湖北省區(qū)域耕地地力評價及其應(yīng)用研究.pdf

1、耕地是土地的精華，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要的資源。耕地地力的好壞直接影響到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全。開展耕地地力評價，摸清耕地地力及其影響因子的變化和條件，是加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)和合理利用土地的重要基礎(chǔ)。 本研究采用傳統(tǒng)土壤調(diào)查方法與現(xiàn)代“3S”(GIS、GPS、RS)技術(shù)相結(jié)合，選擇鄂東沿江丘陵區(qū)(鄂州市)、鄂中丘陵區(qū)(鐘祥市)、江漢平原區(qū)(江陵縣、荊州區(qū))等3個主要農(nóng)作區(qū)的4個縣(市、區(qū))作為評價區(qū)域，對3個試區(qū)兩個時段(1980-1

2、981年和2003-2005年)的耕地地力及其時空變化特征進(jìn)行了研究與探索。同時，利用耕地地力評價成果，開展了土壤養(yǎng)分空間插值與取樣密度比較、土壤速效磷豐缺指標(biāo)修訂、農(nóng)田精細(xì)農(nóng)作氮素營養(yǎng)快速診斷等應(yīng)用研究，獲得了以下結(jié)果： 1．在GIS支持下，利用土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖疊置劃分法確定區(qū)域耕地地力評價單元，分別建立了鄂州、江陵(荊州)、鐘祥等3個地貌類型區(qū)耕地地力評價指標(biāo)體系及其模型，運用層次分析法和模糊數(shù)學(xué)方法對耕地地力進(jìn)行了綜

3、合評價。結(jié)果表明，鄂州市現(xiàn)有耕地共劃分為1-6等，其中高產(chǎn)地(1、2等)占耕地的22.57％，而低產(chǎn)地(4等以下)占38.22％；江陵縣(含荊州區(qū))和鐘祥市現(xiàn)有耕地劃分為1-4等，其中高產(chǎn)地(1、2等)分別占77.75％和72.12％，中低產(chǎn)地(3、4等)占22.25％和27.88％。不同區(qū)域間表現(xiàn)出江漢平原及鄂中丘陵區(qū)，高產(chǎn)田面積大(占70％以上)，而鄂東沿江丘陵區(qū)中低產(chǎn)用所占比例大(占75％以上)。20年間不同區(qū)域耕地地力變化表現(xiàn)出

4、，丘陵區(qū)耕地面積大幅減少，耕地質(zhì)量明顯下降；平原區(qū)耕地面積雖有所減少，但減幅不大，耕地數(shù)量和質(zhì)量保持基本穩(wěn)定。 2．對不同地貌類型區(qū)、水田、旱地和菜地耕層土壤主要理化屬性及其時空變化特征進(jìn)行了分析，比較、歸納了試區(qū)不同土壤屬性的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)20年間水田土壤養(yǎng)分變化特征為，土壤OM、全N和速效K含量呈下降趨勢，而土壤有效P則明顯上升；旱地則表現(xiàn)為土壤OM、全N、有效P和速效K含量呈升高趨勢；不論水田還是旱地均表現(xiàn)出明顯的土壤酸化

5、趨勢。研究按照土類進(jìn)行了變異特征分析，獲得了不同土壤主要理化屬性的變化規(guī)律。對菜地的研究考慮了養(yǎng)分在耕層(0-20cm)和亞耕層(20-40cm)的分布特征，發(fā)現(xiàn)土壤OM、全N、有效P、速效K和有效B、Zn、Fe、Mn、Mo等營養(yǎng)元素的含量呈現(xiàn)較明顯的垂直分布規(guī)律，耕層大于亞耕層；而pH則呈現(xiàn)相反特征，耕層pH平均值為6.65，亞耕層則為7.14。 3．通過對kriging(克呂格)插值法、樣條函數(shù)法、距離權(quán)重倒數(shù)法在不同空間尺

6、度下土壤養(yǎng)分含量的插值效果及按不同土壤特性對合理采樣密度的分析，發(fā)現(xiàn)kriging插值法與距離權(quán)重倒數(shù)法的插值精度要比樣條函數(shù)法高，插值結(jié)果的離散程度比實際測定值小，樣條函數(shù)法插值結(jié)果的離散程度較大；合理的采樣密度與土壤利用類型和養(yǎng)分元素含量的變異大小有關(guān)；土壤質(zhì)地影響?zhàn)B分元素的插值誤差，旱地的插值誤差較水田要大；土壤有效P的插值誤差最大，pH的插值誤差最小，銨態(tài)N和速效K的插值誤差居中。本研究樣區(qū)中，隨著采樣密度增加，有效P和pH的插

7、值結(jié)果變化不明顯，銨態(tài)N和速效K的插值誤差則隨著采樣密度的增加而減小。 4．針對耕地土壤有效P含量大幅上升的現(xiàn)狀，于2003-2005年在湖北省油菜主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了27個油菜施磷試驗，對當(dāng)前土壤速效P的分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)湖北省油菜施磷增產(chǎn)效果顯著，有92.6％的試驗施磷增產(chǎn)5％以上，每千克P<,2>O<,5>平均增收油菜籽6.2kg，產(chǎn)投比平均達(dá)3.10；以不施磷對照處理產(chǎn)量占施磷處理產(chǎn)量的50％、75％和90％作為判斷土壤缺

8、磷標(biāo)準(zhǔn)，則土壤速效P極度缺乏、嚴(yán)重缺乏和缺乏的指標(biāo)分別為9.9 mg/kg、14.3 mg/kg和20.2 mg/kg，約高出20年前推薦指標(biāo)的1倍。試驗結(jié)果表明，研究修訂的新指標(biāo)可用于指導(dǎo)當(dāng)前的油菜生產(chǎn)。 5．通過田間氮肥小區(qū)試驗，結(jié)合離子樹脂膜和數(shù)碼相機(jī)快速獲取土壤和水稻氮素營養(yǎng)狀況，配合圖象處理技術(shù)進(jìn)行葉色和封行指數(shù)提取及相關(guān)分析研究，結(jié)果表明水稻葉色指數(shù)與施氮量、封行指數(shù)與施氮量的相關(guān)均達(dá)到顯著水平，離子交換樹脂法獲得的