土壤水氮动态及作物生长耦合EPIC-Nitrogen2D模型 被引量：5

1

作者 朱焱 刘琨 +2 位作者 王丽影 史良胜 杨金忠 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期141-151,共11页

为计算农业区不同作物生长条件下土壤水氮迁移转化过程,该文基于Erosion/Productivity Impact Calculator（EPIC）作物模型建立了作物根系生长子模块,将其进行有限元数值离散,与土壤氮素迁移转化模型Nitrogen2D耦合,使模型能计算作物生... 为计算农业区不同作物生长条件下土壤水氮迁移转化过程,该文基于Erosion/Productivity Impact Calculator（EPIC）作物模型建立了作物根系生长子模块,将其进行有限元数值离散,与土壤氮素迁移转化模型Nitrogen2D耦合,使模型能计算作物生长条件下土壤水氮迁移转化过程。该作物生长模块可计算多种胁迫下作物根系对土壤水分和氮素的动态吸收速率,及作物收获时的生物量和吸氮量。采用武汉大学灌溉排水试验场冬小麦生长条件下土壤水氮试验数据对模型进行了率定,并用于土壤水氮分布和作物生物量预测,土壤含水率、氮素的模拟值与实测值的一致性系数分别为0.86-0.97、0.52-0.98,Nash效率系数为0.59-0.90（含水率）、0.44-0.93（土壤氮素）,说明模拟结果与实测值吻合度较高。同时,分别采用该文的作物生长模块和简单根系吸收模块计算根系吸氮过程,结果显示,简单根系吸收模型会显著高估作物吸氮量,而作物生长模型则由于考虑了根系生长和各环境因子的胁迫作用,计算结果更符合作物实际吸氮过程,计算的根系吸氮量相对均方根误差为3.4%-46%。 展开更多

关键词 模型 土壤水分 氮 nitrogen2D EPIC 氮素迁移转化 作物生长模型 饱和-非饱和

在线阅读 下载PDF 职称材料

亚热带森林不同类型土壤净氮转化对温度和湿度的响应 被引量：2

2

作者 李顺利 何枢浩 +4 位作者 陈荣枢 罗翠颖 江宸羊 梁建宏 朱婧 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期216-228,共13页

为研究我国亚热带森林不同土壤净氮转化速率对温度和湿度的响应特征,本研究以广西广泛分布的酸性红壤与中性石灰土2种森林土壤为研究对象,通过土壤培养对比研究2种森林土壤净氨化、净硝化和净矿化速率对温度(5、15、25、35℃)和湿度(含... 为研究我国亚热带森林不同土壤净氮转化速率对温度和湿度的响应特征,本研究以广西广泛分布的酸性红壤与中性石灰土2种森林土壤为研究对象,通过土壤培养对比研究2种森林土壤净氨化、净硝化和净矿化速率对温度(5、15、25、35℃)和湿度(含水量分别为饱和持水量(WHC)的20%、40%、60%、80%)的响应。结果表明:2种土壤净氮转化速率对温度变化有较强的响应。酸性红壤的净氨化、净硝化和净矿化速率均随温度上升而降低,导致土壤净氮供应能力降低;相反地,中性石灰土的净硝化和净矿化速率随温度上升而增大,土壤有效氮通量增加,氮淋溶风险随之增加。土壤氮转化的温度敏感性(Q_(10)值)分析表明,酸性红壤净氨化和净矿化速率的温度敏感区间为25~35℃;酸性红壤硝化速率和石灰土各净氮转化速率的敏感区间为15~25℃。土壤湿度增大促进了石灰土净硝化和净矿化速率,但对红壤的各净氮转化速率无显著影响。土壤钙含量对不同温度下氮转化速率有最高的解释率(28.0%)。因此,在全球变暖大背景下,在对亚热带森林保育、恢复及土地利用管理中,需重视不同土壤类型间氮转化对气候变化响应的差异性。 展开更多

关键词 森林土壤 氮转化 氮矿化 硝化 温度 湿度 响应 Q_(10)

在线阅读 下载PDF 职称材料

氨基酸添加对亚热带森林红壤氮素转化的影响 被引量：11

3

作者 裴广廷 马红亮 +3 位作者 林伟 高人 尹云锋 杨柳明 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第23期7774-7784,共11页

为探究氨基酸氮形态对亚热带土壤氮素含量及转化的影响,选择建瓯市万木林保护区的山地红壤为对象,采用室内培养实验法,通过设计60%和90%WHC两种土壤含水量并添加不同性质氨基酸,测定了土壤中铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮的含量和氧化... 为探究氨基酸氮形态对亚热带土壤氮素含量及转化的影响,选择建瓯市万木林保护区的山地红壤为对象,采用室内培养实验法,通过设计60%和90%WHC两种土壤含水量并添加不同性质氨基酸,测定了土壤中铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮的含量和氧化亚氮的释放量,分析了可溶性有机碳、土壤p H值的大小变化及其与氮素的相互关系。结果表明:与对照处理相比,氨基酸添加显著增加了土壤NH_4^+-N含量并使土壤p H值升高,且在一定程度上解除了高含水量(90%WHC)对NH_4^+-N产生的抑制,其中甲硫氨基酸的效果最为明显。酸性、碱性、中性氨基酸对土壤NO_3^--N含量和N_2O释放影响不显著,但甲硫氨基酸可显著抑制土壤硝化从而导致NH_4^+-N的积累,并在培养前期抑制土壤N_2O产生而在培养后期促进N_2O释放,总体上促进N_2O释放。60%WHC的氨基酸添加处理较90%WHC条件下降低土壤可溶性有机氮的幅度更大。氨基酸对土壤氮素转化的影响与带电性关系较小,而可能与其分解产物密切相关。可见,不同性质氨基酸处理对森林土壤氮素含量及转化存在不同程度的影响,且甲硫氨基酸对土壤氮素转化的影响机理值得深入研究。 展开更多

关键词 氨基酸 土壤水分 森林土壤 氮素转化

在线阅读 下载PDF 职称材料

干旱地区棉田连作对土壤氮素含量及氮转化速率的影响 被引量：6

4

作者 何学敏 吕光辉 +2 位作者 秦璐 李岩 刘晓星 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2019年第2期64-71,80,共9页

为研究干旱地区棉田不同连作年限对土壤氮素含量和氮转化速率的影响,选取新疆艾比湖流域内精河县托托乡和农五师91团0、1、5、10、20 a和30 a棉田为研究对象,以棉田连作下土壤理化性质变化为基础,结合土壤氮素含量和氮转化速率,定量研... 为研究干旱地区棉田不同连作年限对土壤氮素含量和氮转化速率的影响,选取新疆艾比湖流域内精河县托托乡和农五师91团0、1、5、10、20 a和30 a棉田为研究对象,以棉田连作下土壤理化性质变化为基础,结合土壤氮素含量和氮转化速率,定量研究了连作棉田土壤氮转化速率变化规律及生态驱动因素。结果表明:(1)旱区连作棉田土壤硝态氮为无机氮主要组成,不同连作年限中土壤硝化作用均能将铵态氮转化为硝态氮,年限间差异不显著且硝态氮总量普遍偏低(平均为5.56±0.28 mg·kg^(-1));土壤碱解氮含量均显著低于未开垦土壤,仅为对照样地的16.37%～28.40%(P<0.05),土壤铵态氮和亚硝态氮含量随着连作年限的增加逐渐达到动态平衡。(2)连作初期会降低土壤硝化和反硝化速率,连作10 a旱区棉田土壤硝化率和反硝化率均降到最低(分别为23.62±1.45μg·kg^(-1)·h^(-1)和5.673±4.632μg·kg^(-1)·h^(-1)),至连作后期显著增加。(3)土壤pH值对土壤硝化速率和反硝化速率的影响最大(总效应分别为0.5310和0.6516),土壤硝化率和反硝化率分别在土壤pH值达到阈值范围(8.37和8.01)时达到最大值(91.333μg·kg^(-1)·h^(-1))和最小值(19.271μg·kg^(-1)·h^(-1));土壤水分是影响反硝化作用的第二重要因子。 展开更多

关键词 连作棉田 氮素形态 氮转化速率 土壤PH值 土壤水分 干旱地区

在线阅读 下载PDF 职称材料

土壤容重对膜孔灌水氮分布和运移转化的影响 被引量：13

5

作者 脱云飞 费良军 +1 位作者 董艳慧 曹俊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期6-11,共6页

为揭示土壤容重对膜孔灌条件下土壤水分分布特征和氮素运移转化的影响,通过土壤容重室内试验,利用非线性回归法对试验资料进行分析,研究提出了湿润体内土壤含水率及其变化量和变化率、土壤硝态氮及其转化量和转化率、土壤铵态氮及其转... 为揭示土壤容重对膜孔灌条件下土壤水分分布特征和氮素运移转化的影响,通过土壤容重室内试验,利用非线性回归法对试验资料进行分析,研究提出了湿润体内土壤含水率及其变化量和变化率、土壤硝态氮及其转化量和转化率、土壤铵态氮及其转化量和转化率与土壤容重和运移转化时间的经验公式。结果表明:经验公式的相关系数均大于0.8200,标准误差很小,且通过0.05的显著性检验,可以反映膜孔灌条件下不同土壤容重的土壤水分分布特征和氮素运移转化规律。该研究为提高膜孔灌水氮利用效率提供参考。 展开更多

关键词 膜孔灌 土壤容重 水分分布 氮素运移转化

在线阅读 下载PDF 职称材料

菜地土壤氮素迁移转化研究进展 被引量：21

6

作者 陈淼 李玮 +3 位作者 陈歆 李宁 杨桂生 彭黎旭 《中国瓜菜》 北大核心 2017年第8期1-6,共6页

农业面源污染已成为我国环境污染的重要组成部分,对我国农业生产和生态环境安全带来了较大风险。农田氮素随地表径流流失和地下淋溶是引起日益突出的农业面源污染的主要因素之一。氮素养分是影响蔬菜产量的重要因子,为追求经济效益,菜... 农业面源污染已成为我国环境污染的重要组成部分,对我国农业生产和生态环境安全带来了较大风险。农田氮素随地表径流流失和地下淋溶是引起日益突出的农业面源污染的主要因素之一。氮素养分是影响蔬菜产量的重要因子,为追求经济效益,菜地氮肥投入量大,过量施肥造成的氮素污染问题日趋严重。笔者综述了菜地氮素迁移转化研究现状,探讨了菜地施肥、地表径流、地下淋溶、氨挥发等菜地土壤氮素迁移和转化途径,分析了土壤中氮素矿化、硝化和反硝化过程,并对今后研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 菜地 土壤 氮素 迁移转化

在线阅读 下载PDF 职称材料

灌水定额对玉米膜孔灌土壤水氮运移转化试验研究 被引量：5

7

作者 脱云飞 王克勤 +1 位作者 张丽娟 费良军 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期107-110,共4页

为研究不同灌水定额条件下玉米膜孔灌土壤水分和氮素的运移转化特性,通过灌水定额分别为300,450,600,750m3/hm2的玉米膜孔灌施氮肥试验,提出了不同灌水定额条件下玉米膜孔灌农田土壤含水率、土壤硝态氮和铵态氮含量随玉米生育时间的变... 为研究不同灌水定额条件下玉米膜孔灌土壤水分和氮素的运移转化特性,通过灌水定额分别为300,450,600,750m3/hm2的玉米膜孔灌施氮肥试验,提出了不同灌水定额条件下玉米膜孔灌农田土壤含水率、土壤硝态氮和铵态氮含量随玉米生育时间的变化规律及其经验公式。结果表明:生育时间相同,土壤含水率随灌水定额增大而增大,土壤铵态氮含量随灌水定额增大而减小,土壤硝态氮含量随灌水定额增大而减小;灌水定额相同,土壤含水率随生育期的变化规律呈正余弦函数,土壤铵态氮含量随生育期的变化规律表现为先增大后减小,然后又增大,最后减小,土壤硝态氮含量随生育期的变化规律表现为先增大后减小,然后又增大,最后减小;不同灌水定额条件下玉米膜孔灌农田土壤含水率、土壤硝态氮和土壤铵态氮含量与玉米生育期之间的经验公式的相关系数均大于0.930 0,标准误差均很小。 展开更多

关键词 膜孔灌 灌水定额 水氮运移转化 玉米

在线阅读 下载PDF 职称材料

土壤氮素迁移转化研究进展 被引量：14

8

作者 谢云 王延华 杨浩 《安徽农业科学》 CAS 2013年第8期3442-3444,3462,共4页

氮是植物必需的营养元素,但过量施用氮肥会造成水体富营养化和氧化亚氮的释放。对土壤氮素的迁移和转化的研究是当前的热点。综述了国内外土壤氮素迁移转化的研究进展,并对未来研究方向进行了展望。

关键词 氮 土壤 氮素迁移 氮素转化

在线阅读 下载PDF 职称材料

肥液浓度对膜孔交汇入渗水氮运移转化影响 被引量：2

9

作者 脱云飞 王克勤 +1 位作者 张丽娟 费良军 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第6期541-546,共6页

通过分析膜孔多向交汇入渗条件下肥液质量浓度对土壤水分分布特征和氮素运移转化影响的室内试验资料,研究提出了土壤湿润体的含水率及其硝态氮和铵态氮与不同肥液质量浓度和灌水入渗时间关系的经验公式,提出了湿润体内土壤含水率及其减... 通过分析膜孔多向交汇入渗条件下肥液质量浓度对土壤水分分布特征和氮素运移转化影响的室内试验资料,研究提出了土壤湿润体的含水率及其硝态氮和铵态氮与不同肥液质量浓度和灌水入渗时间关系的经验公式,提出了湿润体内土壤含水率及其减小量和减小率、土壤硝态氮及其转化量和转化率、土壤铵态氮及其转化量和转化率与肥液质量浓度和运移转化时间关系的经验公式.结果表明:该经验公式的相关系数均大于0.9000,标准误差很小,且通过0.05的显著性检验,可见该经验公式能反映膜孔多向交汇入渗不同肥液质量浓度的土壤水分分布和氮素运移转化规律. 展开更多

关键词 膜孔灌 肥液质量浓度 水分分布 氮素运移转化

在线阅读 下载PDF 职称材料

含水率对复垦土壤光谱特征及属性估测的影响 被引量：3

10

作者 张世文 杨斌 +3 位作者 冯志军 徐云飞 程琦 黄亚婕 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期312-322,共11页

为探讨不同土壤水分含量对复垦土壤高光谱特征及土壤属性反演精度影响,以安徽省淮北市某煤矿复垦区为研究对象,采集土壤样本并测定土壤理化性质及风干前后的土壤光谱信息。分析复垦与非复垦土壤之间的差异,明确不同水分条件下的光谱吸... 为探讨不同土壤水分含量对复垦土壤高光谱特征及土壤属性反演精度影响,以安徽省淮北市某煤矿复垦区为研究对象,采集土壤样本并测定土壤理化性质及风干前后的土壤光谱信息。分析复垦与非复垦土壤之间的差异,明确不同水分条件下的光谱吸收特征,采用配对样本t检验探究不同水分条件下光谱影响波段;利用辐射传输模型和直接标准化算法去除土壤水分影响,并结合吸光度变化比较2种算法剔除效果;以土壤全氮为例,采用不同的波段筛选方法皮尔森相关系数PCC、连续投影算法SPA及其组合算法PCC-SPA建立干土、湿土及校正后光谱的土壤属性预测模型。研究结果表明:风干后复垦土壤光谱反射率明显高于非复垦土壤,两种土壤光谱在可见光波段的差异明显高于近红外波段;土壤水分影响较大的中心波段为1000、1450、1950和2200 nm,当含水率过高或过低时还会引起可见光波段的差异;与直接标准化算法相比,辐射传输模型能更加有效地去除土壤水分影响,得到的光谱曲线平均吸光度与干土近乎重合;受土壤水分影响,复垦土壤全氮的预测模型降低45.38%,采用辐射传输模型去除土壤水分后建立的预测模型精度显著提高,验证集R^(2)提高超30%,且与干土R^(2)相差小于10%;3种波段筛选方法均能有效地筛选出重要波长变量,其中PCC-SPA筛选出的波段不超过7个,极大优化了模型结构,减少建模时间。该研究结果可作为该区域湿土土壤属性估测的重要方法,为进一步提高煤矿复垦土壤原位属性监测提供新的思路。 展开更多

关键词 煤矿复垦土壤 高光谱特征 土壤水分 辐射传输模型 直接标准化算法 全氮含量 土壤属性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于对抗域适应网络的土壤水分智能识别算法

11

作者 孙德鑫 《南方农机》 2023年第20期53-57,共5页

【目的】使用传统卷积神经网络测量土壤含水率的识别准确率低、泛化性能差。为了满足重大工程扰动下的含水率测量需要,需提出一种适用于不同土壤类型且不受深度制约的探测方法。【方法】笔者搭建了室内实验平台,采集了延安、兰州和蓝田... 【目的】使用传统卷积神经网络测量土壤含水率的识别准确率低、泛化性能差。为了满足重大工程扰动下的含水率测量需要,需提出一种适用于不同土壤类型且不受深度制约的探测方法。【方法】笔者搭建了室内实验平台,采集了延安、兰州和蓝田三个地区间隔等级为2%的8类不同土壤水分下的图像,构造了用于神经网络训练和测试的数据集。然后,基于对抗域适应算法(CDAN),比较了ResNet、MobileNetV2、Xception和ViT四种网络,选取识别准确率最高的模型作为其特征提取器,构建基于对抗域适应的土壤含水率识别模型,对比分析含水率识别模型在不同迁移任务上的识别效果。【结果】域适应模型CDAN的测试准确率明显高于MobileNetV2、Xception和ViT等模型,对不同地区土壤含水率的测试准确率均达到68%以上,最高识别准确率为84.3%。【结论】使用域适应方法具有良好的泛化能力和识别精度,能够为开发土壤地质信息探测机器人的视觉系统提供算法支持。然而,目前的土壤含水率识别算法仅适用于实验室条件下所搭建的土壤含水率数据集,若想实现实际的工程应用,则需要进一步完善土壤含水率图像数据集,使室内搭建的算法实现室外的原状土壤含水率识别。 展开更多

关键词 土壤水分 智能识别 Visiontransformer 迁移学习

在线阅读 下载PDF 职称材料