农田土壤养分空间变异特征及分区管理研究

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1、沈阳农业大学博士学位论文农田土壤养分空间变异特征及分区管理研究姓名：邱卫文申请学位级别：博士专业：土壤学指导教师：王秋兵2003.6.10沈阳农业大学博士学位论文摘要f搬据土壤养分空间变异条件和作物需肥情况，对农田实行精确变量旖肥是近年来精准农业研究的热点研究领域，也是未来农业发展的方向。长期以来，由于人们对土壤养分空间变异了解不深，研究不够，对其局部的变化不知其所以然，所以在施肥时只能以较大范围按统一施肥量来进行施肥。由于不能做到精准施肥，不仅造成肥料的大量浪费，增加农民开支，而且对水体、大气环境造成污染，这是目前在农田养分管理中存在的严重问题

2、。准确了解土壤养分空间变化规律，掌握土壤养分空间变异特点，是科学精确变量施肥的一项基础性工作和技术关键。然而人们以往对于土壤养分空间变异的研究往往采用经典统计学的方法，由于这种统计方法本身存在的局限性，不能揭示出土壤养分空间变异的本质，对于土壤养分空间变异中结构变异和随机变异的大小无法准确的进雅分，这就为试验研究带来一些困难，同时也容易得出错误的结论。，为了解在土地承包分散经营体制下农田土壤养分空间变异，为逐步实现土壤养分分区管理和变量施肥提供科学依据，本研究于2001--2002年分别在铁岭县凡河镇稻田试验区，新民市兴隆店镇旱田田间试验，采用野

3、外调查、室内分析、田间试验、农户调查等方法，应用经典统计学理论、地统计学理论，研究了不同种植条件下农田土壤养分空间变异特征和规律，在此基础上，应用地理信息系统技术中的不同插值方法分析了土壤养分的空间分布格局，按照土壤养分空间变异特征和空间分布格局的特点因地制宜地划分出了适宜的土壤养分管理基本单元。研究结果表明：1．铁岭凡河水田试验区土壤有机质含量，中量元素有效钙、有效镁和有效硫平均含量，微量元素有效铜、有效铁、有效锰含量丰富，碱解氮含量中上水平，速效钾含量中下水平，速效磷和有效锌含量最低，分别为6．01±3．4mg／kg和0．77±0．63Ing

4、／kg。经典统计方法分析结果表明，变异程度最大的是土壤有效锌、有效铁和速效磷，其变异系数分别为82．3％、54．13％和57．3％。最稳定的是土壤pH值和碱解氮，变异系数分别为7．8％和13．4％。经卡平方检验除pH值、有机质和有效锌含量不呈正态分布外，其它几种养分含量均呈近似正态分布。摘簧2．麓滤统计学的各淘溺往警方差分褥露分缭鼗筒法分辑缝撩浅甓，铁岭凡河水田试验区土壤村机质含量和pH值的空间变辨具有较强的空间相关瞧移叁鞠钕瞧，袋太粳关躐莓这528～2982m。速效磷霸逮蓑舞会囊其毒巾等强度的警问相关性和自相似性，黢大相美距可达499～2218

5、m，中微慧元素钙、镁、褒、铁、钢羁锰蓉羚元素郡葵骞藏好戆空阕稳焚熄粒垂翅戳靛，最大擐关距可达493～549m。3．不谶袋襻密度下土壤养务会薰测跫结栗翡空阕分毒将鬣静麓异溪最，大尺度采样，由于样点獭度稀，获得士壤养分空间疑异储息量必然少，在小予逶塞慕榉寮度熬遗段擞灏结鞠因素弓

6、怒的土壤莽分窆瓣变异髂患菇髹遮潺，表臻焱主壤葵分努舞掇菇上，其逡续涟、激变拣秘鬏羹毪鞠瓣较差。疆±壤碱瓣懿、速效骥瓤滤敲钾麓铡，本试验三静土壤葬分的块念方差，大尺度采样隧分别为0．54、0．68、和0．52，瓶小尺度采样区只有0．04、0．35和O。47。箕软众方燕与基螽德晓

7、，藏者分聚蠹0。50、0。50鞠0。45，蕊嚣蠹只有0。029、0．28帮0．34。这嚣颈参数蔡审逸表秘，犬簸壤、大尺发采样，三；f申养分隧枫弱索弓l起的燃舆均比小尺发大。综合以上豫点可以赣撼，大区域采样获褥的傣息，只能宏瓣遮了解土壤莽分空阈变髯特征和格鼹，如要受细徽更充分il羹了辩主壤葬分窆籀交舅，黪爨是瑁予密等袭声麓l登警璞，还瘫逶当增大袋样点密度。4．与水羽比较，新燧耀隆聪旱田试验区旱田土壤肖机质和碱解氮平均禽童筠魏予巾下求擎，巾爨元素骞效酸蕊乎臻含簧必繇零孚。徽壁嚣素蠢效态疆乎稳禽爨链子串低求平，冀它主壤养分含豢永平鸟水田基本一致。变异程

8、度最大的戆裔簸硫和祷散稀，变异累数分霜为82．7％稀44％。激稳定的是有机质和pH。谯12种裔效养分中，除碱织氮、速效磷为对数藏态分帮，有效骧、露效镩蕊嚣歪态努谍强，荚余8耱骞效养势瓮爨跨至近戳溅态分豢。在有效氮、钾、钙、硼、铜、铁和锰7种土壤养分巾，土壤有效硼具有搬强髂空间褶关链和自相像住。主壤速效镩蒹有缀弱貔窝润楣关毪霸巍籀钕幢，其余5秘鸯效葵分均其中簿程囊豹空阗樱关毪。最大稠关距在155～609m之瓣。5．研究区域内土壤肖机质、大部分中微量张豢禽凝和pH德的变异主要蹩藏±蹲貘、矮遥纛逸影等决窥±壤类型藤蘩秘因豢黪释较大+鸯较强瓣空沈阳农业大

9、学博士学位论文间自相关性和自相似性，可将土壤制图单元(如土种)作为操作单元进行养分管理。而碱解氮、速效磷和速效钾等，除受成土母质、质地和