黑土质量演变初探Ⅳ--吉林省公主岭地区土壤肥力指标空间变异与评价

采用地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的方法研究了吉林省公主岭地区土壤表层(0～20cm)pH、有机质、速效磷、速效钾、粘粒这5种土壤肥力指标的空间变异性.结果表明:土壤pH、有机质、速效钾、粘粒的理论模型均为球状模型;速效磷的理论模型为纯块金效应模型.粘粒、速效钾、有机质、pH的C0/(C0+C)变化范围是37.27%～49.66%,均表现出中等的空间相关性,说明其空间变异是由随机性因素和结构性因素共同作用的结果.根据目前的评价标准,该地区土壤pH和有机质主要分布在2～3级;速效磷和速效钾主要分布在2～4级;而粘粒则分布在3～4级,说明该地区肥力指标基本上处于中等级别.     

吉林省中部黑土区土壤微量元素分布及空间变异特征研究

[目的]为了找出吉林省中部黑土中微量元素的分布及空间变异规律,从而为黑土资源的合理利用、黑土退化提供部分理论依据。[方法]对吉林省中部黑土区进行定点采样,对大批量样品进行室内分析。[结果]与休闲黑土及第2次土壤普查进行对比,土壤中有效态微量营养元素分布产生变化且各地区之间存在差异。有效铁、有效锌、有效锰含量呈现中间地区低、南北两侧地区高的趋势;有效铜含量从南到北呈现降低的趋势。3个地区土壤中有效态微量营养元素含量均低于公主岭休闲黑土,土壤中微量元素有减少趋势。吉林省中部黑土中微量元素空间上存在差异,不同元素空间变化规律不同。[结论]适当增加3个地区锌、铜的投入,为吉林省中部增产增收提供保障。     

湘南紫色丘陵耕作区土壤肥力质量空间变异研究

本文在分析土壤各单项肥力要素空间变异基础上,结合Fuzzy综合评价法和GIS技术研究了湘南紫色丘陵耕作区土壤肥力质量空间变异,为该区合理规划、开发土壤资源,科学培肥提供依据。研究结果表明:选取的8种肥力指标具有一定空间相关性,有机质、全氮、有效磷、速效磷值的空间异质比(块金值与基台值的比值)分别为100.0%、100.0%、87.9%和99.9%,属于空间弱相关,而pH、碱解氮、全磷、全钾的空间异质比分别为33.8%、63.3%、66.1%、73.7%,属中等空间相关;各单项肥力要素空间分布随土地利用变化呈不同的规律性变化。研究区土壤肥力质量偏低,为Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等,分别占整个区域面积的46.2%、19.6%和34.2%;不同土地利用类型表现为:水田土壤肥力质量较优,主要为Ⅱ等;丘陵下部梯田和地势较低的坡耕地土壤肥力质量为Ⅲ等;地势较高的地块和荒地均为Ⅳ等。     

黑土土壤质量演变初探Ⅱ——不同地区黑土中有机质、氮、硫和磷现状及变化规律

在兼顾土壤类型与样点空间分布相对均匀性的前提下，采集了中国东北地区具有代表性的3个县（吉林省公主岭、黑龙江省的海伦县和北安县）的黑土样点190个。采用元素分析仪法对不同地区的黑土中有机质、全氮和全硫进行分析，同时采用常规法对其全磷含量进行测定。结果表明：不同地区黑土中的有机质、全氮、全硫和 全磷含量存在明显差异，公主岭地区各项指标均低于北安地区，海伦地区居中，表现出随纬度的增加而不断提高的趋势。不同地区黑土中有机质和全氮含量随开垦年限增长而降低，全硫和全磷的含量变化则不明显。由于黑土中有机质、全氮、全硫和全磷含量之间存在明显相关关系，因此可用黑土中有机质含量作为评价其土壤肥力质量的综合指标。     

湘南丘岗红壤地区土壤肥力质量指标的空间变异特征

采用地理信息系统(GIS)和地统计学方法研究了湘南丘岗红壤地区土壤表层(0～20 cm)pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾8项土壤肥力指标的空间变异特征.结果表明:土壤pH、有效磷、全氮和全钾的理论模型为球状模型,有机质、碱解氮和速效钾的理论模型为指数模型,全磷的理论模型为高斯模型;碱解氮和全磷的基底效应分别为13.6％、19.0％,表现出强烈的空间相关性,土壤pH、有机质、有效磷、速效钾、全氮和全钾的基底效应分别为28.7％、29.9％、54.7％、53.1％、55.6％、73.0％,具有中等的空间相关性;研究区域的书林寺村南部和官山坪村北部以石灰岩风化物母质为主,土壤肥力较高,属Ⅰ～Ⅲ级,幸福桥村区域以板岩风化物母质为主,土壤肥力为Ⅳ级,官山坪村南部以第四纪红土母质为主,土壤肥力属Ⅴ级,应重视第四纪红土母质地区土壤退化防治和肥力恢复调控.     

黑土土壤质量演变初探III——不同地区黑土主要微量元素状况及其评价

以不同地区黑土阳离子微量元素的全量及有效态含量变化为研究内容 ,重点讨论和评价了锌、锰、铜和铁的分布状况、变化规律和丰缺程度。研究结果表明 :公主岭、海伦和北安地区黑土全锌、全锰、全铜和全铁平均含量与1980年第二次土壤普查结果基本一致 ;有效锌、有效锰、有效铜和有效铁的平均含量都高于缺素的临界值 ,说明3个地区黑土中目前不会出现严重的微量元素缺乏的现象。除北安地区有效铜含量低于1980年第二次土壤普查结果外 ,其他地区微量元素有效含量都有所提高 ,一般顺序为 ,公主岭<海伦<北安。黑土中微量元素与其他理化形状之间的相关性在不同地区表现不同 ,但有效锌、有效铜和有效铁含量与黑土中有机质含量之间存在一定的正相关。因此 ,在目前情况下 ,黑土中有机质水平可以基本上反映出微量元素的丰缺程度。     

北京延庆盆地农田表层土壤肥力评价及其空间变异

【目的】土壤肥力评价及其空间变异研究,可为科学施肥、作物布局调整等提供依据。【方法】在以往土壤肥力评价仅考虑常规养分指标的基础上,引入微量元素养分指标,采用主成分分析法、隶属度函数和地统计方法,对北京延庆盆地表层土壤肥力进行综合评价,并研究其空间变异特征。【结果】研究区土壤常规养分和微量元素养分的综合肥力贡献率分别为0.63和0.37;土壤综合肥力指数处于0.22—0.97,平均为0.53;其空间变异具有一阶趋势,去除趋势后所剩残差表现出较弱的空间相关性;空间总体分布受有机质和全氮分布的影响较大,局部地区分布还受有效铜、有效锌等微量元素养分的影响;菜地土壤单一有效微量元素指标的肥力水平和综合肥力水平总体上均高于果园和粮田。【结论】将土壤常规养分和微量元素养分同时纳入土壤肥力质量评价指标体系是可行的和必要的,利用地统计学方法能较好地揭示土壤肥力质量的空间变异规律。     

黑土土壤质量演变初探Ⅲ--不同地区黑土主要微量元素状况及其评价

以不同地区黑土阳离子微量元素的全量及有效态含量变化为研究内容，重点讨论和评价了锌、猛、铜和铁的分布状况、变化规律和丰缺程度。研究结果表明：公主岭、海伦和北安地区黑土全锌、全猛、全铜和全铁平均含量与1980年第二次土镶普查结果基本一致；有效锌、有效猛、有效铜和有效铁的平均含量都高于缺素的临界值，说明3个地区黑土中目前不会出现严重的微量元素缺乏的现象。除北安地区有效铜含量低于1980年第二次土镶普查结果外，其他地区微量元素有效含量都有所提高，一般顺序为，公主岭＜海伦＜北安。黑土中微量元素与其他理化形状之间的相关性在不同地区表现不同，但有效锌、有效铜和有效铁含量与黑土中有机质含量之间存在一定的正相关。因此，在目前情况下，黑土中有机质水平可以基本上反映出微量元素的丰缺程度。     

土地整理对土壤肥力及空间变异的影响

了解土壤肥力其及空间变异性的变化是土地整理区发展农业生产急需解决的问题之一。以时空替代法选择典型土地整理和未整理区,利用多元统计、GIS技术及地统计学方法,研究了土地整理对土壤肥力及空间变异的影响。结果表明:整理区土壤pH值和全氮显著(P0.05)低于未整理区,其他6项指标也低于未整理区,但差异不显著;土地整理能显著降低土壤pH值和全氮含量,导致pH值及有机质、全氮、全钾和碱解氮含量变异性减小,而全磷、有效磷、速效钾含量变异性增大。整理区土壤肥力综合指数(Integrated fertility index,IFI)均值为0.36,比未整理区显著低33.33%,且变异系数大于未整理区。依据土壤肥力等级分布比例,土地整理区差和较差等级分别占9.09%和45.45%,缺乏良好以上的等级,土壤肥力质量普遍较差。土地未整理和整理区IFI最优模型均为高斯模型,相对于未整理区,整理区土壤IFI的块金值、基台值、块金系数和变程均不同程度降低;未整理区和整理区IFI分别具有中等空间相关性和强空间相关性。依据IFI空间分布面积统计,土地整理导致高等级肥力土壤分布区域减少,低等级肥力土壤分布区域增加。     

张家川县耕地土壤肥力评价及空间分布特征

通过对张家川县耕地土壤肥力指标的测定,采用主成分分析法评价土壤肥力质量、结合GIS分析各肥力指标及土壤综合肥力的空间变异性。结果表明：研究区耕地呈碱性,恭门镇南部地区碱性较强;有机质含量中等,闫家乡有机质含量最丰富为1279.79 mg/kg;全氮含量较丰富而速效氮缺乏,均呈现从西到东逐渐升高的空间分布;速效钾、有效磷的含量丰富,呈现东高西低、南低北高的分布趋势。主成分分析结果表明张家川镇、恭门镇土壤速效养分供应能力强、但保肥能力较差;闫家乡土壤养分蓄积能力强。土壤综合肥力质量从高到低依次为闫家乡、张家川镇、恭门镇,呈现出东高西低的趋势。综上,研究区内土壤养分及综合肥力分布不均,需协调氮、磷、钾肥施用比例,做到“因地、因苗、因水、因时”分期精准施肥,促进肥效发挥。     

黑土土壤质量演变初探I——不同开垦年限黑土主要质量指标演变规律

根据土壤质量的定义和研究方法 ,对黑土的主要质量指标演变规律进行初步研究。结果表明 :黑土的颗粒组成受开垦历史影响的程度较小 ,其质地没有发生显著变化 ;黑土的有机质、全氮、全硫和全磷随着黑土开垦时间的增加而不断降低 ;速效磷随黑土开垦时间的增加有增高的趋势。经过统计分析 ,黑土中粉砂(0.05～0.002mm)含量与细砂(0.25～0.05mm)和粘粒(<0.002mm)含量具有相关性,黑土有机质含量与全氮、全硫、全磷和速效钾具有明显的正相关。因此 ,初步认为黑土中粉粒和有机质含量可以作为土壤物理和养分方面的质量指标     

东北典型黑土区旱地耕层土壤肥力指标的纬度变化特征及其关系

[目的]明确东北典型黑土区土壤肥力指标的纬度特征及其关系,探究黑土地核心地带肥力调控的问题,为黑土地耕地质量调控和国家粮食稳产增产提供有力支撑.[方法]2018 年秋收后,在研究区按纬度梯度采样,测定土壤有机质、酸碱度、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮、容重、大微团聚体质量比等肥力指标和土壤含水量、土壤温度等环境指标...     

云南水稻水分敏感指标空间变异规律研究

 利用云南水稻多年平均水分敏感指标数据,以地统计学作为理论工具，在地理信息系统软件平台上，对云南水稻水分敏感指标进行了空间变异规律分析，并优选出插值模型。研究表明：云南水稻多年平均水分敏感指标变异函数以普通克里金球状模型拟合最优、80.5度方向变程最大、插值模型以普通克里金球状模型插值精度较高。     

柚子园主要土壤肥力属性空间变异及合理取样数研究

对柳州市一个面积约20hm2的柚子园采用50m×50m网格取样,布设76个采样点,对土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异性及合理取样数作初步研究。结果表明,该柚子园土壤pH、有机质以及大量营养元素含量变异系数范围为6.45%~59.48%。地统计分析表明,这些土壤肥力属性均在一定范围内存在空间相关性,土壤速效钾的空间相关性弱,而有机质、碱解氮具有中等的空间相关性,土壤pH、速效磷空间相关性强。同时探讨了研究区域土壤的pH值、有机质和大量营养元素的合理取样数,结果显示,在95%置信水平下,土壤碱解氮选用5%的相对误差,土壤pH选用10%的相对误差,其余指标选用15%的相对误差水平,土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的推荐取样数分别为2、6、34、28、35个。     

郑州市土地利用变化对土壤肥力质量时空变异的影响

利用G IS空间分析功能对郑州市土地利用变化和土壤肥力质量变异及其关系进行了分析.结果表明,1988—2002年的城市化过程中,郑州市郊区土壤速效磷含量变化为-20~10 mg.kg-1;速效钾含量变化在-50~50 g.kg-1;碱解氮含量变化在0~30 g.kg-1;全氮含量变化在0.01~0.07 g.kg-1;有机质含量变化在0~20 g.kg-1;综合肥力系数变化在-1.5~-0.5;土壤肥力变化主要受土地利用方式变化的影响.     

吉林省黑土区玉米精准施肥技术研究与应用

应用地统计学、专家系统、地理信息系统和智能农机等技术,研究了吉林省黑土区土壤养分变异规律,提出了适于黑土区的玉米精准施肥模型,开发了玉米精准施肥专家系统,并通过变量施肥机进行了精准施肥的应用.与传统施肥方案相比,精准施肥使玉米增产10%以上,节肥率达到15%.     

黑土土壤质量演变初探II——不同地区黑土中有机质、氮、硫和磷现状及变化规律

在兼顾土壤类型与样点空间分布相对均匀性的前提下 ,采集了中国东北地区具有代表性的3个县 (吉林省公主岭、黑龙江省的海伦县和北安县 )的黑土样点190个。采用元素分析仪法对不同地区的黑土中有机质、全氮和全硫进行分析 ,同时采用常规法对其全磷含量进行测定。结果表明 :不同地区黑土中的有机质、全氮、全硫和全磷含量存在明显差异 ,公主岭地区各项指标均低于北安地区 ,海伦地区居中 ,表现出随纬度的增加而不断提高的趋势。不同地区黑土中有机质和全氮含量随开垦年限增长而降低 ,全硫和全磷的含量变化则不明显。由于黑土中有机质、全氮、全硫和全磷含量之间存在明显相关关系 ,因此可用黑土中有机质含量作为评价其土壤肥力质量的综合指标     

宁夏砂田小尺度土壤性质空间变异特征与肥力评价

【目的】砂田是西北干旱、半干旱地区农民在恶劣的气候、土壤和地形等自然条件下,为了生存经过长期生产实践不断总结创新所形成的一种独特的耕作方式。保持和提高砂田土壤肥力质量是改善土地生产力、延缓砂田退化的基础。【方法】按照10 m×10 m网格方式采集110个砂田土壤表层(0—20 cm)样品,选取土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、pH和电导率作为土壤肥力特征的评价因子,采用相关系数法确定各土壤肥力指标的权重,根据宁夏砂田土壤特征和作物品种,选择隶属度函数曲线类型,同时确定隶属度函数转折点取值,然后根据各土壤肥力因子的权重和隶属度值计算土壤综合肥力指数值;利用地统计学分析方法构建土壤各肥力因子的最适半方差函数模型,确定砂田土壤各肥力因子的空间变异特征和空间格局;结合土壤综合肥力指数值及其空间分布状况对砂田土壤肥力特征进行分级评价。【结果】经典统计表明,pH的变异系数最小仅为0.01,表现为弱变异,均值为9.15,土壤呈碱性。其他肥力指标变异系数处于0.10—0.72,属于中等变异。通过极差可以看出各项土壤性质含量在农田尺度存在明显的差异。研究区土壤综合肥力指数值在0.18—0.59,平均值为0.34。地统计学表明,砂田土壤各项肥力指标块金系数均小于25%,呈现出较强空间自相关性。通过普通克里格空间插值图可以看出,土壤有机碳在田块尺度上分布较为均匀,含量集中在1.5—2.5 g·kg-1,在研究区南侧有机碳有岛状高含量点存在;电导率分布也较为均匀,集中在100—300μs·cm~(-1),其在北部含量较高;土壤全氮、全磷和全钾含量普遍较低,在空间呈现出明显的斑块状分布特征;土壤速效磷和速效钾在研究区北部有岛状高含量点存在;pH在整个研究区呈现明显的斑块状分布特征。土壤综合肥力指数值空间分布状况表明,研究区Ⅲ类地分布最广,占整个研究区面积的56%,属中等肥力状况。砂田南部以Ⅱ类地为主,占整个研究区面积的25%,肥力状况良好。Ⅳ类地占整个区域面积18%,其肥力状况较差。【结论】土壤性质和土壤肥力指数在田块尺度上空间分布复杂、规律性不明显,呈斑块状分布特征。根据各项土壤属性指标和土壤综合肥力指数值的分布情况判断,砂田土壤肥力总体水平较低,其中有机碳和全氮是制约砂田土壤肥力的主要限制因子。应通过增施有机肥、轮作和休耕等方式改良和培肥土壤。     

黑土土壤质量演变初探Ⅴ.东北主要黑土区表层土壤有机碳密度分布及碳库估算

探讨土壤有机碳空间分布规律,估算其碳库量,对于提高土壤质量、保护黑土资源,维持农业经济的可持续发展意义重大。基于配准完备的1:10万或20万的地形图和土壤图,运用地理信息系统技术,对东北主要黑土区共7个市县的土壤表层有机碳密度及储量做出估算,并对其空间分布差异进行了分析。结果表明:全区的平均有机碳密度为6.27kg.m-2,变幅为2.43～11.36kg.m-2,土壤表层有机碳储量为2.92×108 t;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,从北向南呈逐渐递减的趋势,且东北高、西南低。密度较高的土壤有机碳主要集中在北部的嫩江和五大连池的大部分地区,吉林省中西部的公主岭地区的土壤有机碳密度较低。     

基于GIS与空间数据库技术的土壤肥力评价研究

土壤肥力因素的时空变异规律是评价土壤肥力高低的重要指标,也是指导配方施肥的重要依据。在土壤肥力空间数据库的支持下,利用地理信息系统技术的自然邻域插值算法,对农安县开安镇2008~2010年连续3年里的精准施肥后土壤养分的空间变异情况进行研究。结果表明,精准施肥后该镇土壤碱解氮的空间变异图发生了明显变化。2008~2010年,土壤碱解氮的差值分别降为108 mg/kg、87 mg/kg和75 mg/kg,而土壤碱解氮含量在110~140 mg/kg区间的面积比重则逐年增大,表明土壤肥力差异性逐渐变小。为提高土壤肥力评价的科学性和客观性探明了一条有效途径。