基于GIS的库车县耕层土壤养分空间变异研究

基于GIS和地统计学分析方法,对库车县耕层土壤(0—20cm)养分元素的空间变异特征进行了研究。结果表明:有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾均为中等程度的空间变异性,变异系数为19.11%~65.34%。有机质和全氮的理论模型符合球状模型,碱解氮、有效磷和速效钾的理论模型符合指数模型。有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾具有中等程度的空间自相关性,其空间变异主要受土壤类型、土壤质地以及施肥影响。从空间分布格局来看,有机质、全氮、碱解氮和速效钾的含量在东南方向上呈现明显的片状和斑块状分布,并由东南向西北发生递减,而有效磷主要呈斑块状分布,其含量在西南方向高于东北方向,研究区耕层土壤养分总体呈现出东南方向含量高于西北方向。     

关中平原台塬区土壤养分空间格局研究——以西安市长安区为例

为研究关中平原台塬区土壤养分的空间分布情况,加强精准农业施肥管理,针对陕西省西安市长安区836.69 km²范围内的土壤养分元素进行空间格局研究。通过GPS定位选取研究区内3 231个土壤采样点,测定了土壤样品的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾以及pH值,并利用地统计法对其空间变异结构及格局现状进行研究。结果表明:土壤养分元素的变异系数范围为0.09～0.84,其变异程度依次为有效磷>速效钾>碱解氮>有机质>pH值;土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH值的变异函数曲线均符合指数模型;在空间结构上,土壤有效磷和有机质属于弱相关性,速效钾和碱解氮为中等强度相关性,pH值具有强烈的空间相关性;采用Kriging插值方法,可直观得到研究区域的土壤养分空间格局情况。     

喀斯特山地植烟土壤养分空间变异及分区研究

为揭示喀斯特山地植烟土壤养分空间变异特征并进行分区管理,利用地统计学和模糊C-均值聚类算法对贵州省黔南州喀斯特山地植烟土壤养分进行分析。结果表明,土壤总体呈弱酸性,极小部分土壤缺乏有机质、碱解氮、有效磷、有效铜和有效锌,小部分土壤缺乏速效钾、交换性钙和交换性镁,大部分土壤缺乏有效钼。p H、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性镁、有效铜、有效锌和有效钼空间相关性中等,交换性钙空间相关性弱。p H、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁和有效锌空间变异主要由随机因素引起,有效铜和有效钼的空间变异主要由结构性因素引起。土壤养分空间变异趋势效应明显,p H、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铜、有效锌和有效钼均由几个高值中心向四周递减分布;有机质和碱解氮均由北部、西部和南部向中部和东部递增分布。研究区植烟土壤可分为4个管理分区,分区内土壤养分趋于同质化,分区间差异显著。本研究为喀斯特山地农田土壤养分管理、农作物平衡施肥和肥料高效利用提供了参考依据。     

北京山区土壤养分空间变化特征研究

为了揭示土壤养分空间变异分布特征并且指导土壤规划管理,以北京市西部山区水源林和京津风沙源地带为研究对象,在野外大田采集样本的基础之上,运用了地统计学与GIS相结合的研究方法,探究了典型区域土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和全氮的空间变化格局,同时采用模糊模式识别理论对土壤养分等级进行了综合评价,并结合地区的实际情况分析了其变异特性的影响因素。结果表明:土壤养分的空间分布整体上符合正态分布(P0.05),有效磷、速效钾和有机质的空间分布变异性较强,碱解氮和全氮的变异系数相对降低,并且随着土层深度的增加,土壤的养分含量呈现逐渐缩小趋势。土壤养分的各项指标能够较好地符合半方差函数模型,有机质和全氮具有较好的空间自相关性,碱解氮、速效钾和有效磷体现出中等自相关性,土壤养分整体分布格局的空间自相关性水平较强。土壤碱解氮含量等级为中等的比重最大,其面积占比为27.87%;有效磷、速效钾含量整体处于缺乏状态;而有机质含量在很丰富等级比重较大,且区域73.77%的土壤质地类型属于有机质丰富;全氮含量变化程度较低,并且大部分地区处于丰富的水平;区域土壤肥力的综合水平为IV。研究成果为区域土壤资源使用划分、修复重建以及可持续利用提供科学依据。     

海南省芒果主产区土壤养分现状与果实矿质养分相关性评价与分析

研究海南省芒果主产区土壤养分丰缺及与果实矿质养分相关性,以期掌握芒果园土壤肥力现状,为科学、合理制定海南省芒果主产区的施肥策略奠基础。通过对海南省芒果主产区陵水、三亚、乐东、东方四市县芒果园0~20 cm、20~40cm土层采集的342个土壤样品和90个植物样品进行养分测定分析。研究发现,芒果园土壤pH均值为5.51,果园土壤呈酸性;果园有机质含量偏低,随土层加深而降低,四地土壤有机质含量在三级以下水平占各地土壤的比例分别为:陵水60%、三亚69%、乐东93%、东方100%;果园土壤全氮、碱解氮含量较低,基本在三级及以下水平,土壤速效钾、速效磷含量较高,大部分土壤在三级及以上水平范围,磷含量变异系数较大,分别为:0~20 cm土层为123.07%,20~40 cm土层为138.32%;芒果园土壤交换性钙含量较丰富,交换性镁含量较低,钙含量随土层加深而增加,镁则相反;芒果园微量元素含量比较丰富,随土层的加深有效铁、有效铜、有效锌含量减少,有效锰略微增加,有效硼基本不变;果园土壤养分含量与果实矿质元素含量的相关性较强,其中果实锰与土壤速效钾(相关系数0.990)、果实锰与土壤碱解氮(相关系数0.995)、果实锰与土壤有效锌(相关系数0.960)及土壤铜与果实铜(相关系数0.926)为显著的正相关,土壤有效磷与果实微量元素含量呈负相关关系,土壤有效铁与果实大量元素含量呈负相关,土壤速效钾和碱解氮与果实微量元素呈正相关。海南省芒果园土壤有机质、土壤氮(全氮、碱解氮)含量均较低,速效磷和速效钾含量为中上水平,交换性镁含量较低,果园土壤微量元素较丰富。建议生产中以基肥为主,增施有机肥,适当配施锰等微量元素,可以喷施少量叶面肥补充微量元素。在施肥时应平衡施肥,合理用量。     

攀西烟区紫色土pH值与土壤养分的相关分析

对四川攀西烟区有代表性的30个紫色土样品的pH值、有机质及有效养分含量进行了测定。结果表明，攀西烟区紫色土的pH值在5．13～8．14范围内，有半数左右的土壤偏碱性；有机质、碱解氮、有效锌和有效锰的含量均随pH值的升高而降低，交换性钙的含量随pH值的升高而升高，而pH值与速效磷、速效钾、交换性镁、速效铜、速效硼间的相关性则不显著。烟区紫色土的有机质和碱解氮含量偏低，速效磷、速效钾含量中等，交换性钙、交换性镁含量丰富；部分pH值较高的土壤可能会缺乏铜、锌等微量元素；在不同pH值的土壤上硼营养均严重亏缺，建议生产中增施硼肥。     

福建三明烟区土壤肥力状况的研究

通过对三明烟区具有代表性的316个土壤样品的分析测定,结果表明:该烟区土壤pH平均为5.0;土壤养分的平均含量为:有机质27.0gkg-1、全氮1.4gkg-1、碱解氮142mgkg-1、全磷0.5gkg-1、速效磷24mgkg-1、全钾19.2gkg-1、缓效钾250mgkg-1、速效钾109mgkg-1、交换性钙726mgkg-1、交换性镁30mgkg-1、有效硫22mgkg-1、有效铁23.8mgkg-1、有效锰9.9mgkg-1、有效铜2.7mgkg-1、有效锌2.0mgkg-1、有效硼0.2mgkg-1、水溶性氯15.0mgkg-1。三明烟区土壤有机质含量普遍较高,pH偏低,全氮、碱解氮水平中等,适宜烤烟生长;部分土壤有效磷含量较高,应合理适量施用磷肥;速效钾普遍缺乏,应重视钾肥施用;土壤镁、硼营养明显不足,应增加镁,硼营养,在施用石灰调节土壤酸度的同时应避免影响烤烟对镁,硼的吸收;慎重施用氯肥。     

基于乡镇级耕层土壤养分空间变异研究

利用地统计学方法和地理信息系统技术分析辽宁省昌图县朝阳镇耕层土壤养分的数据统计特征、空间变异性和分维数及空间分布规律.研究结果表明,有机质的含量普遍较低,碱解氮的含量普遍较高;有机质及速效养分含量的变异系数顺序为碱解氮＜速效钾＜有机质＜速效磷;地统计学半方差分析结果显示,有机质、速效磷的块金值与基台值的比值介于25%～75%之间,具有中等程度空间相关性.碱解氮的块金值与基台值的比值大于75%,空间相关性较弱.速效钾的块金值与基台值的比值小于25%,具有强烈的空间相关性.碱解氮的分维值D最大为1.996,速效钾的分维值D最小为1.802,表明碱解氮的空间分布比速效钾的空间分布复杂.     

广东省典型赤红壤区耕层土壤养分的空间变异

[目的]探讨我国典型赤红壤区——广州市增城区耕层土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量的空间变异规律,为赤红壤区耕层种植的平衡施肥、水土保持和环境保护提供依据。[方法]利用地统计学方法和地理信息系统技术。[结果]研究区耕层土壤有效磷的含量较高,速效钾的变异系数最大(107.78%),有机质的变异系数最小(32.51%),变异系数由大到小依次为:速效钾有效磷全氮有机质;有机质、全氮具有强烈的各向同性空间自相关性,有效磷与速效钾有着较明显的各向异性空间自相关性;有机质、全氮有着相似的空间分布规律,含量呈东南部高西北低的趋势,有效磷含量处于中上偏高水平,空间分布从北向南呈逐步增多趋势,速效钾空间分布相对比较复杂,各个养分级别都有一定量的分布,总体由北到南逐渐增多。[结论]在一定空间范围内,耕层土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾具有不同强度的空间相关性,且选取合适的方向性半方差函数模型能更好地拟合其空间变异情况。     

基于GS+和ArcGIS的蒲江县耕地土壤养分空间变异分析

基于GS+7.0、ArcGIS10.2建立蒲江县全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质5种耕地土壤养分含量的最优半方差函数模型,利用该模型进行了空间变异和普通Kriging空间插值分析。研究区土壤全氮、碱解氮、有机质均具有中等空间变异性,有效磷、速效钾表现为弱空间变异性。全氮、碱解氮含量高低受地形、成土母质、土壤类型等自然条件和施肥、种植模式、耕作措施等人为活动的共同影响,有机质更多地受人为活动的影响,而有效磷、速效钾则主要决定于人为活动的作用。5种土壤养分含量的空间插值图可直观地表达县域耕地土壤养分的含量水平及其分布状况,使用该图件可方便地提出相应的平衡施肥建议。     

桂西北典型环境移民迁入区土壤养分特征分析

在桂西北典型环境移民迁入区,分析了5种土地利用方式表层(0-20 cm)土壤有机质(SOM)、全量养分和速效养分的变化特征.结果表明,根据变异系数(Cv)大小,除速效磷(AP)为强变异外Cv＞1.0),其余土壤养分都为中等变异(0.1＜Cv＜1.0).整体而言,移民迁入区SOM、全氮(TN)含量处于较高水平,速效氮(AN)、速效磷(AP)含量处于中等水平,全磷(TP)、速效钾(AK)处于偏低水平,而全钾(TK)处于低水平.土地利用方式是影响土壤养分的主要因素.灌丛和荒草地的SOM,TN,AN处于较高水平,果园和旱地则处于中等水平;次生林SOM处于较高水平,TN处于中等水平,而AN处于偏低水平.除旱地和果园AP含量处于中等水平外,不同利用方式土壤的TP,TK,AP,AK含量处于低或偏低水平.由于采取了较好的水土保持措施,移民后较大规模的土地利用变化没有导致明显的土壤退化,但需要增加磷钾肥的施用量.     

北京百花山区自然土壤与耕作土壤的肥力比较以及土壤管理措施

通过对北京百花山地区山地自然土壤和耕作土壤有机质含量、全氮、全磷、速效磷、速效钾及微量元素有效含量的测定分析,得到了该地区山地自然土壤和耕作土壤的肥力特征。该地区山地自然土壤的有机质、全氮、全磷的含量较高,速效钾的水平中等,而速效磷的水平很低,微量元素中铜的含量较高,锰的含量较低,而有效锌的含量极低。自然土壤开垦为耕地后,土壤有机质含量明显降低,全氮的含量变化不明显;由于施肥作用,土壤全磷和速效磷的水平上升,个别耕地速效磷的水平极高,有过量使用磷肥的现象。对该地区山地土壤的开发利用,应坚持生态保护,防止水土流失,适当使用磷肥,注意使用微肥尤其是锌肥,因地制宜,根据不同地形、不同的土壤类型、母质的差异制定合理的利用方案。     

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。     

云南玉溪柑橘园土壤养分状况与分布特征

在云南省玉溪市华宁南盘江低热河谷区、华宁山地丘陵区、元江干热河谷区和新平山地丘陵区4个柑橘生态区,选取一个月内未施肥的101个代表性柑橘园采集土壤进行分析。结果表明:玉溪柑橘园土壤pH变幅在3.98～8.07,52.48%的土壤p H基本适宜柑橘生长,14.85%的土壤pH适宜柑橘生长;土壤有机质匮乏,59.40%的土壤低于15 g/kg。土壤碱解氮、有效磷、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼的平均含量分别为78.64、53.95、273.15、3240.37、233.39、23.21、43.82、5.67、2.89、0.50mg/kg。总体上,土壤碱解氮和有效硼含量不足(低量和缺乏),比例分别为78.22%和66.34%;有效钾、钙、锰和铜含量以超标(高量和过量)居多,比例分别为64.36%、51.48%、56.44%和83.17%;有效磷、铁、锌含量以丰富(适宜、高量和过量)为主,比例分别为67.31%、75.24%和88.12%;有效镁不足、适宜和超标的果园各占约1/3。在土壤养分状况的区域特征方面,华宁优于新平,新平优于元江。土壤pH与有效钙、镁含量的正相关性极显著,与有效锰、铜含量的负相关性极显著,土壤有机质与大部分养分含量正相关且达到显著水平。因此,云南玉溪柑橘园生产上应注意调节土壤pH,增施有机肥和氮、硼肥,适度少施钾、磷肥,注意钙、锰和铜肥的控制。     

Accounting Spatial Variability of Soil Properties and Mapping Fertilizer Types Using Geostatistics in Southern Ethiopia

This study assesses soil spatial variability and maps fertilizer types using geostatistics. A total of 789 soil samples were collected from Wolaita area, Southern Ethiopia. Ordinary kriging was employed. The result considering coefficient of variation exhibited diverse soil variability (10% to 236%). Exponential semivariogram model described spatial structure of organic carbon (OC), total nitrogen (N), phosphorus (P), magnesium (Mg), boron (B), iron (Fe), zinc (Zn), cation exchange capacity (CEC) and potassium(K)/Mg. Semivariogram model was spherical for pH, calcium (Ca), manganese (Mn), and Gaussian for sulfur (S) and K. Spatial dependence was strong (Cu, Fe and Zn), moderate (pH, OC, N, S, Ca, Mg, B, Mn and CEC), and weak (P and K). Autocorrelation was between 276 and 15,118 meters. Overall, 46% of nutrients (N, P, K, S, B, and Cu) obtained from soil were deficient. Thus, for site-specific nutrient interventions, three fertilizer types (NPKSBCu, NPSBCu, and NPKSB) are suggested.     

重庆市丰都县紫色土养分空间变异及土壤肥力评价

综合运用地统计学、GIS和模糊数学相结合的方法,分析了丰都县紫色土养分的空间变异规律,对其土壤肥力进行综合评价,并绘制了养分空间分布图和土壤综合肥力指数空间分布图,为该县紫色土养分分区管理及精准施肥决策等提供理论依据。结果表明:研究区内5种肥力指标中,除有效磷属于强变异性外,pH、有机质、碱解氮和速效钾均具有中等变异性。土壤pH、速效钾的最适模型是指数模型,块金值与基台值之比分别为17.07%和10.65%,有较强的空间相关性;用线性模型可较好地模拟有机质、碱解氮和有效磷,块金值与基台值之比分别为76.37%、84.21%和87.92%,空间相关性较弱。土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的变程分别为5.43、28.02、31.24、36.48和2.28 km。土壤pH在长江以北较高与较低区域都呈带状并相间分布,在长江以南呈西低东高状态;有机质、碱解氮、有效磷及速效钾的分布存在明显的方向不均匀性,都呈零星斑状。丰都县土壤肥力质量呈现北低南高的趋势,5个等级地块分别占8.14%、18.86%、31.75%、28.58%、12.67%。丰都县土壤肥力总体水平中等偏上,这主要与该地区地形地质有关,同时也受到社会经济与人为管理措施的影响。     

湖北省柑橘园土壤养分分级研究

对湖北省柑橘主产区143个柑橘园0～30cm的土壤样品进行了测试分析。结果表明,全省有89.5%柑橘园土壤pH值适合柑橘生长;有59.4%的柑橘园土壤有机质含量偏低,土壤速效N、P、K缺乏分别为78.3%、44.1%和77.6%;中量元素养分Ca、Mg缺乏分别为39.1%和37.1%;分别有34.3%、20.3%、16.8%、63.6%、35.5%和77.4%的柑橘园缺乏有效Fe、Mn、Cu、Zn、Mo和B。土壤有效Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Mo含量在部分柑橘园存在过量现象,分别占柑橘园的9.8%、4.9%、7.7%、4.9%、3.5%和4.0%。柑橘园土壤pH值、有机质和各种有效养分含量呈现一定的地域性变化,如鄂南柑橘园土壤偏酸,而汉江流域(鄂北)土壤偏碱;鄂南Ca和Mg缺乏程度高,汉江流域含量相对较高,而有效Fe、Mn、Zn含量则相反。调查结果还表明,柑橘园土壤有效Cu和B含量受人为活动的影响非常明显。     

小尺度土壤养分的空间变异及其影响因素探讨—以江苏省无锡市典型城乡交错区为例

以江苏省无锡市城乡交错区为例,在8km2范围内,采集102个土壤表层样,利用地统计学和G IS相结合的方法,研究了土壤全量和速效氮、磷、钾的空间变异特征,并对其影响因素进行了探讨。结果表明土壤养分空间变异程度从大到小依次为:土壤全氮>土壤全磷>土壤速效磷>土壤速效氮>土壤速效钾>土壤全钾。土壤全氮空间变异受到土壤类型的影响,土壤全磷的空间变异与居民点分布有关,土壤全钾空间变异与土壤粘粒关系最密切。土壤全量养分和相应的速效养分具有显著相关关系,在空间分布上,也分别存在不同程度的相似性。同时土壤全磷和土壤速效养分受土地利用影响也较大。研究还表明,城乡交错区土壤氮、磷流失风险增加,需要实施有效措施控制氮、磷肥料的过度施用。     

黔西南土壤养分与烤烟糖含量的关系

  【目的】  黔西南烤烟还原糖(RS)和总糖(TS)含量过高是影响其品质的两个重要原因。我们研究了该地区土壤养分对烟叶总糖和还原糖的贡献,为通过施肥提高黔西南烟区的烤烟质量提供理论依据。  【方法】  选取黔西南州晴隆、普安、兴仁、兴义、贞丰和安龙6个县(市)烟草种植集中连片区,确定典型烟田,采集土壤样品和对应的烤后烟叶样品,测定土壤大、中、微量养分含量以及烟叶总糖和还原糖含量,并对两者之间的关系进行相关分析、逐步回归分析和通径分析。  【结果】  黔西南州烟叶的总糖和还原糖含量总体偏高;植烟区土壤酸碱性处于中性至弱碱性,土壤有机质、碱解氮、交换性钙、交换性镁、有效铁和有效锰含量丰富,速效钾、有效磷、有效铜、有效锌、有效硼和有效钼含量适宜,但存在空间分布不均问题。烟叶总糖和还原糖与土壤养分显著相关,其中,烟叶总糖与土壤速效钾(AK)、有效锌(Zn)和有效硼(B)呈极显著负相关,与土壤有效钼(Mo)呈极显著正相关;烟叶还原糖与土壤速效钾(AK)呈极显著负相关,与土壤有效锌(Zn)和有效硼(B)呈显著负相关,与有效铜(Cu)呈极显著正相关,与有效锰(Mn)呈显著正相关。烟叶总糖和还原糖与土壤养分的回归方程分别为TS=31.69?1.78Zn+17.05Mo+1.09Cu+0.003Mg?0.01AK和RS=25.12?0.01AK+1.39Cu+6.91Mo。土壤速效钾、有效铜、有效锌、有效钼和交换性镁为影响烟叶总糖含量的重要指标,土壤速效钾、有效铜和有效钼是影响烟叶还原糖含量的重要指标。通径分析表明,土壤养分含量对烟叶糖含量既有正面(促进)也有负面(制约)作用。  【结论】  对黔西南州烟叶糖含量贡献较大的土壤养分是速效钾、有效镁、有效铜、有效锌和有效钼。在速效钾和有效锌相对丰富的情况下,土壤速效钾含量和有效锌含量会抑制烤后烟叶总糖、还原糖含量的积累,而有效镁、有效铜和有效钼会增加烤后烟叶的总糖和还原糖含量。