基于GIS的沙湾县农田养分空间变异及耕地地力评价

【摘要】：土壤养分状况是衡量土壤肥力高低和耕地地力评价的重要依据。本研究通过野外试验和室内分析,对新疆干旱区沙湾县农田土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的空间分异进行了研究,分析耕地土壤养分现状、空间分布特征及其演变趋势,开展地力评价,为高标准农田建设和合理施肥提供理论依据。以研究区1982年全国第二次土壤普查数据为基础,选择沙湾县农田为土壤样品采集区,在2012-2013年秋季10-11月进行土壤采样,运用传统统计学方法研究沙湾县土壤养分现状和演变趋势。用特尔斐法开展地力评价,通过不同土壤养分之间的相关性和变异性分析,研究沙湾县土壤养分的分布特征。得出如下结论:(1)通过经典统计学分析,土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的平均值分别为86.7 mg?kg-1、16.2 mg?kg-1、195.3 mg?kg-1和12.4 g?kg-1,与全国第二次土壤普查数据相比有机质、速效钾相比呈降低趋势,碱解氮、速效磷含量较1985年相比呈增加趋势。沙湾县土壤中的有效Cu、Fe、Mn、B、Zn的含量出现下降的趋势,而p H值呈升高趋势。(2)本次分析的土壤中各个养分的变异系数主要是中等轻度,P的CV值在整个土壤养分中占据较大比例,达到83.33%,土壤养分数据均符合对数正态分布,块金值和基台值之比在0.25-0.75之间,属于中等空间自相关。(3)从研究区养分的空间分布来看,碱解氮含量在60-90 mg?kg-1的占了研究区的67.93%,速效磷含量10-20 mg?kg-1的占了研究区的74.98%,速效钾的含量大于150 mg?kg-1的占了研究区的94.85%,有机质含量在10-20 g?kg-1的占了区域面积的71.21%,东部地区养分含量要高于西部地区,北部地区要优于南部,土壤养分的空间分布有着明显的地形影响特征,海拔较高、坡度较大的区域土壤养分含量往往低于地势平缓、海拔较低的地区。(4)沙湾县耕地地力划分为六级,其中一级耕地面积为4418 hm2,二级耕地面积也较少,不足10%,为7728 hm2,而三、四级耕地所占比重接近整个研究区域耕地面积的一半,达36657 hm2;五、六级耕地约为整个耕地面积的37.48%,达29257 hm2。研究区域内耕地的地力以中下等为主,整体地力水平较差。研究结果表明,在近30年的农业耕作中,由于施肥不合理(偏氮、磷肥而轻有机肥、钾肥和微量元素肥),导致沙湾县土壤中氮、磷的累积及有机质、钾和微量元素的逐渐消耗。沙湾县土壤养分呈中等空间自相关,整体格局为北高南低、东高西低,整体地力水平以中低级地力水平为主。因此沙湾县的合理施肥应基于土壤地力水平,肥力空间变异和养分含量差异,因地制宜,结合测土配方施肥技术,合理培肥土壤。