华北小麦玉米轮作区土壤养分变异规律与精准施肥分区
发布时间：2021-04-14 17:38
华北小麦玉米轮作区是我国重要的粮食主产区之一,实施精准农业,更好地管理土壤养分,提高肥料的利用率,减少肥料对环境的污染,是我国农业可持续发展的关键保障。本文选取华北小麦玉米轮作区的河北省、河南省和山东省的27个地市、185个县（市、区）为研究区,利用GS+软件的地统计学分析法、ArcGIS的克里格插值等方法,研究了土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效硫、有效锌、有效硼、有效铜、有效铁、有效钼和有效锰在空间和时间上的变异规律。利用SPSS软件的ANOVA单因素分析法研究了气候因素、海拔因素、土壤因素和人为因素4大类影响因素,积温、降水、高程、土壤类型、表层质地、灌排条件、施肥水平和产量水平细化的8小类因素对土壤养分变异性规律的影响。利用Python语言编写代码构建随机森林回归模型,判断各因素对全氮、有效磷、速效钾及氮磷钾总和的影响程度。利用MODIS遥感影像的NDVI数据,得到小麦和玉米的长势状况,分析研究区小麦和玉米的长势变异与土壤主要养分的关系,并利用点位数据中的产量水平,分析判断小麦玉米产量与土壤主要养分之间的关系。利用层次分析法通过有机质、大量元素和中微量元素三大...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区位置Fig.2Locationofresearcharea
H、有机质及各个养分之间的相关系数如图 3，可以很明显的看铜和有效锌、有效钼和有效硼、有效锰和有效铁的相关性呈现2001；亢宁，2017；吴云霞等，2018），相关系数分别为 0.55、壤 pH 和有效铁、有效锰呈现负相关关系（郭军玲等，2010）-0.21。土壤 pH 越低，土壤中铁、锰化合物会变为可溶性的，有分各等级点位的占比柱状图见图 4，由图可以明显看出，pH 的第二等级，大部分属于弱碱性和中性。有机质和有效铁的点位主级，全氮、缓效钾、有效硫、有效硼、和有效锰的点位主要分有效磷和速效钾的点位分布较为均匀，有效锌的点位主要分布在效铜的点位主要分布在第一、三、四等级，有效钼的点位主要分。有机质、全氮的各等级含量分布较为集中，且含量较丰富。级含量分布较为平均。由图 4 还可以看出，土壤养分的分布均进行正态变换，才能进行下一步地统计学的相关探讨。
图 4 土壤养分各等级点位占比分析（A）pH；（B）有机质；（C）全氮；（D）有效磷；（E）速效钾；（F）缓效钾；（G）有效硫；（H）有效锌；（I）有效硼；（J）有效铜；（K）有效铁；（L）有效钼；（M）有效锰。Fig. 4 Analysis of ratio of points with different soil nutrients(A) pH, (B) Organic matter, (C) Total nitrogen, (D) Available phosphorus, (E) Available potassium, (F) Slowlyavailable potassium, (G) Available sulfur, (H) Available zinc, (I) Available boron, (J) Available copper,(K) Available iron, (L) Available molybdenum, (M) Available manganese.4.2 土壤养分的空间变异特征经过对数变换，使得数据消除了比例效应（王政权，1999）。为了大致了解各土壤养分的空间变异结构特征，假设前提为各向同性的条件下，将数据导入 GS+软件进行半方差拟合，并选取最优模型。因此本文从宏观的角度展示的各养分的空间变异特征，是各个方向上的平均效果。从表 7 可以看出，pH 的最佳理论模型为高斯模型，有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效硫、有效锌、有效铜、有效铁、有效锰最佳理论模型均为指数模型，
【参考文献】：
期刊论文
[1]以精准农业驱动农业现代化加速现代农业数字化转型[J]. 刘海启. 中国农业资源与区划. 2019(01)
[2]基于空间异质性的水源地精准补偿研究[J]. 张涛,杨高升,张晓婧. 资源开发与市场. 2019(02)
[3]基于改进层次分析法的四川省生态承载力评价[J]. 杨谦,刑立文,赵璐. 资源开发与市场. 2019(02)
[4]干旱区绿洲盐渍土粒径分布单重分形和多重分形特征[J]. 张桉赫,丁建丽,王敬哲,穆艾塔尔·赛地,李艳菊. 干旱区研究. 2019(02)
[5]潮白河中游冲积平原土壤养分空间变异特征及其影响因素[J]. 张竞,苗晋杰,裴艳东,刘宏伟,白耀楠,杜东,郭旭. 土壤通报. 2018(06)
[6]冀西北农牧交错带表层土壤营养元素特征研究——以河北省康保县为例[J]. 吴云霞,蔡奎,吕凤军,杨斌,雷玉平,周智勇,李晓敏. 干旱区资源与环境. 2019(01)
[7]泰和县耕地土壤养分空间分布及影响因素[J]. 赵越,罗志军,廖牧鑫,曹丽萍,赵杰,冉凤维. 水土保持学报. 2018(05)
[8]Spatial and Temporal Variability of Soil Organic Matters in Se-rich Areas of Hainan Island in Recent 30 Years[J]. Zhu CEN,Tingzhong WANG,Rongxiang WANG,Huande FENG. Agricultural Biotechnology. 2018(04)
[9]南方丘陵区耕地土壤养分空间特征及其影响因素[J]. 赵越,罗志军,赵杰,江春燕,曹丽萍. 浙江农业学报. 2018(06)
[10]东北地区主要土壤类型及其肥力指标与气象因子的相关性[J]. 范作伟,彭畅,金荣德,吴海燕. 玉米科学. 2018(03)
博士论文
[1]耕作方式与秸秆还田对黄淮潮土性质及小麦玉米生长的调控效应[D]. 穆心愿.河南农业大学 2016
[2]基于GIS的土壤氮素分区管理与施肥模型建立研究[D]. 张泽.石河子大学 2015
[3]黄土高原小流域土壤有机碳、氮时空变异与动态模拟研究[D]. 李明明.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[4]黄土高原地区土壤养分的空间分布及其影响因素[D]. 刘志鹏.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[5]基于GIS和地统计学方法的土壤养分空间变异及应用研究[D]. 于婧.华中农业大学 2007
[6]基于地统计学的江苏省环太湖地区土壤肥力质量演变特征研究[D]. 徐茂.南京农业大学 2006
硕士论文
[1]滨海盐渍化农田水肥盐空间变异特征及其分区管控研究[D]. 朱昌达.山东农业大学 2018
[2]山东省耕地土壤养分数据库建立及其分异特征分析[D]. 亢宁.山东农业大学 2017
[3]城乡交错带土壤磷素空间分布及其影响因素[D]. 栾明明.四川农业大学 2015
[4]基于GIS的高精度氮素分区施肥处方图建立研究[D]. 左佳.石河子大学 2014
本文编号：3137735
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区位置Fig.2Locationofresearcharea
H、有机质及各个养分之间的相关系数如图 3，可以很明显的看铜和有效锌、有效钼和有效硼、有效锰和有效铁的相关性呈现2001；亢宁，2017；吴云霞等，2018），相关系数分别为 0.55、壤 pH 和有效铁、有效锰呈现负相关关系（郭军玲等，2010）-0.21。土壤 pH 越低，土壤中铁、锰化合物会变为可溶性的，有分各等级点位的占比柱状图见图 4，由图可以明显看出，pH 的第二等级，大部分属于弱碱性和中性。有机质和有效铁的点位主级，全氮、缓效钾、有效硫、有效硼、和有效锰的点位主要分有效磷和速效钾的点位分布较为均匀，有效锌的点位主要分布在效铜的点位主要分布在第一、三、四等级，有效钼的点位主要分。有机质、全氮的各等级含量分布较为集中，且含量较丰富。级含量分布较为平均。由图 4 还可以看出，土壤养分的分布均进行正态变换，才能进行下一步地统计学的相关探讨。
图 4 土壤养分各等级点位占比分析（A）pH；（B）有机质；（C）全氮；（D）有效磷；（E）速效钾；（F）缓效钾；（G）有效硫；（H）有效锌；（I）有效硼；（J）有效铜；（K）有效铁；（L）有效钼；（M）有效锰。Fig. 4 Analysis of ratio of points with different soil nutrients(A) pH, (B) Organic matter, (C) Total nitrogen, (D) Available phosphorus, (E) Available potassium, (F) Slowlyavailable potassium, (G) Available sulfur, (H) Available zinc, (I) Available boron, (J) Available copper,(K) Available iron, (L) Available molybdenum, (M) Available manganese.4.2 土壤养分的空间变异特征经过对数变换，使得数据消除了比例效应（王政权，1999）。为了大致了解各土壤养分的空间变异结构特征，假设前提为各向同性的条件下，将数据导入 GS+软件进行半方差拟合，并选取最优模型。因此本文从宏观的角度展示的各养分的空间变异特征，是各个方向上的平均效果。从表 7 可以看出，pH 的最佳理论模型为高斯模型，有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效硫、有效锌、有效铜、有效铁、有效锰最佳理论模型均为指数模型，
【参考文献】：
期刊论文
[1]以精准农业驱动农业现代化加速现代农业数字化转型[J]. 刘海启. 中国农业资源与区划. 2019(01)
[2]基于空间异质性的水源地精准补偿研究[J]. 张涛,杨高升,张晓婧. 资源开发与市场. 2019(02)
[3]基于改进层次分析法的四川省生态承载力评价[J]. 杨谦,刑立文,赵璐. 资源开发与市场. 2019(02)
[4]干旱区绿洲盐渍土粒径分布单重分形和多重分形特征[J]. 张桉赫,丁建丽,王敬哲,穆艾塔尔·赛地,李艳菊. 干旱区研究. 2019(02)
[5]潮白河中游冲积平原土壤养分空间变异特征及其影响因素[J]. 张竞,苗晋杰,裴艳东,刘宏伟,白耀楠,杜东,郭旭. 土壤通报. 2018(06)
[6]冀西北农牧交错带表层土壤营养元素特征研究——以河北省康保县为例[J]. 吴云霞,蔡奎,吕凤军,杨斌,雷玉平,周智勇,李晓敏. 干旱区资源与环境. 2019(01)
[7]泰和县耕地土壤养分空间分布及影响因素[J]. 赵越,罗志军,廖牧鑫,曹丽萍,赵杰,冉凤维. 水土保持学报. 2018(05)
[8]Spatial and Temporal Variability of Soil Organic Matters in Se-rich Areas of Hainan Island in Recent 30 Years[J]. Zhu CEN,Tingzhong WANG,Rongxiang WANG,Huande FENG. Agricultural Biotechnology. 2018(04)
[9]南方丘陵区耕地土壤养分空间特征及其影响因素[J]. 赵越,罗志军,赵杰,江春燕,曹丽萍. 浙江农业学报. 2018(06)
[10]东北地区主要土壤类型及其肥力指标与气象因子的相关性[J]. 范作伟,彭畅,金荣德,吴海燕. 玉米科学. 2018(03)
博士论文
[1]耕作方式与秸秆还田对黄淮潮土性质及小麦玉米生长的调控效应[D]. 穆心愿.河南农业大学 2016
[2]基于GIS的土壤氮素分区管理与施肥模型建立研究[D]. 张泽.石河子大学 2015
[3]黄土高原小流域土壤有机碳、氮时空变异与动态模拟研究[D]. 李明明.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[4]黄土高原地区土壤养分的空间分布及其影响因素[D]. 刘志鹏.中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心） 2013
[5]基于GIS和地统计学方法的土壤养分空间变异及应用研究[D]. 于婧.华中农业大学 2007
[6]基于地统计学的江苏省环太湖地区土壤肥力质量演变特征研究[D]. 徐茂.南京农业大学 2006
硕士论文
[1]滨海盐渍化农田水肥盐空间变异特征及其分区管控研究[D]. 朱昌达.山东农业大学 2018
[2]山东省耕地土壤养分数据库建立及其分异特征分析[D]. 亢宁.山东农业大学 2017
[3]城乡交错带土壤磷素空间分布及其影响因素[D]. 栾明明.四川农业大学 2015
[4]基于GIS的高精度氮素分区施肥处方图建立研究[D]. 左佳.石河子大学 2014
本文编号：3137735
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/nykjbs/3137735.html
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