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《中国农业科学院》 2011年
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县域尺度农田养分空间变异与肥力综合评价

刘东海  
【摘要】:华北地区土壤以潮土为主,其潮土面积占全国潮土面积的53%,粮食产量占全国粮食总产量的22%,因此该地区的粮食产量对我国粮食安全有着重要的影响。为了更深入掌握华北地区耕地肥力水平,保障粮食安全,开展潮土区肥力评价和土壤养分空间变异研究就显得尤为重要。本文以河北省深州市为研究对象,根据当地的生产实际情况选取pH、有机质(OM)、全氮(TN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、含盐量(Salinity)、阳离子交换量(CEC)、容重(BD)、质地构型(Profile Structure )为评价指标。在计算机技术和地理信息系统(GIS)技术的支持下,应用地统计学原理来研究土壤养分的空间变异特性;运用神经网络算法确定指标的权重,结合模糊综合评价模型(IFI)来确定耕地肥力等级,并输出各个土壤养分变异图及耕地肥力等级分布图,从而为深州市的土壤改良和土壤培肥提供理论依据。 1、土壤肥力指标统计分析表明,全市各个土壤养分的变异系数(CV)在2.0%~49.6%之间,其中pH、容重的CV小于0.15,属于弱变异;速效磷的CV大于0.35,属于强变异;其它肥力指标为中等变异,养分指标CV排列顺序:pH容重CEC有机质速效钾全氮含盐量有效磷。2009年土壤有机质平均含量15.42 g/kg,比1999年降低3.6%;全氮平均含量0.82 g/kg,比1999年降低12.7%;速效钾平均含量119.1 mg/kg,比1999年降低10.8%;只有速效磷平均含量20.1mg/kg,比1999年提高12.2%。 2、土壤肥力指标的地统计分析得出,pH值、全氮、有效磷、有机质符合正态分布,速效钾、含盐量、CEC符合对数正态分布。速效磷、pH和含盐量的块基比C_0/(C_0+C_1)都小于25%,说明具有强烈的空间相关性,有机质、全氮、速效钾、CEC的块基比C_0/(C_0+C_1)值在25%~75%之间,属于中等空间相关。各个指标变程范围为4960~16800m,变程排序:速效磷有机质pH含盐量CEC速效钾全氮。pH、速效磷和含盐量是指数模型,其他指标是球状模型。养分变异分布图中,除了pH,其他养分均呈现由南向北逐渐减少的趋势。 3、依据第二次土壤普查《全国养分含量等级表》的分级标准:有机质范围在8.6~25.0g/kg之间,四级地占耕地总面积的97.2%;全氮范围是0.42~2.0g/kg,四、五级地共占耕地总面积的90.4%。速效磷范围在11~30mg/kg,三级地占耕地总面积的50.3%。有效钾范围在21~220mg/kg,三、四级地共占耕地总面积的89.5%。 4、利用模糊综合指数法(IFI)对深州市肥力进行综合评价,得出深州市的土壤肥力总体水平较低,IFI0.75的一级地没有;0.65IFI0.75的二级地占耕地总面积3.9%;0.55IFI0.65的三级地占耕地总面积31.4%;0.45IFI0.55的四级地占耕地总面积60.0%;IFI 0.45五级地占耕地总面积4.7%。 5、根据肥力水平的高低、土壤类型和分布特征、障碍因素、生产性状以及当地农民的耕作习惯,将全市分为三个改良利用区,并提出改良措施和意见。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S158

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