关中平原台塬区土壤养分空间格局研究——以西安市长安区为例

为研究关中平原台塬区土壤养分的空间分布情况,加强精准农业施肥管理,针对陕西省西安市长安区836.69 km²范围内的土壤养分元素进行空间格局研究。通过GPS定位选取研究区内3 231个土壤采样点,测定了土壤样品的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾以及pH值,并利用地统计法对其空间变异结构及格局现状进行研究。结果表明:土壤养分元素的变异系数范围为0.09～0.84,其变异程度依次为有效磷>速效钾>碱解氮>有机质>pH值;土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH值的变异函数曲线均符合指数模型;在空间结构上,土壤有效磷和有机质属于弱相关性,速效钾和碱解氮为中等强度相关性,pH值具有强烈的空间相关性;采用Kriging插值方法,可直观得到研究区域的土壤养分空间格局情况。     

哈尔滨市辖区黑土速效养分空间异质性分析

研究在哈尔滨市所辖黑土区的6个市县进行,共采集表层(0～20cm)黑土土样411个,测定了全部样点的有机质、全氮的养分含量,同时测定了部分样点的碱解氮、速效磷、速效钾的养分含量,利用地统计学中协同克立格分析方法并结合经典统计学和GIS技术分析碱解氮、有效磷、速效钾养分空间异质性。分析表明有效磷空间分布符合指数模型,碱解氮、速效钾符合高斯模型,其块金值与基台值之比分别为50.0%、39.7%、6.3%,有效磷和碱解氮为中等程度空间相关水平,速效钾为强度空间相关水平;与克里格对比,应用协克里格插值绘制的三种速效养分空间分布图精度显著提高,为协克里格方法在土壤养分空间异质性分析上的应用提供了实践依据。     

博、精河下游河岸带土壤速效养分空间异质性分析

以新疆博尔塔拉河、精河下游河岸带土壤为研究对象,针对土壤中的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等指标进行定量测定,运用地统计学方法分别对博尔塔拉河、精河流域土壤养分空间分布特征进行了分析.结果表明:博尔塔拉河下游河岸带土壤有机质、碱解氮变异程度大于精河下游河岸带,土壤速效磷、速效钾变异程度相近;两河土壤速效养分垂直分异规律为:土壤有机质、碱解氮含量均随土层深度的增加而递减;水平分异规律为:距离艾比湖入湖口越远,土壤中速效养分平均含量越小.总体而言,博尔塔拉河下游河岸带土壤速效养分高于精河下游河岸带土壤速效养分,精河土壤养分空间异质性较小.     

基于GS+和ArcGIS的蒲江县耕地土壤养分空间变异分析

基于GS+7.0、ArcGIS10.2建立蒲江县全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质5种耕地土壤养分含量的最优半方差函数模型,利用该模型进行了空间变异和普通Kriging空间插值分析。研究区土壤全氮、碱解氮、有机质均具有中等空间变异性,有效磷、速效钾表现为弱空间变异性。全氮、碱解氮含量高低受地形、成土母质、土壤类型等自然条件和施肥、种植模式、耕作措施等人为活动的共同影响,有机质更多地受人为活动的影响,而有效磷、速效钾则主要决定于人为活动的作用。5种土壤养分含量的空间插值图可直观地表达县域耕地土壤养分的含量水平及其分布状况,使用该图件可方便地提出相应的平衡施肥建议。     

高原耕地土壤养分空间分布与影响因子相关性研究

综合运用GIS地统计分析和空间分析技术,以保山市隆阳区为代表区域研究高原坝区耕地土壤主要养分的空间变异规律,及其与土类、地形因子间的关系。结果表明:研究区内土壤pH、有机质、碱解氮、速效钾表现出中等程度的空间相关性。有效磷变异系数最大,空间自相关性较强。各指标在不同土类间差异均达极显著水平:潴育型水稻土中pH值、有机质、碱解氮含量较高;黄壤中有效磷含量最低,速效钾最高;红壤中有机质含量最低。土壤养分受地形因子影响明显,pH、有机质、碱解氮和速效钾与海拔均呈显著的正相关;有效磷与海拔呈负相关;坡度与pH、有机质、碱解氮、有效磷均呈负相关,与速效钾正相关。坡向与各指标相关性均不显著。本研究可为科学耕地施肥,合理土地改良及利用提供依据,对高原稀缺耕地的可持续和高效利用具有重要意义。     

曲靖市坡耕地土壤养分的空间变异性及其与利用方式的关系

以云南省曲靖市麒麟区越州镇面积为1 km2的典型性坡耕地为研究区,应用常规统计学方法和地统计学方法,对土壤的全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、pH和有机质的空间变异规律进行分析,探讨了土地利用方式与土壤养分变异的关系。结果表明:研究区土壤养分空间变异程度以pH值最小,速效磷最大。速效养分、有机质和pH受人为活动影响明显,它们的空间自相关性中等或较弱。有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等主要养分呈现出西北-东南方向逐渐增高的空间格局,与海拔和地形走势有明显相关性。不同坡位(坡位高低)间的土壤养分差异显著,有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等养分指标呈现随坡位下降而升高的趋势。土地利用方式对土壤养分含量空间变异性也有明显的影响,施肥强度大的水田土壤养分含量最高,其次为施肥中等的旱地,土壤养分最低的是施肥量小或不施肥的果林和桉树林。     

胜利矿区土壤养分空间变异特征与影响因素

研究矿区土壤养分空间变异特征对矿区土地复垦与生态保护具有重要意义。选取胜利矿区土壤作为研究对象,基于地统计学和GIS技术分析土壤养分的空间变异性,并探讨地形因子和土地利用类型对其影响。结果表明:研究区土壤pH、有机质、速效氮、有效磷、速效钾平均含量分别为8.07、21.59 g/kg、82.91 mg/kg、8.21 mg/kg、257.34 mg/kg;除pH属于弱变异外,其他养分均属于中等强度变异;各项养分指标均具有一定的趋势效应。pH的最适模型是球面模型,有机质、速效钾的最适模型是线性有基台模型,速效氮、有效磷的最适模型是指数模型。pH、有机质、速效氮表现为中等空间自相关性;有效磷、速效钾呈弱空间自相关性。pH由中部向四周逐渐降低;有机质、速效氮高值区集中在西部高程较大的位置,低值区分布在受人类扰动较强的中东部;有效磷、速效钾没有呈现一定的分布规律。坡度、坡向、高程、地形湿度指数是造成土壤养分格局差异的主要地形因子;从土地利用方式看,采矿扰动是养分含量较低的重要原因,矿业用地养分含量显著低于耕地和草地。     

黄土丘陵区刺槐人工林土壤养分特征及演变

为了探明黄土丘陵沟壑区人工林土壤养分状况及其演变规律,应用时空互代的方法,以刺槐林为代表,对该区不同利用年限的人工林土壤养分特征及其时空变化等进行了系统研究。结果表明,黄土丘陵区人工林土壤肥力处于低水平;人工林表层土壤养分中有机质和速效磷的空间变异性较大;坡度、坡向、坡位等环境因子对土壤养分有一定的影响。随利用年限的增加,人工林土壤全氮,有机质、碱解氮、速效钾含量及土壤养分指数均增加,与利用年限有极显著的相关性,其变化趋势符合y=axb模型。全氮,有机质和碱解氮随利用年限的增加量不显著,而速效钾每经过10年就有显著增加,全磷和速效磷含量则保持相对衡定的水平。黄土丘陵区人工林地土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾及养分指数年增长率分别约为0.20g.kg、0.01g.kg、0.69mg.kg、2.27mg.kg和0.04。该区人工林地土壤有机质、全氮、碱解氮及养分指数约需50年、速效钾约需30年可达到中上等养分水平。     

基于GIS和丰缺指标法的区域施肥管理体系的构建

  【目的】  采用GIS定位和养分丰缺指标相结合的方法,研究西辽河平原耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾的空间分布特点,建立直观、精准的推荐施肥系统。  【方法】  西辽河平原包括科尔沁区、开鲁县、奈曼旗、科尔沁左翼后旗、科尔沁左翼中旗。以该区域的15421个土壤测试数据和143个玉米“3414试验”数据为基础,运用GIS方法计算耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾的空间插值结果,结合土壤丰缺指标,将西辽河平原耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾养分分区,确定不同土壤氮磷钾养分组合下的施肥量,并制作玉米氮磷钾分区施肥图。  【结果】  西辽河平原耕地土壤养分空间分布不均,大部分土壤碱解氮含量较低,有效磷、速效钾含量中等。耕地土壤有效氮、磷、钾养分含量呈低氮–中磷–中钾 (碱解氮 ≤ 69.5 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾90.3～152.5 mg/kg)、中氮–中磷–中钾 (碱解氮69.5～107.9 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾90.3～152.5 mg/kg)、中氮–中磷–高钾 (碱解氮69.5～107.9 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾 > 152.5 mg/kg) 的面积占比分别为42.4%、14.1%、13.5%。土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量 (x) 与经济最佳施肥量 (y) 之间存在较好的对数关系,氮施肥模型y = –102.5ln(x) + 617.22,磷施肥模型y = –36.11ln(x) + 174.1,钾施肥模型为y = –25.89ln(x) + 180.96。不同土壤养分组合种植玉米所需的经济最佳N–P₂O₅–K₂O用量 (kg/hm2) 组合分别为202–110–58、168–107–57、164–102–47。  【结论】  土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量与相对产量存在较好的对数函数关系。西辽河灌区土壤有效氮磷钾丰缺指标的划分以75%和85%作为相对产量的分级区间较为合适。在土壤有效氮磷钾养分大数据的支撑下,采用GIS和丰缺指标法相结合的方法,可以准确快捷地构建区域施肥管理体系。     

四川省盐源县植烟土壤氮磷钾空间变异特征及影响因素

利用地统计学和回归分析方法分析四川省盐源县植烟土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量空间变异特征以及不同因素对其空间变异的影响,以期为盐源烤烟种植区划、科学施肥和产质量提升提供科学依据。结果表明:1碱解氮、有效磷和速效钾的均值分别为102.84、10.18、148.10 mg/kg,整体处于中等水平,变异系数分别为38.66%、90.08%、60.65%,达到中等变异程度,空间分布不均;2碱解氮、有效磷空间分布符合指数模型,具有中等空间自相关,速效钾符合高斯模型,具有明显空间自相关,空间变异受结构性因素和随机性因素共同影响;3盐源植烟土壤碱解氮、有效磷和速效钾空间变异的主控因素有所不同,碱解氮为坡度和前茬作物,有效磷为土壤类型和前茬作物,速效钾为海拔和坡度,因此植烟区规划和施肥需要综合考虑不同的影响因素。     

近30年黄河下游城市后备可利用土地资源时空演变分析——以济南市为例

黄河流域是生态保护与高质量发展战略的实行区域,评价可利用土地资源对黄河流域国土空间规划和高质量发展具有重要意义。该研究基于1990—2020年遥感影像数据,提取土地利用、DEM、坡度信息,运用后备可利用土地资源评价法,以济南市为例,探讨了近30年后备可利用土地资源时空演变趋势,分析了不同地域下后备土地利用资源用途的地域导向。结果表明：(1)济南市后备适宜建设用地面积为292.48 km²,主要分布在济南市的南部地区,面积呈下降趋势;其中,历城区和长清区后备建设用地潜力最高,天桥区、历城区、市中区后备建设用地面积变化显著,分别为13.97 km²,-13.84 km²,-9.66 km²。(2)济南市后备耕地潜力较大(360.67 km²),空间分布格局与后备建设用地相似,其变化幅度依次为历城区、天桥区、市中区、长清区、槐荫区、历下区,其中历城区和长清区后备耕地潜力最高。(3)基于两类用地的重叠性与差异性,结合济南市的社会经济发展情况和自然环境条件状况进行分析,研究表明济南市天桥...     

兰州地区农田土壤速效磷与速效钾含量的变化特征

以兰州地区3县5区不同利用方式农田为研究对象,从作物种类、土地利用强度和耕作方式3个角度采集80个样点表层土壤样品(0—20cm),对其pH值、电导率、速效磷和速效钾进行了分析。结果表明:(1)兰州地区农田土壤pH值为8.59,蔬菜地pH值低于其它作物农田,但差异不显著。重度利用农田土壤pH值低于轻度和中度农田,日光温室农田pH值低于大田和砂田,但差异不显著。(2)土壤电导率具有较大的变异,变异系数高达107.31%,不同作物种类、利用强度及耕作方式下土壤电导率不具有显著差异性。(3)研究区土壤速效钾含量具有一致性,平均含量为362.65mg/kg,变异系数为48.81%,不同作物种类、不同土地利用强度和耕作方式土壤速效钾不具有显著差异性。(4)速效磷平均含量为14.07mg/kg,不同种类作物农田土壤中,蔬菜地速效磷高于其它种类作物;不同利用强度下,重度利用农田土壤速效磷高于中度和轻度农田;从耕作措施分析,日光温室农田土壤速效磷显著大于砂田和大田。研究表明,基于作物种类差异的不同土地利用方式及耕作措施对土壤酸碱性及速效磷含量具有不同程度的影响,集约型农业管理措施是导致速效磷含量增加的主要原因之一,且重度农田土壤有酸化的趋势。     

Development of an express method for measuring soil nitrate,phosphate, potassium,and pH for future in-field application

Background

In practical farming, there is often a need for short-term availability of information on the soil nutrient status.

Aims

To develop a new express method for the extraction of major plant-available nutrients and measurement of soil nutrients. In future, this method shall serve for in-field measurements of soil samples with an ion-sensitive field-effect transistor (ISFET).

Methods

Various extraction conditions such as type of extractant, soil-to-solution ratio, time, and intensity were investigated on a broad selection of dried soil samples in the laboratory. Based on 83 field-moist soil samples with varying clay contents, these conditions were compared to standard laboratory methods.

Results

With increasing extraction time, the nutrient concentrations increased. When the soil-to-solution ratio was reduced, a greater share of nutrients was extracted, independent of soil type. H₂O and 0.01 M CaCl₂ and standard calcium-acetate-lactate (CAL) solution proved to be too weak in the short period to reach the ISFET sensor measurement range. Higher concentrated CAL solutions performed much better. Finally, a 5-min CaCl₂ extraction followed by the removal of an aliquot for the determination of soil pH and NO₃⁻ was found to be effective. The remaining solution was then mixed with 0.20 M CAL solution for the analysis of H₂PO₄⁻ and K⁺ at 10 min of extra extraction time. This extraction method showed very good correlations with the values based on the German laboratory reference methods for pH (R² = 0.91) and for nitrate (R² = 0.95). For phosphorus and potassium, we obtained an R² of 0.70 and 0.81, respectively, for all soils. When soils were grouped according to clay content higher correlations were found.

Conclusions

A new express method based on a wet-chemical approach with a soil preparation procedure was successfully developed and validated. This seems to be a valuable basis for future in-field measurements via ISFET.     

矾浆在水稻土上的固磷效果及对水稻生长和产量的影响

为研发一种安全有效的农田土壤固磷技术,利用纯土培和盆栽试验方法研究了不同粒径(5、2、0.25和0.15 mm)以及不同施用量(0、0.01%、0.1%、1%、5%和10%)下矾浆对富磷(P)水稻土OlsenP、可溶性铝(Al)、有效硅(Si)、速效钾(K)含量,土壤酶活,水稻地上部K、Si含量及产量的影响。结果表明,矾浆颗粒直径0.5~10μm,比表面积8.73 m~2·g~(-1),富含Al、Si、K等元素。0.25 mm、p H值6.8的矾浆对土壤P素固定能力最优。施入矾浆使土壤Olsen-P含量下降,速效K、有效Si和交换态Al含量增加,且随着矾浆施入量的增加,变幅加大。与对照相比,0.1%的矾浆处理显著提高了水稻地上部Si和K含量,促进了水稻的生长及产量。但5%和10%矾浆处理对土壤酶活、水稻生长及产量均产生不良影响,其原因可能与高量施用使土壤交换态Al含量急剧上升,造成Al毒有关。综上所述,施用0.01%~0.1%矾浆兼具土壤固P和土壤改良效应。本研究为有效控制农田土壤P素流失提供了技术支持。     

曲靖红壤烟区有效镁、速效钾交互作用对烤烟钾、镁、钙吸收及品质的影响

连续两年采用田间实地调查及室内化验分析的方法,分析了云南曲靖不同县(市)烟区土壤有效镁、速效钾含量状况及其交互作用对烤烟钾、钙、镁含量、化学成分和评吸指标的影响,结果表明:曲靖中海拔红壤烟区土壤有效镁平均含量314.10 mg·kg~(-1),变幅32.64~1 402.00 mg·kg~(-1),会泽烟区有效镁含量高达711.25mg·kg~(-1);速效钾平均含量197.95 mg·kg~(-1),变幅21.63~718.92 mg·kg~(-1),除陆良县外,其他各县(市)土壤速效钾含量均处于中等至高等含量范围。烤烟镁含量随土壤有效镁含量的升高而显著增加,烤烟钾含量随着土壤速效钾含量的升高先降低后显著增加,烤烟钙含量随两者变化不显著;交互作用对烤烟钾、镁、钙含量及K/(Mg+Ca)有显著影响。土壤有效镁、速效钾交互作用对烤烟品质影响较大,在土壤有效镁含量处于中、低水平(100 mg·kg~(-1)),土壤速效钾含量处于适宜及以上水平(150 mg·kg~(-1))时,烟叶品质表现最好。     

鲁北低平原内陆盐碱地不同种植方式对土壤理化性质的影响

采用农户调查和室内试验相结合的方式,研究内陆盐碱地农田管理方式对土壤理化性质的影响。结果表明,作物种植方式主要有小麦—玉米轮作、小麦—棉花轮作、西瓜—棉花套种、玉米—大豆间作和春玉米单作5种。这5种种植方式的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾平均含量分别为20.1,60.1,106.2和170.2mg/kg,不同种植方式间差异显著,西瓜—棉花套种方式的养分含量最高。不同种植方式下,土壤碱解氮含量最高值仅为70.2mg/kg,应适当增施氮肥;土壤速效磷含量平均值高于作物所需磷含量15mg/kg,应适当减少磷肥的施用;土壤速效钾平均值为170.2mg/kg,应根据作物对钾的需求特点,控制钾肥的使用。     

Phosphorus and potassium fertility of some riceland soils in Indonesia

Abstract

Contents of soil phosphorus and potassium vary appreciably in different localities of the Indonesian Archipelago. Data collected for riceland soils from seven irrigation areas (five on Java and one each on Sumatra and Sulawesi) show that average available phosphorus contents in the tilled layer may range from 23 ppm P at the Sumatra location to 203 ppm Pat the Sulawesi location. Average exchangeable potassium contents ranged from less than 0.2 meq/100g. K in the Sumatran soils to over 1.0 meq/100g. in potash‐rich soils of Java. Distinct regional differences in soil fertility of the magnitude observed indicate that blanket fertilizer recommendations cannot be made if rice production is to be increased without wasting chemical fertilizers which are relatively scarce and expensive in Indonesia. Increased emphasis must be placed on soil testing and soil fertility research in order to achieve the national goal of self‐sufficiency in food stuffs.     

长期试验条件下褐土地力贡献率的演变特征及其影响因素分析

褐土是中国小麦与玉米产区的主要土壤类型之一,土壤地力贡献率显著影响作物产量。为了探明我国褐土土壤地力贡献率演变特征,科学合理地指导褐土土壤管理和施肥,分析了25年(1988~2013年)来长期施肥条件下褐土小麦和玉米地力贡献率的演变特征,并运用通径分析对影响土壤地力贡献率的各个因素进行了分析,结果表明:褐土区小麦和玉米产量的土壤地力贡献率分别为51.6%和54.5%,我国东北一年一熟制玉米褐土,耕地地力逐步下降,经过大约9年和6年明显下降,稳定在40%~60%左右,我国华北一年二熟制小麦褐土,耕地地力逐步下降,经过10年左右的下降,基本稳定在12%~44%左右。通径分析进一步证明,土壤有效磷、速效钾和土壤有机质对玉米地力贡献率影响最大,土壤有效磷贡献率最高,说明土壤有效磷、速效钾以及土壤有机质是褐土区基础地力的主要影响因素,是褐土区土壤地力主要评价指标。     

长期施肥对栗褐土钾素含量的影响

在栗褐土上进行的长期定位施肥试验结果表明,18年后不同施肥处理土壤全钾含量无显著差异,而土壤速效钾含量和缓效钾含量则产生了极显著差异。就表层土壤而言,无外源钾补充的3个处理(NP、N、CK),土壤速效钾含量较低,在78~90 mg.kg-1之间,已接近中等水平的下限,施低量有机肥的3个处理(M1、M1N、M1NP),土壤速效钾含量为150~185 mg.kg-1,施高量有机肥的2个处理(M2NP、M2N),土壤速效钾含量达240mg.kg-1以上。不同处理对土壤缓效钾含量的影响与土壤速效钾含量基本一致,施高量有机肥的处理>施低量有机肥的处理>没施有机肥的处理,但处理间土壤缓效钾的变化幅度明显低于土壤速效钾含量的变化幅度。不同处理对20~40 cm土壤速效钾和缓效钾含量也产生了一定影响,变化规律与耕层相似,但没有耕层明显。     

Mehlich 3法与常规分析方法在测定土壤有效P、K的比较研究

采用Mehlich 3法和常规分析方法测定赤红土和红土的有效磷、有效钾,结果表明,Mehlich 3法测得的有效磷、有效钾与常规方法测定的呈显著的相关。赤红土上的玉米生物试验结果表明:Mehilch 3法测定的土壤有效磷、有效钾含量与玉米吸收的磷、钾量以及玉米的株高、干重呈显著相关。