【摘要】：土壤鹽漬化是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素,長期以來備受各國關(guān)注。我國是世界上土壤鹽漬化嚴(yán)重的國家之一,環(huán)渤海低平原區(qū)是我國典型的濱海鹽漬化地區(qū),也是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。然而,鹽漬化農(nóng)田環(huán)境和基礎(chǔ)條件差、土壤屬性空間變異大,增加了農(nóng)田土壤管理的難度,限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,盲目的灌溉施肥也造成資源的浪費(fèi)和生態(tài)環(huán)境的污染。因而,科學(xué)分析掌握鹽漬化農(nóng)田土壤水肥鹽空間變異特征,并采取分區(qū)管控措施,是緩解投入與產(chǎn)出、農(nóng)業(yè)與環(huán)境矛盾,提升鹽漬化農(nóng)田生產(chǎn)力和農(nóng)業(yè)節(jié)本增效的重要途徑。本文以無棣縣鹽漬化農(nóng)田為例,通過野外調(diào)查速測(cè)和采樣化驗(yàn)分析獲取土壤水肥鹽數(shù)據(jù),在GIS和SPSS、MATLAB等軟件支持下,運(yùn)用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析縣域農(nóng)田土壤水肥鹽空間變異特征,采用模糊均值聚類法劃分農(nóng)田管理分區(qū),并基于分區(qū)結(jié)果,結(jié)合水鹽統(tǒng)籌調(diào)控模型、養(yǎng)分平衡調(diào)控模型,探討水肥鹽分區(qū)管控方案。主要研究結(jié)果如下:(1)在SPSS20.0支持下,運(yùn)用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究土壤養(yǎng)分和鹽堿的描述性統(tǒng)計(jì)特征,發(fā)現(xiàn)無棣縣農(nóng)田土壤含鹽量和pH值較高,土壤鹽漬化程度總體達(dá)到中度偏重水平,土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀和含鹽量的變異系數(shù)在25%~91.6%之間,都具有中等變異性,需要進(jìn)行管理分區(qū)劃分及分區(qū)調(diào)控。(2)基于ArcGIS 10.2平臺(tái),運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)方法,通過空間趨勢(shì)分析和交叉驗(yàn)證確定了土壤養(yǎng)分和鹽堿的最優(yōu)半方差變異函數(shù)模型,運(yùn)用克里格插值分析土壤養(yǎng)分和鹽堿空間分布特征,并根據(jù)半變異函數(shù)模型及其參數(shù)分析其空間結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明,2016年5月無棣縣土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷具有中等空間變異性,速效鉀、含鹽量、pH具有強(qiáng)空間變異性;2016年9月土壤有機(jī)質(zhì)、pH具有弱空間變異性,速效氮、有效磷、速效鉀具有中等空間變異性,土壤含鹽量具有強(qiáng)空間變異性。(3)基于模糊c-均值聚類法(FCM),在MATLAB R2016a中計(jì)算各個(gè)樣點(diǎn)的隸屬度,在MAPGIS 67中根據(jù)最大隸屬度原則進(jìn)行分區(qū),將2016年5月和9月的全縣農(nóng)田分別劃分為3個(gè)和4個(gè)管理分區(qū)。根據(jù)各樣點(diǎn)的土壤屬性值和隸屬度矩陣,在ArcGIS10.2中采用地統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行插值分析,并通過描述性統(tǒng)計(jì)分析和最小極差法(LSR)進(jìn)行管理分區(qū)檢驗(yàn)和精度校驗(yàn)。結(jié)果表明,2016年5月各分區(qū)內(nèi)部的土壤養(yǎng)分變異系數(shù)由25%~52.3%減小為14.7%~51.5%,2016年9月各分區(qū)內(nèi)部的土壤養(yǎng)分變異系數(shù)由25.3%~91.6%減小為12.2%~77.6%;LSR檢驗(yàn)結(jié)果顯示,各分區(qū)間具有顯著性差異。說明無棣縣農(nóng)田分區(qū)后各分區(qū)內(nèi)部的空間變異性減小,且分區(qū)間差異性明顯,分區(qū)結(jié)果可以作為農(nóng)田水肥鹽分區(qū)調(diào)控的統(tǒng)一作業(yè)單元。(4)通過構(gòu)建水分、鹽分調(diào)控模型確定農(nóng)田地塊灌溉量,生成水鹽統(tǒng)籌調(diào)控處方圖,并根據(jù)水鹽閾值模型確定灌溉的起止時(shí)間。結(jié)合無棣縣農(nóng)田土壤水分、鹽分和pH的空間分布特征,提出了“水鹽同調(diào)、因需供水、適量多次”的灌溉方案和“劑肥協(xié)同調(diào)理”的抑鹽降堿方案�；陴B(yǎng)分平衡理論,運(yùn)用養(yǎng)分平衡調(diào)控模型測(cè)算各管理分區(qū)及各采樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分調(diào)補(bǔ)量,并繪制了養(yǎng)分變量調(diào)控處方圖。結(jié)果顯示,各管理分區(qū)的P素養(yǎng)分需補(bǔ)量最大,且各分區(qū)的差異性較大,N素養(yǎng)分的需補(bǔ)量居中,K素養(yǎng)分的需補(bǔ)量最小。據(jù)此提出了“‘穩(wěn)氮、增磷、酌情補(bǔ)鉀’+‘速緩結(jié)合’”的養(yǎng)分調(diào)控方案。本文以無棣縣為例,分析濱海鹽漬化農(nóng)田土壤水肥鹽的描述性統(tǒng)計(jì)特征和空間變異規(guī)律,確定了農(nóng)田管理分區(qū),提出了土壤水肥鹽分區(qū)管控方案。研究結(jié)果可為無棣縣分區(qū)管控農(nóng)田土壤,提高鹽漬化農(nóng)田生產(chǎn)力和農(nóng)業(yè)節(jié)本增效提供參考。
【圖文】：

濱海鹽漬化農(nóng)田水肥鹽空間變異特征及其分區(qū)管控研究分法取其 1kg 左右裝袋密封，，帶回實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)。采樣時(shí)保證一個(gè)網(wǎng)格內(nèi)只出現(xiàn)一個(gè)采樣點(diǎn)，相鄰采樣點(diǎn)間距大于 1.5 km，使采取的土樣能夠很好地代表所在地塊的土壤狀況，并對(duì)相鄰地塊土壤的影響降到最小。土樣經(jīng)自然風(fēng)干、研磨、過篩，根據(jù)《土壤農(nóng)化分析》（鮑士旦，2000）方法測(cè)定有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀、含鹽量和 pH 等。有機(jī)質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀氧化—容量法，速解氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用 0.5 mol·L-1NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法，速效鉀采用 1 mol·L-1NH4AC 浸提—火焰光度計(jì)法，含鹽量用烘干稱重法，pH 采用酸度計(jì)法（水土比為 5:1）測(cè)定。

函數(shù) Z(x)具有二階平穩(wěn)性，半方差變異函數(shù) Z(x， 有關(guān)，且對(duì)任意 h 取值滿足E [ Z(x h)] E[Z(x)]。2)()] Zx h為： )12[()()]hiiZxZxh本間距，N(h) 是全部樣本中間距為 h 的所有成對(duì)個(gè)特定 的取值對(duì)應(yīng)一組或多組間距為 h 的樣本為圖 3-1。半方差變異函數(shù) 的取值隨著距離的加，兩事物間相似性減小，半變異值增大。
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S156.4

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊之江;陳效民;景峰;郭碧林;林高哲;;基于GIS和地統(tǒng)計(jì)學(xué)的稻田土壤養(yǎng)分與重金屬空間變異[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2018年06期

2 周浩;雷國平;楊雪昕;馬慶;金平;;基于AgentLA模型的農(nóng)田精準(zhǔn)灌溉管理分區(qū)研究[J];水土保持學(xué)報(bào);2018年01期

3 張志堅(jiān);劉苑秋;吳春生;李曉東;劉亮英;李應(yīng)文;;基于地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS的江西省森林土壤養(yǎng)分空間分布特征[J];水土保持研究;2018年01期

4 付騰飛;張穎;高金尉;陳廣泉;劉文全;蘇喬;;黃河三角洲土壤鹽分時(shí)空變異特征研究[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年10期

5 吳蒙;;基于農(nóng)田灌溉系統(tǒng)水能關(guān)系的農(nóng)業(yè)節(jié)水管理分區(qū)研究——以上海為例[J];灌溉排水學(xué)報(bào);2018年02期

6 江葉楓;鐘珊;李婕;王瀾珂;郭熙;;近30年余干縣耕地土壤碳氮比時(shí)空變異特征及其影響因素[J];環(huán)境科學(xué);2018年03期

7 劉遷遷;蘇里坦;劉廣明;沙吾蘭·哈斯木;張音;;伊犁察南灌區(qū)土壤鹽分時(shí)空變異特征與運(yùn)移機(jī)理研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2017年12期

8 代子俊;趙霞;李德成;劉峰;石平超;龐龍輝;;近30年湟水流域土壤全氮時(shí)空變異及影響因素[J];土壤學(xué)報(bào);2018年02期

9 李海強(qiáng);郭成久;蔡楚雄;李勇;;水土保持措施對(duì)坡耕地土壤養(yǎng)分時(shí)空變異影響[J];土壤通報(bào);2017年03期

10 喬江飛;賴寧;耿慶龍;李亞莉;李源;楊昊;陳署晃;;不同滴灌年限小麥土壤養(yǎng)分積累時(shí)空變異特征[J];新疆農(nóng)業(yè)科學(xué);2017年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李洪波;植物響應(yīng)養(yǎng)分空間異質(zhì)性分布的動(dòng)態(tài)過程及調(diào)控根系獲取養(yǎng)分的策略研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

2 陳彥;綠洲農(nóng)田土壤養(yǎng)分時(shí)空變異及精確分區(qū)管理研究[D];石河子大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 鞏騰飛;鹽堿地植被覆蓋度與土壤鹽分含量時(shí)空耦合關(guān)系研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 郭蕾;基于GIS棉田土壤氮素空間變異特性及施肥管理研究[D];石河子大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2618273