麦田土壤-作物养分时空耦合及其变量施肥模型研究
发布时间：2021-01-10 21:56
小麦是世界上主要的粮食作物之一,也是我国重要的粮食作物。小麦产量受土壤养分、灌溉、栽培等诸多因素影响,其中利用施肥技术提高土壤养分水平是小麦产量提升的重要途径之一。传统施肥方式存在养分利用率低,环境污染等问题,应综合使用现代农业技术实施变量施肥,以最大限度提高生产力,同时限制过度施肥对环境的影响。麦田养分主要循环路径为“投入-土壤-小麦-产出”,小麦作为重要的一环为养分的监测提供了关键信息。本研究选择山东省、中国农大桓台生态与可持续发展实验站（生态站）和山东省桓台县农业标准化示范区（农标区）麦田为研究对象,从空间变化规律和时间变化规律角度,结合实测小麦养分和土壤养分数据,综合运用统计分析、主成份分析、地统计分析等方法,探讨了冬小麦养分（地上）和土壤养分（地下）的特征规律;基于无人机多光谱数据和地面采样数据,筛选麦田土壤-作物耦合的主要养分敏感光谱指数,构建麦田土壤养分的估测模型;从大小两个尺度,分别构建地面、无人机和基于卫星遥感的麦田变量施肥模型,为麦田精准施肥和麦区施肥提供科学依据。主要研究工作及结果如下:（1）针对冬小麦养分状况与无人机多光谱影像开展系统研究,旨在确定冬小麦生育期内...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究主要内容及技术路线框架
山东省位于中国华北平原,处黄河下游、东部沿海,北纬34°22.9′-38°24.01′、东经114°47.5′-122°42.3′之间(图2),包括半岛和内陆两部分,其中陆域面积15.58万km2,耕地面积7.51万km2。境内中部山地突起,西南、西北低洼平坦,东部缓丘起伏,可分为鲁中南山地、鲁东丘陵和鲁西北平原三个地貌区域。气候属暖温带季风气候类型,降水集中,年平均降水量在550-950mm之间,雨热同季,年平均气温11℃-14℃。省内光照资源充足,光照时数年均2290-2890小时,热量条件可满足农作物一年两作的需要(李军等,2008)。省内主要粮食作物为小麦、玉米,主要熟制为冬小麦-夏玉米一年两熟和春玉米、花生等一年一熟,粮食产量总体较高,是中国北方的重要粮区之一。2.1.2 小尺度研究区概况
本研究以中国农大桓台生态与可持续发展实验站(生态站)及山东省桓台县农业标准化示范区(农标区)为小尺度研究区(图3)。生态站情况见田间试验设计(2.2节)。农标区毗邻生态站(37°1′56.8″-37°2′14.9″,117°59′41″-118°0′9″),区域面积约37hm2,区内种植小麦品种为济17,采用冬小麦-夏玉米轮作。冬小麦施肥情况为播前施基肥复混肥过磷酸钙1666kg/hm2,3月5日左右追施尿素380kg/hm2。2.1.3 研究区作物概述
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻丰产优质精准施肥技术[J]. 敖礼林. 科学种养. 2020(02)
[2]无人机影像拼接软件在农业中应用的比较研究[J]. 陈鹏飞,徐新刚. 作物学报. 2020(07)
[3]氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响[J]. 李思平,曾路生,吴立鹏,张玉晓,解军蕊,丁效东. 中国水稻科学. 2020(01)
[4]高寒草甸退化对祁连山土壤微生物生物量和氮矿化速率的影响[J]. 马源,杨洁,张德罡,周恒,周会程,陈建纲. 生态学报. 2020(08)
[5]基于MODIS的中国地表反照率特征分析[J]. 徐震宇,邱新法,李爽爽,施国萍,何永健. 干旱区资源与环境. 2020(01)
[6]基于Sentinel-2A影像特征优选的随机森林土地覆盖分类[J]. 何云,黄翀,李贺,刘庆生,刘高焕,周振超,张晨晨. 资源科学. 2019(05)
[7]植物营养中理论问题的追本溯源[J]. 白由路. 植物营养与肥料学报. 2019(01)
[8]精准变量施肥技术发展与分析[J]. 初金哲,庄卫东,梁冉冉. 农业机械. 2018(10)
[9]基于无人机多光谱遥感的土壤含水率反演研究[J]. 张智韬,王海峰,韩文霆,边江,陈硕博,崔婷. 农业机械学报. 2018(02)
[10]冬小麦、夏玉米高效施肥技术研究[J]. 孙克刚,杨焕焕,张琨,和爱玲,杜君. 河南农业科学. 2017(10)
博士论文
[1]玉米冠层NDVI实时检测及智能施肥分区方法的研究[D]. 刘洪利.黑龙江八一农垦大学 2019
[2]华北小麦玉米轮作区土壤养分变异规律与精准施肥分区[D]. 杨歆歆.山东农业大学 2019
[3]MODIS双星数据协同的耕地物候参数提取方法研究[D]. 卫炜.中国农业科学院 2015
[4]华北地区冬小麦—夏玉米作物生产体系产量差特征解析[D]. 李克南.中国农业大学 2014
[5]基于多源遥感信息融合的小麦生长监测研究[D]. 王来刚.南京农业大学 2012
[6]太湖地区土壤-作物系统氮素利用的综合研究[D]. 林忠成.扬州大学 2010
[7]小麦冠层和单叶氮素营养指标的高光谱监测研究[D]. 姚霞.南京农业大学 2009
[8]精准农业变量施肥理论与试验研究[D]. 陈立平.中国农业大学 2003
[9]土壤养分空间变异与分区管理技术研究[D]. 黄绍文.中国农业科学院 2001
硕士论文
[1]不同土地利用方式对有机氮组分的影响[D]. 李子密.浙江师范大学 2019
[2]农田土壤养分空间变异尺度效应及其冬小麦生育响应[D]. 宿宝巍.山东农业大学 2019
[3]黑土区小流域土壤营养元素空间分异规律研究[D]. 刘洋.东北农业大学 2017
[4]基于无人机平台的小麦长势监测与产量预测研究[D]. 王妮.南京农业大学 2016
[5]高分辨率遥感影像分割结果的不一致性评价指标比较研究[D]. 杨栋.兰州大学 2016
[6]大城市土地定级的多因素综合评定法研究[D]. 郑计华.江西师范大学 2015
[7]基于实验光谱的土壤锰含量估算研究[D]. 田烨.南京信息工程大学 2014
[8]基于GIS棉田土壤氮素空间变异特性及施肥管理研究[D]. 郭蕾.石河子大学 2013
[9]基于GIS的山地烟田养分分区管理及施肥模型研究[D]. 常栋.河南农业大学 2012
[10]精准农业变量施肥技术及其实施系统的研究[D]. 牛晓颖.河北农业大学 2005
本文编号：2969485
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究主要内容及技术路线框架
山东省位于中国华北平原,处黄河下游、东部沿海,北纬34°22.9′-38°24.01′、东经114°47.5′-122°42.3′之间(图2),包括半岛和内陆两部分,其中陆域面积15.58万km2,耕地面积7.51万km2。境内中部山地突起,西南、西北低洼平坦,东部缓丘起伏,可分为鲁中南山地、鲁东丘陵和鲁西北平原三个地貌区域。气候属暖温带季风气候类型,降水集中,年平均降水量在550-950mm之间,雨热同季,年平均气温11℃-14℃。省内光照资源充足,光照时数年均2290-2890小时,热量条件可满足农作物一年两作的需要(李军等,2008)。省内主要粮食作物为小麦、玉米,主要熟制为冬小麦-夏玉米一年两熟和春玉米、花生等一年一熟,粮食产量总体较高,是中国北方的重要粮区之一。2.1.2 小尺度研究区概况
本研究以中国农大桓台生态与可持续发展实验站(生态站)及山东省桓台县农业标准化示范区(农标区)为小尺度研究区(图3)。生态站情况见田间试验设计(2.2节)。农标区毗邻生态站(37°1′56.8″-37°2′14.9″,117°59′41″-118°0′9″),区域面积约37hm2,区内种植小麦品种为济17,采用冬小麦-夏玉米轮作。冬小麦施肥情况为播前施基肥复混肥过磷酸钙1666kg/hm2,3月5日左右追施尿素380kg/hm2。2.1.3 研究区作物概述
【参考文献】：
期刊论文
[1]水稻丰产优质精准施肥技术[J]. 敖礼林. 科学种养. 2020(02)
[2]无人机影像拼接软件在农业中应用的比较研究[J]. 陈鹏飞,徐新刚. 作物学报. 2020(07)
[3]氮肥水平与栽植密度对植稻土壤养分含量变化与氮肥利用效率的影响[J]. 李思平,曾路生,吴立鹏,张玉晓,解军蕊,丁效东. 中国水稻科学. 2020(01)
[4]高寒草甸退化对祁连山土壤微生物生物量和氮矿化速率的影响[J]. 马源,杨洁,张德罡,周恒,周会程,陈建纲. 生态学报. 2020(08)
[5]基于MODIS的中国地表反照率特征分析[J]. 徐震宇,邱新法,李爽爽,施国萍,何永健. 干旱区资源与环境. 2020(01)
[6]基于Sentinel-2A影像特征优选的随机森林土地覆盖分类[J]. 何云,黄翀,李贺,刘庆生,刘高焕,周振超,张晨晨. 资源科学. 2019(05)
[7]植物营养中理论问题的追本溯源[J]. 白由路. 植物营养与肥料学报. 2019(01)
[8]精准变量施肥技术发展与分析[J]. 初金哲,庄卫东,梁冉冉. 农业机械. 2018(10)
[9]基于无人机多光谱遥感的土壤含水率反演研究[J]. 张智韬,王海峰,韩文霆,边江,陈硕博,崔婷. 农业机械学报. 2018(02)
[10]冬小麦、夏玉米高效施肥技术研究[J]. 孙克刚,杨焕焕,张琨,和爱玲,杜君. 河南农业科学. 2017(10)
博士论文
[1]玉米冠层NDVI实时检测及智能施肥分区方法的研究[D]. 刘洪利.黑龙江八一农垦大学 2019
[2]华北小麦玉米轮作区土壤养分变异规律与精准施肥分区[D]. 杨歆歆.山东农业大学 2019
[3]MODIS双星数据协同的耕地物候参数提取方法研究[D]. 卫炜.中国农业科学院 2015
[4]华北地区冬小麦—夏玉米作物生产体系产量差特征解析[D]. 李克南.中国农业大学 2014
[5]基于多源遥感信息融合的小麦生长监测研究[D]. 王来刚.南京农业大学 2012
[6]太湖地区土壤-作物系统氮素利用的综合研究[D]. 林忠成.扬州大学 2010
[7]小麦冠层和单叶氮素营养指标的高光谱监测研究[D]. 姚霞.南京农业大学 2009
[8]精准农业变量施肥理论与试验研究[D]. 陈立平.中国农业大学 2003
[9]土壤养分空间变异与分区管理技术研究[D]. 黄绍文.中国农业科学院 2001
硕士论文
[1]不同土地利用方式对有机氮组分的影响[D]. 李子密.浙江师范大学 2019
[2]农田土壤养分空间变异尺度效应及其冬小麦生育响应[D]. 宿宝巍.山东农业大学 2019
[3]黑土区小流域土壤营养元素空间分异规律研究[D]. 刘洋.东北农业大学 2017
[4]基于无人机平台的小麦长势监测与产量预测研究[D]. 王妮.南京农业大学 2016
[5]高分辨率遥感影像分割结果的不一致性评价指标比较研究[D]. 杨栋.兰州大学 2016
[6]大城市土地定级的多因素综合评定法研究[D]. 郑计华.江西师范大学 2015
[7]基于实验光谱的土壤锰含量估算研究[D]. 田烨.南京信息工程大学 2014
[8]基于GIS棉田土壤氮素空间变异特性及施肥管理研究[D]. 郭蕾.石河子大学 2013
[9]基于GIS的山地烟田养分分区管理及施肥模型研究[D]. 常栋.河南农业大学 2012
[10]精准农业变量施肥技术及其实施系统的研究[D]. 牛晓颖.河北农业大学 2005
本文编号：2969485
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