吉林典型黑土区土壤中养分的空间变异研究

为使农民对现有土地的养分状况一目了然,有效利用土壤和保护耕地环境,促进农业可持续发展。运用GIS和地统计学相结合的方法研究了吉林典型黑土区土壤中的碱解氮,速效磷,速效钾的空间变异特征。结果表明碱解氮肥,速效磷,速效钾的变异系数在9%~49%,速效磷的变异系数最大为49%;通过地统计学半方差函数分析,碱解氮肥,速效磷,速效钾的空间变异性表现朝均一化方向发展,它们都具有中等空间相关性。有效磷的空间相关性最弱,主要原因是磷在土壤有难移动的特性和一些随机因素的影响。用户可以根据空间变异图的特点实行分区管理和因地施肥。     

基于多维分形法的土壤养分空间预测

采用多维分形克里格插值法(Multifractal Krige,Mkrige)对土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾4种土壤养分进行空间预测,并以普通克里格法为参照对比,从传统统计学参数、积累曲线、多维分形图像、多维分形参数和特异值等方面深入分析Mkrige法空间预测的效果。结果表明:无论何种分形程度的土壤养分,Mkrige法预测值的积累曲线、多维分形参数和多维分形图像都与实测值最接近;Mkrige法较好地保持了原始样本数据的特异值区,真实反映土壤养分空间分布的混沌状态,空间预测效果较优。土壤有效磷、有机质、全氮和速效钾分形程度依次降低;分形程度越高,Mkrige法空间预测效果越优。     

黑龙江省七星农场土壤养分等级分布研究

本文以黑龙江省建三江管理局所属的农场中的6个管理区,31个作业站为研究区域,探讨土壤中的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾在土壤中的分布特征。结果表明,研究区土壤肥力较为丰富,有机质的平均含量达到了45.046g/kg,超过了国家一级标准;碱解氮占全氮比例达到8.20%、有效磷占全磷比例达到4.30%、速效钾占全钾比例为0.9%,且平均含量均达到国家二级以上标准,能够有效地为栽培作物提供所需养分。土壤中各类养分的整体分布较为均匀,存在区域性含量突然变化的可能性较小,且各类养分之间存在相互作用的关系,含量变化趋势较为一致。根据分析结果可以为黑龙江省的土壤养分管理以及科学施肥提供依据。     

耕地质量主要养分空间分异特征分析及评价#br# ——以新疆叶城县为例#br# #br#

以新疆叶城县为研究区,选取有机质、碱解氮、有效磷以及速效钾四种主要养分,基于GIS运用经典统计学与地统计学相结合的方法,拟合最优半方差函数模型分析其空间分异特征并通过内梅罗指数法进行综合质量评价。得出的主要结果有：有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为11.68 g/kg、52.19 mg/kg、6.59 mg/kg、131.51 mg/kg,相较于第二次土壤普查,除速效钾含量降幅较大外其他三种养分含量均有不同程度提升,且各养分整体变异系数的范围在2207%~68.19%之间,均属于中等变异程度,且有效磷＞碱解氮＞速效钾＞有机质。均呈现较强空间变异性,其中有效磷与速效钾块基比为0.08、0.06,由结构性因素主导,有机质与碱解氮块基比为0.71、0.61,由随机性因素主导。耕地土壤主要养分综合质量指数为1.73,比1982年提升0.4,整体呈优化态势。综合发现：总体呈现“缺氮、少有机质、少磷、丰钾”的格局,有机质由中部中山地带向东北呈减少趋势;碱解氮呈现出由西南、东北方向内逐渐增加;有效磷高值区表现为斑块状分散嵌入;速效钾在方向上没有较强规律性。根据叶城县的土壤母质特征注意少量多次施肥,在整体加大有机肥、磷肥、氮肥的同时根据养分含量空间分异调整区域性施肥结构,伯西克热乡等可适当增加钾肥投入,对依力克其乡等可加强防护林体系的建设与维护。     

库尔勒香梨园土壤肥力空间变异特征与综合评价分析

为研究库尔勒香梨园土壤pH、盐分、速效养分以及微量元素空间分布特征,掌握香梨园综合肥力水平,以库尔勒市香梨种植区为研究区,选取具有代表性的50个库尔勒香梨园进行样点布设与土样采集。运用经典统计学和地统计学方法研究香梨园表层(0～40 cm)土壤养分指标和微量元素指标的空间变异性,探究香梨园土壤肥力状况。经典统计分析表明：pH的变异系数为0.02属于弱变异,电导率的变异系数为1.03表现为强变异,有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锰、有效铜、有效锌和有效铁的变异系数分别为0.37、0.53、0.99、0.59、0.45、0.25、0.24和0.48,为中等变异程度,研究区土壤综合肥力指数IFI值在0.37～0.80之间,平均值为0.58;地统计分析表明：土壤有机质、碱解氮和速效钾的块金系数大于75%,空间自相关性较弱;pH、电导率、速效磷、有效锰、有效铜、有效锌和有效铁的块金系数在25%～75%之间,这些指标具有中等强度的空间自相关性;库尔勒香梨园Ⅰ(优)、Ⅱ(良好)、Ⅲ(中等)、Ⅳ(较差)和Ⅴ(差)类土壤占比分别为2.72%、10.54%、61.80%、24.87%、和2.77%,土...     

邛海盆地土壤氮素空间变异特征与影响因素研究

以西昌市邛海盆地为研究区域,随机均匀布点采集386个耕作层土壤样点,分析化验土壤理化性质,运用地统计学方法和GIS技术研究邛海盆地表层土壤氮素含量的空间变异特征,利用方差分析、缓冲区分析和回归分析定量分析区域内土壤氮素空间变异的影响因素。研究结果表明,研究区表层土壤全氮和速效氮含量分别为(1.85±0.51)g/kg和(138.5±47.7)mg/kg,属较丰富水平,变异系数分别为27.52%和32.24%,属中等差异强度;土壤全氮和速效氮具有中等程度的空间相关性,空间变异均以随机变异为主,具有各向异性特征,在西北-东南方向上空间变异相对剧烈;研究区土壤全氮和速效氮含量总体上呈条带状或斑块状分布特征,高值区主要位于西昌市的东南郊区,并以此高值中心向南、向东和向北3个方向逐步递减,低值区主要出现在邛海北面近湖岸地带。影响因素分析结果表明,土地利用方式、土壤母质、土壤质地、土壤p H值、城镇、河流、邛海湖对土壤全氮和速效氮空间变异具有显著影响,而道路对土壤氮素空间变异影响不显著。     

春小麦调亏灌溉对土壤氮磷钾的影响

对河西绿洲灌区春小麦调亏灌溉2年后的土壤碱解氮和全氮、速效磷和全磷、速效钾和全钾进行了研究,并对土壤养分年际间的差异进行了分析,旨在为该区春小麦调亏灌溉对土壤氮磷钾养分的影响研究提供一些可靠的信息。     

施氮量对棉田土壤速效养分和酶活性变化特征的影响

以美棉33B为材料,研究了施氮量对棉田土壤养分和酶活性的影响,为精确农业的精确施肥及棉花产量和品质改善提供理论依据。结果表明,合理施用氮肥能提高0～20cm关键生育期土壤速效养分和酶活性;速效养分质量分数分布特征为苗期和开花期升高、花铃期降低,吐絮期开始回升的趋势。施氮量主要影响0～20cm土壤脲酶和20～40cm剖面磷酸酶时空分布;脲酶活性高值出现比速效养分质量分数最高值早一个生育时期;就某一生育时期而言,脲酶活性与土壤碱解氮、速效磷、速效钾呈极显著的正相关;土壤磷酸酶与速效磷存在显著或极显著相关。整个生育期内土壤速效钾与酶活性呈显著或极显著正相关;脲酶活性高值出现比速效养分质量分数最高值早一个生育时期,为脲酶作为更灵敏的指标提供了有力证据。     

南方典型丘陵山区不同高程耕地土壤养分变化特征分析

为探讨不同高程下的耕地土壤养分空间变异特征,选择南方典型丘陵山地区——江西省赣州市为研究区,基于2012—2013年测土配方项目不同高程下采集处理的2 928个耕层(0～20 cm)土壤养分数据,运用经典统计、相关性分析、方差分析和协同克里格差值方法,分析了耕地土壤养分含量与高程的空间耦合关系。结果表明:土壤有机质、全氮、全钾含量与高程呈正相关关系,全磷、有效磷含量与高程呈负相关关系,速效钾含量与高程相关性不显著。高程分组方差分析结果进一步显示,在小于250 m高程范围内,有机质和全氮含量随高程上升而增加,高值区主要分布在研究区周边海拔较高地区,当高程大于250 m时,养分含量变化差异不显著;在小于200 m高程范围内,全磷和有效磷含量随高程上升而降低,高值区主要分布在研究区中部低海拔地区,当高程大于200 m时,养分含量变化差异不显著;全钾含量随高程上升而增加,但有效钾含量随高程变化波动较大,二者规律性不明显。土壤养分含量随高程变化是不同高程下的成土母质、土壤类型、土地利用方式、土壤侵蚀等共同作用的结果。研究结果有助于探明耕地土壤养分随高程垂直变化规律,对实现土壤养分的精准管理和保障我国粮食安全具有重要意义。     

雷州半岛蔗区土壤养分测定与研究

试验测定了雷州半岛蔗区土壤的养分含量,研究了土壤中的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、pH值等指标,以便进行科学合理地施肥,从而达到提高蔗作土壤的整体肥力,提高甘蔗的产量,确保甘蔗生产的可持续发展的目的。     

土壤水盐空间异质性及尺度效应的多重分形

为了揭示研究区域林地内土壤含水率和电导率的空间分布特征及尺度效应,利用多重分形方法,对杨凌一林地内不同采样时间和不同采样面积下土壤含水率和电导率的空间异质性进行了研究。结果表明：3种采样面积下土壤含水率和电导率的空间异质性都分别随平均含水率和电导率的增大而减弱。随采样面积的增大,平均含水率和电导率较高时,土壤含水率的空间异质性趋于增强,土壤电导率的尺度效应不明显;平均含水率和电导率较低时,土壤含水率和电导率的空间分布都存在明显的斑块结构。不同采样时间和不同采样面积下土壤含水率和电导率的多重分形谱的形态有所差异,表明引起他们空间异质性的信息有所不同。多重分形分析能揭示出较多的采样林地内土壤含水率和电导率分布的局部信息。     

基于PLS的土壤养分与小麦产量空间相关关系研究

根据小汤山国家精准农业示范基地土壤采样结果,对全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效铁等8种营养元素与2001～2006年小麦产量之间的空间相关关系进行了研究。结果表明:土壤养分之间存在互作关系,即多重共线性关系,利用简单相关很难判断作物产量与土壤各个养分之间真实的相关关系;利用偏最小二乘回归(PLS)提取的前2个主成分可解释约30%的因变量方差,约占所有主成分能够解释部分的96%;对于该试验地而言,氮、磷、钾3元素中,有效磷对产量发挥了更加重要的作用;微量元素中,有效锌对小麦产量影响最大,说明该试验地在施用传统的氮、磷、钾肥的同时,增施有效锌将会对小麦增产产生积极的作用。基于PLS方法建立了土壤养分与小麦产量之间的回归模型。     

漳河灌区水稻种植前后土壤养分变化研究

利用湖北漳河灌区典型试验区取样点上的土壤养分数据,运用经典统计学的有关理论分析了水稻种植前土壤养分的背景值。结果表明,试验区土壤氮元素供应较充分,土壤总氮和碱解氮的平均含量分别达到了1.140g/kg和107.980 mg/kg,但是试验区土壤磷元素相对缺乏,总磷和速效磷的含量分别仅有0.642 g/kg和16.619mg/kg,并且磷元素含量在区域内的变异性也很大。同时,对在区域内选取的3块典型田块的土壤养分在水稻种植前后的变化进行了对比分析,分析结果显示,土壤总氮和总磷在水稻种植后的含量平均降幅分别为26.28%和40.9%,统计学显著性检验证明氮元素减少不明显,而磷元素减少显著。结合地统计学的有关理论应用克里格空间插值,对取样点外区域土壤养分背景值进行了估计,并做出养分分布等值线图,为指导农户科学合理施肥,提高肥料利用效率和减轻农田面源污染提供参考。     

土壤特性空间变异性研究

在R环境中以半方差函数和克里格插值为基础,对镇江市瑞京园种植区土壤的pH值、有效钾、硝态氮和铵态氮含量进行了空间变异性研究,并绘制了空间分布图。对于使用R语言进行土壤空间变异分析具有一定的理论和实践意义。     

季节性冻融期耕作层土壤温度及土壤冻融特性的试验研究

对季节性冻融期3种地表条件下耕作层土壤温度的变化规律和土壤冻融特性进行了分析研究。结果表明,季节性冻融期不同地表条件下耕作层土壤温度的变化幅度随着土壤深度的增加而减小;地膜覆盖下土壤温度较裸地高1.6~2.6℃,玉米秸秆覆盖下较裸地高1.0~2.8℃;裸地地温与气温的变化趋势一致,二者关系可用二次多项式回归方程表示。土壤自然冻结条件下地表负积温较大,最大冻结速率达2.8 cm/d;地膜覆盖地块土壤初始冻结滞后裸地约30天,土壤冻结快消融过程短,最大冻结速率4.0 cm/d,土壤完全解冻提前裸地14天;玉米秸秆覆盖地块整个冻融过程缓慢且滞后裸地和覆膜地,土壤完全解冻滞后裸地7天。研究成果对冬春作物播种及预防冻害具有现实意义。     

猪场废水灌溉区农田土壤养分的空间变异

为了了解长期灌溉猪场废水对农田土壤pH值和土壤养分的影响,采集了河北省京安猪场区域农田清灌区和灌溉8年猪场废水污灌区的耕层(0~20 cm)共52个土壤样品,测定了样品的pH值和土壤养分,应用GIS结合地统计学方法对pH值和养分进行空间结构和分布特征分析。结果表明,研究区pH值和养分的空间分布主要与污灌的猪场废水量和水质有关,与微域地形、土壤质地和种植制度关系不大。     

自组织神经网络在流域土壤水分含量空间模式识别中的应用

由于土壤水分含量受众多因素的影响，空间变异性很大，给土壤水分含量空间分布的研究带来了很大的困难。空间模式识别是处理土壤水分含量空间数据的方法之一，能够分析得到土壤水分含量空间数据的聚类结果。基于自组织特征映射和自适应共振理论的自组织神经网络模型在空间数据模式识别中得到广泛应用，针对澳大利亚tarrawarra试验流域土壤水分含量的观测数据，应用自组织神经网络，建立动态土壤水分含量的空间模式识别模型，并用半变异函数对识别结果进行检验，实例研究表明该方法是一种行之有效的方法。     

不同排水体对三七生长、土壤养分及根区土壤微生物的影响

为探究适宜三七种植的排水体,通过大田试验,设计了3种排水体处理:桉树皮(SP)、玉米秸秆(YM)、烟杆(YG),研究了排水体埋设深度为20 cm时,三七各生育期的生长、土壤微生物数量及养分含量状况.结果表明,与对照组CK相比,不同排水体处理下三七的生长指标、土壤速效养分含量及土壤微生物数量均显著增加;排水体对埋设深度附近的土壤具有一定的增肥保肥作用,灌后1 d和7 d在0~40 cm土层,土壤含水率按处理排序由大到小均表现为CK,YG,SP,YM;添加排水体对降低三七发病率作用更明显,与对照组CK相比,处理YM下三七发病率显著降低了34.67%;经综合比较,玉米秸秆作三七田排水体为试验条件下的最佳方案.     

长江河口地区典型地段土壤盐分特征研究

运用电磁感应仪EM38,结合GIS技术和地统计方法对长江河口地区典型地段土壤含盐量的空间变异性进行研究。结果表明,3个研究区土壤盐分含量的变幅有较大差异,其中以寅阳镇为最大,其次为大兴镇,北新镇土壤盐分变化幅度最小;各研究区土壤盐分含量均符合正态分布且均属于中等变异强度;各研究区的土壤盐分含量均表现为强的空间相关性,寅阳镇和北新镇土壤盐分含量半方差函数均符合球状模型,大兴镇土壤盐分含量半方差函数为指数模型。Kriging插值结果表明,各研究区土壤盐分的空间分布均呈现出条带状和斑块状格局;从空间尺度上来看,研究区土壤盐分南部高于北部;3个研究区土壤盐分含量具有明显的差别,寅阳镇土壤盐分含量明显高于其他2个镇,北新镇土壤盐分含量最低。     

田间土壤NO_3~--N含量空间变异性初步研究

对具有代表性的 3个地块的土壤 NO- 3 -N含量实测资料进行了分析 ,结果表明田间土壤 NO- 3 -N含量存在明显的空间变异性。 3个地块的土壤 NO- 3 -N含量在置信水平β=0 .0 5下均服从正态分布。由实测资料进行的自相关及半方差分析表明 ,3个地块的土壤 NO- 3 -N含量自相关性不显著 ,且无规律性 ,因此在田间一般距离取样的土壤 NO- 3 -N含量可作为独立的随机变量。并将 NO- 3 -N含量的空间变异性同土壤含水率及含盐量的空间变异性作了一些对比