基于GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的小尺度下貴州畢節(jié)煙田土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分空間變異及推薦施肥研究.pdf

1、優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)以土壤為基礎(chǔ)，土壤養(yǎng)分在一定程度上影響著煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí)，土壤養(yǎng)分具有高度的空間異質(zhì)性，在近代煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，長期忽視土壤養(yǎng)分的空間變異而大規(guī)模單一的施用化肥，其不僅導(dǎo)致化肥利用率低，而且?guī)硗寥拉h(huán)境惡化、周邊水體污染等負(fù)面影響，嚴(yán)重影響煙草農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，準(zhǔn)確了解土壤養(yǎng)分的空間變異規(guī)律，進(jìn)行合理的分區(qū)管理并進(jìn)行推薦施肥是實(shí)現(xiàn)農(nóng)田精準(zhǔn)管理的基礎(chǔ)。本研究以貴州省畢節(jié)地區(qū)黔西縣某植煙區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，采用GPS定點(diǎn)

2、，通過20 m×20 m網(wǎng)格取樣，對(duì)采集的102個(gè)土壤樣品分析測(cè)定了pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磁、速效鉀、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳。在GIS與地統(tǒng)計(jì)學(xué)的支持下，揭示了研究區(qū)域土壤養(yǎng)分的空間分布特征和變異規(guī)律。結(jié)果表明：
　　 (1)堿解氮的平均含量處于適宜范圍，為95.70 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)和速效鉀屬于高含量范圍，分別為32.81 g·kg-1和176.39mg·kg-1，而速效磷則處于較低水平，為7.21 mg·k

3、g-1；微量元素中，有效鐵和有效錳處于高含量范圍，分別為24.85 mg·kg-1和60.10 mg·kg-1，而有效鋅和有效銅處于適宜范圍，分別為2.32 mg·kg-1和1.10 mg·kg-1。從變異系數(shù)來看，九種土壤屬性中，變異系數(shù)最大的為有效鐵，為60.62％，隨后依次為速效磷>有效銅>有效鋅>有效錳>速效鉀>堿解氮>有機(jī)質(zhì)>pH，pH的變異系數(shù)最小(6.31％)，表現(xiàn)弱變異性，其余土壤養(yǎng)分均屬中等變異性。所有數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布

4、，滿足平穩(wěn)假設(shè)。
　　 (2)地統(tǒng)計(jì)學(xué)研究表明，所有土壤養(yǎng)分?jǐn)M合模型的決定系數(shù)均在0.9以上，且殘差均較小，故模型擬合度較高。各土壤養(yǎng)分中，唯有堿解氮具有強(qiáng)烈的空間相關(guān)性，其塊金效應(yīng)值為22.84％，它的變異性主要由地形、土壤類型等自相關(guān)部分控制。其他土壤養(yǎng)分的塊金效應(yīng)值介于25％至75％之間，主要在50％上下浮動(dòng)，屬于中等強(qiáng)度的空間相關(guān)性，說明其空間變異性是由自相關(guān)部分和隨機(jī)部分(如施肥、人為活動(dòng)等)共同作用的結(jié)果。各養(yǎng)分的變

5、程變化范圍為35.10 m～293.80 m，其中有效銅的變程最大，為293.80 m；其次是速效鉀，為100.70 m；堿解氮的變程最小，為35.10 m。微量元素中，有效銅的變程最大，到達(dá)293.80m，而有效錳最小，為46.20 m。土壤養(yǎng)分所有的自相關(guān)距離均大于取樣距離，說明在20 m的取樣尺度下，土壤各養(yǎng)分均表現(xiàn)出一定的空間相關(guān)性，取樣尺度滿足空間變異分析要求。
　　 (3)空間插值結(jié)果表明，土壤養(yǎng)分均表現(xiàn)出了明顯的空

6、間分布格局。研究區(qū)域內(nèi)土壤pH整體呈現(xiàn)一定的分布規(guī)律，在東部值較高，往西有減少的趨勢(shì)，pH值低于5.5的區(qū)域集中在西部。有機(jī)質(zhì)只在北部和南部少部分田塊含量較低，東西部少部分地區(qū)含量有較高趨勢(shì)，而其他區(qū)域分布則較為均勻，介于32 g·kg-1至34 g·kg-1之間，面積約占整個(gè)研究區(qū)域的一半以上。堿解氮表現(xiàn)出強(qiáng)烈的空間相關(guān)性，研究區(qū)域內(nèi)分布不均勻，呈斑點(diǎn)狀分布。從總體上說其北部含量較高，而南部含量相對(duì)較低，中部含量適中。區(qū)域內(nèi)速效磷呈現(xiàn)

7、外部含量相對(duì)較低，內(nèi)部含量相對(duì)較高的空間格局，而速效鉀在西北部含量較低，東部含量較為豐富，在180 mg·kg-1以上。而區(qū)域內(nèi)東北部是當(dāng)?shù)蒯槍?duì)磷和鉀的重點(diǎn)補(bǔ)給區(qū)域。有效錳與有效鋅呈現(xiàn)較為相反的分布規(guī)律，即有效錳在區(qū)域周邊地區(qū)含量分布較高而中部地區(qū)相對(duì)較低，有效鋅在中部地區(qū)含量較高而在周邊地區(qū)含量呈下降趨勢(shì)。有效銅和有效鐵含量自西向東呈逐漸降低的趨勢(shì)，即東部含量最低，而西部含量最高，含量向西部呈增加趨勢(shì)，兩者有著極為相似的空間分布規(guī)律。

8、
　　 (4)土壤微量元素時(shí)空變異研究表明：烤煙生育期前后土壤中微量元素含量有所下降，以有效鐵和有效錳下降明顯；各時(shí)期微量元素均具有中等強(qiáng)度的空間相關(guān)性，但有效鐵和有效鋅的空間相關(guān)性明顯增強(qiáng)，而有效錳和有效銅的空間相關(guān)性則略有減弱：有效鐵從整體空間分布格局來看呈現(xiàn)出東部含量低，西部含量高的趨勢(shì)，有效銅更表現(xiàn)出了極為相似的空間分布格局，而不同時(shí)期有效錳和有效鋅的空間分布格局不太明顯。
　　 (5)本研究利用主成分分析法和模