基于GIS的山地?zé)熖镳B(yǎng)分分區(qū)管理及施肥模型研究.pdf

1、農(nóng)田土壤養(yǎng)分的空間變異性是普遍存在且復(fù)雜的。土壤作為作物生長(zhǎng)的營養(yǎng)庫，其養(yǎng)分的變異必然會(huì)引起作物生長(zhǎng)的變異。土壤特性的空間變異性研究為土壤過程的預(yù)測(cè)、模擬更逼近農(nóng)田土壤變化實(shí)際情況提供有效途徑，可以更好地理解空間作用對(duì)土壤與作物生長(zhǎng)關(guān)系的重要性。因此，精確的掌握田間土壤特性的空間分布狀況，確定合理的土壤養(yǎng)分管理單元，是實(shí)現(xiàn)煙田土壤精準(zhǔn)管理的基礎(chǔ)。
　　 本試驗(yàn)選擇四川省涼山州會(huì)理縣典型山地?zé)熖餅檠芯繉?duì)象，采用25m間隔的“網(wǎng)格法

2、”取耕層土壤樣品88個(gè)，利用GPS對(duì)每個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行定位。綜合運(yùn)用GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法，分析了山地?zé)熖锿寥鲤B(yǎng)分的空間變異規(guī)律，以多種土壤養(yǎng)分和地形高程為數(shù)據(jù)源，進(jìn)行模糊c-均值聚類，劃分出煙田土壤管理單元，并通過田間試驗(yàn)建立推薦施肥模型。初步得到以下研究結(jié)果：
　　 (1)研究區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、全磷和全鉀的平均含量分別為5.36、8.89g/kg、26.76mg/kg、1.92mg/kg、130.2

3、3mg/kg、0.28mg/kg和12.76mg/kg。土壤略偏酸，有機(jī)質(zhì)含量低，速效磷和堿解氮含量極低，速效鉀含量適宜，全磷和全鉀含量較低；有效Fe、Mn、Cu、Zn的平均含量分別為10.86mg/kg、34.12mg/kg、0.3mg/kg和1.13mg/kg，其中有效Cu含量適中，F(xiàn)e、Mn和Zn含量豐富。pH變異系數(shù)最小，為9.03％，其余養(yǎng)分均存在不同程度的變異，變異范圍在22.89％～86.72％之間。
　　 (2)

4、通過K-S檢驗(yàn)，研究區(qū)域土壤屬性數(shù)據(jù)中除有效鋅和速效磷外，其余均符合正態(tài)分布，對(duì)有效鋅和速效磷數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換后呈正態(tài)分布，滿足平穩(wěn)假設(shè)。地統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果顯示，土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、全鉀、有效鐵和有效鋅的半方差函數(shù)符合指數(shù)模型；土壤堿解氮、速效磷、全磷、有效錳和有效銅為球狀模型。區(qū)域內(nèi)有效銅和有效鋅的塊金系數(shù)分別為20％和23.7％，具有強(qiáng)烈的空間相關(guān)性，其余養(yǎng)分的塊金系數(shù)均在25％～75％之間，具有中等的空間相關(guān)性。在本研究的25m

5、取樣尺度下，區(qū)域內(nèi)不同養(yǎng)分指標(biāo)的變程差異較大，在37.5～221.4m之間，空間自相關(guān)距離均大于采樣間距，說明本研究的采樣尺度是合理的。
　　 研究區(qū)內(nèi)土壤pH、堿解氮和速效鉀的各向同性范圍最廣，其中pH僅在45°存在較弱的各向異性，堿解氮在90°方向表現(xiàn)為各向異性，速效鉀則在15°方向?yàn)楦飨虍愋浴Ｋ傩Я缀陀袡C(jī)質(zhì)在0°和45°表現(xiàn)為較強(qiáng)的各向異性。全磷和全鉀均在90°和135°方向表現(xiàn)出各向異性。土壤有效微量元素中，F(xiàn)e在15°

6、和60°兩個(gè)方向上的各向異性比分別為0.7和0.605，在105°、150°方向上各向異性比都為0.999接近1。Mn在20°、70°和165°是各項(xiàng)同性的，在120°方向的各向異性比為0.662，表現(xiàn)為各向異性。Cu在105°和160°為各項(xiàng)同性，在10°和60°方向存在各向異性。Zn在0°和135°方向上為各項(xiàng)同性，在45°和90°方向?yàn)楦飨虍愋浴?br>　　 趨勢(shì)分析表明，研究區(qū)土壤pH在兩個(gè)方向上的趨勢(shì)性較弱。全磷在東北-西南

7、方向呈現(xiàn)“U”字形，而在西北-東南方向變化較為平緩。全鉀的變化趨勢(shì)與pH較為相似，變化平緩。土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷具有較強(qiáng)的全局趨勢(shì)，堿解氮和速效鉀的趨勢(shì)較弱，且均在中部區(qū)域變化較大。四種微量元素在東北.西南方向呈現(xiàn)一致的變化趨勢(shì)，均為先降低后升高。
　　 (3)土壤養(yǎng)分間大部分均存在相關(guān)性，除pH外，速效磷與所有養(yǎng)分均達(dá)到顯著或極顯著的正相關(guān)關(guān)系。土壤pH與堿解氮呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。有機(jī)質(zhì)與大部分養(yǎng)分

8、存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系。有效Fe、Mn、Cu、Zn與較多養(yǎng)分關(guān)系密切，存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系。
　　 (4)本研究將多種土壤養(yǎng)分和地形高程作為數(shù)據(jù)源，利用模糊性能指數(shù)(FPI)和歸一化分類墑(NCE)兩項(xiàng)指標(biāo)，將區(qū)域劃分為4個(gè)管理分區(qū)。經(jīng)過分區(qū)后，分區(qū)內(nèi)養(yǎng)分含量趨于同質(zhì)性，而分區(qū)間差異顯著。
　　 (5)以2009年和2010年的大田試驗(yàn)，確立了曲勞-斯坦福方程(Truog-Stanford)所需的參數(shù)，初步建立