大比例尺区域土壤养分空间变异定量分析

应用地质统计学的方法对北京昌平县南邵乡２６４０ｈｍ＾２,土地上的土壤有机质,全氮,有效氮,有效磷及有效钾的空间分布特征,进行了定量分析,并绘出它们的等值线图,对于研究和评价大比例尺区域土壤养分空间变异规律和动态变化有一定的理论和实践意义。     

土壤养分空间变异与大豆分区施肥技术研究

采用全球卫星定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）技术,对黑龙江省红星农场土壤进行了空间变异特征和分区施肥研究。结果表明,黑龙江省北部大豆主产区黑土养分含量比较丰富,氮、磷、硼含量较高,钾、硫、锌含量较低。土壤中N、P、K、S、B、Zn的空间分布具有明显的变异性。土壤养分偏斜程度与土壤养分变异系数的之间存在密切的线性相关关系,相关系数R=0.8980。大豆分区平衡施肥取得了显著效果,较习惯施肥平均增产298 kg/hm2,平均增产率10.8%,平均增收610元/hm2。     

晋中盆地典型耕地厚度、土壤养分空间变异

旨在探究旱作区耕地土壤耕层厚度及土壤养分空间格局与变异规律。以晋中盆地典型耕地土壤为研究对象,运用地统计学方法对耕地耕层厚度及土壤养分的空间变异进行分析,土壤养分选取有机质、pH、有效磷、缓效钾4个指标。结果表明:(1)各个指标的空间自相关性都是随着距离的增加而减小;(2)有效磷的半变异函数最优模型为高斯模型,其他指标的最优模型均为指数模型。各指标的块金系数由大到小依次为:有机质>有效磷>pH>耕层厚度>缓效钾;(3)耕层厚度、有效磷均为西北高东南低的空间格局,缓效钾为东北高西南低,有机质为西南高东北低,pH除北洸乡偏低外均偏高。地统计方法能良好地描述土壤性质的空间分布和变异特征,各土壤性质的空间变异过程中随机性与结构性并存,并且随机性均小于50%。     

规模经营稻田土壤养分空间变异特征与高效平衡施肥效应

采用传统统计和地统计相结合的方法,对规模经营的黑龙江江川农场76.5hm2水稻田土壤养分空间变异特征与高效平衡施肥效应进行了研究。试区土壤养分主要限制因子是N、P、K和Zn,不同土壤养分的变异情况各不相同;三种网格(50m×50m、100m×100m和150m×150m)取样尺度下试区9个水稻田块间土壤主要养分含量差异总体上均显著,但同一田块三种网格取样尺度下土壤主要养分含量差异总体上均不显著;三种网格取样尺度的同一土壤速效养分在空间分布上具有较明显的空间相似性。表明按150m×150m网格进行土壤取样,能对规模经营稻田不同田块土壤主要养分状况进行正确评价;对规模经营的江川农场试区稻田可按田块(6.3～12.9hm2/田块)为管理单元进行土壤养分分区管理。在上述工作基础上,利用作物优质高产推荐施肥咨询服务系统,形成了试区水稻高效分区平衡施肥技术。该技术增产4.3%～11.2%,增收779～1532元/hm2,提高氮肥利用率12.6～14.0个百分点。     

山东省主要耕地土壤的养分含量及空间变异分析

采用GPS定位研究了山东省三大土类主要耕地的养分空间变化情况。结果表明,山东的绝大部分耕地存在有机质含量普遍较低,绝大部分土壤的氮在麦收后呈缺乏状态,山东主要耕地土壤的供磷情况是尽管中高磷含量的耕地占有一定比例,但土壤的有效磷水平整体偏低;山东耕地的钾供应情况是钾素供应充足,无缺钾情况。影响山东三大土类的耕地质量高低的主要养分因子是有效磷和速效钾,其次是有机质和碱解氮,pH值影响最小,但土壤酸化现象不容忽视。因此,在山东省应因地制宜,提高施肥措施,改善肥料施用结构,防止土壤酸化,才能保持山东主要耕地的生产力。     

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。     

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。     

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。     

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。     

县级区域粮田土壤养分空间变异特征评价研究

为了进一步了解县级区域粮田土壤养分的时空变异特征,以山东省惠民县为例,研究了20年来惠民县农业土壤养分循环、平衡与时空变异特征的关系。结果表明,自1985年以来,惠民县农业土壤氮磷过量盈余,而钾基本持平。惠民县土壤养分空间变异特征可以分为3类:①土壤速效钾空间变异符合典型的指数模型,最大自相关距离为16.6 km;②土壤全氮空间变异随空间间距的增大而增大,有一定的空间分布规律性;③土壤速效磷空间变异与间距无关,存在纯块金效应。与20年前土壤养分空间变异特征相比,土壤全氮和速效钾的养分空间分布规律变化不大,而土壤速效磷的空间分布规律变化较大。土壤养分时空变异特征与土壤养分循环趋势相一致,说明土壤养分循环与平衡是影响区域土壤养分空间变异发生变化的主要因素。     

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。     

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。     

华北桓台县土壤养分的时空变化格局

为了实现精确施肥和防治土壤肥力退化,通过监测土壤养分的时空变异了解土壤耕作管理及污染等过程对土壤肥力的影响,采用GIS和地统计学相结合的方法对华北桓台县1989年和2006年的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的空间分布进行分析。结果表明,与1989年相比,2006年土壤碱解氮含量普遍提高,中等水平以上(>91 mg/kg)的面积占整个研究区面积的21.23%,含量61~90 mg/kg的土壤面积增加了7.05%,低含量(<60 mg/kg)的面积减少了8.07%。土壤速效磷也大幅度增加,主要是零散的较低级别含量的斑块向高级别转化,丰富级别(>21 mg/kg)的面积增加了26.92%,含量缺的(<15 mg/kg)地块面积比重下降了52.75%;土壤速效钾含量整体提高,2006年平均含量达118 mg/kg,变化最明显的是101~150 mg/kg级别,增幅达25.18%。桓台县各土壤养分含量均有显著提高。此研究结果对于桓台县农业可持续发展,制定优化的高效施肥措施和方案有一定指导意义。     

基于GIS的葡萄园土壤养分管理及平衡施肥研究

采用传统统计和地统计相结合的方法,对面积约200 hm~2的孟酄村葡萄园0～30 cm土壤养分进行了空间变异特性和分区平衡施肥技术研究。结果表明,土壤N、P、Mn、Zn、S变异较大,测试值变异系数在35.1%～63.6%之间。土壤N、Mn含量空间分布趋势以大块状变异为主,具有较强的渐变性分布规律。而土壤P、K、Zn、B含量空间分布则以小块状变异为主。基于土壤养分空间分布规律的分区平衡施肥技术的应用,能够大幅度增加葡萄产量,显著提高经济效益。分区平衡施肥与常规施肥相比,葡萄增产幅度为13.7%～14.8%,增收幅度为17 040～17 820元/hm~2。     

草甸白浆土有效磷的空间变异性

土壤养分通常具有较大的空间变异性,且变异规律随土壤类型和养分的变化而变化。对黑龙江省密山市长期试验点的草甸白浆土通过经典统计学方法和地统计学方法0～20cm和20～40cm两层土壤有效磷的变异性进行了分析。经典统计学分析结果表明草甸白浆土有效磷具有中等至较强程度的变异。地统计学结果表明草甸白浆土有效磷最大相关距离在85m左右,两层土壤的块金方差/基台值分别为47.63%和34.87%具有中等至较强程度的空间相关性。     

县域耕地地力评价中土壤养分空间插值方法的比较研究

耕地是农业生产的重要资源,耕地地力评价是耕地质量建设重要手段,与之相关的土壤养分插值技术关系到耕地地力评价精度与可用性。以历城区为研究对象,将历城区划分为历城平原区和丘陵区,分析其采样点养分分布情况、评价指标中涉及的土壤有机质、有效磷、速效钾、有效锌、有效硼的空间变异情况。分别用反距离权重插值法(IDW)和普通克里格插值法(OK)对历城全区、平原区和丘陵区的土壤养分进行插值,通过交叉验证、叠加对比分析等方法比较不同情况下不同插值方法的精度,并对比分析基于不同插值方法的耕地地力评价结果。结果显示,IDW和OK 2种方法都具有较高精度,其中IDW插值方法较适宜于丘陵区,而OK插值方法则适宜于平原区;对于有多种参评元素参与的县域耕地地力评价,采用2种方法的评价结果相差不大。基于实用性与精确性结合原则,IDW方法是县域耕地地力评价养分空间内插的最佳选择。     

大荔县农业土壤养分丰缺评价与分析

通过对大荔县农业土壤490 个采样点的pH值、有机质、全氮、碱解氧、有效磷、速效钾等基本元素进行检测,利用Microsoft Excel 2010 软件将数据进行统计和处理,对土壤养分中的上述元素做出一个描述性概括,结果发现：大荔县农业土壤以碱性为主;有机质含量属于中度缺乏状态,全氮则是轻微缺乏状态;碱解氮则属于较缺乏状态;有效磷含量则是中等偏低;速效钾的含量为适量偏丰富。从测定结果中可知道,大荔县农业土壤可采用改变土壤酸碱性、加大氮肥和磷素的投入量来提升土壤肥力,从而提高农作物产量和品质。     

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。