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近红外光谱技术在土壤成分检测中的研究进展

光谱学与光谱分析 2014年第10期34卷 2639-2644页

作者：刘燕德熊松盛刘德力华东交通大学机电工程学院江西南昌330013 江西省兴国县农业和粮食局江西兴国342400

土壤是十分复杂的物质,有机物和无机物共存,土壤所含的信息量巨大。近红外光谱技术具有检测速度快、分析效率高、成本低、操作简单的特点,并且能同时检测多种土壤成分。介绍了近红外光谱技术检测土壤的基本流程和光谱数据处理方法,建模... 详细信息

土壤是十分复杂的物质,有机物和无机物共存,土壤所含的信息量巨大。近红外光谱技术具有检测速度快、分析效率高、成本低、操作简单的特点,并且能同时检测多种土壤成分。介绍了近红外光谱技术检测土壤的基本流程和光谱数据处理方法,建模方法。重点是概括近年来近红外技术测定土壤成分的最新研究进展及土壤成分便携式近红外仪器的发展情况,并针对NIR在数字化农业方面的意义和未来发展方向进行了讨论。

关键词：近红外光谱技术土壤成分数字化农业研究进展

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荒漠土壤成分对陆面过程的影响

干旱区研究 2020年第1期37卷 18-25页

作者：李火青金莉莉买买提艾力·买买提依明赵佳伟中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所新疆师范大学

采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤,应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径,按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类,发现土壤类型并非均质沙土,在0~30 cm深度的浅层存在10%~24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模... 详细信息

采集塔克拉玛干沙漠北缘肖塘观测站附近的土壤,应用Mastersizer-2000激光粒度仪测定土壤粒径,按照伍登-温德华粒级标准进行土壤成分分类,发现土壤类型并非均质沙土,在0~30 cm深度的浅层存在10%~24%的黏土,根据土壤成分比例对Noah陆面模式的土壤参数重计算,然后利用肖塘站2011年3月22日至7月25日的观测数据驱动Noah模式,对比修正土壤参数前后的模拟效果。结果表明:更新土壤参数后10 cm土壤温度模拟偏差减少0. 62℃,土壤热通量偏差减小10. 47 W·m^-2,感热通量偏差减少7. 02 W·m^-2,地表净辐射偏差减少5. 48W·m^-2,且效率系数达到更高的接受程度。通过泰勒图分析了土壤参数修正对Noah模拟效果的整体作用,表明修正土壤参数后的模式中热量传输扩散有一定的优化作用,10 cm土壤温度和热通量土壤温度模拟效果得到改进。

关键词：荒漠土壤成分陆面过程 Noah模式塔克拉玛干沙漠

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南水北调东线工程输水干线土壤成分测定

中国血吸虫病防治杂志 2016年第4期28卷 426-428,431页

作者：白爱英孙洁李景超赵长磊徐北霜缪峰山东省济南市疾病预防控制中心济南250021 山东省科学院山东省分析测试中心山东省德州市疾病预防控制中心山东省医学科学院山东省寄生虫病防治研究所

目的：探讨南水北调东线干渠途经地区土壤成分与钉螺孳生的关系。方法在工程沿线地区选取4个研究点，采集土壤标本，检测其中的化学元素、有机质和总氮等成分含量，分析影响钉螺生存繁殖的土壤因素。结果除锌、钠、磷、密度外，存活钉... 详细信息

目的：探讨南水北调东线干渠途经地区土壤成分与钉螺孳生的关系。方法在工程沿线地区选取4个研究点，采集土壤标本，检测其中的化学元素、有机质和总氮等成分含量，分析影响钉螺生存繁殖的土壤因素。结果除锌、钠、磷、密度外，存活钉螺所暴露的土壤成分含量均有异于死亡钉螺所暴露的土壤，差异有统计学意义（t=-19.150～12.810，P均〈0.01）。但Logistic回归分析未得出有统计学意义的模型。结论钉螺适于生活在有机质丰富、pH值偏中性的土壤中。随着全球气候变暖及南水北调工程的运行，钉螺有可能在北方受水地区孽生，应加强对长江水流经地区的螺情监测。

关键词：南水北调东线干渠钉螺土壤成分

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青檀天然群落土壤成分及其对青檀生长的影响

生态环境学报 2010年第10期19卷 2318-2324页

作者：汪殿蓓李建华陈玉兰刘仁阳孝感学院生命科学技术学院湖北孝感432000

对湖北省三潭风景区青檀（Pteroceltis tatarinowii）天然群落土壤主要元素进行测定,并通过因子相关分析,探讨了土壤成分与青檀生长指标之间的相关性,研究结果可为青檀野生资源的保护和合理利用提供科学依据。结果表明,土壤水溶性Ca2＋... 详细信息

对湖北省三潭风景区青檀（Pteroceltis tatarinowii）天然群落土壤主要元素进行测定,并通过因子相关分析,探讨了土壤成分与青檀生长指标之间的相关性,研究结果可为青檀野生资源的保护和合理利用提供科学依据。结果表明,土壤水溶性Ca2＋、Mg2＋平均质量分数为3.598和0.176 g·kg-1,速效钾、全氮、有效磷的平均质量分数分别是133.324 mg·kg-1、4.413 g·kg-1和3.569 mg·kg-1,有机质平均质量分数为3.295%。土壤水溶性Ca2＋与青檀生长指标之间无显著相关关系;土壤可溶性Mg2＋与乔木、灌木的丛生植株数量呈显著正相关,当Mg2＋浓度处于0.191~0.221 g·kg-1之间时,青檀的丛生植株数量大;全氮与青檀乔木平均高度、平均胸径呈极显著正相关,与单生植株数量呈显著负相关;有效磷与乔木平均高度和胸径呈显著正相关;速效钾与乔木丛生植株数量及乔木总数量呈显著正相关;有机质灌木冠幅呈显著正相关。按土壤成分可将青檀群落聚成3类,3个聚类组的土壤水溶性Mg2＋、全氮（TN）、速效钾（TK）、有效磷（TP）、有机质以及青檀乔木植株总数量存在着显著差异。

关键词：青檀天然群落土壤成分相关性分析

采煤沉陷区土壤成分变化研究——以潞安集团王庄煤矿为例

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中国水土保持 2011年第4期 44-46,69页

作者：朱宗泽陈志超郝成元河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454000

煤炭开采导致地表大面积沉陷、土壤肥力下降,从而影响耕地生产能力。通过对潞安集团王庄煤矿采煤沉陷区沉陷3年、6年的土壤成分进行对比分析研究,得出以下两点主要结论:①土壤养分有从沉陷地顶部向底部汇集的趋势,沉陷3年的沉陷地顶部... 详细信息

煤炭开采导致地表大面积沉陷、土壤肥力下降,从而影响耕地生产能力。通过对潞安集团王庄煤矿采煤沉陷区沉陷3年、6年的土壤成分进行对比分析研究,得出以下两点主要结论:①土壤养分有从沉陷地顶部向底部汇集的趋势,沉陷3年的沉陷地顶部和底部的土壤养分差别较大,而沉陷6年的沉陷地顶部和底部土壤养分差别不大;②沉陷3年的土壤和沉陷6年的土壤的pH值虽无大的变化,但其底部、中部、顶部电导率却存在显著差异,即沉陷地底部土壤有盐化趋势。依据研究结果,提出了改善土壤物理、化学性状等相应的土地整治策略。

关键词：土壤成分土壤肥力采煤沉陷区王庄煤矿潞安矿区山西省

翠京元微生物肥对紫甘蓝品质及土壤成分影响研究

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北方园艺 2013年第6期 189-190页

作者：张晓梅苗增建西宁市蔬菜研究所青海西宁810016

以"普来米罗"紫甘蓝为试材,研究了翠京元微生物肥对改良土壤成分和改善产品品质的影响。结果表明:施用翠京元微生物肥后,土壤中有机质含量达17.2g/kg,超过对照土壤3.1g/kg;施用翠京元微生物肥可明显增加紫甘蓝中钙和铁含量,改善其品质。

关键词：紫甘蓝翠京元微生物肥品质土壤成分

川西獐芽菜土壤微生物群落与土壤成分及植物性状关系研究

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川西獐芽菜土壤微生物群落与土壤成分及植物性状关系研究

作者：乔岩中央民族大学

学位级别：硕士

川西獐芽菜是一种珍贵高原藏药,主治肝胆病,有利尿,清热解毒等功效,具有重要的药用价值。苛刻的生长条件和人类的大量采摘,使得其野生资源几近枯竭。对于川西獐芽菜已开展多方面研究,但关于川西獐芽菜土壤微生物的研究却尚属鲜见。本研... 详细信息

川西獐芽菜是一种珍贵高原藏药,主治肝胆病,有利尿,清热解毒等功效,具有重要的药用价值。苛刻的生长条件和人类的大量采摘,使得其野生资源几近枯竭。对于川西獐芽菜已开展多方面研究,但关于川西獐芽菜土壤微生物的研究却尚属鲜见。本研究以青海省玉树藏族自治州仲达县,歇武镇,称多县,四川省阿坝藏族羌族自治州金川县共四个地区的20株川西獐芽菜及其三个不同深度土层（0-20 cm,20-40 cm,40-60 cm）共59个土壤样品为研究对象,利用二代测序技术进行土壤细菌16S rDNA测序,比较了不同深度土层及不同地区土壤细菌群落结构和多样性（丰富度,多样性,均匀度）指数,辨析了不同地区的差异菌群;测定并对比了不同地区土壤pH、含水量、有机质、全氮、磷和钾等土壤常规成分以及铁、铅、镉、镍、铬和铜等重金属成分和植物性状包括表型（株高,开花数,主茎节间长度）以及有效成分（龙胆苦苷,獐芽菜苦苷,芒果苷）的差异;探讨了土壤细菌-土壤成分-植物性状的相关关系。研究结果如下:1.川西獐芽菜土壤细菌多样性指数和群落结构。（1）共获得4379个细菌OTU,门39个,纲116个,目156个,科180个,属213个。青海地区细菌丰富度显著高于四川地区（P＜0.05）,均匀度和多样性差异不显著（P＞0.05）;（2）同一地区不同深度土层间细菌群落多样性,均匀度,丰富度均不存在显著差异（P＞0.05）;（3）四川地区绿弯菌门,放线菌纲,厌氧绳菌纲和慢生根瘤菌属相对含量显著高于青海地区（P＜0.05）,青海地区芽单胞菌门,嗜热油菌纲,芽单胞菌纲,酸微菌目和Kaistobacter属相对含量显著高于四川地区（P＜0.05）。2.土壤特征成分和植物性状。（1）同一地区不同土层间各土壤成分差异不显著（P＞0.05）。四川地区土壤含水量、有机质、铁和铅含量显著高于青海地区,土壤钾、铜、镍含量显著低于青海地区（P＜0.05）,土壤pH、全氮、磷、镉和铬含量不存在显著差异（P＞0.05）;（2）四川地区株高和开花数,有效成分含量均显著高于青海地区（P＜0.05）,主茎节间长度差异不显著（P＞0.05）。3.土壤细菌-土壤成分-植物性状相关关系。（1）土壤细菌丰富度与土壤含水量和有机质含量呈负相关关系,与海拔呈正相关关系。菌群差异与土壤成分含量的差异有关,其中,芽单胞菌门、放线菌纲分别与土壤含水量之间存在显著负相关和正相关关系,绿弯菌门、芽单胞菌纲、厌氧绳菌纲及Kaistobacter属含量分别与土壤铁、钾、铅和铜显著正相关。冗余分析表明,细菌群落结构随土壤全氮、磷、铅以及钾、镍和海拔变化显著变化,是影响细菌群落结构的关键环境因子。VPA分析表明,土壤成分对细菌结构解释度为45.61%,其中土壤常规成分解释度（34.47%）＞重金属（11.14%）;（2）植物性状受到菌群结构和土壤成分综合调控,调控程度为:菌群结构＞土壤成分。绿弯菌门,芽单胞菌门,厌氧绳菌纲等不同层次的菌群是影响植物性状的关键菌群,土壤含水量,有机质和铁,铜等重金属成分是影响植物性状的关键土壤成分。综上,川西獐芽菜土壤微生物在四川和青海地区存在差异,并与土壤成分,表型和有效成分相互影响。本研究对今后川西獐芽菜自然品种的选育,人工栽培条件的创设,以及克服野生资源匮乏等生态问题有一定的指导作用。

关键词：川西獐芽菜土壤微生物土壤成分植物性状

基于实验室高光谱反射数据的土壤成分含量估算研究

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基于实验室高光谱反射数据的土壤成分含量估算研究

作者：杨萍南京农业大学

学位级别：硕士

土地资源作为资源与生态环境系统中的重要要素和诸多生态环境问题的集中体现者，土地资源的利用成为可持续发展中的重要组成部分。因为不合理地利用土地资源所带来的土壤侵蚀、土壤肥力下降、土壤退化和荒漠化、生态环境恶化等问题愈加... 详细信息

土地资源作为资源与生态环境系统中的重要要素和诸多生态环境问题的集中体现者，土地资源的利用成为可持续发展中的重要组成部分。因为不合理地利用土地资源所带来的土壤侵蚀、土壤肥力下降、土壤退化和荒漠化、生态环境恶化等问题愈加严重。如何采用先进的技术方法对复杂的土壤状况进行监测，成为一个重要的研究课题。高光谱遥感除具有常规遥感的功能外，凭借其极高的光谱分辨率，通过对土壤理化性质与土壤精细光谱信息的分析，具备定量获取土壤特性参数的潜力，为实现土壤成分的估算研究与高光谱遥感图像的解译提供可能。本文首先从土壤理化性质入手，分析土壤成分的空间分布特征;并利用土壤的光谱特性，总结出水稻土与红壤的光谱特征差异。其次，揭示了土壤成分与其光谱成因机理之间的内在联系。运用各种土壤反射率数学变换形式，找出最佳单相关分析波段，利用统计学相关分析方法，建立多组回归分析模型，成功地实现了土壤有机质、氧化铁、土壤中量元素的估算。通过分析、研究得出如下结论：(1)研究区中水稻土和红壤两种土壤类型光谱曲线基本形态一致，但同时也存在着差异：红壤样点在550nm-1700nm范围内，光谱反射率比水稻土的反射率至少高出6.51％-17.71％，通过比较光谱反射值的大小，就可以分辨出水稻土与红壤，为确定样点的土壤类型提供依据。(2)在有机质含量的估算研究中，有机质含量与光谱反射率倒数微分变换后，在811nm处达到相关系数最大值，为-0.8642。经统计回归分析，发现估算有机质含量的最佳模型是以在477nm、2152nm二个波段的反射率对数的一阶微分为自变量构成的方程。(3)在氧化铁含量的估算研究中，土壤中氧化铁的含量与反射率呈负相关。光谱反射率在497nm处对氧化铁有较好的敏感性，相关系数的绝对值(负相关)在所有单相关分析中是最高的，为-0.88021。通过700nm、900nm附近的吸收特征参数与氧化铁含量之间相关分析表明，吸收深度与氧化铁含量之间的相关性不理想。统计回归分析结果表明，反射率、平方根的微分变换形式对氧化铁的含量较敏感，估算方程的效果较好。(4)在土壤中量元素的估算研究中，发现对氧化镁含量敏感的波段为480nm、706nm，对硫含量敏感的波段为818 nm、1383 nm、2162nm，对这两种成分建立的估算方程具有较高的判定系数与调整判定系数，较小的RMSE与相对误差，方程精度都达到90％以上，说明氧化镁与硫是可以用高光谱的方法来进行估算的。它们与有机质相关分析表明：土壤中量元素估算方程精度的顺序与它们和有机质的相关性顺序一致，即与有机质相关性高的元素估算精度也高，与有机质相关性低的元素估算精度也低;与氧化铁的相关分析表明：氧化镁与氧化铁的相关性很高，可以通过氧化铁间接估算氧化镁的含量。

关键词：高光谱土壤成分估算相关分析线性回归分析

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吉林省西部地区盐碱地土壤成分研究

贵州农业科学 2010年第8期38卷 127-129页

作者：时东方赵骥民任长忠郑梅竹张丽辉长春师范学院中心实验室吉林长春130032 吉林省白城市农业科学院吉林白城137000 长春师范学院生命科学学院吉林长春130032

为研究吉林省西部地区土壤成分及含量,利用酸度计测定了不同土样的pH值,利用火焰光度计及原子吸收分光光度计研究了速效氮磷钾和微量元素的含量,以及燕麦种植对土壤中无机元素和微量元素含量的影响,结果表明:吉林省西部地区盐碱地土壤... 详细信息

为研究吉林省西部地区土壤成分及含量,利用酸度计测定了不同土样的pH值,利用火焰光度计及原子吸收分光光度计研究了速效氮磷钾和微量元素的含量,以及燕麦种植对土壤中无机元素和微量元素含量的影响,结果表明:吉林省西部地区盐碱地土壤中速效氮磷钾分布不均匀,微量元素的含量差别不大,pH值较高,有的已达到9.6以上,但仍处于燕麦生长所耐受的范围之内,种植燕麦后盐碱地土壤有了酸化趋势。因此,应大力提倡在盐碱地种植燕麦,可为吉林省西部地区盐碱地改造提供一定的帮助。

关键词：盐碱地土壤成分吉林