基于决策树算法的土壤养分管理分区的研究

为了便于精细施肥的实际操作和管理。以吉林省德惠市的图斑数据中的有机质、全氮、速效磷和速效钾含量为对象,采用决策树ID3算法进行农田土壤养分管理分区的研究。结果表明:得到的分区数目为6个,分区内土壤养分含量相近或差异较小,分区间差异显著。说明基于ID3算法的土壤养分管理分区方法可用于指导精细农业中的变量施肥,为土壤养分管理区提供了一种有效的划分方法。     

塔克拉玛干沙漠南缘典型绿洲之间农田土壤养分现状比较分析

通过对塔克拉玛干沙漠南缘3个典型绿洲农田土壤养分现状的统计分析得出：大量元素的趋同性较大，微量元素的差别较大；“增氮、稳磷、补钾，有针对性的补施微肥”是3县农业生产施肥的宏观指导方针；绿洲之间农田土壤养分空间差异分析研究，对于宏观上指导农业施肥很有帮助。     

张掖市绿洲农田土壤养分特征及其变化研究

张掖市绿洲灌区1999年农田耕层土壤养分平均含量为有机质18.44±0.68 g/kg、全氮1.13±0.04g/kg、速效磷22.7±2.21 mg/kg、速效钾244±18mg/kg、碱解氮76.60±3.03mg/kg,其含量较1986年和1990年测定结果都有较大或大幅度的提高;土壤有效锌和锰含量分别处于低或很低水平,其含量变化为前者随测定时间呈递增规律,而后者则反之.相关与回归分析结果表明,土壤有机质含量是决定土壤养分贮量和供应水平的主要因素,因此增施有机肥料是该市用地与养地相结合的主导措施.     

基于GIS和FCM的宁乡植烟土壤养分管理分区

采用GPS、地统计学和模糊c均值聚类相结合的方法,对湖南省宁乡植烟土壤主要养分的空间变异特征和管理分区进行研究。结果表明,宁乡植烟土壤主要养分指标均为中等程度变异,有机质、有效磷和速效钾3项指标的块金效应在25%~75%之间,表明研究区域该3项养分指标是由结构性因素和随机因素共同作用的结果;碱解氮的块金效应75%,表明研究区土壤碱解氮主要由随机性因素决定。土壤有机质为高水平,碱解氮和速效钾均为中等水平,有效磷为极高水平,研究区大部分区域有机质、碱解氮、有效磷为中等至极高,但约有40%的面积土壤速效钾缺乏。宁乡烟区可划分为3个养分管理分区,分区间有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量差异极显著。     

新乡市农田分区土壤养分状况与小麦测土配方施肥经济效益研究

根据新乡市西部高产区及东南部中高产区10 683个土样化验结果,研究了新乡市农田分区的土壤养分状况,并比较了小麦测土配方施肥的经济效益。结果表明:西部地区各项养分指标明显高于东南部地区,其中,有机质高4.87 g/kg、全氮高0.30 g/kg、有效磷高6.66 mg/kg、速效钾高39.27 mg/kg,而严重缺磷及缺钾的地区较东部分别少4.56%和8.24%。依据土壤肥力对配方施肥量进行估算,结果显示,配方施肥较习惯施肥节约化肥施用总量33 577.55 t,节约施肥资金1.343亿元。     

基于模糊聚类分析的田间精确管理分区研究

【目的】以海涂围垦区盐碱土为研究对象，将从SPOT遥感影像提取出的NDVI数据和盐碱地土壤生产力的主要限制因子盐分数据及部分养分数据作为变量进行精确农业管理分区研究。【方法】模糊c均值聚类方法被用来进行分类分区，并引入了模糊聚类指数和归一化分类熵两种分区效果评价指标，对分区结果进行比较和评价。【结果】本研究区，最佳的分区数目为3个。对处于每一子区内土样的化学特性和实测棉花产量数据进行方差分析，发现其均值在所定义的每个管理分区内都存在着统计意义上的显著差异性，其中子区3具有最高的肥力水平和作物产量，而子区1最低。【结论】利用所选取的变量，模糊c均值聚类算法可以较好地进行管理分区划分。分区结果不但可以指导采样，而且可用于实施变量投入和精确施肥推荐，为样区土壤管理提供科学的决策依据。     

基于Quickbird遥感影像的农田管理分区划分研究

 【目的】以高空间分辨率Quickbird遥感影像作为管理分区划分的数据源，结合地面土壤养分采样数据进行管理分区划分研究。【方法】在对数据进行空间变异分析的基础上，采用3种不同的分区方式对研究区进行田块尺度内管理分区的划分：1）利用土壤养分数据划分管理分区；2）利用冬小麦遥感长势信息划分管理分区；3）利用土壤养分信息结合冬小麦长势信息划分管理分区。【结果】与划分前的地块变异情况相比，利用土壤养分数据进行管理分区划分的方法，在很大程度上提高了不同分区内土壤的均一度，而光谱指数和产量的变异系数也有所降低；利用光谱数据进行管理分区划分，土壤养分的变异系数总体上有所减低，但降低的幅度小于利用土壤养分数据划分的管理分区，光谱指数和产量的变异系数都有大幅度降低；利用土壤数据结合光谱数据进行管理分区划分，土壤养分和光谱指数以及产量的变异系数普遍降低。【结论】在划分管理分区时，综合考虑土壤养分和光谱数据的空间变异情况是最佳选择，但当缺乏土壤养分数据时，利用遥感影像进行管理分区的划分也是可行的。     

甘肃河西绿洲灌区农田耕层土壤养分调查与评价

[目的]明确甘肃河西绿洲灌区农田土壤养分的空间分布现状,有助于制定合理的施肥策略和实现该地区农业生产的可持续发展.[方法]通过GPS定点采集2011年和2017年0～20 cm耕作层土壤样品,调查分析河西绿洲灌区土壤养分现状.[结果]甘肃省河西绿洲灌区土壤偏碱性,全氮与有机质含量较低,速效磷与速效钾含量中等偏上.总体表...     

基于灰色关联投影的土壤养分分区管理模型研究

针对目前我国氮、磷、钾肥施用比例失调,中、微量元素缺乏的现状,以及不同作物对土壤养分的不同需求这一事实,建立了基于层次分析(AHP)与变异系数(CV)的灰色关联投影模型。该模型通过层次分析法得到各指标的主观权重,通过变异系数法得到各指标的客观权重,然后计算各样本点的灰色关联投影值,最后根据分区标准对样本区的土壤养分进行划分。从分区结果可以看出该模型能够根据作物类型进行全面、合理的土壤养分分区,且各分区的土壤养分层次分明。     

Nutrient Management Zones for Citrus Based on Variation in Soil Properties and Tree Performance

Site-specific soil management can improve profitability and environmental protection of citrus groves having large spatial variation in soil and tree characteristics. The objectives of this study were to identify soil factors causing tree performance decline in a variable citrus grove, and to develop soil-specific management zones based on easily measured soil/tree parameters for variable rate applications of appropriate soil amendments. Selected soil properties at six profile depths (0–1.5 m), water table depth, ground conductivity, leaf chlorophyll index, leaf nutrients and normalized difference vegetation index were compared at 50 control points in a highly variable 45-ha citrus grove. Regression analysis indicated that 90% of spatial variation in tree growth, assessed by NDVI, was explained by average soil profile properties of organic matter, color, near-infrared reflectance, soil solution electrical conductivity, ground conductivity and water table depth. Regression results also showed that soil samples at the surface only (0–150 mm) explained 78% of NDVI variability with NIR and DTPA-extractable Fe. Excessive available copper in low soil organic matter areas of the grove apparently induced Fe deficiency, causing chlorotic foliage disorders and stunted tree growth. The semivariograms of selected variables showed a strong spatial dependence with large ranges (varied from 230 m to 255 m). This grove can be divided into different management zones on the basis of easily measured NDVI and/or soil organic matter for variable rate application of dolomite and chelated iron to improve tree performance.     

绿洲棉田土壤质量评价指标研究

[目的]确定绿洲棉田土壤管理、评价和施肥的合理措施。[方法]设计绿洲棉田土壤质量评价指标以土壤肥力功能为主,结合土壤生物指标进行分组评价,通过系统聚类分析法,对9个典型的棉田样本进行土壤质量评价指标的筛选和评价。[结果]评价组Ⅰ基本符合兵团生产分类目的。在不同类别样本中土壤条件差异性评价的衡量指标也不同,选定指标中第3类指标碱解氮、速效钾、细菌数量相对变化差异大。[结论]绿洲棉田土壤质量评价可采用指标土壤全氮、全磷、全钾和土壤有机质作为高、中、低产棉田划分的主要依据,并且呈现出低产棉田中土壤全量养分含量、中产棉田中速效养分和盐分含量、高产棉田中微生物数量差异变化相对较大的规律。     

基于县域耕地地力评价的耕地管理分区研究——以山东省青州市为例

基于GIS技术选取合适评价因子,运用层次分析、模糊评价等方法对青州市耕地进行定量化评价。利用模糊C均值聚类法对评价结果进行分区研究,揭示该市耕地质量整体较好;依据FPI和NCE指数确定最佳分区数目为3个,由北向南耕地地力依次降低,受地形因素影响较大;利用模糊聚类方法进一步对分区1进行划分,分为6个管理子区,得到了内部更为均衡的分区管理单元,为统一采取管理措施提供了有益的参考。     

Analysis on Variation of Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Content and Carbon Storage in the Oasis Cotton Field of Manas River Valley

[目的]为了对绿洲棉田土壤有机碳、全氮的分布状况进行研究。[方法]以天山北坡玛纳斯河流域绿洲棉田为研究区,以弃耕地为对照,采用地统计学方法,研究连续23年种植棉花地的土壤0～30、30～60和60～100 cm土层土壤有机碳和全氮的分布特征。[结果]玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而降低,并且0～30 cm土层明显高于30 cm以下土层,土壤有机碳储量呈现增加的趋势;弃耕地土壤有机碳、全氮亦呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而含量降低,有机碳含量差异明显,并且弃耕地土壤有机碳含量呈逐月下降趋势,而棉田土壤有机碳储量变化呈先减少后增加,即棉花生长初期,0～30和30～100 cm土层有机碳储量降低,到花期最低;而随着棉花进入生殖生长后期,有机碳储量呈现增加趋势;弃耕地有机碳储量因没有植株凋落物的输入而呈现逐月降低的趋势,二者有机碳含量差异明显。[结论]绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量明显高于弃耕地,土壤有机碳储量呈现增加的趋势,且主要发生在0~30 cm土层,在30～100 cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

石羊河下游民勤绿洲不同年限退耕地土壤物理性质变化研究

石羊河下游因水资源减少而退耕大面积土地,测试其物理性质,旨在为管理提供依据。选择不同退耕时期（1年、2年、3年、4年、5年、8年、15年、24年和31年）土地,分层采集0~40 cm范围内土样,分析其容重、孔隙度和机械组成。结果表明：随着退耕年限增加,土壤粘粒呈减少趋势,粉粒增加,退耕4年达到最大,之后则略有增减;土壤垂直剖面的土壤粒度分异性增大,而变化最大的土层为0~10 cm。退耕土壤容重随着退耕时间延长而增加,退耕3年之后的不同深度的土壤容重及孔隙度的差异变小。随着退耕年限增加,土壤质地变粗,通透性增加,土壤质量下降。退耕3~4年期间的土壤物理性质相对变化明显,是退耕地管理的关键时期。     

建水蔗区土壤养分分布特征研究

通过对建水蔗区92份土样的分析研究表明,建水蔗区土壤大部分呈微酸性和酸性,有机质含量适中;氮、磷含量偏低,速效氮含量适中,有效磷含量极为缺乏,钾含量适中,有效钾含量较高;有效铜和有效锰含量丰富,有效锌极为缺乏。依据建水土壤基础养分,分析提出两类甘蔗专用复混肥配方模式,既基肥型N∶P2O5∶K2O=12∶18∶10,新植蔗底肥施用复混肥600 kg/hm2;追肥型N∶P2O5∶K2O=28∶12∶5,追肥施用750~1050 kg/hm2,其中高产田施下限,低产田施上限。     

乌兰布和沙区绿洲农田土壤钾素特征及其对土壤性质的响应

通过土样测定,利用统计分析方法系统研究乌兰布和沙区绿洲农地钾素的特征、时间动态及其对土壤性质的响应。结果显示,变异系数速效钾最高(42.49%),全钾最低(13.66%),各形态钾素整体分布不均;绝大多数钾素含量表现为表层低于下层且差异不显著。籽瓜、油葵、番茄和紫花苜蓿地表层速效钾平均含量属中等水平,而玉米、花葵和对照地属缺钾水平;若以有效性钾含量判定则研究区钾素供给充足。表层缓效钾含量均属中上水平,缓效钾平均转化率为22.02%,其中,紫花苜蓿地最高(24.40%),籽瓜地最低(18.91%)。表层全钾平均含量为19.20 g/kg,其中,速效钾占0.55%,缓效钾占2.85%,矿物钾占96.60%。在时间动态上,速效钾、有效性钾和缓效钾含量呈先增后降的二次曲线模型,峰值临界年限分别为21、18和17 a。全钾、矿物钾、有效性钾、缓效钾、碱解氮、物理性粘粒、CaCO3和阳离子交换量(CEC)通过直接和间接效应综合影响速效钾含量,可解释总变异量的78.9%。