豫中烟区土壤养分空间变异及其管理分区

【摘要】：本研究采用网格取样,利用(GPS)全球定位系统定位技术,对平顶山市郏县吴洞村的烟田进行了20×20m的网格取样。结合地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的方法,分析了土壤养分的空间变异规律,并制作了土壤养分的空间分布格局图。运用主成分分析法进行了主成分的提取,以此为数据源进一步利用模糊聚类方法进行土壤管理分区的划分,主要研究结果如下: (1)烟区植烟土壤的有机质、碱解氮和速效磷含量偏低,速效钾含量偏高;有效Fe含量很缺,有效态Mn、Cu、Zn含量适中。除速效钾之外,所有的养分属性均与土壤pH存在负相关关系,表明在一定程度上降低土壤pH能够提高各养分的含量及有效性;碱解氮与速效磷、速效钾、有效锰和有效铜之间不存在显著的相关性;土壤有机质和其它养分关系密切,表明提高土壤有机质含量对提高其它养分的含量有促进作用。 (2)通过对46个土样的养分的半方差分析表明,各养分空间变异均存在半方差结构,土壤pH、速效磷的块金值/基台值[C0/C0+C]为22.9%和23.7%,具有强烈的空间相关性,说明空间变异主要是由母质、地形、成土过程、土壤类型等结构性因素引起;有机质和速效钾的块金值/基台值[C0/C0+C]为29.5%和30.9%,具有中等的空间相关性,说明其在研究区域上由施肥、作物、管理水平等随机因素引起的空间变异性占较大比重。土壤有效铁、锰、铜、锌的块金值/基台值[C0/C0+C]分别为43.4%、31.2%、32.2%和48.5%,具有中等的空间相关性。有效锰和有效铜的块金值/基台值[C0/C0+C]分别为31.2%和32.2%,说明影响其分布的因素中结构性因素所占的比例较大;影响有效铁和有效锌含量空间分布的总变异中,有随机性因素引起的变异和结构性因素引起的变异所占的比例差别不大,说明结构性因素和随机性因素在二者空间分布中影响相当。 (3)烟草适宜的pH范围为5.5～6.5,研究区域土壤pH值处于偏高水平。有机质和碱解氮含量呈现出很强的相似性分布趋势,相对较高的含量基本分布在西南部,而中部的有机质含量相对较低。生产优质烟叶最适宜的土壤碱解氮为25～45 mg kg-1,比较有利于氮素的调控。速效磷的空间格局以团块状分布为主,表明速效磷除受pH和有机质影响外,人为因素等随机因素对其影响也较大。研究区土壤速效P含量在8. 42～9.78 mg·kg-1的面积最大,占研究区总面积的40%。主要分布在研究区的南部,速效P低值区则主要分布在研究区的西南和中部。研究区土壤速效K含量在146.36～161.61 mg·kg-1的面积最大,占研究区总面积的41%,主要分布在研究区的北部、西部地区,含量为118.03～146.36 mg·kg-1的为其次,占研究区总面积的38%,主要分布在研究区的南部和中部。 (4)植烟土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn含量的空间布局插值图,土壤有效态Fe含量总体呈现南低北高的分布趋势,有效态铁含量空间分布比较均一与上图的研究结果相一致。土壤有效态Mn含量的分布规律与有效态铁呈现的趋势相反,表现为:南高北低的分布规律。有效态铜、锌含量的分布情况较为相近,均表现为:东南部和西北部偏低,南部和北部高的趋势。由于土壤有效态Mn、Cu和Zn含量适中因而,应适当控制这些微量元素肥料的施用。以免造成肥料的浪费。土壤有效态Fe含量的分布则相对较低,可以结合实际情况适当补充微肥。