不分类情况.无论土壤质地是否分类,样本和输入参数相同的条件下,基于SVR的模型预测的效果都优于Rosetta模型. 相似文献
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土壤剖面基础性质差异对农田水氮过程和作物产量的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】华北平原地区是中国最重要的冬小麦和夏玉米生产基地,不同农田土壤基础性质差异是造成该地区农田生产力空间变异的基本原因。通过研究该地区冲积始成土冬小麦-夏玉米轮作农田土壤剖面性质对水氮过程以及作物产量形成的影响,以期为该地区高产农田的水氮利用与管理提供参考。【方法】选取位于山东省泰安市研究区3块具有不同土壤基础性质且产量存在显著性差异的农田,进行3年田间试验,测定土壤剖面的土壤基本性质,具体包括机械组成、饱和导水率、田间持水量、永久萎蔫点、有机碳、全氮;监测土壤剖面0-160 cm的水分和硝态氮的动态变化以及作物生物量、叶面积指数和产量等。运用根区水质模型（RZWQM）对各农田的水氮过程进行模拟计算。【结果】RZWQM模型在整体上可以很好地模拟2009年10月至2012年9月3年不同基础土壤性质农田水分、无机氮、作物产量、地上部生物量和叶面积动态特征,并计算各农田水氮平衡项。各农田土壤基础性质差异对水氮过程及产量形成的影响具体为：高产农田0-160 cm剖面的最大有效贮水量为223 mm,分别高出中产和低产农田28和56 mm,同时30 cm深度以下土层具有相对较低的饱和导水率。该基础性质差异使得高产农田年均水分损失（地表径流+深层渗漏）仅为150.3 mm,分别低于中产和低产农田5.7和26.4 mm,从而使高产农田作物受到相对低的水分胁迫。高产农田土壤表层土壤有机碳含量较中低产田高,而碳氮比则较低,使得高产农田具有更高的净矿化氮量（较中产和低产农田高52.0和82.6 kg·hm-2）,且较低的氮损失（氨挥发+氮淋洗+反硝化作用）,较中产和低产农田分别少6.9和10.9 kg·hm-2。高产农田的水分利用效率（WUE）为2.32 kg·m-3,分别较中产和低产农田高12.1%和6.8%,这是因为高产农田受到较低的氮素胁迫。在本研究区不同土壤基础性质农田的氮素利用效率（NUE）差异不显著。【结论】在华北平原冬小麦-夏玉米轮作区,理想的土体构型能够存储更多的有效水,高土壤有机碳含量和低的碳氮比能矿化出更多的无机氮,保障了充足的水氮供应,减缓作物受到的水氮胁迫,从而获得高产。 相似文献
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土壤养分与作物产量的空间变异特征与精确施肥 总被引：52，自引：5，他引：52
对位于北京顺义的北方精准农业示范区 ,采用GPS定位 ,测定了其表层 80个土样的速效养分 (N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn)、有机质和全氮的含量及作物产量。结果表明 ,所有观测项目的变异系数均属于中等变异强度。作物产量与速效磷、全氮及有机质的相关性最大 ,pH与各种养分及微量元素均呈明显的负相关。通过结构分析 ,发现土壤pH的空间相关距最大 ,达 3.3km ,碱解氮和速效铁的自相关距最小 ,仅 0 .14km。其余观测项目的自相关距范围为0 .387- 1.11km。采用Kriging方法并结合GIS绘制了等值线图 ,可更直观地了解整个示范区的土壤养分丰缺状况。以施氮为例 ,精确管理的施肥方案要比粗放管理节约肥料 4 8.7%。 相似文献
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不同水肥管理对冬小麦灌浆影响的模拟研究 总被引：10，自引：2，他引：10
在河北省衡水市中国-加拿大合作研究试验站,结合田间试验对不同水肥管理条件下冬小麦的灌浆过程进行了研究。结果表明,小麦粒重的大小主要取决于灌浆时间和强度,子粒的灌浆过程可较好地用Logistic函数描述。小麦生长前期的水分胁迫有利于加快其发育进程,促使早抽穗灌浆。灌浆期适宜的水分状况可延缓小麦的灌浆进程,由于较大灌浆速率持续的时间较长,增加千粒重的潜力较大。小麦的群体密度是影响收获粒重的主要因素之一,随着穗密度的增大,灌浆速率和千粒重逐渐降低。随着施氮量的增加,小麦的干粒重下降,这主要与施氮的增穗作用有关。 相似文献
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中国北方农田氮磷淋溶损失污染与防控机制 总被引：1，自引：0，他引：1
突破厚包气带农田根层氮磷淋溶与地下水污染复杂定量关系和阻控机理是国际研究难点。本文系统梳理了重点研发专项"农田氮磷淋溶损失污染与防控机制"项目取得的主要进展,项目包括以下4方面研究内容:1)北方主要农区农田根层氮磷淋溶时空规律;2)根层—深层包气带氮磷淋溶机制和主控因子;3)黑土、潮土和褐土氮磷淋溶阻控机制及其效果; 4)典型农区氮磷淋溶风险与区域消减途径。主要科学发现包括:1)受土地利用类型、地下水埋深、包气带岩性、水文地质条件等综合因素的影响,黑土区、潮土区和褐土区根层氮磷淋溶规律与地下水硝酸盐超标率体现出空间不一致和较大差异性。黑土区虽然根层淋溶较小,然而受地形地貌影响,地下水水质对淋溶响应更强烈,应该进一步研究黑土区地下水水质对淋溶的响应机制。华北潮土区和褐土区厚包气带具有明显氮阻控能力,应该进一步加强厚包气带对氮磷淋溶减排机理与途径研究。2)基于长期施肥定位试验和12 m深观测井对包气带农田土壤氮盈余累积特征和淋失规律的研究发现,华北平原区的环境安全施氮量约为200kg(N)·hm~(-2)·a~(-1),超过环境安全阈值的多投入氮肥中有51%淋失到1m根层以下,不合理灌溉、强降水、大孔隙和裂隙是造成土壤硝酸盐淋溶的主要因素,对包气带累积硝态氮的淋失作用可影响至6m以下土层。3)利用深层取样和生物学方法结合,对厚包气带0～10.5m原位土壤微生物的反硝化活性和微生物区系组成的研究结果表明,表层土壤是微生物进行反硝化的主要场所,深层土壤中反硝化作用显著减弱,"碳饥饿"是限制底层土壤反硝化微生物丰度与活性的关键因素;室内培养试验证实添加碳源可有效激活土壤微生物的反硝化活性,为"根层截氮包气带脱氮"的淋溶阻控机理找到了突破口。4)利用黑土、潮土和褐土区氮磷淋溶阻控试验、全国农业面源污染国控监测网、北方农区地下水硝酸盐监测网和NUFER (NUtrient flows in Food chains, Environment and Resourcesuse)模型,提出了养分损失脆弱区区划和区域氮磷污染削减草案,可为农业绿色发展和面源污染阻控提供科学依据。 相似文献
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华北平原大孔隙优先流对农田氮素淋溶的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
优先流是土壤水分入渗的一个重要途径,大孔隙是产生优先流的关键因素。研究优先流对于土壤水分和溶质运移研究及生态环境保护、制定合理的田间管理措施等具有重要意义。本研究将田间亮蓝染色示踪试验和WHCNS(soilwaterheatcarbonnitrogensimulator)模型模拟相结合,研究了华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系存在大孔隙下,强降雨和不同施肥、灌溉情景下土壤水氮运移的情况,以此探讨大孔隙优先流对于土体中水分和硝态氮运移的影响。结果表明:明显含有虫洞的免耕土壤入渗深度和染色面积均高于旋耕土壤;免耕土壤的染色面积和稳定入渗速率的Pearson相关性不显著,染色示踪不能定量化土壤稳定入渗速率。同时WHCNS模拟的0～100cm土层硝态氮淋洗量结果显示:一方面,相较于无大孔隙情景,大孔隙存在会显著增加硝态氮的淋洗量;另一方面,大孔隙存在下优化施肥模式的硝态氮淋洗量比传统施肥模式减少46.0%。常规灌溉量下喷灌比漫灌处理的硝态氮淋洗量减少15.6%;强降雨导致硝态氮淋洗量增加119.4%。本研究为华北平原地区大孔隙存在条件下的农田水肥优化管理措施提供了理论指导。 相似文献
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不同管理模式下农田水氮利用效率及其环境效应 总被引：7，自引：2，他引：5
【目的】定量化不同水氮管理模式下的农田水氮利用效率和环境效应,为制定优化的水肥管理措施提供理论指导。【方法】在华北平原北部的冬小麦-夏玉米轮作区,设置了农民习惯和基于土壤水分养分实时监测的优化管理两种水氮管理模式。首先,应用田间系统的观测数据（2004年10月至2006年9月）对水氮管理模型进行了校验,然后应用校验后的模型计算得到了两种水氮管理模式下的作物产量、农田水分渗漏、氮素淋失、气体损失和水氮利用效率等。【结果】2年内农民习惯和优化管理下的灌水量差别不大,而优化管理的施肥量（540 kg N·hm-2）仅为农民习惯施肥量（1 100 kg N·hm-2）的一半。农民习惯和优化管理模式下的作物年平均产量分别为11 579和11 748 kg·hm-2;两者的水分利用效率分别为1.65和1.72 kg·m-3;氮素利用效率分别为15和24 kg·kg-1 N。氮素淋失和氨挥发是氮素损失的主要途径,农民习惯和优化管理下的氮素淋失分别为407和68 kg N·hm-2;氨挥发分别达到了282和104 kg N·hm-2。【结论】优化管理下的作物产量和水氮利用效率都高于农民习惯管理的,并且氮素损失明显低于农民习惯管理。因此,为了保证该地区的农业可持续发展,必须改进当前农民习惯的水氮管理措施。 相似文献
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30年间河北省曲周县土壤速效钾的时空变异 特征及其影响因素 总被引：14，自引：3，他引：11
【目的】速效钾是土壤肥力的重要指标之一,与作物产量和品质密切相关。最近10年随着农业结构调整,机械化程度不断提高,秸秆还田等技术的不断推广,迫切需要研究这些因素对土壤速效钾含量时空变化的影响,从而为土壤肥力评价和管理提供指导。【方法】通过野外调查、采样分析和资料搜集得到了河北省曲周县1980年、2000年和2010年3个不同时期耕层土壤速效钾含量的数据,首先对不同时期土壤速效钾含量进行了常规统计和正态性检验;然后应用地质统计学方法分析了不同时期耕层土壤速效钾含量的空间结构特征,结合GIS空间插值、叠置分析和面积统计功能研究了该区耕层土壤速效钾含量的时空变异特征;最后对各种影响因素（土壤质地、土壤类型和土地利用类型）下的土壤速效钾含量进行了方差分析。【结果】3个时期土壤速效钾的平均含量分别为167.1、90.0和87.7 mg•kg-1,2000年的平均含量比1980年减少了46.1%,2010年比2000年减少了2.6%。具体变化为：1980年速效钾含量为I级地（＞200 mg•kg-1）和II级地（150-200 mg•kg-1）的面积比例分别为5.2%和82.9%,而到2000年和2010年时基本减少到无。1980年III级地（100-150 mg•kg-1）的面积比例为11.9%,到2000年增加到22.3%,2010年进一步增加到31.2%。1980年时没有IV级地（50-100 mg•kg-1）,而2000年和2010年该等级面积比例最大,分别为78.7%和68%。1980年、2000年和2010年土壤速效钾的空间相关距离分别为8.1、2.8和9.8 km。前20年变程呈减小的趋势,而后10年变程呈增加的趋势,这是区域因素与随机因素共同作用的结果。不同质地土壤的速效钾含量顺序为：砂土＜砂壤＜轻壤＜中壤＜黏土。潮土的速效钾含量明显高于盐土。各种农用地中,林地的速效钾含量变化最大,1980年和2000年其含量最小,到2010年其含量最大。【结论】30年来曲周县土壤速效钾含量随时间的推移呈递减的趋势,前20年下降很快,后10年表现为总体略有下降,但局部有上升的趋势。土壤类型、土壤质地、土地利用类型和人为管理措施是其主要影响因素。秸秆还田和平衡施肥等措施对于保持和提升土壤速效钾含量起到了非常重要的作用,需进一步大力推广。 相似文献