西天山伊犁河灌区土壤盐分时空变异特征

根据2009年伊犁河灌区土壤临测和取样分析资料,运用半方差函数与克里格插值法,对伊犁河灌区灌溉期与非灌溉期土壤盐分含量变异特征进行了分析.结果表明:研究区耕层土壤53.68%样地呈非盐渍化土壤,18.38%为轻度盐渍化,13.97%为中度盐渍化,8.82%为重度盐渍化,5.15%为盐士.土壤盐渍化类型主要为硫酸盐渍土为...     

县域耕地土壤养分时空变异特征研究

土壤养分空间变异研究是精准农业实施的前提,对提高粮食作物单位面积产量和保护农业生态环境具有重要作用。为掌握陕西渭北旱塬区土壤养分时空变异规律,综合空间自相关和重心模型,分析1980—2007年、2007—2017年白水县耕地土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的时空变异特征。结果表明：(1)研究区土壤SOM的平均含量分别增加了1.29、3.22 g·kg^-1,AP的平均含量分别增加了6.89、24.45 mg·kg^-1,仅有AK的平均含量呈现出先减少后增加的趋势。(2)三期耕地土壤养分的变异系数范围为30.2%～90.8%,属于中等变异。1980—2017年,耕地土壤SOM、AP和AK的全局Moran’s I指数均降低,空间结构性减弱,随机因素作用增强。(3)土壤SOM、AP和AK含量均有不同程度的增加,土壤SOM含量总体呈北低南高分布,土壤AP、AK含量分布情况较为一致,呈东高西低。(4)土壤SOM含量重心在东南方向发生偏移,AP、AK含量重心在东北方向发生偏移。土壤养分标准差椭圆空间分布格局同研究区分布方向一致,转角呈现“...     

运城市夹马口引黄灌区土壤养分空间变异特征

以山西省运城市夹马口引黄灌区为研究区域,在灌区进行田间取样,结合地统计学与Kriging插值方法分析灌区农田有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的空间分布特征。研究结果表明,灌区土壤有机质、全氮空间变异主要受结构性因素的影响;碱解氮、有效磷、速效钾空间变异受结构性因素、随机性因素的共同影响。土壤有效磷呈斑块状分布,存在局部富集或缺失情况;有机质含量在灌区西南部平坦地区、中部引黄灌区干渠中下游冲积区相对较高,土壤全氮、碱解氮具有相似分布。灌区土壤有效磷、速效钾养分等级较高,土壤碱解氮养分等级中等,土壤有机质、全氮养分等级较低。交叉验证表明,普通克里格插值能较准确地预测灌区的土壤养分的空间变化,其相关系数较高、稳定性较好,为灌区精准施肥提供建议。     

不同开垦年限土壤养分和盐分时空分布特征研究

为了研究干旱区绿洲农业不同开垦年限耕地土壤养分的时间和空间变化规律,选取玛纳斯流域内5个开垦年限(荒地、2 a、4 a、6 a、8 a)的土地,结合地统计学、3S技术,利用空间置换时间的方法对研究区土壤养分和盐分的时空分布特征进行分析研究。结果表明:研究区耕地随着开垦年限的增加,各层土壤的总盐、有效钾含量呈现明显下降的趋势。总盐含量由开垦前11.9~25.2 g·kg~(-1)下降至开垦8 a后的1.7~3.0 g·kg~(-1),尤其是表层土壤总盐的含量在开垦种植6~8 a后基本维持在非盐化-轻盐化水平;而土壤有效钾含量在各个层次均呈现出不断的消耗趋势,由开垦前225~499 mg·kg~(-1)下降至开垦8 a后的138~225 mg·kg~(-1);随着开垦年限的增加,研究区土壤有机质、碱解氮和有效磷含量呈现出先下降再升高的趋势,基本上在开垦4 a左右的时候会出现一个较低值,然后随着开垦种植年限的增加而逐渐上升,如有效磷含量由开垦前3.7~8.1 mg·kg~(-1)下降至开垦4 a后的1.9~5.7 mg·kg~(-1),随后上升至开垦8 a后的3.37~13.5 mg·kg~(-1)。研究表明,研究区农业用地开垦时间的长短对土壤养分、盐分含量的影响表现出一定的规律。     

栗钙土农田土壤养分空间变异特性及采样方法研究

以西宁市二十里铺村的农田为研究区域,采用5 m×5 m网格法,选取84个观测点取样,进行室内分析,测定土壤有机质、水解氮、速效磷、速效钾的含量,分析土壤养分的空间变异规律。研究表明,土壤有机质、水解氮、速效钾的空间变异性不太明显,速效磷的空间变异性明显;有机质、水解氮和速效钾的空间变异主要是由结构性因素引起的,速效磷的空间变异是由随机因素引起的。有机质的变异函数理论模型为指数模型,水解氮、速效磷、速效钾变异函数理论模型为球形模型。栗钙土农田采样的密度范围在1~11 m之间,将能够满足精确农业生产对这4种土壤养分的分析要求。     

于田绿洲不同季节表层土壤盐渍化程度的空间变异特征

以于田绿洲为对象,运用地统计学和经典统计学的方法,结合实地野外考察数据,对研究区2012年春、夏两季表层土壤盐渍化程度的空间变异性进行分析。结果表明：（1）对研究区24个样本点表层土壤含盐量进行描述性统计分析,得出5月和7月的表层土壤含盐量均值为18．2 g·kg－1,判断于田绿洲土壤为重盐土类型。5月土壤含盐量变异系数为115．6％,7月为109．5％,都属于强空间变异性。（2）由半方差函数分析得到研究区5月和7月的块金值和基台值之比均小于25％,判断表层土壤含盐量的空间分布表现为强相关性,且5月的理论模型拟合要优于7月的。（3）对于田绿洲2012年土壤表层含盐量和地下水位埋深进行普通克里格插值看出,春季到夏季有相同的变化趋势,在绿洲内部,地下水位埋深较深,含盐量较低,土壤碱性小;而绿洲外围地区,地下水位埋深较浅,含盐量较高,相应的碱性较高。     

土壤空间变异研究现状及展望

阐述了应用地统计学方法，定量研究土壤空间变异的基本理论和基本方法以及国内外土壤空间变异的研究现状，探讨了该领域研究中存在的问题，展望了土壤空间变异研究前景。     

黄河三角洲滨海棉田土壤盐分特征研究

采用相关分析和主成分分析方法对黄河三角洲棉田试验区土壤盐分特征进行研究,结果表明,试验区土壤为中度盐渍化,且盐分呈现一定的表聚现象;土壤各层盐基离子中,阳离子以Na⁺为主,阴离子以Cl^-为主,这两种离子对棉花生长的毒害作用尤为突出;土壤盐分含量与Na⁺、SO₄^2-、Cl^-、Mg²⁺、Ca²⁺、NO₃^2-、HCO₃^2-离子含量均呈极显著正相关;Na⁺、Cl^- 及SO₄^2-是影响试验区棉田盐渍化的主要特征因子。本研究结果可为黄河三角洲地区盐渍化土地科学管理和农业可持续发展提供理论基础和实践依据。     

黄河三角洲地区土壤盐分的空间变异性及其CoKriging估值

以黄河三角洲地区典型地块为研究区,运用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究不同深度土层盐分的空间变异特征,绘制各土层盐分的随机性和结构性的半方差图以及空间分布图.分析表明:受结构性因素和随机性因素的共同作用,各土层盐分均具有中等的变异强度和空间相关性.Kriging插值结果表明:试验区各土层盐分均表现为条带状和斑块状分布,且各土层盐分的空间分布在一定范围内均存在着空间上的相关性.微地形和气候条件是影响表层土壤盐分空间分布的主要因素,地下水性质是主导深层土壤盐分空间分布的主要因素.引入表层土壤盐分,采用CoKriging方法对深层土壤盐分进行估值,可提高估值精度,其估计方差减少百分数达167.36%.     

关中旱地小麦生育期土壤速效养分时空变异特征研究

为了揭示旱塬地区土壤主要养分的动态变化规律,探明其时空有效性,在较为精确的时空尺度条件下研究了关中地区小麦生育期间土壤剖面0～100 cm范围内硝态氮、碱解氮、速效磷和速效钾动态变化特征.结果表明:土壤硝态氮在0～100 cm范围内空间分布特征较为明显,在30～40 cm处为硝态氮累积峰值,第90～150天范围为剖面上硝态氮素快速消耗期;土壤碱解氮在0～100 cm范围内存在着二元变异结构,0～40 cm空间变异特征较明显,而40 cm以下则时间变异特征更为突出;土壤速效磷空间梯度变异明显,表现为从上至下速效磷含量递减,小麦生育期间土壤剖面速效磷几乎是同步递减;土壤速效钾则是时间变异特征比空间变异特征更显著,小麦生育期间剖面上各层土壤速效钾含量降低幅度均在50 mg/kg左右.     

灌溉前后沙质裸地表层土壤蒸发量的时空变异性

利用野外实测数据建立的表层土壤日蒸发量和含水率间的函数关系,估算了灌溉前后3个时段的土壤日蒸发量,并以多种数学方法对其空间特征进行了探讨。结果表明:(1)灌溉后前期(1周)与后期(3周)的土壤蒸发量呈显著的负相关关系,其余各时段蒸发量的相关性不显著;(2)灌溉前土壤蒸发量的总体差异较大,空间关联性很弱,呈随机的斑块状分布,灌溉后总体差异明显减小,空间关联性增强,分布类型转为区域化分布;(3)由随机因素引起的空间异质性在灌溉后则更多地受空间自相关控制;(4)由于林带、芦苇丛和微地形的影响,灌后1周时采样区西边的土壤蒸发量大于东面,其余两个时段东西向无明显差异;灌溉前南部区域土壤蒸发量较北部区域大,灌后1周时该种情形被逆转,灌后3周时又转为向灌溉前回归。     

节水控盐滴灌对土壤盐分、红枣光合及产量的影响

对灌溉定额为1 750、1 970、2 190、2 380m3/hm2的矮化密植红枣滴灌试验研究表明:红枣果实膨大中后期土壤积盐明显,且主要集中在0～30 cm范围内,1 750m3/hm2灌溉定额在红枣生育期使土壤积盐,2 380m3/hm2灌溉定额洗盐效果明显;红枣生育期需水有两个峰值阶段,第一峰值阶段为初果期,第...     

膜下滴灌前后表层土壤水分空间变异性

以2 m×2 m的网格布点,采用经典统计学和地统计学结合的方法研究了一次灌溉前后膜下滴灌棉田的表层土壤体积含水量的空间变异性特征。结果表明:(1)灌溉前后表层土壤含水量变异系数(CV)分别为28.7%和21.8%,均表现出中等变异特性,颗粒分布能为灌溉前后表层土壤含水量的变异系数变化提供参考。(2)灌溉前后表层土壤含水量的半方差函数均可用高斯模型很好地描述(R20.9),对应的空间异质比(C0/(C0+C))分别为0.201和0.324,表现出强烈和中等的空间依赖性;灌溉后,表层土壤含水量空间自相关性减小,4.373 m可作为该研究区域的参考取样步长。(3)灌溉前后表层土壤含水量的Moran’s I随滞后距离变化的趋势大体一致,且灌前表层土壤含水量的自相关性较灌后显著。(4)Kriging插值结果表明,灌溉前后含水量空间分布较相似,表现出显著的变异性,且灌后含水量分布较灌前复杂。     

Effects of combined drip irrigation and sub-surface pipe drainage on water and salt transport of saline-alkali soil in Xinjiang,China

Developing effective irrigation and drainage strategies to improve the quality of saline-alkali soil is vital for enhancing agricultural production and increasing economic returns. In this study, we explored how irrigation and drainage modes (flood irrigation, drip irrigation, and sub-surface pipe drainage under drip irrigation) improve the saline-alkali soil in Xinjiang, China. We aimed to study the transport characteristics of soil water and salt under different irrigation and drainage modes, and analyze the effects of the combination of irrigation and drainage on soil salt leaching, as well as its impacts on the growth of oil sunflower. Our results show that sub-surface pipe drainage under drip irrigation significantly reduced the soil salt content and soil water content at the 0-200 cm soil depth. Under sub-surface pipe drainage combined with drip irrigation, the mean soil salt content was reduced to below 10 g/kg after the second irrigation, and the soil salt content decreased as sub-surface pipe distance decreased. The mean soil salt content of flood irrigation exceeded 25 g/kg, and the mean soil desalination efficiency was 3.28%, which was lower than that of drip irrigation. The mean soil desalination rate under drip irrigation and sub-surface pipe drainage under drip irrigation was 19.30% and 58.12%, respectively. After sub-surface drainage regulation under drip irrigation, the germination percentage of oil sunflower seedlings was increased to more than 50%, which further confirmed that combined drip irrigation and sub-surface pipe drainage is very effective in improving the quality of saline-alkali soil and increasing the productivity of agricultural crops.     

干旱区绿洲土壤盐分空间异质性及人为驱动力分析

通过对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤含盐量空间异质性及人为驱动力分析,结果表明:土壤含盐量在0-10cm、10-30cm和30-50cm具有一致的空间分布格局,在绿洲的东部、南部和东南部含量分布相对较高,绿洲西部和西北部的含量分布偏低,而在绿洲北部和西南部,土壤含盐量具有中等水平的空间分布。人口的增长以及人类不合理的经济活动致使绿洲部分区域受人为活动影响严重,灌区地下水位上升、土壤弃耕严重,致使盐分在土壤中急剧增加,表聚强烈。因此,改变不合理的经济增长方式,研究先进的农业种植技术,有效控制人口增长速度以及制定相应的盐渍化防治措施是目前渭干河-库车河三角洲绿洲急需解决的首要问题。     

干播湿出灌水量和灌水频率对棉田土壤板结、水盐分布及出苗的影响

为探究干播湿出对棉花覆土板结程度、土壤水盐分布以及出苗情况的影响,设置不同出苗水量与灌水频率2个因素,共计6个处理和1个对照处理,分别为WP1（675 m³·hm^-2）、WP2（900 m³·hm^-2）、WP3（1 125 m³·hm^-2）、WP4\[（675+225) m³·hm^-2\]、WP5\[（675+450) m³·hm^-2\]、WP6\[（675+300+225) m³·hm^-2\]与冬灌处理,对各处理的表层覆土板结度、灌前与灌后含水率及含盐量、出苗率、株高、茎粗等指标进行分析。结果表明：表层土壤板结度受灌溉水总量与灌水频次影响,WP4处理表层土壤板结程度最低（99.87 kPa）,少量高频灌溉可以降低表层土壤板结度;各处理膜间电导率最大,高于窄行土壤9%以上;WP4处理出苗率最高（84.74%）;窄行电导率、窄行含水率和表层覆土板结度与出苗率均具有显著负相关关系,土壤含水率与窄行电导率与株高、茎粗均呈现显著负相关关系。通过评判各处理出苗率与生长指标,WP4处理为最优处理。     

地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移研究

综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点.     

膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律研究

基于对下野地灌区、金沟河灌区的试验监测,从土壤盐分年内、年际变化及其与地下水埋深的关系两个方面,研究膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律。研究结果表明:在年际间,下野地灌区、金沟河灌区实施膜下滴灌6～8 a的盐荒地块,深度在60～100 cm的土层土壤含盐率分别保持在0.5%、0.8%上下,形成稳定积盐层,在60cm以上土层土壤盐分基本处于动态平衡;在年内,盐荒地土壤盐分整体上呈现随生育期的推后而降低的趋势,0～60cm土层脱盐效果较为明显,春秋季是两个积盐的高峰期;下野地灌区、金沟河灌区地下水埋深年际均值为3.60、2.26 m,土壤含盐率年际均值为0.49%、0.77%,土壤盐分随地下水埋深的减小而增加,说明石河子垦区土壤含盐量受地下水埋深影响较为明显。