基于多源数据的县域冬小麦氮肥调控管理分区.pdf

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1、第28卷第17期农业工程学报2012年9月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、，01．28No．17Sep．201295基于多源数据的县域冬小麦氮肥调控管理分区王备战1，王来刚2温暖3，任瑞萍4，郑涛5，杨武德1※(1．山西农业大学农学院，太谷0308011；2．河南省农业科学院农业经济与信息研究中心，郑州450008；3．河南农业大学经济与管理学院，郑州450002；4．河南省科学技术干部学校，郑州450008；5．安阳县农业局，安阳455000)摘要：为便于对县域尺度冬小麦进行精确氮

2、肥调控，该文以安阳县冬小麦种植区为研究对象，在3s技术的支持下，利用定性和定量相结合的分析方法，分别对影响冬小麦氮肥调控的重要因子，如地形、土壤类型、土壤养分和光谱信息等多源数据，进行聚类和综合叠加分析，以确定最终的县域氮肥调控管理分区。基于土壤养分和产量的管理分区划分结果评价表明，各级分区土壤养分和产量的变异系数均有所减低，其中三级分区的21个子区为最终分区结果，其管理分区之间的土壤理化性质差异显著，有机质、碱解氮和产量变异系数均值分别降低70％、53％、66％。基于光谱数据的管理分区划分结果评价表明，不同分区内归一化植被指数(NDⅥ)的集中程度明显提高。分区结

3、果可以作为冬小麦氮肥调控的决策单元，为精确农业管理提供有效途径。关键词：氮肥，调控，数据，管理分区，县域，冬小麦doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．17．014中图分类号：S126文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一17—0095—07王备战，王来刚，温暖，等．基于多源数据的县域冬小麦氮肥调控管理分区[J]．农业工程学报，2012，28(17)：95—101．WangBeizhan，WangLaigang，WenNuan，eta1．Managementzoningforwinterwheatnitrogenreg

4、ulationatcountylevelbasedonmultisourcedata[J】．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(17)：95--101．(inChinesewithEnglishabstract)0引言利用管理分区技术对作物进行氮肥调控是精准农业研究的一个热点，它的应用能有效保证作物产量和品质，提高氮肥利用效率，减少地下水污染【l。2l。许多学者已经证实，科学合理的管理分区可以指导用户以管理分区为单元，进行土壤

5、和作物农学参数采样，并根据不同单元间的空间变异性，实施变量投入、精准管理决策【3巧J。管理分区划分的依据是限制作物产量的各种因子的空间变异性【6J，土壤、地形因子、管理措施等都被认为是定义管理分区的合乎逻辑基础变量，这些因子将直接影响作物氮肥调控的措施与方案。许多学者采用上述一种或几种因素变异性在田块尺度范围进行了精确农业管理分区的划分研收稿日期：2011-12—29修订日期：2012．06．20基金项目：河南省重点科技攻关项目(092102110042)；山西省科技攻关项目(20110311038)作者简介：王备战(1969一)，男，河南开封人，博士生，主要从事

6、作物生态和农业信息技术研究。太谷山西农业大学农学院，030801。Email：wangbeizhan2007@163．tom※通信作者：杨武德(1960一)，男，山西河津人，教授，博士生导师，主要从事作物生态和农业信息技术研究。太谷山西农业大学农学院，030801。Email：sxauywd@126．tom究。国内外相关的研究报道中，基于土壤养分测定及产量数据进行管理分区的划分比较多。Koch等【7J研究表明，利用基于可变目标产量的管理分区技术实施精准农业变量氮肥管理可以获得更大的经济利润。白由路等瞵J进行了基于GIS的土壤养分分区管理模型研究。利用土壤养分或产量

7、数据划分管理分区一直作为一种比较有效的手段，但对县级尺度来说，数据获取成本较高，而且在进行空间插值过程中也会产生误差。另外，地形[9】、土壤类型10】等因素对作物氮肥调控措施影响较大。作物的长势情况与土壤质地、土壤养分和最终产量之间的有着密切的关系，遥感可以大范围、快速地动态监测地块内作物长势、植株营养状况并进行产量预测[11-13]，为根据地块内土壤或作物长势的空间变异性划分作物氮肥调控管理分区提供了有效途径。国内已有学者利用遥感影像进行管理区的划分，认为当缺乏土壤养分数据时，利用遥感影像也可进行管理分区的划分[141。在研究方法，聚类分析能有效地将具有相似作物

8、产量、地形