基于GIS的不同時期煙田土壤養(yǎng)分管理分區(qū)研究.pdf

1、土壤是植物生長發(fā)育的基地，為植物提供生長所需的必要養(yǎng)分。土壤特性在空間和時間上具有的顯著變異會引起作物在生長過程中發(fā)生變異。在時間和空間上對植煙土壤特性進行準確，全面的掌握，對當?shù)責熖锏耐寥鲤B(yǎng)分劃分合理的管理分區(qū)，是實現(xiàn)植煙土壤精準管理，提高優(yōu)質(zhì)煙葉產(chǎn)量的基礎(chǔ)和前提。
　　本研究采用GPS定位，在4月份和10月份分別對河南農(nóng)業(yè)大學許昌校區(qū)煙草栽培示范園約5hm2的煙田進行了20m×20m的網(wǎng)格取樣，兩次共計土壤樣品260個。植煙前

2、后煙田土壤養(yǎng)分的空間變異規(guī)律可以通過GIS和地統(tǒng)計學相結(jié)合的方法進行分析，將多種土壤養(yǎng)分作為數(shù)據(jù)源，利用模糊c-均值聚類將研究區(qū)域劃分出合理的管理子分區(qū)，實現(xiàn)對煙田的精準管理。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)研究區(qū)域內(nèi)兩個時期土壤pH分別為7.45和7.54，表明該區(qū)域土壤偏堿性。4月份有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均含量分別為19.08mg/kg、87.25g/kg、9.27mg/kg、178.32mg/kg，有機質(zhì)含量以及堿

3、解氮含量的偏低，速效磷的含量基本在適宜的范圍內(nèi)，速效鉀的含量偏高。10月份有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均含量分別為20.03mg/kg、71.91g/kg、8.96mg/kg、196.84mg/kg，速效磷和堿解氮含量偏低，有機質(zhì)含量屬于適宜范圍，速效鉀含量偏高。兩個時期土壤有效鐵和有效錳含量均適中，有效銅和有效鋅含量均豐富。土壤pH變異系數(shù)低，兩個時期分別為2.43％和2.55％。其余養(yǎng)分均存在不同程度的變異。4月份變異范圍在2

4、.43％～61.69％，10月份變異范圍在2.55％～51.53％。
　　(2)在本試驗所研究的區(qū)域內(nèi)的土壤屬性數(shù)據(jù)中除4月份和10月份速效磷外，其他土壤屬性數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布;將4月份和10月份的速效磷數(shù)據(jù)進行自然對數(shù)轉(zhuǎn)換后，數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，滿足平穩(wěn)假設(shè)。不同土壤養(yǎng)分指標的變程存在較大差異，在29.4m～595.2m之間，其中10月份有效錳相關(guān)距離最小，為29.4m;4月份速效鉀相關(guān)距離最大，達到595.2m。所有指標的相關(guān)距離

5、均人于20m，說明采用20m×20m間距的取樣法是可行的。
　　(3)研究區(qū)域內(nèi)4月份的土壤pH、速效磷、有效錳和有效鋅的C0/C0+C比值分別為18％、8.5％、6.2％和7.1％;10月份土壤pH、堿解氮、速效鉀、有效錳和有效鋅的C0/C0+C比值分別為18.2％、7％、6.7％、6.7％和5.4％，說明具有強烈的空間相關(guān)性;10月份有效銅的C0/C0+C比值為93.37％，表現(xiàn)為較弱的空間相關(guān)性。其余兩個時期土壤養(yǎng)分的C0/

6、C0+C比值在30％～50％之間，表現(xiàn)為中等的空間相關(guān)性。
　　(4)通過主成分分析，提取兩個特征值大于1的主成分。PC1可以解釋40％的總方差，有機質(zhì)、堿解氮和速效磷以及速效鉀、有效錳和有效鋅為主要表征;PC2可以解釋18％的總方差，pH、有效鐵和有效銅為主要表征。因此PC1與有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的養(yǎng)分分布有較高相似度，而PC2與有效鐵、有效銅和pH的相似度很高。
　　(5)本研究將動態(tài)數(shù)據(jù)的土壤養(yǎng)分作為數(shù)據(jù)源，