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基于高光谱的土壤有机质及全氮估测 被引量:1
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作者 李嘉琦 冯宇华 +6 位作者 陈署晃 王子傲 刘鹏 梁智永 孙法福 陈荣 耿庆龙 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2491-2499,共9页
【目的】研究土壤高光谱数据经不同形式变换后与不同建模方法构建土壤有机质与全氮估测模型的精度,建立快速、稳定的估测模型,为现代化农业生产的精准施肥提供科学依据。【方法】以新疆博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)耕地土壤为研究对象... 【目的】研究土壤高光谱数据经不同形式变换后与不同建模方法构建土壤有机质与全氮估测模型的精度,建立快速、稳定的估测模型,为现代化农业生产的精准施肥提供科学依据。【方法】以新疆博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)耕地土壤为研究对象,在暗室中使用ASD Field4地物光谱仪测量处理后的土壤样品光谱。将原始光谱进行断点拟合与Savitzky-Golay(S-G)平滑滤波校正处理,对校正后光谱(R)进行一阶导数(First Derivative,FD)、对数的一阶导数(First derivative of logarithmic,(lgR)’)、倒数的一阶导数(First derivative of reciprocal,(1/R)’)、多元散射校正(Multipication scatter correction,MSC)4种变换,分析5种光谱数据与土壤有机质和全氮含量,筛选特征波段,基于特征波段运用偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BP)和随机森林(RF)3种方法,分别建立土壤有机质、全氮的估测模型并评价模型的精度与稳定性。【结果】光谱经不同变换后,与土壤有机质和全氮的相关系数有所提高,且特征波段更为明显,一阶导数与倒数的一阶导数变换优于其他变换,FD-PLSR模型预测有机质精度最高,Rv2、RPD分别为0.89、2.63;(1/R)’-PLSR模型预测土壤全氮精度最高,Rv2、RPD分别为0.83、2.42。【结论】基于高光谱技术与机器学习模型可以估测博州耕地土壤的有机质与全氮含量。 展开更多
关键词 高光谱 土壤有机质 土壤全氮 光谱估测 偏最小二乘回归 随机森林
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施氮量对春小麦生长及土壤养分积累的影响 被引量:11
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作者 窦晓静 张彦红 +2 位作者 耿庆龙 赖宁 陈署晃 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1191-1199,共9页
【目的】研究不同施氮量对拜城滴灌春小麦生长及土壤养分空间分布的影响规律,寻找适宜生长及土壤养分积累的施氮量,为科学合理、高效施用氮肥、保护麦田生态环境提供理论依据。【方法】2016年,在拜城农业试验站试验田进行,以春小麦(宁... 【目的】研究不同施氮量对拜城滴灌春小麦生长及土壤养分空间分布的影响规律,寻找适宜生长及土壤养分积累的施氮量,为科学合理、高效施用氮肥、保护麦田生态环境提供理论依据。【方法】2016年,在拜城农业试验站试验田进行,以春小麦(宁春44号)为研究对象,设置对照(0 kg/hm^2,CK)、低氮(105 kg/hm^2,N1)、中氮(210 kg/hm^2,N2)和高氮(315 kg/hm^2,N3)4个施氮量水平,分析各处理对春小麦生长(SPAD值、产量及产量构成因子和不同器官氮、磷和钾的吸收和分配)和土壤养分(有机质、全氮、速效氮)积累的影响差异。【结果】(1)春小麦在拔节、抽穗、开花和灌浆期的SPAD值随着施氮量的增加而增加,施氮量315 kg/hm^2较利于春小麦SPDA值的积累。(2)春小麦产量与穗长、总小穗数、结实小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重和籽粒产量均有显著性相关性(P<0.05),施氮量105、210和315 kg/hm^2的产量分别较对照增产7.2%、27.6%和42.1%,其中,施氮量315 kg/hm^2增产约114.08 kg/667 m^2。(3)不同施氮量春小麦籽粒、茎的氮、磷素分配量为籽粒>茎(P<0.05),而钾素的分配表现为茎>籽粒(P<0.05);施氮量的增加促进了春小麦对氮、磷和钾素的吸收,施氮量315 kg/hm^2较有利于氮素的吸收,施氮量210 kg/hm^2较有利于磷、钾吸收。(4)垂直方向上,各处理土壤养分随着土壤层深度的增加而逐渐降低。水平方向上,距滴管带0 cm,施氮量315kg/hm^2较有利于土壤养分(有机质、全氮、速效氮)积累;距滴管带15、30 cm,施氮量315 kg/hm^2较有利于土壤速效氮的积累,施氮量210 kg/hm^2较有利于土壤有机质、全氮的积累。【结论】综上所述,315kg/hm^2可作为新疆适宜小麦生长的施氮量,为小麦滴灌施肥技术提供科学、理论依据。 展开更多
关键词 春小麦 施氮量 生长 土壤养分
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不同滴灌年限小麦土壤养分积累时空变异特征 被引量:5
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作者 乔江飞 赖宁 +4 位作者 耿庆龙 李亚莉 李源 杨昊 陈署晃 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期667-674,共8页
【目的】研究以滴灌年限为1、3和5年的滴灌小麦农田土壤为研究对象,分析距滴灌带不同位置的养分运移微时空空间分布。【方法】通过对土壤剖面样品的采集,结合连续性定位监测及地统计分析,研究不同滴灌年限土壤养分积累时空变异规律。【... 【目的】研究以滴灌年限为1、3和5年的滴灌小麦农田土壤为研究对象,分析距滴灌带不同位置的养分运移微时空空间分布。【方法】通过对土壤剖面样品的采集,结合连续性定位监测及地统计分析,研究不同滴灌年限土壤养分积累时空变异规律。【结果】在不同滴灌年限各土层土壤养分大部分呈现出中等强度的变异,部分碱解氮及速效磷养分呈现出弱变异性,变异系数在7.68%~45.6%。在垂直方向上,土壤速效养分含量除了速效钾外,碱解氮和速效磷都呈现出从表层到底层逐渐降低的规律。在水平方向上,土壤碱解氮及速效钾在不同滴灌年限中均呈现出较明显的变异规律,且大部分差异性显著,其养分含量大部分随距滴灌带距离的增加而呈现出先升高后降低的趋势。【结论】滴灌冬小麦土壤速效养分在不同滴灌年限中,呈现垂直方向上逐渐降低和水平方向上先升高后降低趋势(速效磷除外)的空间异质性规律,能够为合理施肥和作物的生长提供基础的理论依据。 展开更多
关键词 冬小麦 不同滴灌年限 土壤剖面养分 时空变异
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有机无机配施对超晚播冬小麦产量、氮磷养分吸收利用及土壤肥力的影响 被引量:4
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作者 赖宁 耿庆龙 +4 位作者 李永福 李娜 信会男 步生兵 陈署晃 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1335-1343,共9页
【目的】研究化肥减量配施腐殖酸肥对北疆超晚播冬小麦产量、氮磷养分吸收利用及土壤肥力的影响,为新疆超晚播冬小麦化肥减量增效、提升麦田土壤肥力和调整小麦施肥结构提供科学依据和参考。【方法】设7个处理,分别为(1)常规施氮处理,NF... 【目的】研究化肥减量配施腐殖酸肥对北疆超晚播冬小麦产量、氮磷养分吸收利用及土壤肥力的影响,为新疆超晚播冬小麦化肥减量增效、提升麦田土壤肥力和调整小麦施肥结构提供科学依据和参考。【方法】设7个处理,分别为(1)常规施氮处理,NF;(2)优化施氮处理,OPT(80%常规施氮);(3)无氮处理,N_(0);(4)无磷处理,P 0;(5)有机无机配施处理1,NM_(1)(OPT配施腐殖酸肥1.80 kg/hm^(2));(6)有机无机配施处理2,NM_(2)(OPT配施腐殖酸肥3.60 kg/hm^(2));(7)有机无机配施处理3,NM_(3)(OPT配施腐殖酸肥5.40 kg/hm^(2))。【结果】与常规施氮相比,80%常规施氮配施不同剂量腐殖酸肥超晚播冬小麦穗数提高了16.42%~24.16%,穗粒数提高了4.35%~12.42%,产量提高了13.93%~32.48%,地上部植株氮素积累量提高了2.08%~9.83%,磷素积累量提高了16.08%~30.62%,RE N 34.92%~71.68%,AE_(N)提高了164.49%~350.28%,PFP_(N)提高了42.41%~65.61%,RE_(P)提高了87.23%~166.09%,AE_(P)提高了166.67%~388.30%,PFP_(P)提高了13.92%~32.49%。0~20 cm土壤全氮含量提高7.59%~46.84%,有机质含量提高了31.79%~50.76%,有效磷含量提高63.31%~78.92%,速效钾含量提高12.63%~17.20%。【结论】选择氮肥减量20%配施腐殖酸肥5.40 kg/hm^(2)对提高新疆北疆超晚播冬小麦产量、氮磷吸收利用和土壤肥力的效果最佳。 展开更多
关键词 超晚冬播小麦 有机无机配施 产量 氮磷养分吸收利用 土壤肥力
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基于SPAD值的滴灌冬小麦氮肥推荐模型分析
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作者 孙法福 赖宁 +5 位作者 耿庆龙 李永福 吕彩霞 信会男 李娜 陈署晃 《新疆农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2366-2373,共8页
【目的】分析监测滴灌冬小麦关键生育期内氮素营养状况实时动态,为氮肥科学合理施用提供参考。【方法】利用叶绿素仪SPAD-502获取不同氮梯度滴灌冬小麦拔节期、孕穗期、扬花期、灌浆期和乳熟期叶片SPAD值,分析冬小麦叶片SPAD值、施氮量... 【目的】分析监测滴灌冬小麦关键生育期内氮素营养状况实时动态,为氮肥科学合理施用提供参考。【方法】利用叶绿素仪SPAD-502获取不同氮梯度滴灌冬小麦拔节期、孕穗期、扬花期、灌浆期和乳熟期叶片SPAD值,分析冬小麦叶片SPAD值、施氮量和产量三者之间的关系,建立基于SPAD值的冬小麦各关键生育期氮肥推荐模型。【结果】滴灌冬小麦叶片SPAD值从拔节期至孕穗期缓慢下降,从孕穗到灌浆期均快速增大,进入灌浆期后开始减小,除乳熟期外各生育期不同氮处理间SPAD值差异显著;拔节期、孕穗期、扬花期和灌浆期叶片SPAD值与施氮量之间呈极显著线性相关,相关系数在0.826以上;产量和施氮量为二次函数关系,关系表达式为Y=-0.0345X2+19.494X+6035,最高产量8789 kg/hm^(2),对应的施氮量为282.52 kg/hm^(2),施氮量为268.67 kg/hm^(2)可实现最佳经济产量8782.12 kg/hm^(2);拔节期、孕穗期、扬花期和灌浆期临界SPAD值分别为43.07、42.09、49.35和52.07。【结论】根据各生育时期SPAD值与施氮量的关系建立了氮肥推荐模型,基于冬小麦叶片SPAD值建立的关键生育期氮肥推荐模型可以实现营养诊断和指导分期施肥。 展开更多
关键词 滴灌冬小麦 SPAD值 施氮量 氮肥推荐模型
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