濱海土壤養(yǎng)分特性與棉花產(chǎn)量的空間回歸及管理分區(qū)研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展的基礎(chǔ)，關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。土壤是農(nóng)業(yè)的根本，了解不斷變化的土壤狀況是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。土壤是一形態(tài)和演化過(guò)程都極其復(fù)雜的綜合體。土壤屬性不僅存在空間變異性，還存在空間相依性。這些性質(zhì)對(duì)農(nóng)田土壤、農(nóng)田水利、精確農(nóng)業(yè)等學(xué)科的前沿發(fā)展具有不可忽視的推動(dòng)作用。自空間分析方法被提出以來(lái)，土壤空間變異性和相依性的研究一直是學(xué)術(shù)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)。浙江省海涂資源十分豐富，自新中國(guó)成立以來(lái)已新圍墾海涂240萬(wàn)

2、余畝，成為重要的糧、棉、水產(chǎn)品和瓜果等商品生產(chǎn)基地，對(duì)于緩解該省人多地少的矛盾具有重要意義。由于海涂區(qū)土壤主要由近代河海沉積物堆積而成，圍墾的海涂區(qū)土壤普遍存在著鹽堿重、基礎(chǔ)肥力差、有效養(yǎng)分含量不高等問(wèn)題，另外加上海涂區(qū)淡水資源緊張，又處于臺(tái)風(fēng)多發(fā)區(qū)，造成圍墾區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量不高，土壤產(chǎn)出率低，農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益不理想。為了促進(jìn)海涂區(qū)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，提高土壤養(yǎng)分資源的利用效率，減少化肥施用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，以及增產(chǎn)增收，有必要掌握土

3、壤養(yǎng)分資源的數(shù)量和轉(zhuǎn)化規(guī)律，弄清土壤養(yǎng)分特性對(duì)棉花產(chǎn)量的影響，對(duì)海涂區(qū)土壤進(jìn)行科學(xué)的管理分區(qū)。
　　 本研究針對(duì)傳統(tǒng)計(jì)分析在空間地理數(shù)據(jù)或現(xiàn)象分析中存在的明顯局限性，采用考慮了土壤養(yǎng)分特性空間變異性和相依性的空間分析法，通過(guò)Moran’sl和LM檢驗(yàn)法比較空間延遲模型和空間誤差回歸模型的穩(wěn)健性，并選取空間延遲模型對(duì)海涂區(qū)實(shí)驗(yàn)田塊的土壤養(yǎng)分特性和棉花產(chǎn)量進(jìn)行回歸分析。采用7個(gè)和4個(gè)土壤屬性變量進(jìn)行傳統(tǒng)回歸的模型擬合度分別為44.2

4、4％和40.54％，相應(yīng)的空間回歸模型的擬合度分別為55.33％和51.99％。結(jié)果顯示，空間回歸模型具有更高的擬合度。對(duì)回歸模型殘差進(jìn)行逆距離權(quán)重插值，發(fā)現(xiàn)空間回歸和傳統(tǒng)回歸的殘差分布具有較高的一致性，并且符合土壤養(yǎng)分分布情況。選取對(duì)作物產(chǎn)量影響較大的速效鉀、有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子交換量、全氮，并引入EM38大地電導(dǎo)儀，得到526個(gè)采樣點(diǎn)的土壤表征電導(dǎo)率ECa。綜合運(yùn)用采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的克里格插值圖進(jìn)行主成分分析，提取累積貢獻(xiàn)率為99.99％的前兩

5、個(gè)主成分，運(yùn)用模糊c-均值聚類(lèi)法來(lái)劃分管理分區(qū)，提供了模糊性能指數(shù)(FPI)和歸一化分類(lèi)熵(NCE)作為最佳分區(qū)數(shù)目的評(píng)價(jià)指標(biāo)。另外，運(yùn)用了模糊K-均值分類(lèi)法進(jìn)行管理分區(qū)。兩種分類(lèi)方法的分區(qū)結(jié)果具有高度的一致性，研究區(qū)的最佳分類(lèi)數(shù)為2。最后通過(guò)均值比較對(duì)分區(qū)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，分區(qū)不但具有很好的空間連續(xù)性，而且不同分區(qū)內(nèi)土壤的理化特性及棉花產(chǎn)量數(shù)據(jù)之間也存在著顯著差異。研究得到的農(nóng)業(yè)管理分區(qū)可以指導(dǎo)精確施肥和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，提高海涂圍