渭河平原县域农田土壤养分肥力空间特征研究

【类型】学位论文

【作者】李志鹏 

【中文关键词】 土壤养分 空间变异性 地统计学 养分肥力 时空变化

【英文题名】STUDY ON SPATIAL CHARACTERISTICS OF SOIL NUTRIENTS FERTILITY IN WEIHE PLAIN COUNTY FARMLAND

【中文摘要】渭河平原地势平坦，气候温和，土壤肥力水平主要受土壤养分含量的影响。本研究选取渭河平原腹地，素有“白菜心”之称的兴平市作为研究区，基于GIS技术支持平台，综合运用传统统计学、数理统计、地统计学等方法，结合“3414”田间肥效试验结果和1980s第二次土壤普查的珍贵历史数据集，研究兴平市农田土壤有机质、全氮、速效养分及有效态微量元素共计11种土壤养分指标，以及土壤碳氮比、速效氮磷比2类养分比值的空间分布特征、时空变化规律及速效养分的丰缺状况和大量元素的主要影响因素；并进一步，采用模糊数学法和专家经验法相结合构建农田土壤养分综合肥力指数，对兴平市农田土壤养分肥力进行综合评价。本研究可为兴平市农业生态环境建设、精准农业的发展，测土配方项目的推进提供科学依据和理论指导。本研究的主要结果： （1）目前，兴平市农田土壤养分含量表现为：13项农田土壤养分属性指标的变异系数介于23.56%~74.87%之间，均具有中等强度的变异性。大量元素有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾的平均含量分别是14.54g kg-1、1.04g kg-1、38.38mg kg-1、27.13mg kg-1和202.07mg kg-1，而微量元素铁、锰、铜、锌、硼和钼的平均值分别是6.60mg·kg-1、16.71mg·kg-1、1.72mg·kg-1、2.65mg·kg-1、0.78mg·kg-1和0.416mg·kg-1，碳氮比和氮磷比分别是9.77和1.99；在速效养分的丰缺格局方面，速效氮含量整体处于“偏低”的水平，难以满足作物的生长；而速效磷和速效钾的含量较为丰富，能基本满足农作物生长需要。 （2）地统计学半方差结构分析中，兴平市11项农田土壤养分中除土壤微量元素中的有效态锰、铜、锌、硼和钼的最优半方差理论模型为球状模型外，余下6项土壤养分的最优理论模型均为指数模型。11项农田土壤养分的块金系数值介于0.486~0.970间，其中土壤有机质、速效养分（速效氮、磷和钾）以及有效态微量元素（有效态锰、铜、锌和钼）共计8项土壤养分指标具有弱的空间相关性，其空间变异性主要受耕作管理、种植制度、化肥施肥量等人为因素影响；土壤全氮、微量元素（有效态铁和有效态硼）表现出中等程度的空间相关性，其空间变异受地形地貌、土壤性质等自然（结构性）因素和耕作管理、灌溉等人为（随机性）因素共同作用。 （3）兴平市农田土壤养分含量空间分布格局不尽相同：土壤速效钾和有效态微量元素（有效态铁、锰、铜、硼）空间呈自北向南逐渐递减趋势明显，北部的店张街道含量较高，而南部及东南部的渭河沿岸含量偏低；余下的土壤有机质、全氮等6项农田土壤养分在空间分布上呈现出中部较高、四周偏低、由中部向四周递减的变化趋势；碳氮比和氮磷比呈碎斑状分布，但总体来说，碳氮比从中部到南北两端递减，而氮磷比则是以1.5~2.5为基底，其他区间镶嵌其中。 （4）与1980s相比，30年来兴平市农田土壤有机质平均含量上升了34.63%，增幅呈四周高中间低格局；土壤全氮平均含量提升了36.84%；土壤速效氮平均含量下降了27.45%，降幅呈西高东低、北高南低态势；土壤速效磷平均增加了107.10%，增幅呈北高南低格局；土壤速效钾平均含量整体增加了18.86%，空间上呈北增南减趋势；土壤速效氮、磷比值分布格局逆转，变化上南增北减，整体在下降；土壤碳氮比值整体略有下降。土壤有机质、全氮及土壤速效养分的时空变异规律具有一致性：即原低值区增速快而原高值区增速慢甚至出现养分含量的流失。 （5）兴平市农田土壤养分综合肥力水平总体上呈现出由中部向四周降低，东南部最差的空间分布特征，土壤养分肥力水平多集中于二级水平，总体较优。兴平市南部田阜、阜寨等渭河沿岸的地区需积极培肥，尤其是土壤有机质和氮素；同时积极采取掺淤、增施绿肥等措施积极改善土壤质地及其结构，提高土壤保水持肥能力，调节土壤酸碱性。兴平市北部台塬区应结合作物产量及其具体的养分丰缺标准，精准施肥，增补氮肥，合理利用土壤资源。

【专业名称】地图学与地理信息系统

【学位级别】硕士

【学位授予单位】西北农林科技大学

【学位授予年度】2014

【导师姓名】常庆瑞;刘梦云

【合作导师姓名】无

【英文摘要】The region of Weihe plain is characterized with Flat, mild climate, lower altitude and almost no the phenomenon that water loss and soil erosion.

【英文关键词】Soil nutrients, Geostatistics, Spatial variability, Spatial and temporal variation, Nutrient fertility

【语种】无

【基金】无

【UDC】631

【中图分类号】S158

【正文总页码】66

【学科】无

【研究方向】资源环境监测与评价

【全文挂接】 全文阅读