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本文收集整理山东寿光市第二次土壤普查、测土配方施肥资料和有关试验数据,按平面随机取样与分层抽样相结合的原则,在全市进行土壤取样与田间调查,通过GIS与地统计学相结合的方法,分析寿光市土壤养分的时空变化、种植结构调整对土壤养分的影响、粮田和保护地两种种植体系下土壤养分的积累。在调查分析的基础上,开发了基于GIS的土壤养分资源管理信息系统。研究结果分述如下:
(1)依据全国第二次土壤普查土壤养分含量分级标准和2005-2006年采样数据分析结果,寿光全市耕层土壤养分总体含量丰富。耕层土壤养分南北地域差别明显,南部高北部低。保护地土壤养分显著高于大田土壤。从土壤养分的变异状况看,有效磷是耕层土壤中变异系数最大的土壤养分,除pH外,其它养分表现为中等程度变异。保护地土壤酸化、碳氮含量不平衡现象严重。
(2)25年来寿光市土壤养分含量总体上是上升的,有机质、全氮、水解氮、有效磷、速效钾的含量普遍增加,增幅大小排列为:有效磷>速效钾>水解氮>全氮>有机质。土壤碳氮比变化明显,呈带状分布。北部大田土壤普遍升高,南部保护地土壤普遍降低。保护地和粮田种植体系中,土壤碳氮比的变化均与全氮含量的变化值呈极显著的负相关,而与有机质含量的变化呈正相关,其中保护地体系为显著水平,粮田体系均达到极显著水平。
(3)寿光市种植结构调整加大了土壤养分的变异。寿光市种植业结构调整,粮食面积减少,蔬菜面积迅速增加,导致土壤养分变异加大。20年来,寿光市粮田种植体系土壤有机质含量总体增加,全氮含量增幅不大,有效磷含量平均降低,速效钾含量整体降低。粮改菜类型农地有机质含量总体增加,全氮含量增加较大,有效磷含量大幅度增加,速效钾含量总体上升。
(4)与第二次土壤普查的数据对比,不论粮田还是保护地,土壤养分均有不同程度的积累,保护地土壤养分的积累量大于粮田土壤。保护地土壤养分以0-30cm积累为主,形成表层的养分富集层,随着土层深度的增加,保护地土壤养分的积累量逐渐减少。粮田土壤碳氮比随土层深度的增加呈升高的态势,保护地土壤碳氮比随土层深度增加而下降。
(5)根据寿光市土壤养分资源管理的需要,开发出基于GIS的寿光市土壤养分资源管理信息系统。实现对土壤数据资料的储存、管理和分析,可根据土壤养分的时空变化特征,结合不同作物区域养分管理技术体系,进行养分资源管理。