黄河中下游地区农业土壤养分评价和空间变异性研究——以封丘县为例

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1、lf!fir1~;{1!1,10475~%104753120205'+5}~%K903~·~·ijl±~ifti~Jt-~~~-~~~~±*~#W~~~~~~tt*~-IU.it1ig];]iJtl~~3}..~~fiJf~1iJcJ.::b':3:::.;!',f..~....~cIJ!l~1i~±1-f-1l!=l=r!L~1l:$i~A~~j~~Bf~-@~·ljf!J~*f3t$jilj~1~ResearchonSoilnutrientevaluationandspatialvariabilityofthecultivatedlandinthelowerrea

2、chesoftheYellowRiverplains：acasestudyinFengqiucountyADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByLiuZhiYangSupervisor:A.Prof.ZhangJunHuaMay,2015摘要黄河中下游典型农区平原作为全国重要的粮食生产区，对我国粮食生产安全起着至关重要的作用。本研究以封丘县的研究区为例，在GS

3、+、ArcGIS、SPSS等软件和地统计学等方法的支持下，对农田土壤进肥力特征和空间变异性进行分析和评价，主要结论如下：（1）统计结果表明：土壤养分含量和肥力水平状态良好。本研究共测定16种土壤理化性质及养分元素指标：物理性质有含水量、容重、pH值、粉粒、粘粒、砂粒；土壤养分元素包括有机质、全氮、全磷、全钾、铵态氮、硝态氮、速效磷、全硫、全钙、全镁、全钠以及微量元素：全锰与全铁。pH值处在7.15-9.02之间，呈碱性；土壤有机质含量范围在2.55-30.36g/kg之间，有机质含量中等以上的样点数占69.32%；容重范围是1.01-1.56；含水量为0.86-36.

4、77%；总氮的含量处在40.94-1698.74mg/kg。总磷的含量为300.83-1283.66mg/kg；全钾的含量为20.27-34.79g/kg；速效磷为3.88-52.06mg/kg；全铁的含量范围是12.48-36.99g/kg；全硫的含量为33.22-1645.28mg/kg；全钙的含量范围是28.38-72.88g/kg；全镁的含量为5.38-18.96g/kg；全锰的含量为283.56-793.46mg/kg；铵态氮和硝态氮的含量范围分别是2.6~13.50mg/kg和11.49~141.87mg/kg；粘粒的含量范围是1.75-30.69%；粉粒

5、的含量范围是6.29-66.24%；砂粒的含量范围是12.52-91.96%。（2）应用土壤养分肥力综合指数（Integratedfertilityindex,IFI）法对土壤肥力进行评价。结果显示：在农田养分的指标之间，存在显著或极显著的相关性。土壤有机质值与土壤养分肥力综合指数之间呈现极显著的正相关性；除此之外，有机质还与其他测得养分元素之间存在极显著的相关性，例如铵态氮、全锰、全钠、全镁全钙、全硫全铁等；除总氮、总磷和硝态氮之外，土壤含水量与全钾、全铁、全硫、全钙、全镁、全钠、全锰、铵态氮、pH和容重等元素之间均存在极显著的相关性；速效磷和全钙、全镁、全钠、全锰

6、、铵态氮、全铁总磷和容重之间也呈现极显著的相关性。研究结果中，土壤养分肥力综合指数（Integratedfertilityindex,IFI）分布范围在0.26~0.8，平均值为0.448，标准差为0.139，变异系数为31.03%。而在整个封丘县主要粮食产区，IFI指数处于中等水平(0.362~0.629)的区域面积占了研究区总面积的2/3以上，IFI处于偏低水平的斑块，需要进行增加或者改变施肥及耕作习惯。土壤肥力综合指数的整体趋势和最高值出现在试验区南端，从南向北为降低的趋势，IFI最低值位于试验区中部，高低趋势的空间分布与有机质的高值和低值点重合。（3）在Arc

7、GIS地统计分析模块的支持下，对土壤理化性质和养分元素进行空间模拟可得：研究区有机质总体分布趋势为南部偏高，从南向北方向含量逐渐降低，最高值出现在试验区南段的水田，最低值出现在试验区的中部和最北侧的旱地。铵态氮和硝态氮在研究区的最南端和最北端分别有一个最高值区和最低值区，而且研究区中部的含量值得过渡趋势也十分明显，从南向北依次为先减少后增加，剖面上表层含量值最高，在20cm以下深度的含量值都趋于稳定，而且数值大小相同；土壤全氮在整个实验区的数值变化幅度不大，土壤全氮含量整体偏低。土壤磷素含量偏高，全磷和速效磷的空间分布差异很大，速效磷分布为从南向北逐