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土壤是由母质、地形、气候、生物、时间和人为因素形成的不均一和变化的连续体，在时空上存在着变异性。传统的土壤施肥体系忽视了土壤变异性，普遍采用均一的施肥方法，必然影响作物产量同时导致生产成本上升，也有可能产生环境污染。因此，分析土壤养分的空间变异性，了解土壤养分的空间分布特征，进而实现科学合理施肥，不仅可以提高作物产量，降低农业成本，而且可以保护生态环境。
本研究针对我国北方旱地主要农作物冬小麦，以陕西省蓝田县北部黄土台塬区为例，采用GPS定位，测定了2007年1024个采样点的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量等性质，通过经典统计学方法对研究区的土壤养分变异特征进行了全局描述，利用GIS和地统计学方法，在ArcGIS 9.2下的Geostatisticalanalyst模块研究了土壤养分有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的空间变异特征，比较了样条插值法、趋势面插值法、普通克里格和反距离权重四种插值方法的优缺点，选取适合本研究区的最佳插值方法为普通克里格插值，并生成了图形光滑，结果准确的土壤养分空间变异分布图和土壤养分分区管理图，为蓝田县测土配方推荐施肥项目的实施提供了数据基础。研究结果表明：
(1)研究区速效磷的变异系数最高位78.0％，为强变异，其次由高到低分别为速效钾、碱解氮、有机质，变异系数为24.11％、23.81％、19.43％，为弱变异。速效磷的变异系数大，与土地利J}j方式有关。
(2)通过数据分析，碱解氮、速效钾基本符合正态分布，趋势参数宜取零阶，有机质、速效磷经过对数变化也符合正态分布，趋势参数宜取二阶。
(3)通过半方差函数模型分析，不断的试验研究得出，有机质的最佳模型为球状模型，碱解氮的最佳理论模型为线性模型，速效磷的最佳模型为指数模型，速效钾的理论模型为指数模型。仃机质的块金值/基台值的比值最大为67.74％，速效钾最小为36.39％，速效磷和碱解氮分别为63.62％、52.77％，比值大小在25％和75％之间，说明四种元素的变异程度为中等，由大到小为有机质>速效磷>碱解氮>速效钾。土壤母质、地形、土地利用方式都对土壤的空间变异有重要影响。
(4)根据空间插值方法的适用性选择特定研究对象的最佳插值方法。本文从预测误差和插值得到的：七壤养分空间分布图，对样条插值法、趋势面插值法、普通克里格插值和反距离权重四种插值方法进行了比较分析，得出普通克里格插值方法要优与其他三种插值法，因此普通克里格插值为本研究区的最佳插值方法。