农田表层土壤养分空间变异特性研究
发布时间：2021-01-20 03:22
为给田间养分监测设施布设方法提供依据,在陕西杨凌选取2块农田,采用12 m×12 m嵌套6 m×6 m的采样方法,采集表层土壤（0～20 cm）养分数据,运用经典统计、地统计学结合Kriging插值方法,分析农田土壤养分空间变异特征。结果表明:冬小麦抽穗期与成熟期农田表层土壤全氮（TN）变异系数<10%,为弱变异,土壤有机质（SOM）、有效磷（AP）变异系数介于10%与100%之间,为中等变异,有效钾（AK）和铵态氮（NH4+-N）变异系数>100%,为强变异,成熟期硝态氮（NO3--N）由强变异转为中等变异。土壤养分最优半方差模型为球状模型,作物不同生育阶段,土壤养分空间相关性存在一定的差异,土壤SOM、TN块金系数<25%,空间相关性强烈,以结构性因素为主导;冬小麦抽穗期速效态养分块金系数介于25%与75%之间,空间相关性中等,随机性因素主导,成熟期<25%,空间相关性增强。采样密度由6 m×6 m变为12 m×12 m时,变异程度保持不变,土壤养分空间变异系数差值在0....
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(15)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
抽穗期土壤养分分布等值线图
农田土壤养分分布空间变异性大小主要由结构性变异主导。王珂等[32]发现小尺度的农田土壤养分空间分布的半方差模型均符合球状模型，本研究也验证了这一规律。不同区域、不同时期虽受地形、土壤类型、质地等影响[12]，但小尺度下的农田土壤养分空间变异性呈弱变异或中等变异。本研究发现农田SOM、AP、TN变异度小，空间变异主要来自结构性因素，尽管人为活动对SOM、AP、TN空间相关性有一定的影响，但并未对其原有的养分分布格局产生强烈的破坏作用。AK、NO3--N、NH4+-N变异度较大，说明农业技术措施等人为活动的影响程度很大，削弱了结构性因素造成的强烈空间自相关作用，原因可能是当地农户在连年耕作中长期大量施肥所致[31]。半方差分析和Kriging插值揭示了大部分土壤性质的空间分布模式具有中到强的空间依赖性[23]规律。TN和NH4?-N的空间分布较为相似，两者之间存在一定相关性。NO3?-N的含量分布与TN、NH4?-N分布没有任何关联，表明TN中虽包含NO3?-N，但并不能代表其含量的分布情况。林建平等[5]研究发现，在大尺度范围内南方典型丘陵山区耕地土壤SOM与TN的含量关系呈正相关。王淑英等[33]发现当采样间距大于100m时，采样尺度对土壤SOM与TN含量的空间变异性差异显著。本试验在农田尺度上，采样间距总体较小，土壤SOM与TN之间没有明显的相关性，采样尺度与研究问题的性质密切相关[34]。土壤有机质与黏粒组成的有机-无机胶体是交换性阳离子的基本载体，具有突出的保钾作用[3]，本研究空间分布等值线图结果表明SOM和AK没有相关性，可能一年两茬的耕作次数，不利于土壤有机质的积累。也可能自然植被在土地平整过程中被消除，SOM来源减少，又由于人工翻动土壤，使得土壤透气性增强，有机氮矿化过程加速[3]。参照全国第二次土壤普查分级标准，本试验抽穗期土壤SOM和TN含量为3级中等偏下水平，AP、AK含量为2级以上丰富水平（表3），成熟期土壤SOM含量降为4级，付莹莹[35]也研究发现关中土壤缺氮、磷中等、富钾。此外，各指标的等值线图中大部分的空间分布为突变而非渐变，一定程度上验证养分的空间异质性，这与林建平等[5]大尺度的空间异质性研究观点一致。
本文编号：2988268
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(15)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
抽穗期土壤养分分布等值线图
农田土壤养分分布空间变异性大小主要由结构性变异主导。王珂等[32]发现小尺度的农田土壤养分空间分布的半方差模型均符合球状模型，本研究也验证了这一规律。不同区域、不同时期虽受地形、土壤类型、质地等影响[12]，但小尺度下的农田土壤养分空间变异性呈弱变异或中等变异。本研究发现农田SOM、AP、TN变异度小，空间变异主要来自结构性因素，尽管人为活动对SOM、AP、TN空间相关性有一定的影响，但并未对其原有的养分分布格局产生强烈的破坏作用。AK、NO3--N、NH4+-N变异度较大，说明农业技术措施等人为活动的影响程度很大，削弱了结构性因素造成的强烈空间自相关作用，原因可能是当地农户在连年耕作中长期大量施肥所致[31]。半方差分析和Kriging插值揭示了大部分土壤性质的空间分布模式具有中到强的空间依赖性[23]规律。TN和NH4?-N的空间分布较为相似，两者之间存在一定相关性。NO3?-N的含量分布与TN、NH4?-N分布没有任何关联，表明TN中虽包含NO3?-N，但并不能代表其含量的分布情况。林建平等[5]研究发现，在大尺度范围内南方典型丘陵山区耕地土壤SOM与TN的含量关系呈正相关。王淑英等[33]发现当采样间距大于100m时，采样尺度对土壤SOM与TN含量的空间变异性差异显著。本试验在农田尺度上，采样间距总体较小，土壤SOM与TN之间没有明显的相关性，采样尺度与研究问题的性质密切相关[34]。土壤有机质与黏粒组成的有机-无机胶体是交换性阳离子的基本载体，具有突出的保钾作用[3]，本研究空间分布等值线图结果表明SOM和AK没有相关性，可能一年两茬的耕作次数，不利于土壤有机质的积累。也可能自然植被在土地平整过程中被消除，SOM来源减少，又由于人工翻动土壤，使得土壤透气性增强，有机氮矿化过程加速[3]。参照全国第二次土壤普查分级标准，本试验抽穗期土壤SOM和TN含量为3级中等偏下水平，AP、AK含量为2级以上丰富水平（表3），成熟期土壤SOM含量降为4级，付莹莹[35]也研究发现关中土壤缺氮、磷中等、富钾。此外，各指标的等值线图中大部分的空间分布为突变而非渐变，一定程度上验证养分的空间异质性，这与林建平等[5]大尺度的空间异质性研究观点一致。
本文编号：2988268
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