广元植烟土壤有效态微量元素的空间变异特征及影响因素

为揭示广元植烟区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等研究方法,结合地理信息系统(GIS)技术对研究区土壤有效铁、锰、铜、锌钼及硼等6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明,研究区土壤有效铁、锰及铜含量丰富,总体处于中等以上水平;有效钼含量适中;有效锌和硼缺乏,总体处于缺乏或极度缺乏水平。半方差分析表明,6种土壤有效态微量元素块金系数均在29.72%~67.59%之间,具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效铁、锰、铜及钼含量表现出北高南低的空间分布趋势,土壤有效锌和硼含量呈现出西高东低的空间分布格局。影响因素分析表明,6种土壤有效态微量元素与土壤有机质呈正相关,与p H值呈负相关,相关性总体高于地形因子。土壤有机质对有效铁、铜、锌及硼有极显著影响,其空间变异性为5.5%~27.2%。除有效锌外,土壤p H值对其余5种土壤有效态微量元素含量空间变异均有极显著影响,其空间变异性为5.0%~30.4%。土类对土壤有效铁、锰及铜有极显著影响,其空间变异性8.4%~12.3%。熟制和种植制度对6种土壤有效态微量元素含量空间变异的影响较弱,进一步说明研究区土壤有效态微量元素含量空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响,但结构性因素的作用强于随机性因素。本研究结果为广元植烟区土壤微肥施肥管理及优质烤烟栽培提供了可靠的参考依据。     

鄂尔多斯高原农田土壤类型与养分组成对微量元素的影响——以鄂托克旗为例

以鄂尔多斯高原的鄂托克旗为研究区域,结合统计分析探索鄂托克旗土壤微量元素含量特征,以及土壤类型和土壤养分对土壤微量元素(铜、铁、锰、锌、硼)的影响,以期为当地肥料使用提供参考。研究结果表明:①鄂尔多斯高原农田土壤铁、锰、铜、锌、硼有效态含量中等,铁和锰含量变异相对较小,铜、锌和硼含量变异相对较大;②不同土壤类型对土壤中的微量元素含量具有显著影响;③铁、锰和硼有效态含量与pH值呈极显著负相关,有效铜含量与pH值呈极显著正相关,pH值过高会影响土壤中铁、锰、铜和硼的有效态含量。     

贵州喀斯特地区草地开垦对土壤微量元素的影响与评价

为探明生态脆弱区土地利用方式转换对土壤有效态微量元素的影响,以贵州喀斯特地区草地及其相应开垦的农田为对象,采用成对设计的方法研究了草地开垦对土壤微量元素（铜、锰、铁、钼、硼、锌）的影响,并探索基于土壤微量元素密度的区域土壤微量元素丰缺评价指标。结果表明：研究区土壤有效态微量元素在土壤剖面上呈表面富集现象,其含量随土层深度的增加而降低;草地开垦导致土壤有效态铜、铁、硼和钼的含量出现不同程度的降低,降幅为4.97%～79.17%,而土壤有效锌含量则增加,增幅为11.76%～46.06%;开垦导致土壤有效锰含量在剖面上的下降速率加快。建立了研究区6种有效微量元素的丰缺评价指标,该指标以土壤微量元素密度为参数,以参数值的不同范围界定微量元素的丰缺程度,消除了微量元素空间异质性对判定结果的影响。根据该评价指标,研究区土壤有效铁、锰处于极高水平,草地开垦导致土壤有效铜、钼、硼的丰度下降,而有效锌的丰度上升;结合微量元素有效性评价指数,整个研究区土壤有效硼处于低水平,不能够满足植物正常生长发育的需要。该研究结果可为生态脆弱区土地的科学管理和土壤微量元素科学评价体系的建立提供参考。     

陇中旱区农田土壤微量元素特征及其对绿肥休耕的响应

研究土壤微量元素对绿肥休耕的响应，为大面积区域农田土壤养分管理和农业生产提供参考。基于陇中旱区3年多点位监测数据，选择土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效钼和有效硼等6项指标，对比分析休耕种植绿肥前后土壤微量元素差异。结果表明：(1)与基础土壤相比，休耕3年后土壤有效锰、有效铜和有效锌含量分别显著增加18.8%,22.5%,14.3%(p<0.05);有效铁和有效硼含量均显著降低(p<0.05),有效钼无显著变化。(2)回归分析表明，有效铁、有效锰和有效铜的变化幅度与休耕前微量元素基础含量均呈负线性关系，而有效锌和有效钼均呈负对数关系(p<0.05),且对有效锰、有效铜、有效锌和有效钼的基础含量分别小于8.0,0.9,0.3,0.06 mg/kg的农田土壤有显著提高效果；有效铁、有效锰和有效铜变化幅度与休耕前土壤有机质和全氮基础养分含量之间均呈显著负线性关系(p<0.05);有效铁、有效锰、有效铜和有效锌变化幅度与休耕前土壤pH之间均呈显著正线性关系(p<0.05)。(3)进一步对休耕后土壤微量元素和常量元素相关分析表明，休耕后有效铁、有效锰和有效锌均...     

小尺度下茶园土壤有效态微量元素空间变异特征及其影响因素分析

  【目的】  开展小尺度下茶园土壤有效态微量元素空间变异及影响因素研究,以指导茶园养分管理和土壤培肥。  【方法】  于2020年,在四川雅安名山区中峰镇面积约2 km2的生态茶园,采用随机布点法布设94个采样点,每个采样点取 0—30 cm 表层土壤,分析土壤pH、有机质以及有效铁、有效锰、有效铜和有效锌4种微量元素含量,用阈值法(平均值±3倍标准差)对分析数据进行异常值处理。采用地统计学与GIS空间分析技术相结合的方法,探讨了小尺度下茶园土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌4种有效态微量元素的空间异质性,并运用相关性分析和回归分析方法探究其影响因素。  【结果】  研究区土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌平均含量分别为56.0、28.0、1.2和1.8 mg/kg,变异系数分别为52.59%、89.95%、38.81%和32.90%,属于中等程度变异。有效铁、有效铜和有效锌含量均服从正态分布,而有效锰含量服从对数正态分布。土壤有效铜呈纯块金效应,全局Moran’s I指数为负值;有效铁、有效锰以指数模型为最优拟合模型,有效锌以球面模型为最佳,块基比在36.57%～61.85%,均呈中等空间相关性,全局Moran’s I指数均为正值,且有效铁含量具有极显著空间自相关性。4种土壤有效态微量元素空间分布格局差异较大,有效铁含量呈现南高北低的趋势,有效锰含量随地面坡度的增加呈现降低趋势,有效铜含量斑块状分布明显,有效锌含量则呈现出从研究区两端向中部递减的分布特征。有效铁含量与有机质、pH显著正相关,有效锌含量则与有机质呈极显著正相关,有效锰含量与坡度之间存在显著相关性,有效铜含量则与各因子均无显著相关性。  【结论】  中锋生态茶园土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量总体上均较丰富,均属中等变异强度。土壤有效铜存在空间孤立现象,有效铁、有效锰和有效锌表现为空间聚集特征。茶园土壤有效铁和有效锌含量主要受土壤有机质含量的影响,有效锰含量则主要受坡度的影响。     

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。     

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．     

黄土区土壤微量元素含量分布与微肥效应

黄土区土壤微量元素含量分布受母质、地形、水热条件、土壤类型等成土过程与成土条件的深刻影响,呈现出一定的规律性。与全国土壤平均含量比较,本区土壤锌、锰较低,钼很低,硼接近,铜略高。土壤有效态锌、硼、钼、锰属低水平,存在着大面积缺乏锌、硼、钼的土壤,近一半土壤面积缺锰。近年来,锌、硼、锰肥已在生产中大面积应用,获得了显著的经济效益。     

土壤微量元素含量及其影响因素的研究

论述了临沂市土壤中硼、锌、锰、铜、铁等5种主要微量元素的状况与其它因素的关系。有效硼含量0．09～3．67mg／kg，平均0．35mg／kg；有效锰22～572mg／kg，平均244mg／kg；有效锌0．15～4．02mg／kg，平均O．53mg／kg；有效铜0．09～5．78mg／kg，平均1．03mg／kg；有效铁3．2～162mg／kg，平均21．5mg／kg；有效锰2．0～131．4mg／kg，平均23．4mg／kg。不同土壤类型的以上5种微量元素有明显差异，其特征是砂姜黑土缺锌，棕壤、水稻土富含铁、铜、锰、锌；成土母质是影响土壤微黾元素的重要因素之一，发育在基性岩上的土壤一般含量较高，而由红土母质发育的土壤则含量较低。土壤有机质含量与土壤微量元素有明显正相关关系，其中速效锌、速效硼和速效铜与有机质的关系尤为显著。     

农牧交错带草地开垦对土壤有效态微量元素的影响及评价

为明确草地利用方式转变对土壤微量元素的影响,以华北农牧交错带2种类型草地及其相应开垦的农田为对象,采用成对设计的方法研究了开垦对草地土壤表层(0～20cm)有效态微量元素(铜、铁、锰、锌、硼、钼)的影响并对其进行了评价,以期为农牧交错带的科学管理提供参考。结果表明:典型草地开垦导致土壤有效态铜、锌含量分别上升8.8%和16.4%,其他4种微量元素含量下降16.4%～28.1%。根据土壤有效态微量元素评价标准,典型草地区域有效态硼、钼含量处于高水平,有效态铜处于中等水平,有效态锌处于极低水平;有效态铁、锰在典型草地为高水平和中等水平,开垦为农田后分别降到中等水平和低水平。低湿草甸开垦导致微量元素含量下降10.6%～77.7%,其中有效态铁、硼、钼处于极高水平,有效态锰处于中等水平,有效态锌处于极低水平;有效态铜由低湿草甸的高水平降到农田的中等水平。整个研究区土壤有效锌含量限制草地植被和农作物生长发育,由典型草地开垦的农田其土壤有效锰含量不能够满足作物的需求。建议研究区禁止开垦草地并对已开垦的草地实行退耕还草,同时建议建立基于土壤微量元素密度的评价体系。     

宜宾地区土壤有效态微量元素空间变异特征及影响因素

为揭示宜宾地区土壤有效态微量元素含量空间变异特征及影响因素,采用地统计学、相关分析及回归分析等方法,结合GIS技术对研究区6种土壤有效态微量元素进行分析。结果表明:研究区土壤有效态Fe、Mn、Cu和Zn含量达丰富及以上水平,有效Mo含量适中,而有效B含量则处于缺乏水平,均值为0.24 mg kg~(-1)。半方差结果表明,6种指标均具有中等强度的空间自相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。空间分布上,土壤有效Mo呈现出由西北逐渐向东南递增,有效B则呈现出大块面状缺乏,而其他4种元素总体表现为西南-东北沿线上含量相对较低,沿线两侧含量丰富的分布格局。影响因素分析表明,6种元素与pH总体呈极显著负相关,与有机质和氮素呈现极显著正相关;不同土壤类型对有效态微量元素含量具有一定的显著影响;海拔和坡度与有效态微量元素之间存在显著关系;而6种土壤有效态微量元素均在一熟和三熟制中平均含量相对较高。总体来看,土壤化学性状对土壤微量元素的空间变异作用强于土壤类型、地形因子和熟制。     

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.     

植烟土壤有效态微量元素空间变异特征

基于GIS和GPS定位技术,结合网格取样,用地统计学方法研究了褐土烟区土壤有效态微量元素养分(速效Fe、速效Mn、速效Cu、速效Zn)的空间变异规律,并绘制了微量养分空间分布图。结果表明:土壤速效微量养分在整个研究区内均表现出中等变异水平,其变异性大小表现为:速效Zn速效Mn速效Cu速效Fe。除速效Mn外,其他微量元素都表现出很强的空间结构性,速效Cu、Zn变程较短,分别为182m和175m,速效Mn变程较长为850m。基于半方差函数模型,用普通克里格法对研究区土壤速效微量养分进行了克里格插值,结果表明:速效Fe在研究区内普遍缺乏,速效Mn、速效Cu含量中等偏高,而速效Zn含量在整个研究区表现出明显的差异性。     

湖北省黄棕壤若干微量元素环境地球化学特征

在湖北省黄棕壤上采集32个土样，研究了微量元素B、Mn、Fe、Cu、Zn和Mo的总含量、有效态含量、它们在土壤剖面中的迁移分布等环境地球化学特征及其影响因素。所得结果如下：（1）湖北黄棕壤B、Mn、Fe、Cu的总含量较丰富，Zn的总含量中等，Mo的总含量缺乏；B、Cu、Zn、Mo的有效态含量较缺乏；（2）各微量元素总含量在黄棕壤剖面中的分布均以心土层中最高，而有效态含量均以表土层中最高；（3） Zn、Mo的有效态含量与总含量呈显著或极显著正相关；B、Mo的有效态含量与黄棕壤pH值呈极显著正相关，Fe、Zn有效态含量则与pH值呈显著负相关；除Fe外其他微量元素的有效态含量均与土壤有机质含量呈显著或极显著正相关。     

泸州植烟土壤有效态微量元素含量空间变异及其影响因素

基于泸州180份植烟土壤样品6种微量元素有效态含量数据,采用地统计方法分析了其空间变异特征,并利用相关分析探讨了其与土壤肥力因子和地形因子之间的关系,旨在为泸州烤烟生态适宜区规划和微肥施用提供参考依据。结果表明,研究区土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn、B及Mo平均含量分别为70.42、46.72、2.33、1.75、0.34和0.17 mg/kg,总体呈现出南高北低、东高西低的空间分布格局。有效B和Mo符合球状模型,其余元素均符合指数模型;6个元素块金值与基台值之比在25%~75%之间,具有中等强度的空间相关性,其空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响。相关性分析表明,土壤有效态微量元素与全钾之间无相关性,与有机质、氮素、磷素及速效钾总体呈正相关;坡度和坡向与土壤有效态微量元素含量之间无相关性,海拔与有效Mn、Cu及Mo呈显著或极显著的正相关关系。肥力因子对研究区土壤有效态微量元素含量空间变异的影响强于地形因子。     

Spatial Distribution and Management Zones for Sulphur and Micronutrients in Shiwalik Himalayan Region of India

Agricultural land degradation due to nutrient deficiencies is a threat to agricultural sustainability. As nutrients availability is influenced by soil heterogeneity, climatic conditions and anthropogenic activities; hence, delineation of nutrient management zones (MZs) based on spatial variability could be an effective management option at regional scale. Thus, the present study was carried out to delineate MZs in the Shiwalik Himalayan region of India by capturing spatial variability of soil properties and secondary and micronutrients status because of the emerging nutrient deficiencies. For the study, a total of 2575 geo‐referenced representative surface (0–15 cm depth) soil samples were collected from the study region covering an area of 53,483 km². The soils were analysed for pH, electrical conductivity, soil organic carbon, available sulphur (S) and micronutrients (Zn, Fe, Cu, Mn, B and Mo) concentrations. There was a wide variation in soil properties with coefficient of variation values of 14 (for pH) to 86% for available Mo. Geostatistical analysis revealed spherical, Gaussian, exponential, stable, circular and K‐Bessel best‐fit models for soil properties. Most of the soil properties were having moderate spatial dependence except soil pH and S (strong spatial dependence) and Zn (weak spatial dependence). About 49%, 10%, 2%, 13%, 11%, 12% and 8% area of the study region were found to be deficient (including acute and marginal deficiency) in S, Zn, Fe, Cu, Mn, B and Mo, respectively. The principal component analysis and fuzzy c‐mean clustering were performed to develop the MZs. Four principal components with eigenvalues greater than 1 and accounting 65·4% of total variance were retained for further analysis. On the basis of fuzzy performance index and normalized classification entropy, four potential MZs were identified. Analysis of variance confirmed the heterogeneity in most of the studied soil properties among the MZs. The study indicated that the methodology of delineating MZs can be effectively used in site‐specific S and micronutrients management in the Shiwalik Himalayan region of India. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

吉林省黑土某些微量元素环境地球化学特征

根据吉林省第二次土壤普查资料 ,对黑土中微量元素B、Cu、Fe、Mn、Mo和Zn的全量、有效态含量、它们在土壤剖面中的迁移分布等环境地球化学特征及其影响因素进行了研究 ,得出如下结论 :①吉林省黑土B、Mn、Mo、Zn的全量缺乏 ,Cu、Fe的全量略低 ;②黑土B、Cu、Zn的有效态含量缺乏 ,其中Zn严重缺乏 ;③黑土剖面中 ,B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn等微量元素全量与有效态含量分布相似 ,均以淋溶层最低 ,表层和淀积层较高 (Mo的全量除外 )。微量元素有效态含量剖面分布中淀积层层次较深 ,表层富集程度稍强 ;④黑土中B、Fe、Mn、Mo、Zn的有效态含量与土壤有机质含量呈显著的正相关 ;B、Mo的有效态含量与 pH值呈显著正相关 ,而Cu、Fe、Mn、Zn的有效态含量则与pH值呈负相关 ;黑土B、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn有效态含量与其全量均达到显著相关水平。根据吉林省黑土中微量元素全量和有效态含量分布的特点 ,需施用微量元素肥料 ,增加黑土中微量元素的含量 ,促进该地区农业的可持续发展     

不同尺度下土壤养分空间变异特征的研究

在不同取样尺度下采集了农田土壤样品并测定土壤有机质、全N和有效P含量，研究不同尺度下地统计学方法对土壤养分空间变异分析的适用性和空间插值质量。研究结果表明，大比例尺下土壤有机质含量、有效P含量、全N含量的分布呈正态分布，在中小比例尺下呈现轻微偏态分布。各养分空间变异系数存在明显空间变异(C．V.介于17％—27％之间)，大比例尺下，空间变异较小；中小比例尺下，空间变异程度大(C.V.和峰度值较小)。在各种尺度下，土壤养分均存在典型的半方差结构，表明在各种取样比例尺下采用地统计学方法进行土壤养分空间变异分析都是可行的。在大中比例尺下，各养分块金系数介于0．28—0．38之间，表明土壤养分具有明显空间自相关；而在小比例尺下，块金系数介于0—0．17之间，表明土壤养分具有强烈空间自相关，其中有机质含量具有恒定的空间自相关(块金系数为0)，有效P含量的空间自相关程度相对较弱；空间插值和交互检验结果表明，球状模型空间插值结果与实测结果符合性很好，交互检验均达到极显著水平。在小比例尺下其估计比大比例尺下精度更高。不同养分的空间预测结果质量不尽相同，土壤有机质含量空间预测符合度最高。