精准作业区土壤养分和水分时空变异规律及肥力评价研究

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1、分类号：S158,S162单位代码：10193密级：公开学号：2010703博士学位论文精准作业区土壤养分和水分时空变异规律及肥力评价研究StudyontheTemporalandSpatialVariabilityofSoilNutrientsandMoistureandItsFertilityEvaluationinPrecisionOperationArea学位授予单位及代码：吉林农业大学（10193）学科专业名称及代码：土壤学（090301）作者姓名：赵月玲指导教师：陈桂芬研究方向：土壤信息学位类别：农学二〇一五年六月I精准作业区土壤养分和水分时空变异规律及肥力

2、评价研究StudyontheTemporalandSpatialVariabilityofSoilNutrientsandMoistureandItsFertilityEvaluationinPrecisionOperationArea作者姓名：赵月玲指导教师：陈桂芬论文答辩日期：2015.06.04授予学位日期：20XX.06.XX答辩委员会主席：论文评阅人：代静玉、张玉龙、杨洪强2015年6月II独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究所取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢所列内容外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写

3、过的研究成果，也不包含为获得吉林农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文所有内容若有不实之处，本人愿意承担一切相关法律责任和后果。学位论文作者签名：签字日期：年月日关于学位论文使用授权的声明1、本人完全了解吉林农业大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间所完成的论文及相关成果的知识产权属吉林农业大学所有，并同意将本论文的版权授权给吉林农业大学，学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文

4、。2、本人（同意/不同意，务必打印后填写）吉林农业大学将本论文版权授权给不同媒体进行电子出版、多媒体出版、网络出版以及其他形式出版（涉密学位论文解密后应遵守此协议）。3、本人声明毕业后若发表在攻读研究生学位期间完成的论文及相关的学术成果，必须以吉林农业大学作为第一署名单位。学位论文作者签名：签字日期：年月日指导教师签名：签字日期：年月日III摘要农业生产的物质基础与载体是土壤，土壤本身又是一个复杂多变的复合体，同时受着成土母质、环境、气候、耕作制度和管理方式等因素影响。很多研究已证明土壤养分和作物产量与质量在时间上和空间上都具有明显的空间变异特性。在实际生产中，很多人把

5、土壤养分的多少作为衡量一个区域作物产量和质量的重要的指标之一。预测土壤养分及其空间变化特征是精准农业中精确施肥的一个重要目标。掌握种植区土壤养分的空间和时间变异，是实施精准农业管理方式的基础，它也是关系到我国农业可持续发展的重大技术问题。本研究地点选择在吉林省榆树市精准作业示范区，研究对象是黑土，采用统计学、地统计学、时序分析法以及主成分分析和聚类分析等方法，研究土壤养分和水分时空变异规律以及对土壤肥力状况进行综合评价。通过研究主要取得以下结果：1、基于统计学研究精准作业区土壤养分的空间变异规律（1）基于常规统计学分析土壤养分的基本特征研究结果表明：土壤中的碱解氮、有机

6、质、土壤水、pH值的分布经检验完全属于正态分布，而速效磷、速效钾转换后服从对数正态分布；土壤的有机质与pH值的变异系数均低于10%，其空间变异特征为弱变异性。土壤pH值的变异系数只有2.88%，这表明土壤的酸碱度是稳定性较好的变量，受人为因素影响的程度小。其它参数碱解氮、速效磷、速效钾及土壤水的变异系数均在11.15%-48.59%之间，均属于中等空间变异性。（2）基于地统计学分析研究土壤养分的空间趋势分析结果表明：利用趋势曲线方式分析土壤中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、土壤水、pH值的左后和右后投影情况，掌握各属性特征的由东向西和由南向北的变化趋势；应用克里格插值

7、方法来研究区土壤属性指标的空间分布状况，其变异情况具有如下特征：除土壤水的空间相关性较弱之外，其它几种养分的属性值的空间相关性为中等，表明土壤养分变异是由区域因素和非区域因素共同作用的结果。2、基于时间序列模型的土壤温度与湿度变异规律的研究通过应用多种曲线模型预测比较分析，结果表明：以小时为单位的情况下，温度预测用三次指数平滑曲线模型效果相对较好，湿度用一次指数平滑模型效果相对较好；以天为单位时间段的间隔时，温度预测可以用一次指数平滑模型来预测，湿度可以用二次滑动平均来模拟。它们的相对误差均是以小时为单位的比以天为单位的相对误差要小。但从