中国是世界上较大的农业国家,21世纪以来,化肥和农药在对我国农业生产带来积极作用的同时,也给生态环境和人类发展带来了不利影响,近年来,精准农业在全国快速发展,其目的就是减少传统农业带来的负面影响。精准施肥是精准农业领域的一个主要应用方面。本文在利用GIS和地统计学开展耕地养分空间变异的相关探索、是精准农业开展的必然基础和前提。同时为精准农业的实施提供科学的依据。本文的研究地块域位于石河子市石总场六分场二连的一块棉花地,利用GPS定位,通过20m×20m的网格取样,研究了土壤养分碱解氮、速效钾、速效磷、全氮、有机质,的空变异规律和空间分布特征。结果显示:（1）几种土壤养分含量均值来看,含量最高速效钾,为309.2778mg/kg。含量最低的全氮,为0.8267g/kg。其余土壤养分含量分别为速效磷19.4917kg、碱解氮70.6972mg/kg、有机质11.7178g/kg。速效钾处于较高范围,速效磷处在适宜范围,全氮、碱解氮和有机质处于偏低范围。几种土壤养分含量变异系数最大的为全氮,为44%。随后依次为有机质>碱解氮>速效磷>速效钾,其中速效钾的变异系数最小为9%,属于弱变异,其余土壤养分含量均属于中等变异。所有测试数据均符合正态分布。（2）几种土壤养分在20m间隔采样前提之下均存在一定的空间相关性。变程最大的是速效磷,为91.91m,变程最小的为全氮,为39.10m。其余指标变程之间的大小顺序为:碱解氮>速效钾>有机质。几种土壤养分变程均大于20m,空间自相关间距均大于采样点之间的距离,说明本研究的采样尺度是在本研究20m“网格法”在合理的范围之内的。几种土壤养分中,速效磷25%<C₀/（C₀+C）<75%,表现为中等空间相关性,速效钾、有机质、全氮的C₀/（C₀+C）>75%,表现为弱空间相关性。（3）选择最优的理论模型和克里格法进行空间插值,得到土壤各养分的空间分布图,结果显示:研究区域内的碱解氮含量整体较为缺乏,含量较高的区域集中在正北部以及东部地区,含量较低的区域集中在南部及西南部地区,含量在50⁶0mg/kg范围内的所占比例最大,为70.29%。有机质的空间分布整体呈现中部高、南北低,南部和西南部的有机质含量最低。含量在10¹6g/kg范围所占面积比例最大,为48.24%。总体来看,根据国家标准,有机质整体含量处于偏低水平。研究区域整体含磷适宜,速效磷与碱解氮的空间分布极为相似,都呈现出由南至北的条带状分布。含量较高的地区为北部和东北部地区,含量最低的地区为西南部地区,速效磷含量在17²0mg/kg所占面积比例最大为48.13%,所占面积约为4813m²。整个研究区域的速效钾含量较高,其空间分布规律变化较大,主要呈现斑点状和条带状空间分布。含量较高的区域集中在正北地区。含量较低的区域集中在西南、南部和中部地区,且空间分布差异较大。速效钾空间相关性较弱,属于中等空间相关性。说明了速效钾的空间相而由施肥、田间管理、种植密度等随机因素对其空间变异的影响较大。含量在260²70mg/kg范围内所占研究区域面积比例最大为61.6%。根据国家标准,试验地的全氮处于中等水平,全氮由南向北呈现条带状分布,其中研究区域全氮含量最高的区域主要集中在正北部以及东北部地区,含量大于。含量最低的区域主要集中在西南部及南部地区。含量在0.5¹g/kg范围内所占研究区面积比例最大为60.97%。含量大于0.5g/kg的约占研究区域总面积的88.51%。。（4）南部地区植株高度明显低于北部地区,在碱解氮、速效磷、速效钾、全氮养分含量较高的区域,植株高度也相对较高。试验地中部地区有机质含量最高,而植株高度在试验地中部地区的高度却并非最高,约为85cm⁹5cm,相对于东北部地区约100cm的植株高度还有差距。说明植物生长品质的决定因素并仅由土壤养分含量的高低决定的。从土壤养分空间插值分布与植株高度叠加图来看,植株高度的空间分布与田间实际测量高度还是有较多差异,这是由于空间插值的误差导致的。