基于遥感与作物模型的土壤速效养分时空变异分析

目的 研究在均衡施肥模式下,双山农场2012—2016年间土壤速效养分的时空变异特征,分析施肥管理、轮作模式等人为因素和气象、地形等自然因素对速效养分变化的影响,该研究成果可为土壤速效养分管理和作物变量施肥提供参考依据。方法 以双山基地农场为例,通过时间序列HJ-1 CCD遥感数据和作物模型WOFOST反演得到土壤速效养分。基于以上土壤速效养分数据在不同时间尺度（年际间和生长季内）和不同空间尺度（农场尺度和田块尺度）上的速效养分时空变异分析。利用土壤速效养分分级图来定性分析养分在5年内的空间变异特征;选取相应的统计参量对土壤速效养分的平均含量和变异性进行定量分析;利用线性回归来分析速效养分的变化量与初始含量的关系;以及养分变化曲线图分析速效养分的时间变化特征。结果 在均衡的农田施肥管理模式下,2012—2016年农场的土壤速效氮（AN）、速效磷（AP）和速效钾（AK）含量平均值变化不大,速效养分高值和低值都在向中间值靠拢,分别集中于280—360 mg·kg ^-1、38—42 mg·kg ^-1和160—200 mg·kg ^-1,该部分面积比例分别增加18.5%、23.1%和23.8%,养分含量整体呈现均一化特征。AN、AP和AK的变异系数分别从2012年的0.314、0.112和0.257变为2016年的0.131、0.034和0.098,速效养分分布的空间差异性在减弱。AN,AP变化量均与初始值呈现极显著的负相关,R ²分别为0.839和0.882,AK的R ²为0.569,其相关性较弱与土壤中的速效钾本身不稳定有关。通过相邻地块的养分变化分析可知,田块尺度上的土壤速效养分也表现出明显的均一化特征,轮作模式是影响田块间养分变化差异的主要因素,对于轮作模式完全相反的#1和#2田块,人工施肥决定了田块内养分变化的总体趋势,对于豆科作物,固氮作用对土壤速效氮的含量变化作用明显。温度升高在一定程度上会促进作物对养分的吸收,但这种影响不足以改变养分变化的总体趋势。土壤的淋洗对养分的空间变异起到决定性作用,特别是强度较大的降水。降水对养分空间变异的影响在地形差异较大的区域,表现得更加明显。 结论 农田的施肥管理和作物轮作模式是土壤速效养分变化的主导因素;其次是气候因素,雨水对土地的淋洗会导致土壤速效养分的流失和下降,该作用在地形差异较大的地区更加明显;速效养分的变化量与养分初始含量关系显著;温度的升高会促进土壤速效养分的降低,其影响力小于降水。以上变化规律均可纳入后期速效养分的预测研究中,对这些影响因子赋予不同的权值,进行预测模型的构建。以期对作物年际间和生长季内的速效养分的变化进行实时动态监测。     

不同镁肥对柚园土壤和树体营养的影响

为了改善酸化柚园土壤肥力,提高树体对镁等矿质元素的吸收利用,促进果树生长及果实品质形成,在高酸、高磷、缺镁的永嘉县早香柚果园进行镁肥施用试验。采用最镁、Mg(NO₃)₂·6H₂O、MgSO₄·7H₂O和MgO 4种不同形态的镁肥为试验材料。结果表明,施用镁肥使土壤pH提高0.17~0.94个单位,对土壤速效氮、速效钾及交换性镁含量有不同程度的提升作用,而土壤速效磷含量无显著性变化;施加最镁和MgO能够提高土壤相关硝酸还原酶和脲酶酶活性,降低土壤脱氢酶、磷酸酶和蔗糖转化酶酶活性;显著提高叶片叶绿素及叶片氮、磷、镁矿质元素含量。综合分析,酸性果园施加碱性镁肥能有效改善土壤状况,提高树体对土壤养分的吸收利用,以施加碱性镁肥最镁效果较佳。     

设施土壤障碍分析与平衡肥施用效果研究

对宿城区设施土壤进行采样测定与分析,明确土壤养分污染的主要障碍因子,根据土壤所缺养分设计平衡肥配方,研究平衡肥施用在作物增产提质与消除土壤污染方面的作用效果。实验室分析测定与田间试验结果表明：（1）宿城区代表性设施土壤总体上存在有机质含量和有效磷水平偏低的问题;部分土壤存在次生盐渍化现象,土壤速效氮、速效钾含量水平总体偏高,但变异较大,少数土壤仍存在氮素和钾素供应不足的问题。（2）土壤水溶性盐含量变异很大,高浓度导致土壤存在盐渍化危害,低浓度导致土壤养分供应强度不能满足作物生长基本需求;部分土壤水溶性K⁺/Mg²偏高、部分土壤K⁺/Mg²偏低,多数土壤Mg²⁺/Ca²⁺严重偏低。（3）根据土壤养分、盐分状况配制的平衡肥,具有促进作物高产优质、降低土壤污染负荷的作用,其中以450 kg/hm²处理效果较为突出。     

核桃土壤养分评价及其与核桃产量的相关性分析

【目的】评价新疆叶城县核桃土壤养分有效性,研究其与核桃产量的相关性,分析限制核桃产量养分因子。【方法】在叶城县核桃园采集土壤测定有机质、速效氮、速效磷、速效钾、pH和可溶性总盐,进行土壤养分分级,分析各种养分与核桃产量的相关关系。【结果】有机质、速效氮、速效磷都属于中低水平,速效钾属于中等水平,69.7%的土壤pH大于8.5,98.6%的土壤可溶性总盐<2.0 g/kg。有机质、速效钾对核桃产量没有显著影响,速效氮>90 mg/kg时核桃增产13.1%,速效磷>20 mg/kg时核桃增产11.4%,pH>8.5时核桃减产17.1%,可溶性总盐>2.0g/kg时核桃减产15.0%。【结论】叶城县核桃土壤整体处于中低水平,pH值和可溶性总盐对核桃产量影响最大,其次是速效氮和速效磷。     

不同滴灌年限小麦土壤速效养分空间变异特征

【目的】研究小麦不同滴灌年限土壤速效养分积累的变化规律,了解其空间分布特征。为科学管理滴灌小麦土壤调查和施肥技术体系提供理论和数据参考。【方法】以1、3、5、7 a滴灌小麦农田土壤为研究对象,分析不同滴灌年限小尺度土壤盐分空间的分布特征。采集土壤剖面(0~60 cm)样品,结合连续性定位监测、描述性统计和地统计分析,研究不同滴灌年限土壤速效养分时空变异规律。【结果】不同滴灌年限速效养分的最大值在0~20 cm土层,最小值在40~60 cm土层;不同土壤层的速效养分含量呈弱变异和中等变异。半方差函数表明,滴灌1、3、5、7 a土壤速效养分含量符合球状模型和高斯模型,呈明显空间自相关和中等空间相关性,块金系数在15.28%~65.15%。【结论】不同滴灌年限土壤速效养分随年限的增加呈现下降趋势,其空间分布主要受人为因素和随机因素的共同影响。     

云南蒙自石榴园土壤养分及其在根区的分布状况

[目的]为果园土壤养分管理提供参考。[方法]对云南蒙自石榴园距树干基部水平方向0～200cm、垂直方向0～80cm土层深度范围内的果树根区土壤养分变化进行了研究。[结果]研究区石榴园土壤有机质含量平均为34.71g/kg,碱解氮含量平均为48.83mg/kg,速效磷含量平均为94.92mg/kg,速效钾含量平均为197.22mg/kg。在垂直方向上,石榴园土壤养分主要集中分布在0～20和20～40cm土层,随着土层厚度的增加土壤养分含量逐渐下降;在水平方向上,土壤养分主要集中分布在距树干基部0～50cm范围内,随着距树干基部距离的增加土壤养分含量逐渐下降。[结论]除碱解氮外,研究区石榴园养分含量普遍较丰富。     

礼泉县各果园土壤养分的现状分析

[目的]为了解礼泉县果园土壤现状.[方法]采取主要的果园即苹果、葡萄、石榴、樱桃地的土壤样品,对土壤pH、速效钾、铵态氮、水分等指标进行检测.[结果]石榴园的铵态氮含量最高,为（51.89±1.15） mg/kg,其次是苹果园,最低的为葡萄园;速效钾含量在（114.46～ 146.99） mg,/kg之间,苹果园的速效钾含量最高;土壤pH没有明显的差异,pH接近于7;樱桃园的水分含量最高,约10 mg/kg,其余果园的水分含量较低.[结论]不同的果园土壤养分差异较大,不同的果树对土壤养分的影响差异明显.     

云南东风农场橡胶园土壤养分空间分布特征

本研究综合运用GIS技术和地统计学的方法,以东风农场橡胶园为研究区域,进行了土壤养分的空间变异分析,并制作了土壤养分的空间分布图。结果表明,土壤有机质、全氮、速效钾和p H平均含量分别为21.91 g/kg、1.43 g/kg、55.90 mg/kg和5.06,属于正常范围;土壤速效磷平均含量为2.39 mg/kg,属偏低范围。土壤养分的空间分布图显示,土壤有机质和全氮的变化情况在空间分布上具有很高的相似性,土壤速效磷含量变化的空间分布以团块为主,整体上没有明显的变化规律,而且图斑分布较零散,土壤速效钾含量变化在空间分布上呈现明显的条带状,取样点土壤的p H值空间变化趋势明显,呈现由东北和西北向中部和西南逐渐变小的趋势。     

不同耕作方式与覆盖物对稻田土壤养分的影响

采用传统和免耕两种不同的耕作方式,设置不同的覆盖物(空白、地膜、3 000 kg/hm2秸秆和6 000 kg/hm2秸秆),研究耕作方式和覆盖物对稻田土壤养分的影响。结果表明:稻草覆盖有明显的土壤培肥效应,不仅明显增加了土壤有机质和速效养分含量,且速效养分有在土壤表层富集的趋势,有利于作物的生长发育;地膜覆盖加快了土壤有机质的分解及速效养分的转化和释放,尤其明显增加了速效磷的含量;而免耕与翻耕对土壤培肥的表现不一,有机质的形成和速效钾免耕要优于翻耕,氮、磷的矿化则翻耕要优于免耕。     

不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与土壤和植株养分的关系

【目的】 研究不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与不同时期枣园土壤和植株养分的关系,为南疆红枣高产提供土壤管理的理论依据。【方法】 选取南疆高中低3种不同产量水平的枣园为研究对象,采用田间试验,研究不同时期不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与不同土层和植株氮、磷、钾养分含量之间的关系。【结果】 土壤碱解氮、速效磷含量随着土壤深度的增加逐渐降低,而速效钾含量逐渐升高。土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBD)含量之间呈极显著正相关,相关系数为0.836 7;土壤微生物量碳与骏枣展叶期0~20 cm土层速效钾含量呈显著正相关,与果实膨大期20~40 cm土层速效钾含量呈显著正相关关系。【结论】 枣园土壤微生物量碳、氮及各养分含量均保持在良好水平,土壤养分及植株养分能对微生物量碳、氮产生显著影响。     

丹江口库区土壤养分状况及空间变异性研究——以丹江口市小茯苓村小流域为例

采用传统统计学和地统计学相结合的方法,对南水北调工程丹江口库区丹江口市小茯苓村面积约6km~2的小流域耕层土壤养分状况空间变异性进行了分析和研究.结果表明,土壤N、P、Zn普遍缺乏,是目前土壤培肥的重点.不同土壤养分含量的变异情况存在较大差异,其中土壤有机质、速效P、有效Cu、Mn、Fe测试值变异较大,而pH值的测试值变异较小.不同土壤养分的空间变异结构存在较大差异,土壤全K、缓效K、速效N、速效P、速效K、有效Zn含量空间变异结构差,其含量渐变性分布规律差;有机质、全N、全P、有效Cu、Mn、Fe,pH值等的空间变异结构明显,呈较明显的渐变性分布规律,其最大相关距离在596m以上.     

广西柑桔园土壤有效养分含量研究

对广西柑桔主产区果园0~30 cm土壤样品56个进行了土壤有机质和N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、B含量测试分析。结果表明,土壤有机质含量比较丰富,土壤速效N、P、K缺乏分别为30.36%、32.14%和28.57%;土壤有效Ca、Mg、B缺乏比较严重,而土壤有效Fe和Cu含量过高;柑桔园土pH、有机质及多个大中微量元素有效养分之间存在显著或极显著正或负相关关系。建议在柑桔园增施Mg、B肥及石灰或其它碱性肥料,减少喷施含Cu杀菌剂。     

长沙市郊蔬菜土壤重金属含量及其与土壤肥力的关系

为了解蔬菜土壤重金属含量与土壤肥力的关系,通过田间采样方法,对长沙市郊红菜园土和冲积菜园土O～20cm表土共计290个样品中Cu、Cd、Pb、Zn、CT、As、Hg7种重金属元素含量以及土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾8个肥力指标的含量进行了分析。结果表明：Cd、Pb、Zn、As4种元素含量红菜园土高于冲积菜园土,Cr和Hg则是冲积菜园土高于红菜园土,Cu在两种菜园土中含量相当;7种重金属元素含量的变异系数两种菜园土壤均以Cd元素的最大。两种菜园土中cu与cd、Ph、zn,cd与Pb、cr,Ph与zn之间均表现为显著以上正相关关系;而Hg与cu、cd之间不表现相关关系;重金属元素之间的显著相关性冲积菜园土多于红菜园土。重金属元素含量与肥力指标之间均能建立一定回归方程,且达显著以上水平;土壤有机质是影响重金属积累的主要因素。     

不同种植年限果园土壤退化成因分析

[目的]通过研究不同种植年限枣园土壤营养元素含量变化特征,分析枣园种植年限对土壤营养元素变化的影响趋势,探明枣园退化关键原因,为枣园退化提供理论支持。[方法]研究3年、5年、7年种植年限枣园,按照枣树冠幅内、外一周各取0~20 cm和20~40 cm各4个土样混合,分析土壤速效氮磷钾、有机质、全氮、盐分、微量元素含量,分析土壤营养元素含量变化特征。[结果]3年、5年、7年果园冠幅内外土壤0~20 cm和20~40 cm土壤微量元素（效硼、铜、铁、锰、锌）和土壤速效钾随着种植年限而降低;冠幅内土壤0~20 cm土壤速效氮、有机质随着种植年限增加而降低;冠幅外土壤20~40 cm的土壤有机质、速效氮、速效磷含量随着种植年限的增加而降低。[结论]由于新疆南部地区果园普遍不施微肥以及不施或少施钾肥,而随着种植年限的增加,果树根系及作物吸收消耗了土壤有效硼、铜、铁、锰、锌和钾元素,使得土壤微量及钾肥呈现降低趋势。同时果树和大田作物根系分布的差异性以及大田作物间耕作效应,使得冠幅内外在不同深度土壤养分含量存在差异性;果树根系较深,对冠幅外土壤深层养分吸收消耗较多,随着种植年限的增加,在施肥过程中不能及时补充就会造成土壤养分消耗降低,使得果园土壤退化。     

湖南丘岗地区主要类型水稻土肥力状况与肥力质量评价

采用野外调查采样和室内分析测定的方法,研究了湖南省丘岗地区7种类型水稻土的肥力状况,并选取土壤有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K、缓效K、有效Si、有效Zn含量和土壤pH共11项肥力指标,采用Fuzzy综合评判法,对湖南水稻土的肥力质量进行综合评价.结果表明,供试水稻土土壤偏酸性,有机质含量中等偏上,全K、碱解N含量较高,全N、全P含量一般,有效P、速效K、有效Si和有效Zn含量较低,有效S含量较丰富.供试水稻土土壤肥力质量高低不等:祁阳的灰泥田土壤肥力质量水平较高,达二级;宁乡的红黄泥和河沙泥、祁东的紫砂泥、醴陵的麻沙泥和湘潭的紫泥田水稻土壤肥力质量水平中等,为三级;株洲的黄泥田土壤肥力质量最低,仅为四级.     

毛乌素沙地南缘不同植被恢复类型的土壤养分效应(英文)

为了探讨植被恢复对土壤养分的影响,研究了毛乌素沙地南缘天然草地、人工封育草地、撂荒地、退耕还林地、固定沙地5种不同植被恢复类型区的土壤养分特征。结果表明:不同植被恢复类型对土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷的影响存在明显差异;灌草结合的人工封育草地、退耕还林地、固定沙地土壤有机质、全氮、有效氮的含量高于以草本为主的天然草地和撂荒地,但土壤速效磷的含量刚好相反;植被对表层0~20cm土壤养分的影响大于下层20~60cm土壤,植被作用下土壤养分向表层富集;采用柠条进行退耕还林,能够充分发挥其根系特性,有利于改良深层土壤养分。     

胡桃楸、落叶松纯林及其混交林土壤化学性质

用剥落分离法采集胡桃楸(Juglansmandshurica)、落叶松(Larixgmelinii)纯林及其混交林根际与非根际土壤,并研究了pH及有效养分含量特性.结果表明:(1)非根际土壤pH及有效N、Mn、Cu含量表现为:胡桃楸纯林>混交林>落叶松纯林,而有效P、K、Fe、Zn含量则表现为:落叶松纯林>混交林>胡桃楸纯林;(2)各树种根际土壤pH一般小于其相应非根际土,而有效N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn含量一般均高于非根际土,具有相对累积的趋势;(3)各林分根际土pH及有效N、Mn、Cu含量高低顺序为:胡桃楸纯林>混交胡桃楸>混交落叶松>落叶松纯林,混交后落叶松根际营养状况较其纯林明显改善;各林分根际土有效P、K、Fe、Zn含量顺序为:落叶松纯林>混交林落叶松>混交林胡桃楸>胡桃楸纯林,混交后胡桃楸根际营养状况较其纯林明显改善.     

利用方式对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响

 【目的】为了解林地转化为农地对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响。【方法】本文采用物理与化学相结合的方法比较研究了自然林地、桔园和蔬菜地等3种利用方式下砂质土壤不同粒径团聚体中有机碳(C)、氮(N)和磷(P)的分布和化学形态。【结果】林地开垦种植柑桔和蔬菜，表土有机碳平均分别减少了79%和67%，全氮平均分别下降了64%和31%，而土壤磷却成倍的增加。农业土壤（桔园和蔬菜地土壤）的C/N比（11～19）低于林地土壤（25～37）。土壤颗粒态有机质对土地利用变化极为敏感，在林地开垦为桔园和蔬菜地后，颗粒态有机质形式的碳（POM-C）的下降幅度明显高于非颗粒态有机碳，林地、桔园和蔬菜地土壤POM-C占土壤总有机碳的平均比例分别为69.1%、41.0%和12.5%。林地土壤有机碳和氮素主要分布在> 0.5 mm 和0.25～0.5 mm 的团聚体中；而桔园和蔬菜地土壤的有机碳和氮素主要分布在0.25～0.5 mm 和0.053～0.125 mm团聚体中。磷素主要分布在＞0.5 mm 和＜0.053 mm等2个粒级中。农业土壤磷素主要以HCl-P形态存在，而林业土壤的磷主要以NaOH-OP (有机磷) 和H2O-P形态存在。【结论】研究证实了由原始林地开垦转变为农业用地不利于砂质土壤有机碳和氮的积累;利用方式改变可极大地影响砂质土壤中有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中的分布。     

洛川苹果园土壤养分等级及与有机质的关系

在苹果优生区洛川县域范围内,选取管理措施不同的果园采集土壤样品,对其土壤有机质、全量N、P、K及速效养分和微量元素进行了等级分布研究。分析结果表明,洛川果园土壤有机质、全氮、碱解氮属于偏低水平;土壤有效磷变异大,部分果园有累积现象,土壤速效钾含量丰富。微量元素铁、锰、铜、锌较缺乏,相对而言,缺锌程度最大;土壤有效铜变异较大。土壤有机质与全氮、碱解氮和有效磷呈极显著正相关,与有效铁、有效锌呈显著正相关,与有效铜、有效锰的相关性较低;苹果园产量随着土壤有机质含量的增加而增多。     

陕西省主要土壤养分有效性的研究

应用化学分析、吸附反应和生物诊断的方法,系统研究了陕西省关中土娄土、汉中水稻土、渭北黑垆土、陕北黄绵土和秦巴山区黄泥巴等5种主要土壤养分的丰缺状况,确定了供试土壤的养分限制因子。结果表明,5种主要土壤普遍缺P和N,部分土壤中K,S,Cu,Zn供应不足,水稻土含B量极低。各养分含量与吸附量均呈极显著的直线相关,除水稻土外,土壤对Cu,Mn,Zn的吸附因土壤差异较大。生物学试验结果表明,OPT的估计是合理的,作物生长情况与化学分析结果和吸附试验相吻合。