基于GIS与地统计的土壤养分空间变异研究

[目的]为分析滑县土壤养分的空间变异特征,[方法]利用GIS与地统计方法相结合的方法,对2012年的924个土壤样点数据进行了描述性统计分析、半方差函数分析和克里格插值分析。[结果]结果表明：滑县土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾等4种养分的平均含量分别为14.81 g/kg、0.87 g/kg、16.02 mg/kg、96.72 mg/kg,变异系数处于21.8%~57%之间,属于中等变异。块金值与基台值之比分别为：50%、54.6%、89.2%、90.1%;土壤有机质和全氮具有中等空间相关性,有效磷和速效钾具有较弱的空间相关性。4种土壤养分的最优插值模型均为指数模型,土壤有机质和有效磷最优插值搜索方向为8扇形,全氮和速效钾为4扇形。[结论]滑县土壤有机质和全氮含量处于中等以下水平,有效磷和速效钾含量处于中等水平。各土壤养分含量均存在较低水平的区域,在土壤管理与施肥过程中,应注意合理调控。     

渭北旱塬土地整治新增耕地土壤养分特征及肥力等级评价——以合阳县为例

以地处渭北旱塬东部的陕西省合阳县土地整治项目新增耕地为对象,研究县域内新增耕地土壤养分状况,为指导新增耕地后期管理提供参考。通过对合阳县12个乡镇新增耕地土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾的变化特征进行分析,并采用物元模型对其进行综合评价。结果表明：合阳县新增耕地土壤养分含量普遍较低,有机质平均含量8.66 g/kg,全氮1.30 g/kg,有效磷18.66 mg/kg,速效钾151.21 mg/kg。土壤有机质含量偏低,全氮、有效磷含量适中,速效钾较丰富。养分评价等级显示Ⅳ级贫乏等级土壤占83.4%,肥力提升空间较大。建议结合当地经济水平和施肥习惯,优先考虑使用有机肥,适量增加化肥施用量。在种植方式上,可采用种植1年豆科作物和2年小麦的粮豆3年轮作种植模式。     

寿光市耕层土壤养分现状分析

为摸清寿光市耕层土壤的养分现状,调查并采取全市16个乡镇4083个土壤样品,对其进行土壤的常规分析。结果表明：全市耕层土壤养分总体含量丰富,土壤pH为7.16,碳氮比为8.43,有机质含量中等,为14.70g/kg,全氮含量较丰富,为1.24g/kg,水解氮含量丰富,为126.21mg/kg,有效磷、速效钾含量很丰富,分别为58.23、219.10mg/kg;耕层土壤养分南北地域差别明显,保护地土壤养分显著高于大田土壤;耕层土壤中变异性最大的土壤养分是有效磷,除pH外,其它养分表现为中等程度变异。     

墨脱县农田土壤养分现状与分布特征

本研究利用2017年墨脱县农田测土配方项目土壤调查数据,运用地统计学方法研究了墨脱县耕层土壤有机质(SOM)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)养分含量现状及分布特征,以期为墨脱县耕地土壤科学合理施肥提供理论依据。结果表明:当前墨脱全县土壤SOM、AN、AP和AK平均含量为89.18 g/kg、201.25 mg/kg、11.23 mg/kg、313.17 mg/kg;90%的土壤样本有机质含量处于丰富水平;83%的土壤样本碱解氮含量处于丰富、稍丰等级;84%的土壤样本速效磷含量在中等及中等以下肥力水平;46%的土壤样本速效钾含量处于中等及以下水平。从空间分布来看,土壤SOM、AK总体上呈现西高东低,AN含量由北至南呈升高趋势,土壤AP整体上没有明显的空间变化规律。墨脱县耕地土壤养分整体表现为有机质含量丰富,氮素养分较丰富,磷素养分缺乏现象普遍,钾素养分部分区域缺乏。为提升墨脱县耕地土壤肥力水平,各乡镇应该因地制宜进行土壤培肥。     

黑龙江食品安全示范区农田土壤养分空间变异研究

以面积为450000m2农田为采样区,使用手持式GPS定位,网格法采集0~20cm耕层土壤样品,实验室测定土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的含量。应用传统统计学方法和空间分析方法对土壤养分变异进行了研究。结果表明,土壤养分性质均存在着空间变异性,受常规施肥措施影响较大的碱解氮、速效磷、速效钾变异相对较大;常规施肥有机质投放较少,变异相对较小;土壤养分性质均存在半方差结构,分别拟合Circular、Pentaspherical、Exponential模型,碱解氮、速效磷、速效钾和有机质均显示中等的空间相关性。     

紫色丘陵区土壤养分空间变异特征研究——以重庆市铜梁县为例

为了解紫色丘陵区土壤养分含量分布及空间变异特征,对因地制宜施肥给予科学指导,笔者利用地统计学方法,以重庆市铜梁县为例,对紫色丘陵区土壤中速效氮、磷、钾、有机质及土壤pH进行空间分布变异特征研究。结果表明：速效氮、磷、钾及有机质的均值分别为105.86 mg/kg、7.19 mg/kg、81.31 mg/kg、22.89 g/kg,均属于中低等水平;土壤pH主要集中在6.5附近,土壤偏酸性。土壤有效磷变异系数最大,为77.61%;其次是速效钾、有机质和碱解氮,均属于中等变异性强度;相对而言,pH分布最为稳定,变异系数为17.78%。从空间插值图可知,碱解氮含量大都在114.42~148.39 mg/kg之间变化;有效磷含量基本都小于14.35 mg/kg;速效钾分布最不规律,约1/2区域的速效钾含量在60.56~74.82 mg/kg之间;有机质含量则主要集中分布在15.27~33.77 g/kg;大部分地区土壤pH在5.2~6.5之间,进一步说明该区域土壤偏酸性。     

辽宁瓦房店北部5乡镇土壤质量变异研究

运用地统计学,结合GIS分析了辽宁瓦房店北部5乡镇土壤表层（0=20 cm）有机质、碱解氮、速效磷、及速效钾的空间变异规律及其驱动机制。通过对瓦房店北部5乡镇209个采样点养分含量及其半方差分析和Kriging插值的研究结果表明：该地区有机质均值为8.9358 g/kg,碱解氮均值为65.6744mg/kg,速效磷均值为52.3676 mg/kg,速效钾均值为58.4863 mg/kg。与第二次土壤普查资料相比,有机质含量略有下降,速效磷含量上升非常多,速效钾含量也略有上升。变异系数大小依次为速效磷、速效钾、碱解氮、有机质,分别为53.04%、42.52%、42.32%、29.24%,都属于中等变异。半方差分析的结果表明,瓦房店北部地区土壤养分各采样点的相关系数都在0.25-0.75之间,空间相关性中等。人类的施肥习惯、耕作措施的改变及土地利用变化是引起土壤养分变化的主要原因。     

基于GIS和地统计学的黔西北农业园区土壤养分空间变异特征研究

以黔西县水西观光农业示范园区(乌骡坝社区)为研究区域,采用地统计学方法,研究了黔西北山区土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾的土壤养分状况及空间变异规律。结果表明：(1)土壤pH值表现为弱变异性,其余各项指标变异均属于中等程度变异；(2)土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾和全氮均是中部分布较低,全磷是中部分布较高,有机质是北部和南部分布较高；速效钾是东部分布较高,全氮和全钾北部分布最高；(3)土壤有机质C0 /(C0 +C)=31.935%,表现为中等空间相关性,其余各土壤养分指标均表现为强烈的空间相关性。     

延河流域耕层土壤养分空间变异及与地形因子的相关性研究

了解耕层土壤养分空间变异规律及其与地形因子的相关关系,以期为土壤养分有效利用和农业管理提供理论依据。以延河流域为研究对象,利用地统计学与GIS相关方法,研究土壤空间分布及变异规律,并基于DEM数据提取相关地形因子,分析流域尺度下地形因子对土壤养分空间分布的影响。研究区耕层全氮和有机质处于较低水平,速效钾和有效磷处于中等水平,pH呈弱碱性,空间变异大小依次为速效钾>有效磷>全氮>有机质>pH。构建的土壤养分指标半方差函数决定系数均大于0.6;土壤pH空间分布最为破碎;土壤速效钾和pH块金系数小于25%,主要为结构性因素影响;土壤全氮、有效磷、有机质具有中等水平的块金效应,受结构性因素和随机因素共同作用;其中有效磷块金系数最大,人类活动对其空间变异影响更大。全氮与有机质分布规律由西北向东南先递增后递减,速效钾呈现由西北向东南波浪形递减的分布格局,有效磷整体分布趋势表现为由中游向上下游降低,土壤pH沿某一方向变化的趋势不强。土壤养分空间变异情况与地形因子的相关关系相一致。在地势较低且平坦的区域内,更有利于农业生产,土壤养分较为充足;在高海拔、地形起伏较大区域养分含量相对较低。     

玉屏县土壤主要肥力指标的分析与评价

为了指导贵州省玉屏县的农业生产,通过对贵州省玉屏县的533个土壤样品进行养分含量测定和统计分析,评价了玉屏县土壤的酸碱度状况和主要肥力指标。结果表明:玉屏县土壤pH平均值为6.65,土壤有机质、土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和缓效钾的平均含量分别为26.16 g/kg,1.57 g/kg,134 mg/kg,14.4 mg/kg,149 mg/kg,296 mg/kg。大部分土壤pH近中性偏碱,全氮和碱解氮总体含量处于较高水平,有机质、速效磷和速效钾含量总体处于中等水平,而缓效钾含量水平偏低。各种营养元素的变异程度由小到大依次为土壤碱解氮、全氮、有机质、速效钾、缓效钾、速效磷。为此初步提出了调控土壤酸碱性、稳定土壤有机质、减氮、适磷、补钾的施肥建议。     

山西省孝义市麦田土壤养分分布规律研究

采用网格取样的方法,在孝义市采集共2413 个土壤样本,涵盖全市共3 个土壤类型5 个亚类,对土壤样品的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、缓效钾、有效磷及有效态中微量元素等养分含量进行了测定与分析,以阐明孝义市麦田土壤的养分分布特征,指导孝义市科学合理施肥。研究结果表明：土壤有机质在不同亚类土壤的平均含量为8.86~23.26 g/kg,处于中等或缺乏水平,碱解氮为76.79~89.47 mg/kg,处于中等水平,有效磷为9.46~15.79 mg/kg,处于较丰富或中等水平,速效钾为139.11~207.74 mg/kg,处于较丰富、丰富或很丰富水平。这些养分在不同亚类土壤中的含量均存在显著差异,总体表现为在盐化潮土中最高,其次是石灰性褐土,在潮褐土、褐土性土、典型红粘土中含量比较低。在不同土壤亚类中,有机质、全氮和有效磷变异系数较高,而碱解氮、速效钾与缓效钾的变异则很低。而各有效态中微量元素的养分含量在不同亚类土壤中的规律则不甚一致,总体来说,除有效硼处于较低水平外,有效锰、有效铁、有效铜、有效锌均处于中等或高水平,且各有效态微量元素养分含量的变异都很低。在测土配方施肥中,应针对这些养分的分布特征,采取养分收支基本平衡策略进行优化施肥,以实现孝义市农业的可持续健康发展。     

山西省孝义市农田土壤养分的分布规律研究

为阐明孝义市土壤养分含量及其分布特点与特征,保障测土施肥项目顺利实施,本文采用网格取样的方法,在全市共采集3859个土壤样本,涵盖了我市全部3个土壤类型5个亚类,并且对全部或部分样品的有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等养分含量进行了测定与分析。结果表明：土壤有机质在不同亚类土壤的平均含量为13.2-24.8 g/kg,全氮为0.40-1.17%,碱解氮为67-83 mg/kg,速效磷为8.9-17.9 mg/kg,速效钾为123-170 mg/kg。这些养分在不同亚类土壤的含量均存在显著差异,总体表现为在盐化潮土中的含量最高,其次是石灰性褐土,在潮褐土、褐土性土、典型红粘土的含量最低。同时,全氮含量在不同亚类土壤的变异系数最高,为45-107%,其次是速效磷（C.V. 63-76%）、有机质（C.V. 32-58%）,碱解氮和速效钾的变异系数均低达30%左右。在测土配方施肥过程中,应该针对这些养分的分布特点与特征,采用不同的施肥推荐策略,以提高肥料利用效率并实现孝义市农业种植业的可持续健康发展。     

高泥沙洪水淤地治沙后土壤养分分布特征的分析

了解高泥沙洪水淤地治沙后土壤养分分布特征,对更好地改良风沙土和利用淤积土都是十分重要的。2005年,对内蒙古鄂尔多斯公乌素引洪灌区风沙地(对照)、新淤地、淤后耕地的0~100 cm剖面分层取样,进行有机质、全量氮磷钾、有效氮磷钾的测定,以明确高泥沙洪水淤地治沙后土壤养分的分布特征。结果表明,从养分的水平分布来看,淤积上部养分含量高,改良效果好,但不同养分在淤积的上、中、下部之间的分布有一定的差别;从垂直分布看,新淤地除表层养分富集明显外,40 cm土层内从质地到养分都受到了淤积作用的影响;淤后耕作土壤剖面具有明显的质地分层特征,有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量明显与质地层次相关。     

西藏尼洋河中上游流域不同土地利用方式土壤养分含量差异分析

为研究西藏尼洋河中上游流域不同土地利用方式土壤养分含量变化特征,以尼洋河中上游流域耕地、草地和林地为研究对象,采用标准取样法分层采集土壤样品216份(0~10、10~20、20~30 cm),并测定土壤全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷和有机质。结果表明,西藏尼洋河中上游流域土壤有机质、全氮、碱解氮含量,林地>草地>耕地,且三者之间均表现出显著差异(P<0.05)。草地和林地的全钾含量相差不大,速效钾含量林地>草地>耕地。在不同土地利用方式下土壤全量养分和速效养分的分布均表现出一定的表聚性,0~10 cm深度土壤全量养分和速效养分的含量明显高于10~20 cm和20~30 cm,且三者之间表现出显著差异(P<0.05)。研究区3种土地利用方式下林地土壤中的碱解氮平均含量最大,耕地的含量最小。耕地的土壤速效磷平均含量(19.47 mg/kg)显著大于草地(5.73 mg/kg)和林地(5.19 mg/kg)平均含量。上述结果说明长期开展植被恢复能够提升尼洋河中上游流域流域的土壤质量。研究结果为改良该区域的土壤效应提供了基础支撑。     

基于GIS的鲁东南典型丘陵平原区农田土壤养分空间变异特征及影响因素研究

以鲁东南丘陵平原区的某镇为例,利用采集的200个农田表层土壤样点数据,运用地统计学方法研究了土壤中有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量的空间变异特征及其影响因素。结果表明:SOM、TN、AN、AP和AK的平均含量分别为13.52 g/kg、0.75 g/kg、87.27 mg/kg、50.55 mg/kg和103.20 mg/kg,土壤养分含量总体属于稍缺水平,变异系数依次按大小排序为AP>AN>AK>TN>SOM,全部为中等变异程度。地统计分析表明,5种土壤养分的变异函数符合指数模型,通过普通克里格法对土壤养分进行空间插值来绘制了养分含量等级空间分布图,总体来说研究区土壤的有机质和全氮含量水平都较低,其他有效组分在含量等级及分布范围相对于有机质和全氮的状况要稍好。地形地貌、土壤类型和土地利用方式等因素对研究区土壤养分的空间变异程度有显著影响,其中地形地貌、土壤类型等结构性因素的影响程度较强。     

贵州省铜仁市植烟土壤主要养分空间变异特征分析

采用GPS定位技术,对贵州省铜仁市202个植烟土壤样点进行了取样测定,采用地统计学技术和地理信息技术相结合的方法,对该地区植烟土壤主要养分空间变异特征进行研究。结果表明,铜仁市植烟土壤有机质含量为5.47~59.81g/kg,碱解氮27.33~241.32mg/kg,有效磷1.50~115.96mg/kg,交换性钾46.20~977.10mg/kg。铜仁市植烟土壤中有机质和交换性钾含量丰富,碱解氮含量偏高,应适当控制相应肥料的施用;33.70%的植烟土壤有效磷含量高于30mg/kg,建议这些区域适当控制磷肥的施用量;30.70%的植烟土壤有效磷含量低于15mg/kg,建议这些区域注重增施磷肥,以满足烟草正常新陈代谢和品质形成的需要。铜仁市植烟土壤有机质与碱解氮含量的空间分布具有一定的相关性,均呈现由东往西增加的趋势,在垂直分布上有机质、碱解氮和交换性钾含量与海拔呈极显著正相关。     

西南冷凉高地昭通苹果园土壤养分现状分析与评价

[目的]云南昭通是我国南方优质苹果生产基地,为摸清昭通苹果园土壤养分现状,[方法]在昭通苹果主产地的昭阳区洒渔、乐居、苏家院、旧圃、永丰5镇选取了100个具有代表性的果园土壤进行实地取样。[结果]通过对所取土壤养分含量测定分析,结果表明：1、土壤 0～40 cm 土层有机质、水解性氮、速效磷、速效钾、交换钙、交换镁、有效铁、有效锌、有效锰、有效硼、有效硫和硒均值分别为2.42%、117.50 mg/kg、24.87 mg/kg、167.06 mg/kg、2947.00 mg/kg、401.71 mg/kg、131.55 mg/kg、5.75 mg/kg、230.56 mg/kg、0.62 mg/kg、73.74 mg/kg和0.19 mg/kg。有机质、水解性氮含量适量,有效钾、速效磷含量丰富,交换钙和交换镁含量偏高,易造成拮抗作用,有效铁、有效锌、有效锰、有效硫含量都存在过量现象,有效硼含量适中,果园土壤养分分布不均衡。2、对苹果园土壤养分在土壤剖面 0-4 0cm 和 40-60 cm 垂直分布差异分析表明：土壤中各养分元素都是0～40 cm 土层明显大于 40～60 cm 土层含量,有些元素垂直含量的差异比较明显,不同地区苹果园土壤含量上下差异不同。3、通过对比5个苹果主产区土壤 0～40 cm 养分含量,表明：土壤有机质含量乐居＞旧圃＞苏家院＞永丰＞洒渔；土壤水解性氮含量乐居＞苏家院＞旧圃＞洒渔＞永丰,且含量差别较大；土壤速效磷含量永丰＞旧圃＞苏家院＞洒渔＞乐居,但均达到丰富标准。土壤速效钾含量永丰＞旧圃＞洒渔＞乐居＞苏家院,大多数果园含量丰富。[结论] 分析结果表明昭通苹果园土壤养分分布不均衡,建议果农进行测土配方施肥,提高土壤养分利用率,为昭通地区苹果提质增效,产业升级提供理论依据。     

芒市耕地土壤肥力特征及变化趋势分析

为揭示芒市耕地土壤养分变化特征,利用2009年测土配方施肥项目中耕地地力调查数据与全国第二次土壤普查数据及肥力分级标准进行分析研究。结果表明：单项指标,pH显微酸性、酸性的面积较大,且土壤表现出酸化趋势;有机质、全氮、碱解氮含量中等、丰富水平的面积较大,但总体含量水平趋于下降;速效磷、速效钾含量缺乏、甚缺水平的面积较大,表现出大面积磷、钾不足,但速效磷含量有所上升,速效钾含量有所下降。芒市耕地土壤总体表现出微酸,有机质、全氮、碱解氮中等偏丰富,速效磷、速效钾缺乏,旱作土养分高于水稻土;区域间养分变化不一致,差异较大;耕地土壤肥力整体在下降。