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《山东农业大学》 2004年
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土壤养分区域化管理及其在优质小麦生产和施肥上的应用

肖秋生  
【摘要】:为阐明如何实现土壤养分区域化管理,并实现小麦的优质生产,本研 究利用地理信息系统平台,结合地统计学和 DPS 数据处理系统,得出土 壤养分各指标的空间分布、变异规律,并根据系统聚类的方法实现土壤养 分的分区管理;在各个分区内,选择出高肥力和中等肥力的地块,结合生 物有机肥的施用进行小区精准施肥试验,探索优质小麦生产所需的合理施 肥量。为土壤养分分区和小麦的优质生产提供依据。主要研究结论如下: 1.土壤养分的空间变异及空间分布 得出研究区土壤养分变异情况、空间变异结构及各指标的宏观空间分 布。土壤碱解氮、速效钾、速效磷、有机质含量均服从正态分布,其空间 变异性存在着半方差结构,不同土壤养分的空间变异性各不相同,变异系 数在 15.02%~52.55%之间。四种土壤养分属于中等变异强度,按照变异 系数的大小进行排序,依次为速效磷速效钾碱解氮有机质。四种土壤 养分指标变程各不相同,范围在 268.26~485.19m 之间。可见,本项目确 定 200m×170m 取样密度是完全满足要求的。根据克里格插值,得出了碱 解氮、速效钾、速效磷和有机质的空间分布图及各个分级所占的比例,为 土壤养分的宏观管理提供了依据。 2.MapGIS 和 DPS 数据处理系统支持下土壤养分区域化管理 采用系统聚类分析,得出研究区域的取样单元共分为 5 类,并把聚类 结果与传统分级相比较,阐明了系统聚类分析的优越性;通过 GIS 结合小 区精确试验,实现土壤养分的区域化管理。划分出的 5 类土壤各参数水平 不一致,说明这种分类不具有土壤优劣等级的区别,与传统推荐配方施肥 的土壤养分分级方法是不同的。在地理信息平台下,将土壤养分分类状况 反映到平面图上,实现了土壤养分含量、分类、权属等属性数据进行查询。 而且可以实现双向查询:一方面,实现从图到属性的查询;另一方面,实 现从属性到图形的查询,充分发挥系统平台的功能。实现各个土壤养分单 1 WP=8 优质小麦生产的土壤养分区域化管理研究 元按照推荐的施肥方案进行施肥。 3.生物有机肥和化肥的施用对小麦产量的影响 提出了高肥力及中等肥力地块小麦产量的影响因素。 高肥力地块上,减少基施化肥用量的 30%后,小麦的产量变化并不 显著。单施生物有机肥的处理 10,产量稍高于最低的产量 575 Kg/667m2, 没有达到较高的产量。在高肥力地块上小麦的产量影响因素为基施复合 肥、追施生物有机肥和液体生物肥。它们与小麦产量成正相关、负相关和 正相关关系。 在中等肥力地块上,影响小麦产量的因素为基施生物有机肥和追肥生 物有机肥,其回归系数分别为 0.0045 和 0.0470。依据回归系数判断,追 肥生物有机肥对于提高小麦的产量比基施生物有机肥效果更显著。 4.生物有机肥和化肥的施用对小麦品质的影响 在众多的小麦品质指标中,通过主成分分析,得出小麦品质的主要指 标,并提出了小麦品质指标的影响因素。 通过主成分分析,高肥力地块和中等肥力地块上,容重、蛋白质含量 和面团稳定时间为小麦品质的主要指标。 高肥力地块上,增加基施生物有机肥、减量追肥生物有机肥和尿素可 以提高小麦容重。中等肥力地块上,液体生物肥可以提高小麦的容重。 在高肥力和中等肥力地块上的小麦蛋白质的变化大致呈同一趋势。其 小麦蛋白质含量最高和最低的处理分别为处理 1 和处理 10。二者表现出 了高度的一致性。处理 1 和处理 9(CK1)相比较,两地块上的处理 1 分 别是 15.43%、15.82%,处理 9 分别是 15.12%、15.16%。可见喷施液体 生物肥可以显著地提高小麦蛋白质的含量。 在高肥力地块上,完全施用生物有机肥不利于提高小麦的面团稳定时 间。而在中等肥力地块上,各处理之间的面团稳定时间差异不显著。 5.生物有机肥和化肥的施用对土壤 NO3 -N 含量的影响 - ? 得出生物有机肥和化肥的施用对1m土壤剖面NO3 -N含量及分布影 响,评估了生物有机肥和化肥的施用对于土壤环境的安全性。在高肥力和 中等肥力地块中,0~20cm 土层的 NO3 -N 含量分别占整个 1m 土层的 42 - %和 32%,20~40cm 分别占了 25%和 24%,40~100cm 土层仅分别占 2 WP=9 山东农业大学硕士学位论文 33%和 44%。由此可见,其中 NO3 -N 主要分布在 0~40cm 土层,在试验 - 设计的施肥量下,仅有极少量的 NO3 -N 能向地下部迁移,不会对土壤以及 - 地下水环境造成污染 6.高肥力地块和中等肥力地块的施肥方案 根据高肥力和中等肥力地块产量的正交试验方差分析结果,并对照小 麦品质提高的要求,得出了施肥方案。高肥力地块上,基施生物肥对产量 的影响达到显著水平。基施生物肥和液体生物肥产量的极差 分别居第 R 一、二位,是影响小麦产量的关键性因素;在中等肥力地块上,液体生物 肥和追肥生物有机肥的极差 分别居第一、二位。是影响小麦产量的关 R 键性因素。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S512.1

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