華北小麥玉米輪作區(qū)土壤養(yǎng)分變異規(guī)律與精準施肥分區(qū)
發(fā)布時間:2021-04-14 17:38
華北小麥玉米輪作區(qū)是我國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)之一,實施精準農(nóng)業(yè),更好地管理土壤養(yǎng)分,提高肥料的利用率,減少肥料對環(huán)境的污染,是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵保障。本文選取華北小麥玉米輪作區(qū)的河北省、河南省和山東省的27個地市、185個縣(市、區(qū))為研究區(qū),利用GS+軟件的地統(tǒng)計學分析法、ArcGIS的克里格插值等方法,研究了土壤pH、有機質、全氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有效硫、有效鋅、有效硼、有效銅、有效鐵、有效鉬和有效錳在空間和時間上的變異規(guī)律。利用SPSS軟件的ANOVA單因素分析法研究了氣候因素、海拔因素、土壤因素和人為因素4大類影響因素,積溫、降水、高程、土壤類型、表層質地、灌排條件、施肥水平和產(chǎn)量水平細化的8小類因素對土壤養(yǎng)分變異性規(guī)律的影響。利用Python語言編寫代碼構建隨機森林回歸模型,判斷各因素對全氮、有效磷、速效鉀及氮磷鉀總和的影響程度。利用MODIS遙感影像的NDVI數(shù)據(jù),得到小麥和玉米的長勢狀況,分析研究區(qū)小麥和玉米的長勢變異與土壤主要養(yǎng)分的關系,并利用點位數(shù)據(jù)中的產(chǎn)量水平,分析判斷小麥玉米產(chǎn)量與土壤主要養(yǎng)分之間的關系。利用層次分析法通過有機質、大量元素和中微量元素三大...
【文章來源】:山東農(nóng)業(yè)大學山東省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
研究區(qū)位置Fig.2Locationofresearcharea
H、有機質及各個養(yǎng)分之間的相關系數(shù)如圖 3,可以很明顯的看銅和有效鋅、有效鉬和有效硼、有效錳和有效鐵的相關性呈現(xiàn)2001;亢寧,2017;吳云霞等,2018),相關系數(shù)分別為 0.55、壤 pH 和有效鐵、有效錳呈現(xiàn)負相關關系(郭軍玲等,2010)-0.21。土壤 pH 越低,土壤中鐵、錳化合物會變?yōu)榭扇苄缘,有分各等級點位的占比柱狀圖見圖 4,由圖可以明顯看出,pH 的第二等級,大部分屬于弱堿性和中性。有機質和有效鐵的點位主級,全氮、緩效鉀、有效硫、有效硼、和有效錳的點位主要分有效磷和速效鉀的點位分布較為均勻,有效鋅的點位主要分布在效銅的點位主要分布在第一、三、四等級,有效鉬的點位主要分。有機質、全氮的各等級含量分布較為集中,且含量較豐富。級含量分布較為平均。由圖 4 還可以看出,土壤養(yǎng)分的分布均進行正態(tài)變換,才能進行下一步地統(tǒng)計學的相關探討。
圖 4 土壤養(yǎng)分各等級點位占比分析(A)pH;(B)有機質;(C)全氮;(D)有效磷;(E)速效鉀;(F)緩效鉀;(G)有效硫;(H)有效鋅;(I)有效硼;(J)有效銅;(K)有效鐵;(L)有效鉬;(M)有效錳。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 土壤養(yǎng)分的空間變異特征經(jīng)過對數(shù)變換,使得數(shù)據(jù)消除了比例效應(王政權,1999)。為了大致了解各土壤養(yǎng)分的空間變異結構特征,假設前提為各向同性的條件下,將數(shù)據(jù)導入 GS+軟件進行半方差擬合,并選取最優(yōu)模型。因此本文從宏觀的角度展示的各養(yǎng)分的空間變異特征,是各個方向上的平均效果。從表 7 可以看出,pH 的最佳理論模型為高斯模型,有機質、全氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有效硫、有效鋅、有效銅、有效鐵、有效錳最佳理論模型均為指數(shù)模型,
【參考文獻】:
期刊論文
[1]以精準農(nóng)業(yè)驅動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加速現(xiàn)代農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉型[J]. 劉海啟. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2019(01)
[2]基于空間異質性的水源地精準補償研究[J]. 張濤,楊高升,張曉婧. 資源開發(fā)與市場. 2019(02)
[3]基于改進層次分析法的四川省生態(tài)承載力評價[J]. 楊謙,刑立文,趙璐. 資源開發(fā)與市場. 2019(02)
[4]干旱區(qū)綠洲鹽漬土粒徑分布單重分形和多重分形特征[J]. 張桉赫,丁建麗,王敬哲,穆艾塔爾·賽地,李艷菊. 干旱區(qū)研究. 2019(02)
[5]潮白河中游沖積平原土壤養(yǎng)分空間變異特征及其影響因素[J]. 張競,苗晉杰,裴艷東,劉宏偉,白耀楠,杜東,郭旭. 土壤通報. 2018(06)
[6]冀西北農(nóng)牧交錯帶表層土壤營養(yǎng)元素特征研究——以河北省康保縣為例[J]. 吳云霞,蔡奎,呂鳳軍,楊斌,雷玉平,周智勇,李曉敏. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2019(01)
[7]泰和縣耕地土壤養(yǎng)分空間分布及影響因素[J]. 趙越,羅志軍,廖牧鑫,曹麗萍,趙杰,冉鳳維. 水土保持學報. 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]南方丘陵區(qū)耕地土壤養(yǎng)分空間特征及其影響因素[J]. 趙越,羅志軍,趙杰,江春燕,曹麗萍. 浙江農(nóng)業(yè)學報. 2018(06)
[10]東北地區(qū)主要土壤類型及其肥力指標與氣象因子的相關性[J]. 范作偉,彭暢,金榮德,吳海燕. 玉米科學. 2018(03)
博士論文
[1]耕作方式與秸稈還田對黃淮潮土性質及小麥玉米生長的調(diào)控效應[D]. 穆心愿.河南農(nóng)業(yè)大學 2016
[2]基于GIS的土壤氮素分區(qū)管理與施肥模型建立研究[D]. 張澤.石河子大學 2015
[3]黃土高原小流域土壤有機碳、氮時空變異與動態(tài)模擬研究[D]. 李明明.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[4]黃土高原地區(qū)土壤養(yǎng)分的空間分布及其影響因素[D]. 劉志鵬.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[5]基于GIS和地統(tǒng)計學方法的土壤養(yǎng)分空間變異及應用研究[D]. 于婧.華中農(nóng)業(yè)大學 2007
[6]基于地統(tǒng)計學的江蘇省環(huán)太湖地區(qū)土壤肥力質量演變特征研究[D]. 徐茂.南京農(nóng)業(yè)大學 2006
碩士論文
[1]濱海鹽漬化農(nóng)田水肥鹽空間變異特征及其分區(qū)管控研究[D]. 朱昌達.山東農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]山東省耕地土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)庫建立及其分異特征分析[D]. 亢寧.山東農(nóng)業(yè)大學 2017
[3]城鄉(xiāng)交錯帶土壤磷素空間分布及其影響因素[D]. 欒明明.四川農(nóng)業(yè)大學 2015
[4]基于GIS的高精度氮素分區(qū)施肥處方圖建立研究[D]. 左佳.石河子大學 2014
本文編號:3137735
【文章來源】:山東農(nóng)業(yè)大學山東省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
研究區(qū)位置Fig.2Locationofresearcharea
H、有機質及各個養(yǎng)分之間的相關系數(shù)如圖 3,可以很明顯的看銅和有效鋅、有效鉬和有效硼、有效錳和有效鐵的相關性呈現(xiàn)2001;亢寧,2017;吳云霞等,2018),相關系數(shù)分別為 0.55、壤 pH 和有效鐵、有效錳呈現(xiàn)負相關關系(郭軍玲等,2010)-0.21。土壤 pH 越低,土壤中鐵、錳化合物會變?yōu)榭扇苄缘,有分各等級點位的占比柱狀圖見圖 4,由圖可以明顯看出,pH 的第二等級,大部分屬于弱堿性和中性。有機質和有效鐵的點位主級,全氮、緩效鉀、有效硫、有效硼、和有效錳的點位主要分有效磷和速效鉀的點位分布較為均勻,有效鋅的點位主要分布在效銅的點位主要分布在第一、三、四等級,有效鉬的點位主要分。有機質、全氮的各等級含量分布較為集中,且含量較豐富。級含量分布較為平均。由圖 4 還可以看出,土壤養(yǎng)分的分布均進行正態(tài)變換,才能進行下一步地統(tǒng)計學的相關探討。
圖 4 土壤養(yǎng)分各等級點位占比分析(A)pH;(B)有機質;(C)全氮;(D)有效磷;(E)速效鉀;(F)緩效鉀;(G)有效硫;(H)有效鋅;(I)有效硼;(J)有效銅;(K)有效鐵;(L)有效鉬;(M)有效錳。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 土壤養(yǎng)分的空間變異特征經(jīng)過對數(shù)變換,使得數(shù)據(jù)消除了比例效應(王政權,1999)。為了大致了解各土壤養(yǎng)分的空間變異結構特征,假設前提為各向同性的條件下,將數(shù)據(jù)導入 GS+軟件進行半方差擬合,并選取最優(yōu)模型。因此本文從宏觀的角度展示的各養(yǎng)分的空間變異特征,是各個方向上的平均效果。從表 7 可以看出,pH 的最佳理論模型為高斯模型,有機質、全氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀、有效硫、有效鋅、有效銅、有效鐵、有效錳最佳理論模型均為指數(shù)模型,
【參考文獻】:
期刊論文
[1]以精準農(nóng)業(yè)驅動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化加速現(xiàn)代農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉型[J]. 劉海啟. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃. 2019(01)
[2]基于空間異質性的水源地精準補償研究[J]. 張濤,楊高升,張曉婧. 資源開發(fā)與市場. 2019(02)
[3]基于改進層次分析法的四川省生態(tài)承載力評價[J]. 楊謙,刑立文,趙璐. 資源開發(fā)與市場. 2019(02)
[4]干旱區(qū)綠洲鹽漬土粒徑分布單重分形和多重分形特征[J]. 張桉赫,丁建麗,王敬哲,穆艾塔爾·賽地,李艷菊. 干旱區(qū)研究. 2019(02)
[5]潮白河中游沖積平原土壤養(yǎng)分空間變異特征及其影響因素[J]. 張競,苗晉杰,裴艷東,劉宏偉,白耀楠,杜東,郭旭. 土壤通報. 2018(06)
[6]冀西北農(nóng)牧交錯帶表層土壤營養(yǎng)元素特征研究——以河北省康保縣為例[J]. 吳云霞,蔡奎,呂鳳軍,楊斌,雷玉平,周智勇,李曉敏. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2019(01)
[7]泰和縣耕地土壤養(yǎng)分空間分布及影響因素[J]. 趙越,羅志軍,廖牧鑫,曹麗萍,趙杰,冉鳳維. 水土保持學報. 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]南方丘陵區(qū)耕地土壤養(yǎng)分空間特征及其影響因素[J]. 趙越,羅志軍,趙杰,江春燕,曹麗萍. 浙江農(nóng)業(yè)學報. 2018(06)
[10]東北地區(qū)主要土壤類型及其肥力指標與氣象因子的相關性[J]. 范作偉,彭暢,金榮德,吳海燕. 玉米科學. 2018(03)
博士論文
[1]耕作方式與秸稈還田對黃淮潮土性質及小麥玉米生長的調(diào)控效應[D]. 穆心愿.河南農(nóng)業(yè)大學 2016
[2]基于GIS的土壤氮素分區(qū)管理與施肥模型建立研究[D]. 張澤.石河子大學 2015
[3]黃土高原小流域土壤有機碳、氮時空變異與動態(tài)模擬研究[D]. 李明明.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[4]黃土高原地區(qū)土壤養(yǎng)分的空間分布及其影響因素[D]. 劉志鵬.中國科學院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[5]基于GIS和地統(tǒng)計學方法的土壤養(yǎng)分空間變異及應用研究[D]. 于婧.華中農(nóng)業(yè)大學 2007
[6]基于地統(tǒng)計學的江蘇省環(huán)太湖地區(qū)土壤肥力質量演變特征研究[D]. 徐茂.南京農(nóng)業(yè)大學 2006
碩士論文
[1]濱海鹽漬化農(nóng)田水肥鹽空間變異特征及其分區(qū)管控研究[D]. 朱昌達.山東農(nóng)業(yè)大學 2018
[2]山東省耕地土壤養(yǎng)分數(shù)據(jù)庫建立及其分異特征分析[D]. 亢寧.山東農(nóng)業(yè)大學 2017
[3]城鄉(xiāng)交錯帶土壤磷素空間分布及其影響因素[D]. 欒明明.四川農(nóng)業(yè)大學 2015
[4]基于GIS的高精度氮素分區(qū)施肥處方圖建立研究[D]. 左佳.石河子大學 2014
本文編號:3137735
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