近年来,土壤养分空间变异及精准农业管理技术研究十分活跃,进展迅速,而我国在这一领域的研究才刚刚起步,土壤养分管理技术与发达国家相比还有很大的差距。传统的农业生产常把一个地块当成均质、统一的单元来处理,忽视土壤养分在地块内部的空间变异,这样就致使地块的某些区域施肥不足或过高,不但造成了肥料的浪费,也对生态环境构成了威胁,导致生产效率和经济效益的低下。随着可持续农业研究的进一步深入及现代计算机技术、卫星定位和自动控制技术的不断发展和完善,如何根据土壤养分变异状况最大限度地优化各项农业投入,以获得最佳产量和最大经济效益,同时保护土地等农业生态环境正得到人们越来越多的关注。 利用地理信息系统所作的土壤养分分布图对于表现土壤养分变异规律,确定合理的取样数量具有一定的参考意义。对于某些特殊的区域尤其是在土壤养分变异在地块内不同区域之间存在着较大差异的情况下,可以根据土壤养分空间变异状况来划分土壤取样管理区,按土壤养分空间变异状况来分配土壤取样数量可以降低取样成本,提高取样效率。各种元素在一定精度和允许误差条件要求下所需要的取样数量有一定的差异,在实际应用中可以权衡各种元素的重要程度,依据分析目的和任务来确定最佳的综合取样数量。 本研究应用地统计学方法对江津市吴滩镇的土壤养分进行了空间变异性分析,运用Cochran(1977)公式对:土壤特性的取样点进行了探讨,并指出在一定置信度的条件下,精度的选取以及合理样本容量的确定,结合地统计学方法,利用Kriging进行最优内插,对本研究的取样点进行了验证,主要内容和结果如下: (1)对土壤特性数据进行了处理与基本的统计。采用域值法来识别土壤特性的特异值,并用正常的最大值或最小值代替特异值。统计分析表明:土壤特性变异系数介于6.09%～66.67%之间,属中等变异强度。B测试值的变异系数最大;P、Cu、Fe、Zn的变异次之,分别为37.96%、34.08%、27.54%、26.00%:OM、N、K、Ca、Mg、S、Mn测试值的变异系数最小,分别为6.09%、22.06%、14.05%、8.94%、6.93%、9.87%、13.86%、16.90%。 (2)对土壤特性进行了正态分布检验。该研究区域中,pH、OM、Cu、Fe、B等测试数据呈正态分布,N、P、K、Ca、Mg、S、Mn、Zn的测试数据呈对数正态分布,这表明所测数据均满足地统计学分析的要求。 (3)对土壤特性的空间变异结构及土壤特性的空间变异特性进行了分析。研究中利用AreMap中的Geostatistical Analyst模块,对土壤特性的空间变异结构进行了分析,并根据各土壤特性空间变异结构得到的变异函数理论模型,采用普通克立格法、简单克立格法和对数