孫梨萍，常慶瑞，趙業(yè)婷，張 昳

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

陜南丘陵區(qū)縣域農(nóng)田土壤養(yǎng)分的空間分布格局

孫梨萍，常慶瑞，趙業(yè)婷，張 昳

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

【目的】 研究陜西南部丘陵區(qū)土壤養(yǎng)分的空間分布情況，為區(qū)域精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。【方法】 2010-2011年，以陜西省鎮(zhèn)安縣為研究區(qū)，在19個(gè)鎮(zhèn)采集農(nóng)田0～20 cm 土層土樣2 283個(gè)，采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)并結(jié)合“GIS”技術(shù)，構(gòu)建不同土壤養(yǎng)分的最優(yōu)半方差模型，進(jìn)行普通Kriging插值分析，對(duì)該地區(qū)土壤養(yǎng)分的空間特征進(jìn)行評(píng)析。【結(jié)果】 鎮(zhèn)安縣農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷和速效鉀，均呈中等變異強(qiáng)度。在空間結(jié)構(gòu)上，土壤速效磷屬于弱的空間相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)、速效氮和全氮表現(xiàn)為中等強(qiáng)度的空間相關(guān)性，速效鉀具有強(qiáng)的空間相關(guān)性?？傮w來(lái)看，農(nóng)田土壤養(yǎng)分空間呈中間低、四周高的分布格局。農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)和全氮平均含量分別為18.27，1.09 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀平均含量分別為97.47，16.27，122.09 mg/kg。與20世紀(jì)80年代相比，2011年鎮(zhèn)安縣土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀的增幅分別為40.54%，17.20%，57.21%，125.97%和47.10%。鎮(zhèn)安縣土壤碳氮比平均為9.84，速效氮磷比平均為4.00?！窘Y(jié)論】 鎮(zhèn)安縣農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷含量處于中等水平，速效氮和速效鉀含量處于中等偏上水平。土壤碳氮比較全國(guó)農(nóng)田偏低，速效氮磷比整體上偏高，比例嚴(yán)重失調(diào)。因此，鎮(zhèn)安縣的農(nóng)田應(yīng)科學(xué)、合理施肥，以提高肥料利用率。

地統(tǒng)計(jì)學(xué)；土壤養(yǎng)分；空間變異；碳氮比；氮磷比

土壤養(yǎng)分是衡量土壤肥力質(zhì)量的一個(gè)綜合指標(biāo)[1]，了解其豐缺狀況、變異情況及空間分布格局，是精確施肥和養(yǎng)分分區(qū)管理的基礎(chǔ)[2-3]。開(kāi)展土壤養(yǎng)分研究可為深入平衡施肥提供有力借鑒，對(duì)提升經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益有重要意義[4]。目前一些專(zhuān)家學(xué)者運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)與GIS相結(jié)合的方法，在土壤養(yǎng)分空間變異方面已有大量研究報(bào)道。如唐群鋒等[5]對(duì)海南省定安縣土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷、速效鉀進(jìn)行了空間變異特征研究，為保養(yǎng)耕地和區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)；劉慧嶼等[6]研究了黑龍江省雙城市土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分的空間變異特征，對(duì)當(dāng)?shù)睾谕练柿宛B(yǎng)分管理具有重要的參考價(jià)值；史利江等[7]運(yùn)用GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，研究寧波市農(nóng)業(yè)示范區(qū)土壤養(yǎng)分的空間變異特征，得到了農(nóng)田土壤養(yǎng)分的空間變異規(guī)律，并證明了土壤養(yǎng)分存在一定的空間相關(guān)性。上述結(jié)果表明，GIS技術(shù)是研究土壤養(yǎng)分空間分布格局的有效手段。但由于不同地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和耕作習(xí)慣等存在差異，不同研究者對(duì)同一養(yǎng)分的空間變異特征研究結(jié)果存在很大分歧，目前尚無(wú)一致結(jié)論。因此，本研究以陜西省鎮(zhèn)安縣為例，在陜西省耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)項(xiàng)目的支持下，進(jìn)行高密度采樣，分析陜南丘陵土壤養(yǎng)分的空間變異及其分布特征，以期為提高當(dāng)?shù)氐耐寥鲤B(yǎng)分管理水平和生態(tài)效益提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

鎮(zhèn)安縣屬陜西商洛市轄區(qū)，地處陜西省東南部，秦嶺南麓。地理位置在東經(jīng)108°34′15″～109°37′12″，北緯33°07′37″～33°42′03″，縣境東西長(zhǎng)175.5 km，南北寬72.5 km，總面積3 487 km2，共轄19個(gè)鎮(zhèn)，6個(gè)社區(qū)，220個(gè)行政村。該縣屬秦嶺深山區(qū)，地勢(shì)呈西北高、東南低(圖1)。

地貌分為3個(gè)類(lèi)型區(qū)：1)河谷川塬區(qū)，海拔344～850 m；2)低山丘陵地貌，海拔850～1 200 m；3)中高山地貌，海拔1 200～2 600 m。境內(nèi)河流密布，大小河流有5 801條，所有河流均屬長(zhǎng)江流域漢江中游的支流。主要河流有旬河、乾佑河、達(dá)仁河、滑水河、池河五大水系，其中旬河屬于三級(jí)河。氣候?qū)俦眮啛釒蚺瘻貛н^(guò)渡地帶半濕潤(rùn)性氣候，年平均降水量804.4 mm，年平均日照時(shí)數(shù)1 947.4 h。農(nóng)田土壤可分為黃棕壤、石灰?guī)r土、棕壤、粗骨土、黃褐土、新積土和水稻土7個(gè)土類(lèi)。農(nóng)作物以小麥和玉米為主，另種植有少量水稻。

2 研究方法

2.1 土樣的采集與測(cè)定

按照《中國(guó)耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》(NY/T 1634-2008)的規(guī)范和要求，在2010年和2011年作物收獲后、施肥前，根據(jù)地形地貌、土壤性質(zhì)和管理水平等因素特點(diǎn)，遵循全面性、均衡性、客觀性和可比性等原則[8]，并以20世紀(jì)80年代第2次土壤普查時(shí)期的土壤樣點(diǎn)信息為參照，確定研究區(qū)采樣單元。在每一采樣單元的0～20 cm土層上，根據(jù)單元形狀和大小確定適當(dāng)?shù)牟键c(diǎn)方法，長(zhǎng)方形地塊采用“S”形法，近似正方形地塊采用“X”形法或棋盤(pán)形布點(diǎn)[9]。將采集的樣點(diǎn)土壤充分混勻后，用四分法留取1 kg土樣裝袋以備分析。本次共選取 2 283 個(gè)有效土樣(圖1)，遍及19個(gè)鎮(zhèn)，7個(gè)土種類(lèi)型。測(cè)定項(xiàng)目包括土壤有機(jī)質(zhì)、全氮及速效氮、磷、鉀含量等。其中有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用油浴加熱重鉻酸鉀容量法，全氮含量測(cè)定采用半微量凱氏定氮法，速效氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，速效磷含量測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀含量測(cè)定采用乙酸銨浸提-火焰光度法[10]。

2.2 數(shù)據(jù)分析

2.2.1 特異值處理 由于特異值的存在會(huì)造成變量連續(xù)表面的中斷，使得實(shí)驗(yàn)半方差函數(shù)發(fā)生畸變，甚至?xí)谏w變量固有的空間結(jié)構(gòu)特征，本研究采用域法識(shí)別特異值，結(jié)合鄰近點(diǎn)數(shù)據(jù)比較法，進(jìn)行異常值的剔除，最終保留有效土樣2 221個(gè)[11]。

2.2.2 正態(tài)分布性檢驗(yàn) 檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)分布是使用空間統(tǒng)計(jì)學(xué)克里格插值方法進(jìn)行土壤特性空間分析的前提。本研究通過(guò)SPSS 19.0軟件進(jìn)行正態(tài)分布性檢驗(yàn)和柯?tīng)柲缏宸?斯蜜諾夫檢驗(yàn)(K-S檢驗(yàn))，發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)安縣各養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集的分布均存在一定偏態(tài)效應(yīng)，通過(guò)Minitab 15軟件選取各自最優(yōu)正態(tài)擬合參數(shù)λ，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行變換處理[12]。

2.2.3 半方差函數(shù)及其模型選取標(biāo)準(zhǔn) 地統(tǒng)計(jì)學(xué)理論在眾多文獻(xiàn)中已有詳細(xì)的表述[13-15]。半方差函數(shù)是其最核心的工具之一，是進(jìn)行克里格空間插值的基礎(chǔ)，用于分析區(qū)域化變量的變異特征及結(jié)構(gòu)性狀[16-17]。本研究利用ArcGIS 9.3 構(gòu)建最優(yōu)半方差函數(shù)模型，采用的模型選取標(biāo)準(zhǔn)遵循以下原則：標(biāo)準(zhǔn)誤差平均值(ME)最接近0，均方根預(yù)測(cè)誤差(RMS)最小且與平均標(biāo)準(zhǔn)誤差(ASE)最接近，標(biāo)準(zhǔn)均方根預(yù)測(cè)誤差(RMSS)最接近于1[18]。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤養(yǎng)分的基本統(tǒng)計(jì)特征

由表1可知，2011年，鎮(zhèn)安縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為18.27 g/kg，全氮平均含量為1.09 g/kg，速效氮平均含量為97.47 mg/kg，速效磷平均含量為16.27 mg/kg，速效鉀平均含量為122.09 mg/kg，分別處于陜西省土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[19]的中等、中等、中等偏上、中等、中等偏上水平。從變異系數(shù)來(lái)看，5項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)均呈中等變異強(qiáng)度，其中以土壤速效磷的變異系數(shù)最大，為37.25%；土壤速效鉀次之，變異系數(shù)為32.18%，土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、全氮變異系數(shù)相對(duì)較小，分別為28.24%，26.45%和22.02%。與20世紀(jì)80年代陜西省第2次土壤普查時(shí)期的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)[20]相比，2011年鎮(zhèn)安縣土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量分別增加了40.54%，17.20%，57.21%，125.97%和47.10%；土壤碳氮比值由7.19增加至9.84，速效氮磷比值由8.69降低至4.00，這與鎮(zhèn)安縣農(nóng)民近年普遍增加化肥投入的情況相符；各養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均有不同程度的下降，說(shuō)明土壤各養(yǎng)分含量向區(qū)域均勻化方向發(fā)展。

3.2 土壤養(yǎng)分的空間變異特征

各土壤養(yǎng)分最優(yōu)半方差理論模型及其參數(shù)如表2所示。

由表2可知，鎮(zhèn)安縣土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效氮的最優(yōu)半方差模型分別為高斯模型、指數(shù)模型和高斯模型，塊金系數(shù)(C0/(C0+C))分別為0.66，0.72和0.71，按區(qū)域化變量空間相關(guān)性程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21]，均表現(xiàn)為中等的空間相關(guān)性，其空間變異由鎮(zhèn)安縣土壤的母質(zhì)、地形、氣候條件等結(jié)構(gòu)性因素和施肥條件、耕作制度等隨機(jī)性因素共同作用引起；土壤速效磷的最優(yōu)半方差模型為高斯模型，塊金系數(shù)為 0.81，表現(xiàn)為弱的空間相關(guān)性，其空間變異性主要受鎮(zhèn)安縣施肥不均和農(nóng)作物種植類(lèi)型等隨機(jī)性因素影響較大；鎮(zhèn)安縣土壤速效鉀的最優(yōu)半方差模型為球狀模型，塊金系數(shù)為0.24，表現(xiàn)為強(qiáng)的空間相關(guān)性，說(shuō)明土壤母質(zhì)、地形地貌、氣候等結(jié)構(gòu)性因素對(duì)速效鉀的空間分布起到了決定性作用，而隨機(jī)性因素影響較小[22-24]。

3.3 土壤養(yǎng)分的空間分布特征

將插值后的土壤養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)生成各土壤養(yǎng)分含量的空間分布圖，結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2-A可知，鎮(zhèn)安縣土壤有機(jī)質(zhì)含量空間上呈中間低、四周高、由中間向四周遞增的分布格局。有機(jī)質(zhì)含量 ≥17.5～<20.0 g/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的57.03%，呈片狀遍布于各鎮(zhèn)；有機(jī)質(zhì)含量 ≥15.0～<17.5 g/kg的區(qū)域占農(nóng)田面積的36.30%，集中分布在中部的永樂(lè)鎮(zhèn)、柴坪鎮(zhèn)和達(dá)仁鎮(zhèn)；有機(jī)質(zhì)含量≥20 g/kg的區(qū)域占農(nóng)田面積的6.05%，呈斑塊狀分布于木王鎮(zhèn)和西口回族鎮(zhèn)；有機(jī)質(zhì)含量<15 g/kg 的區(qū)域分布面積少，僅占農(nóng)田總面積的 0.62%，呈點(diǎn)綴狀鑲嵌分布于月河鎮(zhèn)北部和永樂(lè)鎮(zhèn)東部。

由圖2-B可知，鎮(zhèn)安縣全氮含量空間上呈中間低、四周高的分布格局。全氮含量≥1.0～<1.2 g/kg 的區(qū)域占農(nóng)田總面積的85.50%，呈片狀遍布于各鎮(zhèn)；全氮含量<1.0 g/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的10.53%，呈塊狀分布于永樂(lè)鎮(zhèn)、鐵廠鎮(zhèn)、廟溝鎮(zhèn)和米糧鎮(zhèn)；全氮含量≥1.2 g/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的3.97%，呈塊狀分布于回龍鎮(zhèn)、張家鎮(zhèn)和茅坪回族鎮(zhèn)。

由圖2-C可知，鎮(zhèn)安縣速效氮含量空間上呈東南高、中部低的分布格局。速效氮含量≥90～<100 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的56. 81%，呈片狀遍布于除茅坪回族鎮(zhèn)以外的各鎮(zhèn)；速效氮含量≥100 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的29.74%，呈塊狀分布于東川鎮(zhèn)、廟溝鎮(zhèn)、永樂(lè)鎮(zhèn)、云蓋寺鎮(zhèn)、柴坪鎮(zhèn)、達(dá)仁鎮(zhèn)、大坪鎮(zhèn)、西口回族鎮(zhèn)和茅坪回族鎮(zhèn)；速效氮含量<90 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的13.45%，呈塊狀分布于中部的永樂(lè)鎮(zhèn)、高峰鎮(zhèn)和青銅關(guān)鎮(zhèn)。

由圖2-D可知，鎮(zhèn)安縣速效磷含量空間上呈中間低、四周高的分布格局。速效磷含量≥15.0～<17.5 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的42.81%，呈片狀遍布于各鎮(zhèn)；速效磷含量≥17.5～<20.0 mg/kg 的區(qū)域占農(nóng)田總面積的37.02%，呈塊狀遍布于各鎮(zhèn)；速效磷含量≥20.0 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的12.07%，呈塊狀分布于永樂(lè)鎮(zhèn)、木王鎮(zhèn)、云蓋寺鎮(zhèn)和達(dá)仁鎮(zhèn)；速效磷含量<15.0 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的8.11%，主要分布于柴坪鎮(zhèn)和高峰鎮(zhèn)，在西口回族鎮(zhèn)和米糧鎮(zhèn)也有零星分布。

由圖2-E可知，速效鉀含量在鎮(zhèn)安全縣都較高，東南部含量最高，中部含量最低。速效鉀含量 ≥120～<130 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的 38.25%，呈片狀遍布于廟溝鎮(zhèn)、楊泗鎮(zhèn)、柴坪鎮(zhèn)、木王鎮(zhèn)、東川鎮(zhèn)、回龍鎮(zhèn)、永樂(lè)鎮(zhèn)、青銅關(guān)鎮(zhèn)和大坪鎮(zhèn)；速效鉀含量≥130 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田面積的比例為25.93%，呈塊狀分布于木王鎮(zhèn)、楊泗鎮(zhèn)、東川鎮(zhèn)、西口回族鎮(zhèn)和米糧鎮(zhèn)；速效鉀含量≥110～<120 mg/kg 的區(qū)域占農(nóng)田總面積的25.22%，呈四大斑塊狀，分別分布于云蓋寺鎮(zhèn)、達(dá)仁鎮(zhèn)、高峰鎮(zhèn)和鐵廠鎮(zhèn)；含量<110 mg/kg的區(qū)域占農(nóng)田總面積的 10.61%，集中分布在鐵廠鎮(zhèn)，永樂(lè)鎮(zhèn)和云蓋寺鎮(zhèn)也有零星分布。

從前面的分析可知，鎮(zhèn)安縣土壤養(yǎng)分含量的空間分布與地貌類(lèi)型的分布規(guī)律基本一致，整體上呈現(xiàn)中間低、四周高的分布格局。中部的河谷川塬區(qū)地形較為平坦，分布著新積土、黃褐土，顆粒粗細(xì)混雜，土壤母質(zhì)多為河水與洪水沖積物，加之降水相對(duì)較少、氣溫高、植被條件較差，這些條件使土壤養(yǎng)分累積少；四周的山區(qū)則由于常年處在濕潤(rùn)的環(huán)境條件下，自然植被好且有多年生的特點(diǎn)，常年氣溫低，降水量豐沛，土體淋溶作用強(qiáng)烈，土壤類(lèi)型大多為黃棕壤和棕壤，故而土壤養(yǎng)分含量相對(duì)較高。

3.4 土壤養(yǎng)分比值的變化特征

各種養(yǎng)分對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有著不同的作用，且在作物所需的各個(gè)養(yǎng)分之間總是保持著一定的比例關(guān)系。養(yǎng)分之間的比例恰當(dāng)，能較好地發(fā)揮每種養(yǎng)分的營(yíng)養(yǎng)功能，使作物產(chǎn)量高、品質(zhì)好；反之，土壤養(yǎng)分比例失調(diào)，則不能保證作物的正常發(fā)育。

本研究對(duì)鎮(zhèn)安縣土壤養(yǎng)分比值(碳氮比(C/N)，即土壤有機(jī)碳含量(0.58×土壤有機(jī)質(zhì)含量)與全氮含量的比值；速效氮磷比(N/P)，即土壤速效氮含量與速效磷含量的比值)的分布特征進(jìn)行了分析，結(jié)果(圖3、圖4和表1、表3)顯示，鎮(zhèn)安縣土壤碳氮比為6.58～13.66，平均值為9.84，較全國(guó)農(nóng)田碳氮比值(10)[25]偏低。鎮(zhèn)安縣速效氮磷比為1.92～6.97，平均值為4.00，與農(nóng)作物普遍適宜的速效氮磷比值(2～3)[26]存在較大差異，比例嚴(yán)重失調(diào)。

由圖3、圖4和表3可知，鎮(zhèn)安縣大部分區(qū)域土壤碳氮比主要集中在8～10，占農(nóng)田面積的比例為54.45%；土壤碳氮比偏低的區(qū)域分布在西口回族鎮(zhèn)、米糧鎮(zhèn)和永樂(lè)鎮(zhèn)；土壤碳氮比偏高的區(qū)域占農(nóng)田面積的比例為2.58%，主要分布在達(dá)仁鎮(zhèn)、廟溝鎮(zhèn)、青銅關(guān)鎮(zhèn)東部和米糧鎮(zhèn)西部。鎮(zhèn)安縣大部分區(qū)域土壤速效氮磷比為3～4，速效氮磷比失調(diào)(≥3)區(qū)域占農(nóng)田面積的比例達(dá)到97.02%；速效氮磷比適中區(qū)域主要位于達(dá)仁鎮(zhèn)中部、米糧鎮(zhèn)東南部和永樂(lè)鎮(zhèn)。因此，今后應(yīng)根據(jù)土壤中養(yǎng)分豐缺的情況，重視不同種類(lèi)化肥的配合施用，使土壤養(yǎng)分之間比例協(xié)調(diào)，做到科學(xué)施肥，提高肥效。

4 結(jié)論與建議

1)鎮(zhèn)安縣農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷含量處于中等水平，速效氮和速效鉀含量處于中等偏上水平。總體來(lái)看，有機(jī)質(zhì)、全氮和速效磷空間協(xié)同性強(qiáng)，均呈中間低、四周高的分布格局。速效氮、鉀間空間協(xié)同性強(qiáng)，均呈東南高、中部低的分布格局。土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀及全氮均屬中等強(qiáng)度的空間變異。

2)鎮(zhèn)安土壤速效磷的空間相關(guān)性弱，主要受人為性因素的影響；土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮和全氮呈中等空間相關(guān)性，其空間變異性主要由自然因素和人為因素共同造成；而土壤速效鉀呈強(qiáng)的空間相關(guān)性，主要受自然因素的影響。

3)鎮(zhèn)安縣土壤碳氮比的平均值為9.84，較全國(guó)農(nóng)田碳氮比值偏低。速效氮磷比的平均值為4.00，適宜的速效氮磷比值面積僅占農(nóng)田總面積的 2.98%。因此，對(duì)于失調(diào)區(qū)應(yīng)平衡有機(jī)肥與化肥施用量，控制磷肥投入，提高氮肥利用率，使土壤氮磷平衡。這樣既可以全面補(bǔ)充養(yǎng)分元素，又可以改善土壤結(jié)構(gòu)，從而提高土壤保肥和供肥能力。另外，可建立合理的輪作套種制度，以進(jìn)一步提高土壤氮磷鉀平衡施肥水平，保證作物的良好生長(zhǎng)量，提升鎮(zhèn)安縣的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

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Spatial distribution of soil nutrients in hilly region of Southern Shaanxi

SUN Li-ping,CHANG Qing-rui,ZHAO Ye-ting,ZHANG Yi

(CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China)

【Objective】 The study explored the spatial variability of soil nutrients in farmlands in hilly region of Southern Shaanxi to provide scientific guidance for development of precision agriculture. 【Method】 This paper took Zhen’an County in Southern Shaanxi as the study area and collected 2 283 soil samples from 0-20 cm top soil of farmlands in 19 towns during 2010-2011.Combination of geostatistics with geographical information system (GIS) was applied to construct best semi-variance models and conduct ordinary Kriging interpolation analysis for spatial analysis of soil nutrients in this region.【Result】 The spatial variability of soil organic matter (SOM),total nitrogen (TN),available nitrogen (AN),available phosphorus (AP) and available potassium (AK) in farmlands of Zhen’an County was moderate.AP had weak spatial correlation,SOM,AN and TN had moderate spatial correlation,while AK had strong spatial correlation.Spatially,soil nutrients were lower in central while higher in surrounding.Average contents of SOM,TN,AN,AP,and AK were 18.27,1.09 g/kg,97.47,16.27,and 122.09 mg/kg,respectively.They increased by 40.54%,17.20%,57.21%,125.97%,and 47.10% from 1980s to 2011.The mean ratio of C to N was 9.84 and that of N to P was 4.00.【Conclusion】 The contents of SOM,TN and AK were in moderate level,while AN and AK were higher than middle level.The mean ratio of soil nutrients was imbalance.Therefore,it is necessary to guide farmers to fertilize rationally and improve fertilizer utilization.

geostatistics;soil nutrient;spatial variability;C/N;N/P

2013-11-13

國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目(2013AA102401)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金課題(20120204110013)

孫梨萍(1989-),女,吉林四平人,在讀碩士,主要從事遙感與“GIS”應(yīng)用研究。E-mail:sunliping198949@126.com

常慶瑞(1959-),男,陜西子洲人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事土地資源與空間信息技術(shù)研究。 E-mail:changqr@nwsuaf.edu.cn

時(shí)間:2015-01-19 09:19

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.03.015

S153.6

A

1671-9387(2015)03-0162-07

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