县级区域粮田土壤养分空间变异与分区管理技术研究

采用传统统计和地统计相结合的方法 ,对面积约 470km2 的玉田县粮田耕层土壤养分进行了空间变异特征与分区管理技术研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ,不同土壤养分的变异情况各不相同 ;土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn含量的最大相关距离分别为 2 7.1、1 9.7、2 7.1、1 4.4和 2 6.4km ,基本趋于以大块状变异为主 ,这一基本趋势对土壤养分分区管理是有利的 ;土壤养分速效含量呈现较明显的空间分布格局 ,对土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn可分别分成 2、3、3、3和 2个养分分区 ,因而对这 5个土壤养分进行分区管理可行 ;作物高产优质分区平衡施肥技术在小麦和玉米上使产量分别增加 1 0 .9%～1 3 .1 %和 1 4.3 %～ 2 1 .7% ,使经济效益分别提高 5 90～ 747和 72 4～ 1 3 43RMBYuanhm- 2 。     

菜田土壤养分空间变异特征

采用传统统计和地统计相结合的方法,对55 hm2菜田耕层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明,土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn,不同土壤养分的变异情况各不相同。土壤养分速效含量一般呈斑块状分布;土壤NO3--N、P、K和Zn含量在空间分布上具有明显的空间相似性。土壤NO3--N、P、K含量分别与种菜历史及肥料用量(N、P2O5和K2O)之间均呈极显著的正相关。     

菜田土壤养分空间变异特征

采用传统统计和地统计相结合的方法，对55hm^2菜田耕层土壤养分空间变异特征进行了研究。结果表明，土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn。不同土壤养分的变异情况各不相同。土壤养分速效含量一般呈斑块状分布；土壤NO3^- -N、P、K和Zn含量在空间分布上具有明显的空间相似性。土壤NO3^- -N、P、K含量分别与种菜历史及肥料用量（N、P2O5和K2O）之间均呈极显著的正相关。     

土壤速效养分空间变异研究

选择山西省一年两作和一年一作两种种植制度下的两个自然村作为试点,通过网格方法采取土样,应用土壤养分系统研究法进行了养分分析,并应用传统统计学和半方差函数对土壤养分变异进行了研究。结果表明,不同种植制度下,土壤养分性质均存在着空间变异,受农业传统施肥措施影响较大的N、P和OM,变异相对较大;而Ca、Mg、K、Cu、Fe、Mn等养分,传统施肥投入较少,土壤变异相对较小;土壤养分性质存在半方差结构,拟合模型包括球型、线型和指数型,但同一养分拟合半方差模型不尽相同。即使模型一致,最大相关距离也不一样,而且空间变异性强弱程度也不尽相同。Ca、N、Mn显示有较强的空间相关性,K、P、S显示具有中等的空间相关性。     

马龙县植烟土壤养分空间变异特征及适宜性评价

采用GPS定位技术,在马龙县进行大规模的植烟土壤取样,对区域内植烟土壤养分状况的总体特征、空间变异特征进行了研究,并基于地统计学方法和模糊数学原理对植烟土壤养分适宜性进行综合评价.结果表明:马龙县植烟土壤pH、有机质、有效S和水溶性Cl含量适宜,全N和碱解N含量偏高,速效P、速效K、有效Ca、有效Mg、有效Cu、有效Fe、有效Mo和有效Mn含量丰富,有效Zn含量中等,全P、全K和有效B含量偏低;区域内植烟土壤养分指标均表现为各向异性分布,其中有效Ca、pH、水溶性Cl、有效B和速效K等5项养分的空间变异主要受随机因子影响,其他养分指标的空间变异同时受结构性因素和随机性因素影响;马龙县植烟土壤适宜性空间分布图表明,土壤养分适宜性指数为优的区域占研究区域总面积的0.19％,为良的区域占19.63％,为一般的区域占59.17％,为中等的区域占21.01％,为差的区域占0％.     

新疆棉田土壤养分的吸附特征与有效性研究

应用土壤养分状况系统研究法．1996-2002年在新疆4个主要棉区，采集21个点的主要类型耕层土壤．通过土壤分析、吸附试验和盆栽试验。系统地研究新疆主要棉区土壤的养分状况、土壤对主要养分的吸附固定能力和生物有效性，结果表明：各营养元素的缺乏顺序．和田灌淤土为N＞P＞Zn＞K＞Cu＞S，阿克苏潮土和灌淤土为N＞P＞Zn＞K＞Mn＞Fe＞Cu。喀什潮土为N＞P＞Zn＞Cu＞Fe．石河子灰漠土是N＞P＞Zn＞S＞Fe＞Cu＞Mn。     

土壤养分限制谱序的知识表达和判别体系探讨

本文通过对土壤养分限制谱序的知识表达体系在可行性方面的讨论 ,认为以土壤养分自身的行为特点 (土壤养分 )作为谱序的评价指标和表达方式目前没有较好的理论和方法可遵循 ,难度较大。用与土壤养分密切相关的“支撑产量”揭示和判别土壤养分限制谱序是目前较好的方法。通过对其进行实证研究 ,用“支撑产量”判别出试验区小麦的土壤养分限制谱序为N >P >K >Zn、Mn >B >Cu、Fe ;玉米的谱序为N >P、K >Fe、Zn >B、Cu、Mn。说明用支撑产量判别谱序是科学合理的 ,为土壤养分限制的系统研究铺垫了新的思路和途径     

氮磷钾和微肥对高肥区夏玉米养分积累、分配及产量的影响

采用田间试验方法研究了N、P、K、Zn及Mn肥对高肥区夏玉米产量、植株性状及干物质积累的影响.结果表明,在该试验条件下,土壤N、P、K、Zn、Mn的贡献率分别为91.2%、100.3%、96.3%、99.4%、99.9%.玉米吸收的N、P、Zn主要积累在籽粒中,Mn主要积累在叶片和籽粒中,而K在植株各部位的积累相对均匀.在NPK处理的基础上增施Zn、Mn肥,显著降低了植株对P的吸收,而对产量、植株性状和干物质积累的影响不大.土壤中P、Zn、Mn养分含量较高,完全能够满足夏玉米生长发育的要求.NK处理最为合理经济,有效地改善了玉米穗部和植株性状,平均产量达到9 821 kg/hm~2.     

太湖地区表层土壤养分空间变异的影响因素研究

采用单因素方差分析和逐步回归分析,分析了太湖地区表层(0～15cm)土壤养分空间分异的影响因素。结果表明,太湖平原地区全N、全P、全K和速效P含量均较高;而低山丘陵地区全P、速效P及速效K含量均较低,属于缺P、缺K水平。土壤类型对太湖地区土壤全N、速效K空间变异的影响要大于母质和地形;地形影响全P和速效P空间变异较母质和土壤类型更为明显;而母质是影响全K的主导因素,对其空间变异的影响比土壤类型和地形大。三者引起土壤养分的空间分异均达到极显著水平,从而证实了土壤调查采样时按成土母质、土壤类型或地形布设样点是合理的。     

农田土壤微量元素含量的空间变异特征和影响因素

以浙江乐清市乐成镇为研究区域,采用地统计学和地理信息系统(GIS)相结合的方法,对土壤中有效态Fe、Mn、Cu、Zn和B含量的空间变异规律及其影响因素进行研究。描述性统计结果表明,土壤中微量元素Fe、Mn、B含量属于中等变异,Cu、Zn属于强变异。描述空间变异的半方差函数分析表明,Fe、Zn和B的最适模型是球状模型,Mn为指数模型,Cu为线性模型;Fe、Mn、Zn和B的块基比均小于25%,表明具有强烈的空间相关性,Cu的块基比大于75%,表明Cu含量具有较弱的空间相关性。土壤微量元素含量空间分布总体上呈现由东部向西部递减的趋势,其中Fe、Mn和B明显表现出连续分布的特点,Cu、Zn的分布没有明显的规律。土壤类型对Mn、Cu的含量有着显著影响,水稻土中Mn、Cu的含量显著高于红壤;土壤养分和微量元素的相关性分析可知,Fe与土壤pH、OM、全氮、碱解氮以及速效钾呈极显著相关,Mn、B与pH、速效磷和速效钾之间有显著或者极显著的相关性,Cu仅与速效钾显著相关,Zn的含量受土壤养分的影响较小,没有达到显著水平。     

Spatial Variability Studies in Banana for Identification of Nutrient Imbalance Using Diagnosis and Recommendation Integrated System

Spatial variability of soil properties and accompanying variability in plant nutrient concentrations in a banana growing enterprise were mapped using Geographic Information Service (GIS) technique to test the diagnostic sensitivity of Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) system. Variogram models of soil properties indicated that most of the properties exhibited definable spatial structures. The pH, available nitrogen (N), calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), manganese (Mn) and zinc (Zn) showed strong spatial dependence, whereas available phosphorus (P), potassium (K), and sulfur (S) showed moderate dependence. Most of the plant nutrients exhibited higher nugget/sill ratio indicating often mismatch between soil available nutrient and plant nutrient concentrations. DRIS indices showed high diagnostic sensitivity for N, P, K, Ca, and Fe. Application of GIS for nutrient mapping along with DRIS was found useful for identification of yield limiting nutrients in soil and plant for developing nutrient management strategies.     

沿海经济发达区种植结构变化对土壤养分的影响

研究种植结构变化对土壤养分的影响，在理论上和实践上具有重要意义。以山东省寿光市4乡镇为例进行研究，结果表明：研究区在1980-2004年间种植结构发生了重大变化，这种变化引起土壤养分含量显著提高，土壤有机质平均提高26．33％，碱解氮平均提高28．77％，有效磷平均提高755．04％，有效钾平均提高194．35％；土壤微量元素中有效铁平均提高191．77％，有效锌平均提高487．77％，有效铜平均提高47．90％，有效锰平均提高22．83％，有效钼平均提高97．23％，有效硼平均提高76．80％；不同种植方式土壤养分提高的幅度不同，土壤有机质提高幅度的顺序为菜田〉粮田〉果园，碱解氮、有效磷、有效钾、有效锌和有效锰的顺序为菜田〉果园〉粮田，有效铁和有效铜顺序为果园〉粮田〉菜田，有效钼和有效硼顺序为粮田〉菜田〉果园；施肥量的提高是种植结构变化导致土壤养分根高的主要原因．     

Characterization of Spatial Variability of Soil Parameters in Apple Orchards of Himalayan Region Using Geostatistical Analysis

ABSTRACT

Knowledge of spatial variability in soil properties is critical for effective nutrient management plan in crop production. Poor productivity of apple orchards in Indian Himalayan Region (IHR) is due to lack of information on the variability of soil properties important for enhancing productivity in the region. The study was conducted in apple orchards with the hypothesis that spatial variability of soil properties is high due to adoption of varied management and passive soil factors. The major objectives of the study were to assess the spatial variability of soil parameters, viz. soil pH, electrical conductivity, soil organic carbon along with plant available soil nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), exchangeable calcium (Ca), and exchangeable magnesium (Mg) at a regional scale through geostatistical methods. Coefficient of variation (CV) indicated that the fertility parameters varied from medium to high in heterogeneity (CV > 20%). Available N was found critical/medium in 69.6% of soil samples and might be one of the limiting nutrients for crop growth, P and K were in high, and OC in very high range. Significant correlation was found between OC with N; pH with K, Ca and Mg and EC with OC, P and K. The semivariogram parameters indicated that the spatial distribution of soil fertility parameters were inconsistent and showed strong to weak degree of spatial dependence for all parameters. The study highlighted the importance of delineation of soil fertility management zones in the apple growing region as a guide for precise and site-specific nutrient.     

Effect of Micronutrient-Based Integrated Use of Nutrients on Crop Productivity,Nutrient Uptake,and Soil Fertility in Greengram and Fingermillet Sequence Under Semi-arid Tropical Conditions

To identify the best combinations of micronutrient-based fertilization treatments in terms of crop yield and nutrient uptake, three field experiments with greengram?fingermillet as the test sequence with 12 treatments on micronutrient-based fertilization [with recommended nitrogen (N)?phosphorus (P)?potassium (K) fertilizer] were conducted during 2005 to 2007 in a semi-arid Alfisol at Bangalore. The effects of treatments on available soil and plant uptake of nutrients [N, P, K, sulfur (S), iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu), zinc (Zn), boron (B), and molybdenum (Mo)] and yield of crops were assessed based on standard analysis of variance procedure. Using the relationships of yield with soil and plant nutrient variables, regression models of yield through soil and plant variables were calibrated and effects of variables on crop yields were assessed. The models gave high and significant yield predictability in the range of 0.87 to 0.98 through different variables. The model of plant uptake through soil nutrients indicated that soil S, Fe, and Zn had significant positive effects, whereas soil N, K, B, and Mo had negative effects on plant nutrient status in greengram. Similarly, soil P, Mn, and Zn had significant positive effects, whereas soil N, K, and Fe had negative effects on plant uptake of nutrients in fingermillet. Based on a relative efficiency index (REI) criteria, T2 for plant uptake and T12 for maintaining soil nutrients were found to be superior in greengram, whereas T2 for plant uptake and T8 for maintaining soil nutrients were found to be superior in fingermillet over years based on REI. The combined REI over soil and plant nutrients for both crops indicated that application of T8 for greengram and T2 for fingermillet could be prescribed for attaining maximum plant uptake of nutrients and productivity of crops in sequence, apart from maintaining maximum soil fertility of nutrients under semi-arid Alfisols.     

高密市农田土壤养分空间变异特征研究

以高密市为例,利用GIS和地统计学方法在县域的尺度上分析土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼9种养分的空间变异情况,利用克里格插值分析土壤养分的空间分布格局。结果表明,有效磷变异系数最大为48.80%,有机质变异系数最小为21.76%,变异系数由大到小依次为有效磷>有效锌>速效钾>有效铜>有效硼>有效锰>碱解氮>全氮>有机质。各土壤养分都具有良好的半方差结构,除了有效锰符合线性模型以外,其他养分均符合指数模型。速效钾、有效铜、有效锌具有强烈的空间自相关性;有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效锰、有效硼具有中等强度的空间自相关性,自相关程度速效钾>有效铜>有效锌>有效硼>全氮>碱解氮>有机质>有效磷>有效锰。在空间自相关范围上,有效硼最大为28716 m,有效铜最小为1410 m。微量元素锰、硼在空间分布上呈现出明显的规律性,锰呈现出从北到南逐渐增加的趋势,而硼含量则是从北到南逐渐减小;有机质、全氮、碱解氮三种元素呈现出相似的空间分布格局;有效铜、有效锌没有明显的规律性;有效磷、速效钾高值区呈块状零星分布。该研究揭示了高密市土壤养分的空间分布规律,对于实施精准农业和耕地的可持续利用具有积极意义。     

山核桃品质对产地土壤养分的空间响应

【目的】研究山核桃品质与对应产地土壤养分含量的相关性，了解土壤中养分元素含量对山核桃品质的影响，为山核桃合理布局和科学管理提供依据。【方法】以典型产区临安为研究区域，采集了153个山核桃样品及其对应土壤样品，采用地统计学方法和GIS空间分析技术，分析山核桃品质与产地土壤养分含量状况，探究山核桃及其产地土壤中大量及微量元素的空间分布特征和变异规律以及空间对应关系。【结果】相关系数结合交叉相关函数分析，发现土壤中各养分元素与果实品质元素之间均存在不同程度相关关系，其中果实氮与土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰的相关关系较强；磷与土壤有效磷、有效硼、有效锰、有效锌的相关关系较强；钾与土壤速效钾、有效硼、有效铁、有效锌的相关关系较强；粗脂肪与土壤有效磷、有效硼、有效锌的相关关系较强。空间分析结果显示，临安各乡镇土壤大量及微量元素含量空间异质性明显，而山核桃果实中钾和粗脂肪空间异质性不明显，氮、磷的空间变异性明显，大致呈现西北地区低东南地区高的分布趋势。【结论】山核桃品质受土壤中磷、硼、锌三种元素影响较大。山核桃与土壤相应养分元素的空间分布格局具有一定相似性，尤其是高低值区域。岛石镇西部和南部、湍口镇、河桥镇、太阳镇及昌化镇南部的土壤养分元素和山核桃品质元素含量相对较高，昌化镇北部、清凉峰镇西部、龙岗镇北部的土壤养分元素和山核桃品质元素含量相对较低。     

浙西北丘陵区农田土壤微量元素空间变异特征及影响因子

【目的】采用地统计学和GIS技术相结合的方法能较好地综合评价土壤微量元素空间数据的结构性、空间格局变异产生原因及影响因子。本论文以生态型城市桐庐县为研究区，研究了土壤微量元素的空间变异特征及其影响因素，为长期耕作的浙西北丘陵区农田土壤高效施肥提供依据。【方法】在满足空间分析要求的基础上，根据研究区主要土壤类型、土地利用类型、地形地貌和交通条件等因素布置采样点数目与密度，在作物收获后，选取水田区、旱地区、茶园区、果园区和桑园区等有代表性的田块采集分析土样386个。利用GS+7.0和ArcGIS 10.1进行半方差分析和Kriging插值，运用逐步回归分析比较各因子对微量元素含量的影响程度。【结果】铁、锰、铜、锌4种微量元素变异系数在58.37%~90.22%之间，块金效应值在10.9%~12.5%之间。4种微量元素的空间分布结构相似程度较小，呈斑块状特点。不同土壤类型对有效Fe和有效Zn的含量有显著影响。不同土地利用方式间4种微量元素含量差异显著。有效Fe与有机质和速效钾呈极显著负相关，与有效Cu呈极显著正相关。有效Cu与有效磷呈极显著正相关，与速效钾呈显著负相关，与有效Mn呈显著正相关。有效Zn与碱解氮呈极显著负相关，与有效磷和速效钾呈极显著正相关，与有效Mn呈显著正相关，与海拔呈显著负相关。土壤类型、土地利用方式、有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和海拔等8个因子合计分别能够解释4种微量元素变异空间变异的19.1%、2.2%、12.2%和12.1%，8个因子中土地利用方式能够独立解释空间变异的3.1%~13.5%。【结论】研究区内铁、锰、铜、锌4种微量元素总体处于丰富水平，呈中等变异。不同元素的主导影响因素不同，除土壤类型、土地利用方式、有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾和海拔等8个因子外还有众多其它结构性影响因子，土地利用方式有重要影响但非主导因子。     

稻田土壤养分空间变异与合理取样数研究

以嘉善县陶庄农场内一块0.52hm2的水稻田为研究区,采用地统计方法和常规统计方法进行土壤pH及养分(全氮、全碳、速效钾、速效磷、速效镁、速效锰、速效铜、速效锌)的空间变异及其合理取样数目研究。结果表明,各土壤养分在田间尺度均存在一定的空间变异,全氮、全碳、速效钾、速效磷等主要养分的空间格局呈南北向条带状,与农户经营田块的方向基本一致;不同农户耕种、管理下的4田块的土壤养分差异显著;反映土壤肥力的土壤全碳、全氮等养分的合理取样数目在95%的置信度和5%的相对误差条件下为45～个,基本上每个农户经营田块为1个,即可反映土壤养分的真实情况。因此,试验区以N素管理为主的精确田间管理的土壤采样可以采用以农户经营地块为单位的混合样采样方式,以减少土壤采样量和分析成本。     

Geographic Information System and Geostatistical Techniques to Characterize Spatial Variability of Soil Micronutrients Including Toxic Metals in an Agricultural Farm

Knowledge of spatial variability of soil properties is critical for precision farming and identification of pollution hot spots. This study examined the spatial dependence and variability of microelements to produce nutrient maps for site-specific nutrient management and for environmental modeling. A total of 94 grid samples (50 × 50 m²) were collected and analyzed for available zinc (Zn), copper (Cu), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), cadmium (Cd), and lead (Pb) using an atomic absorption spectrometer. Coefficient of variation (CV) indicated that all the microelements were high in heterogeneity (CV > 35%). Available Zn was found deficient in 66.4% of soil samples and might be one of the limiting nutrients for crop growth, Cu and Ni were in medium, and Fe and Mn in very high range. Pb and Cd were lower than standard values, but careful management will avoid toxicity. Significant correlation was found between Zn with Fe (r = 0.377); Ni with Mn and Fe (r = 0.350 and 0.205, respectively); and Pb with Mn and Ni (r = 0.298 and 0.221, respectively). Spatial variability of soil microelements was mapped by ordinary kriging using exponential model for Fe, Mn, Ni, Cd, and Pb; Gaussian model for Cu, and spherical model for Zn. Semivariogram showed strong to weak degree of spatial dependence for all microelements. The study highlighted the importance for the creation of nutrient management zones for Zn availability. The spatial variability maps generated could be used as a guide for precise and site-specific micronutrient management in the study region.