土壤是人类生存和农业可持续发展最宝贵的自然资源。目前,我国耕地资源开发空间已十分有限,而耕地质量却普遍较差。因此,在保护耕地数量的同时,提高土地生产力一直是人们关注的焦点。只有合理施肥和培肥土壤并重才可以在提高土地生产力的同时实现土壤资源的可持续利用。土壤是时空变异的连续体,无论尺度大小,土壤特性的空间变异性均普遍存在。但我国传统农业生产主要是均一化施肥管理,这种耕作模式容易导致土壤养分供给不平衡、肥料利用率低及易造成水环境的污染等问题。深入研究土壤养分的空间变异特征并据此确定合理的养分精准管理单元,是实现“因地制宜”、“因物制宜”管理好土壤养分和合理施肥的基础。本文选取了河北省怀来县东花园镇和沙城镇为研究区,对土壤大、中、微量元素有效态养分含量进行分析,同时利用GPS、GIS技术和地统计学方法绘制土壤养分空间分布图并据此对研究区进行了养分管理的初步探讨,另外以河北省怀来县东花园镇某葡萄苗圃种植园区为试验点,研究了20t/hm2施用量的生物质炭对土壤特性和酿酒葡萄幼苗植株生长的影响。主要研究结果如下：(1)土壤养分含量状况东花园镇研究区土壤有机质、硝态氮和速效钾含量处于低水平,土壤速效磷和有效硫含量适中,有效镁、钠及有效态微量元素含量均偏低,交换钙含量极高。沙城镇研究区土壤有机质、速效钾、有效镁和钠含量处于低水平,硝态氮和速效磷含量中等,有效硫含量属于高水平,交换钙含量极高；有效态微量元素中,有效铜含量适中,有效硼含量处于低水平,有效铁、有效锰和有效锌明显缺乏。(2)土壤养分空间变异特征描述性统计分析和正态分布性检验结果表明,东花园镇研究区土壤各养分的变异系数在17.8%～76.2%之间,均属于中等变异强度；其大、中量有效态养分元素服从正态分布或对数正态分布。沙城研究区变异系数变化范围较大,在7.1%～84.8%之间。其中,除交换钙为7.1%,属弱变异,其余元素均属于中等变异强度；沙城研究区除有效Zn外,其余土壤养分数据均服从正态或对数正态分布。半变异方差分析及模型拟合结果表明,东花园研究区土壤有机质、速效磷和速效钾分别与高斯、高斯和球状模型拟合较好,均具有强烈的空间自相关。沙城研究区土壤有效硫符合线性模型且拟合度较低,其余元素均与球状、高斯和指数模型拟合较好；除有效铁属于中等空间相关性,其余元素块金值/基台值均小于25%,具有强烈的空间自相关,主要是由结构因素所引起的。(3)土壤养分空间分布及管理土壤养分分布状况表明,东花园镇研究区土壤有机质和速效磷可分为2和3个不同养分含量区进行管理,其余养分可进行均一化管理；沙城镇地块土壤有机质、硝态氮、速效磷、有效镁、有效硼和有效铜可分别分为2、2、3、2、2和2个不同养分含量区,进行差异化管理。(4)生物质炭对土壤特性的影响施用生物质炭降低了土壤容重,土壤有机质比对照显著增加了68.4%,碱解氮、速效磷和速效钾含量及土壤微生物生物量分别提高30.2%、192.1%、82.5%和60.5%。(5)生物质炭对葡萄幼苗植株生长的影响施用生物质炭,可显著提高葡萄植株的鲜重、株高、茎直径、叶绿素含量、粗根(D>2.00mm)及细根(D<1.38mm)根系数量,分别提高21.2%、13.9%、10.1%、8.9%、28.4%和61.0%。说明生物质炭在一定程度上促进葡萄幼苗植株的营养生长,且对新根的产生和根系的加粗生长有一定的促进作用。