黄土高原地区村级农田土壤养分空间变异特征与肥力评价研究

【摘要】：农田土壤养分的空间变异性具有普遍性。开展土壤养分空间变异性研究对于科学合理地制定农田施肥方案,提高养分资源利用率,促进变量施肥技术的发展,实现精确施肥都具有重要意义。长期以来,国内外关于土壤养分空间变异的研究大都集中在田块级小尺度或县乡级大尺度,而对村级尺度下的土壤养分空间变异性研究很少。村级单位是我国农业生产管理的最基本单位,许多农艺措施(如施肥、灌溉、种植结构、品种引进等)都以村为单位组织实施,因此研究村级尺度下的农田土壤养分空间变异性,在我国更具有实际意义。 本研究选择黄土高原地区陕西省新集村为研究对象,在219hm2耕地上用网格法(采样间距为粮食作物70×70m,果园50×50m,蔬菜地30×30m)结合GPS技术采集364个耕层(0～20cm)土壤样品,并应用土壤养分状况系统研究法(ASI法)测定了土壤的pH、有机质和速效养分(N,P,K,Ca,Mg,S、B、Fe、Mn、Zn、Cu)共13个养分指标项目。 常规统计结果表明,除有效K外,试验区土壤养分指标高低顺序为:大棚蔬菜地果园农田,其中,水浇地非水浇地,而有效K含量顺序为:水浇地大棚蔬菜非水浇地。ASI法评价结果显示,试验区土壤有效N、P、K、Fe和Zn处于临界值以下的土样数占全部土样总数的比例分别为98.9%、4.4%、11.5%、95.3%和55.5%,这表明该村农田养分亏缺程度排序从大到小依次为NFeZnKP。地统计学研究结果表明:在该试验区,土壤pH、有效P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu的理论半方差模型符合线性有基台模型,而有机质(OM)和有效态N、S、B的理论半方差模型则符合线性模型。从空间相关程度看,除有效Fe具有强烈的空间相关性外,其余观测指标(pH值,有机质,有效P、K、Ca、Mg、S、B、Mn、Zn、Cu)均具有中等的空间相关性,空间变异程度大小依次为:FepHCuPOMMnCaKMgZnBNS。不同观测指标空间最大相关距离在148 m～1853 m之间,其排列顺序为:NOM=S=BCuMgPCaKZnMnFepH。 Kriging插值结果显示,该村土壤养分分布状况极不均匀,耕作习惯、水分管理、作物类型、土地利用方式均对土壤养分分布构成影响,主要是由于施肥所致。建议在该试验村对土壤K、P养分进行分区管理,N肥采用同一标准,均量管理,同时增施微量元素Fe、Zn肥料,从而达到养分平衡管理的目标。采用这一养分管理模式选择葡萄、猕猴桃进行田间试验,取得较好的产量和较高的经济效益。