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滴定原理土壤有机质分析仪的校准方法

上海计量测试 2024年第4期51卷 27-30页

作者：罗明蒋磊上海市计量测试技术研究院

通过研究滴定原理土壤有机质分析仪的组成和原理,确定合理的计量特性,对滴定原理土壤有机质分析仪的温度示值误差、温度均匀性、仪器示值误差和重复性等计量指标进行校准,编写具有可操作性的校准方法,并评定校准结果的测量不确定度。针... 详细信息

通过研究滴定原理土壤有机质分析仪的组成和原理,确定合理的计量特性,对滴定原理土壤有机质分析仪的温度示值误差、温度均匀性、仪器示值误差和重复性等计量指标进行校准,编写具有可操作性的校准方法,并评定校准结果的测量不确定度。针对滴定原理土壤有机质分析仪形成一个较为合理、实用的校准方法,对规范该类仪器的校准具有实际意义。

关键词：土壤有机质计量校准不确定度

呼伦贝尔市典型黑土区土壤有机质与全氮含量关系研究

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中国资源综合利用 2024年第7期42卷 45-47页

作者：王璐孙秀琳姜英君吴耀义崔军冯丹耿朔呼伦贝尔市农牧技术推广中心内蒙古呼伦贝尔021008 呼伦贝尔农垦上库力农牧场有限公司内蒙古呼伦贝尔022257 内蒙古自治区海拉尔农牧场管理局内蒙古呼伦贝尔021008 莫力达瓦达斡尔族自治旗农村经营指导与产业服务中心内蒙古自治区莫力达瓦达斡尔族自治旗农业技术推广中心内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗162891

为更好地保护黑土地,对呼伦贝尔市典型黑土区2238个土壤样品的有机质和全氮含量进行统计与线性回归分析。研究表明,土壤总氮与有机碳含量呈正相关,土壤有机质与土壤中总氮的线性回归关系存在较大差异。

关键词：土壤有机质全氮相关性黑土

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微量元素对土壤有机质分解过程的影响及机制分析

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2024年第4期 0094-0097页

作者：万国越黎杰广西壮族自治区产品质量检验研究院广西南宁530000

土壤的肥沃在于其中所含有的有机质。其将如何分解,各种环境因素的影响所致。而本次研究的焦点,便锁定在微量元素对土壤中有机质分解过程的影响力上。在这个研究中,挑选的土壤样本都富含着多种微量元素,例如铁、锌、铜等等。一系列的控... 详细信息

土壤的肥沃在于其中所含有的有机质。其将如何分解,各种环境因素的影响所致。而本次研究的焦点,便锁定在微量元素对土壤中有机质分解过程的影响力上。在这个研究中,挑选的土壤样本都富含着多种微量元素,例如铁、锌、铜等等。一系列的控制实验参与其中,对比了在有无微量元素的参与下,土壤有机质的分解过程有何不同。由此获知,加入微量元素能推动土壤有机质分解的速度,尤以铁和锌为甚。更深一步探讨其机制,可能为微量元素催化有机质氧化反应,使分解效率大大提升。此外,微量元素也能改变土壤微生物的种群结构,利于那些能高效分解有机质的微生物种类的生存和繁殖。总的来说,微量元素对土壤有机质的分解过程有明显的促进作用,但其具体机制还需要进一步的研究。本研究对于理解土壤生态系统的微量元素循环,以及进一步优化农田土壤的肥力管理,具有重要的理论意义和实际应用价值。

关键词：微量元素土壤有机质分解过程催化氧化反应土壤微生物种群结构

基于文献计量学分析黑土土壤有机质研究现状及发展趋势

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内蒙古石油化工 2024年第2期50卷 1-5页

作者：王祥霍刚关卫东左震肖宇胜张晋强中国地质调查局呼和浩特自然资源综合调查中心内蒙古呼和浩特010010

黑土土壤是中国重要的耕地资源之一,有机质含量对土壤质量和农作物产量有重要影响。利用文献计量学分析方法,通过收集和分析发文量、期刊来源、作者、研究机构、关键词和摘要等信息,对我国黑土土壤有机质研究的现状和发展趋势进行了综述... 详细信息

黑土土壤是中国重要的耕地资源之一,有机质含量对土壤质量和农作物产量有重要影响。利用文献计量学分析方法,通过收集和分析发文量、期刊来源、作者、研究机构、关键词和摘要等信息,对我国黑土土壤有机质研究的现状和发展趋势进行了综述,揭示了该领域关注焦点和研究热点。结果表明:我国黑土土壤有机质相关研究整体呈上升趋势;科研机构和高校是主要的研究力量,中国科学院东北地理与农业生态研究所与东北农业大学在该黑土地相关研究中处于领先地位;通过关键词聚类分析和共现分析,该领域研究主要集中在土壤有机质含量、土壤模型和遥感技术、有机质分解与转化、有机质对土壤质地和养分的影响等方面。未来应加强多学科的交叉合作研究,重点关注黑土土壤有机质动态变化机制机理、多尺度、多时段的遥感监测技术等研究。

关键词：黑土土壤有机质文献计量研究热点

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基于小管密封法的土壤有机质测定探究

山西化工 2024年第2期44卷 83-84,100页

作者：张伟山西省运城生态环境监测中心山西运城044000

为探究土壤有机质测定工作质量的提升路径,在参考已有研究文献的基础上,以小管密封法为基础进行土壤有机质测定,通过实验确定在消解温度170℃和消解时间30 min时,土壤有机质测定实验可取得相对较高的准确性。同时,本次设计的小管密封法... 详细信息

为探究土壤有机质测定工作质量的提升路径,在参考已有研究文献的基础上,以小管密封法为基础进行土壤有机质测定,通过实验确定在消解温度170℃和消解时间30 min时,土壤有机质测定实验可取得相对较高的准确性。同时,本次设计的小管密封法在准确性方面明显优于传统的化学氧化法,表明该实验方法具有一定的实际应用价值。

关键词：小管密封法土壤有机质实验测试

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连续小波变换的土壤有机质含量高光谱估测

光谱学与光谱分析 2022年第4期42卷 1278-1284页

作者：玉米提·买明王雪梅新疆师范大学地理科学与旅游学院新疆乌鲁木齐830054 新疆维吾尔自治区重点实验室“新疆干旱区湖泊环境与资源实验室” 新疆乌鲁木齐830054

土壤有机质含量的高光谱估测可快速、准确监测土壤肥力,对现代化农业生产进行精准施肥提供科学依据。以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲耕层土壤为研究对象,对采集的98个土壤样品的原始光谱反射率R分别进行传统倒数对数lg(1/R)、一阶微分R... 详细信息

土壤有机质含量的高光谱估测可快速、准确监测土壤肥力,对现代化农业生产进行精准施肥提供科学依据。以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲耕层土壤为研究对象,对采集的98个土壤样品的原始光谱反射率R分别进行传统倒数对数lg(1/R)、一阶微分R′和倒数对数一阶微分[lg(1/R)]′数学变换,以及基于小波母函数Bior1.3不同尺度分解的连续小波变换(CWT),并与实测土壤有机质含量进行相关分析,从而筛选出各类变换下与土壤有机质含量密切相关的特征波段和小波系数(p土壤有机质含量作为因变量,采用偏最小二乘回归和支持向量机回归方法构建土壤有机质含量的估测模型。结果表明:(1)各类光谱变换方法有效提升光谱与土壤有机质含量之间的敏感性,其中经CWT变换后的土壤光谱反射率与有机质含量的相关性得到显著提高,相关系数由0.39提高到0.54(p土壤有效信息,实现光谱信号的近似特征和细节特征的有效分离,建立的反演模型可更加精准估测土壤有机质含量。

关键词：连续小波变换分解尺度高光谱估测土壤有机质渭干河-库车河三角洲绿洲

基于特征波长积分算法的土壤有机质抗水分干扰模型研究

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光谱学与光谱分析 2022年第3期42卷 984-989页

作者：赵锐宋海燕赵耀苏勤李伟孙义舒谌英敏山西农业大学农业工程学院山西太谷030800 山西农业大学园艺学院山西太谷030800

土壤有机质是土壤的重要成分,也是农作物生长的重要营养指标。快速、准确检测土壤有机质含量对施肥管理具有重要意义。近年来,近红外光谱被广泛应用于土壤有机质的快速检测,然而土壤有机质敏感波段易受土壤水分干扰,从而会影响到土壤有... 详细信息

土壤有机质是土壤的重要成分,也是农作物生长的重要营养指标。快速、准确检测土壤有机质含量对施肥管理具有重要意义。近年来,近红外光谱被广泛应用于土壤有机质的快速检测,然而土壤有机质敏感波段易受土壤水分干扰,从而会影响到土壤有机质的预测结果。在山西省境内采集了140个土壤样本,采用ASD光谱仪分别获取了不同含水率(0%,5%,10%,15%,17%)土壤样本谱图曲线(350~2500 nm)。为了提高土壤有机质预测模型精度,提出特征波长积分算法,即通过特征波长处吸光度的积分值作为自变量进行建模的方法,建立了土壤有机质预测模型及抗水分干扰修正系数模型。结果表明:(1)使用特征波长处吸光度的积分值作为自变量建立的土壤有机质预测模型统计参数优于传统的使用特征波长处的吸光度值作为自变量的建模方法;(2)校正后的湿土光谱更加接近干土土样,在一定程度上解决了传统水分修正系数在水分含量较高时修正效果较差的问题;(3)提高了湿土样本的预测精度,预测相关系数(R_(P))提升了约0.09,预测均方根误差(RMSEP)降低了约1.72。说明该方法可以有效降低水分对土壤有机质光谱的影响,提高不同含水率土壤有机质的预测精度,可为后续仪器开发提供理论支持。

关键词：土壤有机质近红外光谱积分算法水分修正系数

不同粒径对土壤有机质含量可见—近红外光谱预测的影响

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光谱学与光谱分析 2022年第8期42卷 2542-2550页

作者：钟翔君杨丽张东兴崔涛和贤桃杜兆辉中国农业大学工学院北京100083 农业农村部土壤-机器-植物系统技术重点实验室北京100083

土壤有机质(SOM)是表征土壤肥力的重要指标,实现其快速准确检测可为精准农业区域管理提供有效的数据支撑。土壤粒径对SOM的光谱预测及仪器开发有很大的影响,为了明确不同粒径对SOM预测的影响,分别制备了1~2,0.5~1,0.25~0.5,0.1~0.25和<0... 详细信息

土壤有机质(SOM)是表征土壤肥力的重要指标,实现其快速准确检测可为精准农业区域管理提供有效的数据支撑。土壤粒径对SOM的光谱预测及仪器开发有很大的影响,为了明确不同粒径对SOM预测的影响,分别制备了1~2,0.5~1,0.25~0.5,0.1~0.25和<0.1mm五种均匀粒径及<1mm混合粒径共计6种粒径土样并进行了可见-近红外(300~2500nm)光谱数据采集。采用蒙特卡罗交叉验证分别剔除了不同粒径的异常样本,结合Savitzky-Golay卷积平滑法对光谱数据进行平滑去噪处理,比较了不同粒径样品的光谱反射率差异,并对平滑后的原始光谱R进行倒数IR、对数LR、一阶导数FDR等3种光谱变换并分析与SOM含量的相关性,基于竞争性自适应重加权算法(CARS)对光谱数据进行了特征波长提取,并结合偏最小二乘回归(PLSR)分别建立了相应的SOM含量预测模型。结果表明,不同粒径土样的平均光谱反射率与变异系数随着粒径的减小逐渐增加,且在大于540nm波长范围内,差异明显。随着粒径的减小,SOM含量与光谱反射率在全波段范围的相关性变化幅度愈加明显,FDR变换可明显改变全波段范围与SOM含量的相关性。通过CARS算法对FDR变换后的光谱数据进行特征波长提取,筛选出特征波长数为全波段数量的13.1%,降低了光谱数据重叠及无效信息干扰。对比不同SOM预测模型的结果,FDR变换光谱的建模精度较好,且粒径越小其模型的效果越好,特别在粒径<0.1mm时,模型的R达到0.91,RMSEP为2.20g·kg^(-1),RPD为3.33。基于CARS特征变量构建的SOM含量预测模型中,粒径<0.1mm预测模型的效果最好,R为0.78,RMSEP为3.00g·kg^(-1),RPD为2.00,可以实现SOM含量的可靠预测,且其他粒径下的模型仍有可优化的空间。该研究可以为实现SOM田间动态预测及仪器设计提供理论及模型参考。

关键词：土壤有机质粒径可见-近红外光谱竞争性自适应重加权算法偏最小二乘回归

基于可见/近红外光谱和数据驱动的机器学习方法测量土壤有机质和总氮

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光谱学与光谱分析 2023年第7期43卷 2226-2231页

作者：章海亮谢潮勇田彭詹白勺陈再良罗微刘雪梅华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

土壤养分直接关系到作物产量与品质状况,然而传统化学方法检测存在化学试剂消耗大、耗时费力等问题,不能满足精细农业的需求。快速获取土壤养分信息是发展精细农业、绿色农业的关键,想要了解土壤肥力状况,必须先了解有机质和总氮的含量... 详细信息

土壤养分直接关系到作物产量与品质状况,然而传统化学方法检测存在化学试剂消耗大、耗时费力等问题,不能满足精细农业的需求。快速获取土壤养分信息是发展精细农业、绿色农业的关键,想要了解土壤肥力状况,必须先了解有机质和总氮的含量状况。许多研究表明,长波近红外光谱被广泛应用于土壤检测领域,然而短波可见/近红外光谱在土壤有机质和总氮的研究上却非常罕见。以江西省吉安市安福县和南昌市新建区的四个村庄作为研究区,根据2×2网格法采集了深度为10~30 cm的棕壤、红壤和水稻土三种最为典型的土壤样品共180份。经过研磨、风干等处理后用四分法均匀划分为两份,用于测定样品光谱信息和理化信息。将土壤样品按照2∶1(120∶60)划分为建模集和预测集。考虑到首尾端波段噪声较大,故去除325~349和1051~1075 nm波段,将350~1050 nm波段用于光谱分析。通过连续投影算法(SPA)筛选出有机质12个特征波长点,总氮11个特征波长点,考虑到土壤光谱信息与土壤理化性质之间可能存在非线性联系,建立全波段与特征波长的线性偏最小二乘回归(PLSR)模型和非线性最小二乘支持向量机(LS-SVM)模型对土壤有机质和总氮进行研究,LS-SVM模型采用两步网格搜索法优化了两个超参数γ和σ^(2)。研究结果表明:(1)土壤的光谱反射率随波长增加反射率升高,反射率曲线中460、550、580、740和900 nm处有较为明显的吸收特征。(2)从PLSR模型和LS-SVM模型结果分析可知,非线性模型LS-SVM具有更好的预测精度,分析认为土壤光谱信息与土壤理化性质之间存在一些非线性关系。(3)通过连续投影算法筛选的特征波长提高了模型精度,优化了模型运行效率。SPA-LS-SVM模型是所有模型中最优的预测模型,其中有机质模型的R_(pre)^(2)为0.8847,RMSE_(p)为0.1048,RPD为2.9450,总氮模型的R_(pre)^(2)为0.9018,RMSE_(p)为0.0104,RPD为3.1911。(4)本研究说明可见/近红外光谱能够用于测量不同类型的土壤有机质和总氮含量,并且达到较好的预测效果。可见/近红外光谱在土壤检测领域具有巨大潜力。

关键词：土壤有机质总氮连续投影算法偏最小二乘回归最小二乘支持向量机