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一种茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量模型

花匠小妙招
2024-12-12 22:10

1.本发明涉及的是园艺作物产量定量预测技术领域，具体涉及一种茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量模型。

背景技术：

2.茉莉花属木犀科、素馨属直立或攀缘灌木，原产于印度、中国等地，又称“中国茉莉”，自西汉引入中国后，茉莉花首先在福州大量种植。茉莉花的花、叶和根均可药用，具有镇痛、舒缓、安定、抗菌、解毒、消肿等功效。以茉莉花为辅料加入茶饮或食物中，具有理气解郁、清肝明目、香甜解暑、口感清新以及滋润皮肤等功效，深受大众喜爱。茉莉花茶是我国特有的再加工茶类，具有历史悠久、工艺独特、产销量大、消费面广、文化底蕴深厚等特点，茉莉花本身特有的药用、食用以及观赏价值使其具有较大的经济效益。
3.中国是世界上茉莉花产量最多的国家，年产量占世界总产量的80％以上。目前，茉莉花在我国的主要产地是广西横州市、四川犍为县、福建福州市以及云南元江县，其中横州市茉莉花具有百年以上的栽培历史，经过近几十年的发展，广西横州市栽培面积近10万亩，茉莉花产量占全国总产量的80％，其茉莉花产业链年产值近200亿元；福建福州市是历史悠久的茉莉花产地，四川犍为县和云南元江县是新兴的茉莉花种植地区。中国茉莉花四大主产区之间的气候条件不同，茉莉花产量与品质也不尽相同。
4.受数据和研究方法限制，以往研究多数为零散的描述性或半定量研究，未形成系统性的可定量预测茉莉花产量的技术。现有研究表明：(1)世界茉莉花高产产地位于低纬度地区，我国茉莉花的高产产地位于华南和四川盆地；(2)茉莉花产地中产量高的主要原因是花期时间长；(3)适宜茉莉花开花的气象条件是日均温度＞19.5℃、月降水量＞278mm、太阳日辐射总量＞12mj
·
m-2
·
day-1
。同时，通过对横州市茉莉花种植区域的大量调查结果表明：地块茉莉花产量与以下因素高度相关，即
①
地块立地条件，包括地块高程、土壤ph等；
②
土壤大量元素含量；
③
土壤微量元素含量；
④
茉莉花植株各器官营养元素含量。
5.氮、磷、钾是植物三个大量的必须营养元素，土壤氮、磷、钾全量和有效含量直接影响到作物产量和品质。茉莉花盛花期每日都需要采花，产量受气象条件影响大，因此预测产量难度也大，调查表明同一区域不同土壤肥力水平的茉莉花产量不同。现有针对区域或地块园艺作物产量定量预测技术尚属空白，没有理论严谨、技术实用和成功应用的案例，根本原因在于没有建立基于大数据的定量预测模型。基于此，开发一种茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量模型尤为必要。

技术实现要素：

6.针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量模型，确定土壤大量元素含量最佳范围指标，为区域和地块茉莉花高产栽培技术的制定和实施提供土壤大量元素含量范围标准和预测工具，易于推广使用。
7.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种茉莉花高产地块
的最佳土壤大量元素含量模型，包括有：
8.(1)盛花期地块茉莉花土壤大量元素含量的测定：通过对盛花期茉莉花地块土壤大量元素含量的测定，获得不同产量地块的土壤养分肥力指标和数据，用于单产与土壤大量元素含量关系的定量解析；
9.(2)地块单产等级确定：通过调查茉莉花单产，将地块单产划分为高产、中产、低产三个等级；
10.(3)定量解析：对地块单产等级与土壤大量元素含量关系进行统计分析，确定单产为中产和高产地块的土壤大量元素含量范围，构建中产和高产土壤大量元素含量判别模型。
11.作为优选，所述的步骤(3)确定茉莉花单产达到中产和高产的土壤大量元素含量范围，即土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
、土壤全磷含量0.06-0.15g.kg-1
、土壤水解性氮含量50-130mg.kg-1
、土壤有效磷含量10-90mg.kg-1
、土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
。
12.作为优选，所述的步骤(3)构建中产和高产的土壤大量元素含量范围判别模型为：土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
、土壤全磷含量0.06-0.15g.kg-1
、土壤水解性氮含量50-130mg.kg-1
、土壤有效磷含量10-90mg.kg-1
、土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
五个条件同时满足。
13.本发明的有益效果：本发明确定茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量范围和模型，为茉莉花高产、栽培技术的制定和实施提供最佳栽培的土壤大量元素含量范围调控标准，应用前景广阔。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
15.图1为本发明实施例1的横州茉莉花地块单产等级与土壤全氮含量关系示意图；
16.图2为本发明实施例1的横州茉莉花地块单产等级与土壤全磷含量关系示意图；
17.图3为本发明实施例1的横州茉莉花地块单产等级与土壤水解性氮含量关系示意图；
18.图4为本发明实施例1的横州茉莉花地块单产等级与土壤有效磷含量关系示意图；
19.图5为本发明实施例1的横州茉莉花地块单产等级与土壤速效钾含量关系示意图。
具体实施方式
20.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
21.参照图1-5，本具体实施方式采用以下技术方案：一种茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量模型，包括有：
22.(1)盛花期地块茉莉花土壤大量元素含量的测定：通过对盛花期茉莉花地块土壤大量元素含量的测定，获得不同产量地块的土壤养分肥力指标和数据，用于单产与土壤大量元素含量关系的定量解析；
23.(2)地块单产等级确定：通过调查茉莉花单产，将地块单产划分为高产、中产、低产三个等级；
24.(3)定量解析：对地块单产等级与土壤大量元素含量关系进行统计分析，确定单产为中产和高产地块的土壤大量元素含量范围，构建中产和高产土壤大量元素含量判别模型。
25.本具体实施方式通过对茉莉花单产与土壤大量元素含量关系的定量研究，确定茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量范围和模型，该茉莉花单产达到中产和高产的土壤大量元素含量范围为土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
、土壤全磷含量0.06-0.15g.kg-1
、土壤水解性氮含量50-130mg.kg-1
、土壤有效磷含量10-90mg.kg-1
、土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
。其构建中产和高产的土壤大量元素含量范围判别模型为：土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
、土壤全磷含量0.06-0.15g.kg-1
、土壤水解性氮含量50-130mg.kg-1
、土壤有效磷含量10-90mg.kg-1
、土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
五个条件同时满足。
26.本具体实施方式通过定量数据分析和解析，精准确定影响茉莉花产量的土壤大量元素含量范围，为田间管理决策制定和措施实施提供具体调控指标和标准，同时确定土壤大量元素含量最佳范围指标，为田间施肥调控实现高产栽培提供技术依据，建立基于土壤大量元素含量的茉莉花高产预测模型，为区域和地块茉莉花高产栽培技术的制定和实施提供土壤大量元素含量范围标准和预测工具,充分挖掘土壤肥力的生产潜力，诠释数据就是生产资料的科学依据，该模型具有明显的效益，具体地：
27.(1)在技术使用上，为生产者和管理者提供中产和高产的土壤大量元素含量范围，为施肥调控提供施肥标准。
28.(2)在经济效益上：通过土壤改良和培肥，可以将土壤大量元素含量范围调整到最佳范围内，为实现中产和高产提供土壤肥力基础。
29.(3)在社会效益上，施肥是作物栽培的重要管理措施，在明确中产和高产土壤大量元素含量范围前提下，可以使常规施肥措施更具针对性，如贫瘠的土壤多施有机肥和氮、磷、钾化学肥料。
30.实施例1：通过对横州市茉莉花单产与土壤大量元素含量关系的定量研究，确定茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量范围和模型。
31.选择横州市茉莉花地块作为研究对象，原因在于：(1)从农业地理信息特征分析：横州市为广西南宁市所属，介于北纬22
°
08
′‑
23
°
30
′
和东经108
°
48
′‑
109
°
37
′
之间，在北纬23.5
°
以南，热量资源丰富，冬季无严寒；华南三省最大的湿地西津水库在横州市境内长达100km，最宽1000米，一年四季提供大量的水气，稳定夏季和冬季温度，保障了茉莉花每年5-9月盛开，4月下旬和10月上旬根据温度情况也可采花；(2)从地形上，横州市茉莉花主要分布在两片即东片和西片，基本被低山丘陵环抱，夏季阻挡南来热量，冬季阻挡北来寒流；(3)横州市茉莉花分布区整体上土壤以次红壤为主，肥力相对较高，土壤多数富硒。
32.具体实施过程如下：(1)盛花期地块茉莉花土壤大量元素含量的测定：通过对盛花期茉莉花地块土壤大量元素含量的测定，获得不同产量地块的土壤养分肥力指标和数据，用于单产与土壤大量元素含量关系的定量解析，结果见表1；
33.(2)地块单产等级确定：通过调查茉莉花单产，将地块单产划分为高产、中产、低产三个等级，结果见表1；
34.(3)定量解析：对地块单产等级与土壤大量元素含量关系进行统计分析，确定单产为中产和高产地块的土壤大量元素含量范围，构建中产和高产土壤大量元素含量判别模
型。
35.表1横州市101个茉莉花地块单产和土壤大量元素含量
36.37.38.39.[0040][0041]
将表1的茉莉花单产等级作为因变量(y)，分别将表1中的土壤全氮、土壤全磷、土壤水解性氮、土壤有效磷、土壤速效钾五个关键土壤大量元素指标作为因变量(x)，分别制作散点图，茉莉花地块单产等级与土壤全氮含量关系、茉莉花地块单产等级与土壤全磷含量关系、茉莉花地块单产等级与土壤水解性氮含量关系、茉莉花地块单产等级与土壤有效磷含量关系、茉莉花地块单产等级与土壤速效钾含量关系分别见图1、图2、图3、图4、图5。
[0042]
图1说明土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
是高产地块的必要不充分条件，即高产地块一定是土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
的地块，反之，土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
的地块不一定是高产地块；图2说明土壤全磷含量0.05-0.15g.kg-1
是高产地块的必要不充分条件；图3说明土壤水解性氮含量50-130mg.kg-1
是高产地块的必要不充分条件；图4说明土壤有效磷含量10-90mg.kg-1
是高产地块的必要不充分条件；图5说明土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
是高产地块的必要不充分条件。
[0043]
根据表1和图1-图5，确定茉莉花高产地块的最佳土壤大量元素含量五个指标，即土壤全氮含量1.5-2.5g.kg-1
、土壤全磷含量0.05-0.15g.kg-1
、土壤水解性氮含量50-130mg.kg-1
、土壤有效磷含量10-90mg.kg-1
、土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
，为五个必要不充分条件。基于茉莉花高产地块的五个土壤0-20cm大量元素含量范围，即12个样本的11个比例为91.7％的土壤全氮含量在1.5-2.5g.kg-1
、土壤全磷含量0.05-0.15g.kg-1
、12个样本的11个比例为91.7％的土壤水解性氮含量在50-130mg.kg-1
、12个样本的11个比例为91.7％的土壤有效磷含量在10-90mg.kg-1
、土壤速效钾含量50-280mg.kg-1
五个必要不充分条件，建立同时满足五个0-20cm土壤大量元素含量范围的高产地块判别模型。
[0044]
在101个采样点中，有42个采样点同时满足五个立地条件，比例为41.6％，不能同时满足五个立地条件的采样点为59个，比例为58.4％。进一步分析表明：同时满足五个土壤全量养分范围的采样点42个，其中高产和中产地块31个，比例为73.8％；满足单一土壤全量养分范围的有5种情况，高产和中产地块比例平均为68.70％。
[0045]
以上结果说明：五个土壤大量元素含量范围是茉莉花高产地块的关键土壤大量元素含量指标，随着满足条件的降低，高产地块比例也降低，说明确定的五个土壤大量元素含量范围指标为影响横州茉莉花地块产量等级的关键土壤大量元素含量指标。
[0046]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。