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宁夏中部干旱带压砂地土壤性质时空变异研究

王菲  
【摘要】:压砂地是我国西北地区一种独有的农耕方式。压砂产业成为宁夏中部干旱带的支柱产业,压砂瓜成为宁夏的地理产品,2007年压砂瓜面积已经达到100万亩。为了科学全面的认识压砂地土壤资源的质量状况,有必要系统探究砂田土壤性质的时间变异性,以及不同采样尺度下压砂地土壤性质的空间变异性。有助于了解砂田土壤肥力的演变规律和时空变化特性,做好休耕措施,为宁夏中部干旱为砂田农业的健康可持续发展提供综合性依据。本文主要运用地统计学的方法,应用SPSS.GS+、Suffer、Arc GIS软件对宁夏中部干旱带不同压砂年限对砂田土壤物理性质、化学性质以及生物性质属性值,以及田间尺度和香山地区压砂地土壤物理性质的属性值进行分析。主要研究结果如下:(1)通过对压砂1 a,3 a,5 a,7 a,10 a的绵砂压砂地以及邻近对照农田在0-10cm,10-20cm,20-30cm不同深度的土壤物理性质、化学性质以及酶活性进行分析,得到压砂年限对于土壤性质的影响结论:土壤机械组成随压砂年限的增加,呈不断粗化的显著变化。粗砂含量随着土壤垂直深度的加深逐渐减少。比较对照,压砂地土壤容重增大,其它土壤物理性质都表现出下降变化。压砂地土壤水分含量明显高于对照农田土壤水分含量,说明压砂可以有效地降低土壤水分的蒸发提高水分的利用效率。不同年限压砂地土壤全盐含量均低于对照,说明压砂具有降低土壤盐渍化的功能。压砂地土壤氮、磷、钾等肥力状况随着压砂年限的延长总体上表现出下降的趋势,1 a含量最高,3 a较l a土壤养分下降幅度较大。各年限之间肥力水平差异显著。土壤中四种酶活性随压砂年限的延长总体表现出降低趋向,土壤有机质、全氮、速效磷以及粘粒对酶活性影响较为强烈。因此,在耕作过程中要注重肥力的保持和提高,基肥要多以有机肥、缓释肥为主,追肥多以叶面肥为主。此外,调整耕作制度,做好休耕与生产的合理配置,从而保持压砂地优良特性。以免出现土壤贫瘠现象。(2)通过对宁夏兴仁镇红圈子村10×lOm田间尺度压砂地为例,研究了在0-10cm,10-20cm不同深度下压砂地土壤物理性质的空间变异特征。以下主要结论:压砂地土壤容重、总孔隙度和毛管孔隙度在不同采样深度下都呈现出弱变异性,饱和含水量则表现为中等变异。0-10 cm深度下土壤饱和导水率表现为中等变异,且为纯块金效应,受随机因素影响;10-20 cm深度下饱和导水率则表现为强变异性,主要受结构性因素影响。在两种不同采样深度下容重都表现为纯块金效应,其主要受随机因素的影响。在10-20cm深度下土壤各种物理性质的平均值均稍大于0-10cm深度属性值。压砂地土壤饱和导水率与容重存在高度的负相关,与饱和含水量、总孔隙度和毛管孔隙度存在高度正相关关系。压砂地土壤一系列物理性质的空间插值图除了在数值上存在差异外,其疏密程度和走向变化都非常相近。今后耕作过程中要加强对南部田块的保护措施,改善土壤物理性质,提高土地利用效率。其空间分布图可以为该研究地块田间管理和实施精准农业提供一定的数据支持和理论指导。(3)通过分析宁夏香山地区压砂地土壤在0-20cm,20-40cm不同深度下压砂地土壤物理性质的空间变异特征。取得结论:仅土壤容重是弱变异性,其它土壤物理属性表现中等变异性。在20-40cm压砂地土壤物理性质平均值略大于0-20cm属性值。0-20cm深度下压砂地土壤物理性质空间相关性较弱。20-40cm深度下压砂地土壤的饱和导水率、饱和含水量以及毛管孔隙度的空间相关性弱。土壤容重与总孔隙度之间表现为中等程度的空间相关性。压砂地土壤物理性质的空间插值图除了属性值存在差异外,其疏密程度、走向趋势都非常相近。香山地区西北部压砂地土壤物理性质明显优于东南地区,加强规范压砂地耕作管理制度,减少人为因素的影响,提高压砂地的利用率,达到优产、稳产的目的。


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