洞庭湖區(qū)耕地土壤養(yǎng)分評價與空間變異性研究.pdf

1、伴隨著糧食安全保障和精準農(nóng)業(yè)的興起，土壤性質(zhì)的空間變異研究越來越受到重視。土壤空間變異性的研究，能夠使人們更好地理解土壤肥力形成過程以及土壤—作物相互關(guān)系的重要性，進行土壤空間變異研究對推動精確農(nóng)業(yè)的實施、控制農(nóng)業(yè)面源污染具有重要意義。作者以洞庭湖區(qū)典型縣市，沅江市為研究對象，在地理信息系統(tǒng)(GIS)和地統(tǒng)計學(xué)理論的支持下，對縣域范圍的水田耕作層土壤采集2948個樣點，分析其養(yǎng)分狀況，評價土壤肥力水平，并對其空間變異特征進行研究，力圖為

2、指導(dǎo)配方施肥、實施精確農(nóng)業(yè)和控制農(nóng)業(yè)面源污染提供科學(xué)依據(jù)。主要結(jié)論如下:
　　 (1)研究區(qū)水田土壤肥力狀況整體良好。土壤pH在4.23～8.57之間，其中77.04％的樣點呈現(xiàn)堿性;土壤有機質(zhì)含量在5.23～70.32g/kg之間，其中59.90％的樣點有機質(zhì)含量豐富;土壤堿解氮含量在44.21～277.00mg/kg之間，其中76.22％的樣點堿解氮含量豐富;土壤速效鉀含量在37.44～1282.00mg/kg之間，其中26

3、.25％的樣點速效鉀含量豐富，45.18％的樣點速效鉀含量處在中等水平以下;土壤緩效鉀含量在22.51～2439.69mg/kg之間，其中27.44％的樣點緩效鉀含量豐富，51.19％的樣點緩效鉀含量處在中等水平以下;土壤有效磷含量在0.33～576.84mg/kg之間，其中51.19％的樣點有效磷含量豐富。
　　 6種養(yǎng)分指標(pH、有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、緩效鉀、有效磷)的變異系數(shù)均在10％～100％之間，處于中等變異水平。

4、土壤pH與有機質(zhì)、堿解氮之間存在極顯著的相關(guān)性，與緩效鉀、有效磷之間存在不顯著的相關(guān)性，與速效鉀之間存在極顯著的負相關(guān)性，土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、緩效鉀、有效磷之間均存在極顯著的正或負相關(guān)性。
　　 (2)利用主成分分析方法，研究了水田土壤肥力形成過程，并應(yīng)用綜合主成分值對各樣點進行了分級評價。主成分分析表明，洞庭湖區(qū)水田土壤肥力形成過程中最重要的是土壤有機質(zhì)和氮素肥力的形成，土壤有機質(zhì)和氮含量越高，則等級越高，土壤越肥沃。

5、分級結(jié)果表明，土壤肥力較高的一等地和二等地比例為34.3％，中等偏上的三等地比例為50.3％，土壤肥力較差的四等地和五等地比例為15.4％，總體來講，洞庭湖區(qū)水田土壤肥力水平整體狀況良好，土壤肥力較好的土地占總體的84.6％，適宜發(fā)展優(yōu)勢作物。研究結(jié)果為區(qū)域化管理和精確農(nóng)業(yè)的實施提供了科學(xué)依據(jù)。
　　 (3)研究區(qū)水田土壤B、Cu、Zn、Fe和Mn5種微量元素含量均服從正態(tài)分布，但變程差異較大，在1.13～25.58km之間;M

6、n與Fe的含量分布符合指數(shù)模型，Zn、Cu和B的含量分布符合球狀模型;Mn的空間相關(guān)性受人為因素影響較小，B、Cu和Zn的空間相關(guān)性受人為因素影響較大;Cu與Fe的含量在研究區(qū)中間部分最高，總體分布趨勢由東北部向西南部逐漸降低，Zn的含量分布總體趨勢由西部向東部逐漸降低，B的含量分布總體趨勢由西南部向東北部逐漸降低;沅江市土壤微量元素富集、質(zhì)量良好，無重大污染區(qū)，適宜發(fā)展優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)。
　　 (4)研究區(qū)土壤有機質(zhì)和堿解氮含量

7、服從正態(tài)分布，速效鉀、緩效鉀、有效磷、pH經(jīng)過對數(shù)(Log)轉(zhuǎn)換后服從正態(tài)分布。土壤pH的塊金效應(yīng)小于25％，空間相關(guān)性強，有機質(zhì)、堿解氮、緩效鉀的空間相關(guān)性中等，速效鉀、有效磷的空間相關(guān)性弱。根據(jù)決定系數(shù)得出，pH符合球狀模型，速效鉀符合高斯模型，有機質(zhì)、堿解氮、緩效磷、有效磷符合指數(shù)模型。
　　 土壤pH分布特征為由東北向西南逐漸降低，土壤有機質(zhì)、堿解氮由西北部向東南部逐漸降低，速效鉀含量分布特征與土壤pH呈相反趨勢，由東北

8、部向西南部逐漸升高;土壤緩效鉀含量西北部含量較低;土壤有效磷含量整體穩(wěn)定，個別斑塊含量較低。
　　 (5)研究區(qū)水田土壤養(yǎng)分存在明顯的空間分異。洞庭湖南部土壤為第四紀紅土母質(zhì)發(fā)育，土壤pH較低，主要呈現(xiàn)酸性;西北部為洞庭湖腹地，土壤由長江和沅水沖積和沉積物母質(zhì)發(fā)育而成，土壤有機質(zhì)、堿解氮含量豐富，土壤肥沃。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)充分注意空間分異特點，在優(yōu)勢農(nóng)作物選取，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、面源污染控制等方面采取措施，促進土壤肥力形成，控制對