耕地是土地的精华，是农业生产最重要的资源，而土壤是耕地的基础。土壤质量以及养分组合直接影响耕地的利用、农业的可持续发展和粮食的安全。开展土壤养分研究，摸清土壤养分的变化及其驱动因子，是保障土壤质量，实现土地资源合理和可持续利用的重要基础。本文以江西省奉新县为研究区域，在地理信息系统与计算机技术的支持下，以测土配方施肥与耕地地力评价中所采集的大量土壤养分数据和相关地力数据为基础，利用GIS技术完成了土壤养分基础数据库的构建，利用ArcGIS的空间分析功能，将2006年的土壤养分空间分布图与1985年土壤普查中的养分图进行叠置分析，在空间上反映土壤养分的时空变异情况以及影响因子，根据土壤养分的变异情况，利用GIS技术与“3414”实验进行结合，将区域内水田土壤划分为八个区域，并且按养分情况进行拟合，建立奉新县水田土壤培肥与施肥模型。本研究取得的主要成果如下:　　(1)在养分数据预处理与养分数据库建立的基础上以及GIS与地统计学方法的支持下，运用比较分析法对奉新县两年度水田各养分的均值、极值、中位数等统计特征值与级别面积比的变化情况进行比较，以分析奉新县水田土壤养分时间变异情况。应用表明:应用比较分析法对统计特征值和级别面积比进行比较，能够很好的反映水田土壤养分的时间变异。　　(2)运用地统计软件GS+7.0进行半方差分析，以及ArcGIS软件的空间插值和空间叠加功能分别生成评价因子图、评价单元图和评价结果图，并进行图形和属性的叠加分析，最后比较其养分因子的级别跳跃情况，同时对其面积进行比较分析。应用表明:运用地统计软件与ArcGIS软件研究和分析水田土壤养分时空变异既节约了时间提高效率和精度，使结果更为客观和实际。　　(3)20年来奉新县水田土壤养分发生了不同程度上变化，其中有机质、全氮在局部略有下降，但总体上保持较高水平;同时低磷少钾的趋势基本得到了扭转，其中有效磷和速效钾的含量总体上处于中量以上水平，但是还有较大的提升空间，特别是还有相当一部分的水田处于缺钾的状态;另外还有一个重大限制因子就是水田主体上偏酸性，并且酸化趋势明显。　　(4)20年来奉新县水田土壤养分的变异与长期“偏氮重磷”的施肥思想是趋于一致的，这种长期“偏氮重磷”的施肥思想造成土壤中碱解氮和速效磷含量大大提高，目前奉新县土壤中的碱解氮氮和速效磷含量按照第二次土壤普查中土壤养分的丰缺标准，总体上处于丰富水平。这种趋势的持续会促使土壤中的氮和磷含量继续增加，推动土壤的进一步酸化，另外也会加剧部分地区土壤氮磷过量而引起的问题，如水体的富营养化等生态灾害。　　(5)研究根据奉新县的具体情况，在考虑了土壤养分的空间变异情况与影响因素的基础上以及“3414”实验，选取的耕地土壤养分等别代表Ⅰ区N高P低K低，Ⅱ区N高P低K中，Ⅲ区N高P中K低，Ⅳ区N高P中K中，Ⅴ区N高P低K高，Ⅵ区N高P中K高，Ⅶ区N高P高K中，Ⅷ区N高P高K高(--)8个区田块的“3414”试验数据进行肥料效应回归模型方程的拟合，得到八个三元二次肥料效应模型方程，便于指导当地农业生产操作及土壤改良培肥。