农耕区土壤养分空间变异及其影响因素分析

【摘要】：随着测土配方施肥和精准农业技术的提出与推广,需要人们因地、因时、因物进行农业生产,从而使得土壤养分空间变异状况以及其影响因素的研究变得尤为重要。本文选取陕西周至县农耕区为样区,以GIS与地统计学为支撑,对土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾以及pH等土壤养分变量进行探讨与分析,以期为该区测土配方施肥、精准农业实施、改善土壤环境提供决策依据。研究主要结果如下： (1)应用协同克里格空间插值技术,通过多元数据空间分析方法,能较好的对土壤养分空间变异性及其影响因素进行分析,为定量化、可视化研究土壤养分提供技术支撑。同时,以土壤有机质为对象,进行采样点数量优化,且当样本容量为原始数据的85%即806个样点时,估值精度均方根误差(RMSE)减少了0.631%,相关系数(r)提高了2.724%。 (2)土壤氮、磷、钾、有机质及pH的块金效应介于31.164%～69.322%之间,均属中等空间相关性,表明土壤养分受结构性因素与随机性因素共同作用。通过协同克里格插值图分析,pH分布呈显著的自北向南递减趋势；碱解氮在中部含量较低,其他土壤养分在北部渭河河漫滩及南部黄土台塬区相对较低。 (3)土壤类型对有机质与pH影响最大,对有效磷影响最小。在地形因素中,高程与有机质、pH呈显著负相关,坡度与pH呈负相关,高程、坡度对其他变量的影响不显著,而曲率与各养分无显著相关性；坡向对土壤养分含量的影响具有阴坡大于阳坡的趋势。土壤湿度与土壤氮磷钾及有机质呈极显著正相关。在土地利用类型方面,除碱解氮外,猕猴桃果园各土壤养分含量均大于小麦-玉米用地。距居民点距离与有机质具有极显著正相关关系,而与有效磷为显著负相关。 (4)周至县农耕区土壤肥力整体偏低,其中,需要持续补充土壤有机质,而碱解氮严重缺乏,有效磷与速效钾都较为缺乏。同时,研究区土壤养分空间变异受到现代农业种植制度的高度影响,要求在施肥时必须按照土壤养分空间分布规律,定点、定时、定量施肥,才能提高农业经济效益,改善农业生态环境。