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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连续非均质变化体,时空变异性高。正确、全面地认识耕地土壤特性的空间变异状况,了解土壤养分及耕地质量的关系,确定合理的土壤养分管理单元,是实现“因地制宜”、“因时制宜”、“因物制宜”科学管理土壤的基础,也是实现土壤资源可持续利用的前提。
本研究以广东省徐闻县为研究区域,以研究区2008年测土配方施肥数据为基础,在Excel2007、IBM SPSS Statistics19、GS+9.0、Arcgis9.3等软件的支持下,分析了研究区耕地土壤养分空间变异特征与规律,评价了研究区耕地土壤养分综合质量,初步探讨了壤类型、地形和土地利用方式对耕地土壤养分综合质量的主要影响。土壤养分空间变异研究中,本研究采用偏—峰态检验法,定量地判断数据的正态性,选择最佳的数据转换方法,改善了数据的分布特性;应用地统计学软件GS+9.0的Semivariance Analysis功能,依据残差(RSS)和最小、相关系数(R2)最大的原则在不同模型和参数间进行比较,选择各养分指标数据的半方差函数模型,提高了模型插值的精度,更加准确的反应出土壤养分的空间变异特征。养分综合质量评价中,为了避免人为主观因素的影响,本研究运用多元统计的因子分析法分析因子间的关系,再根据因子间的相关性来求取因子权重,获得其对于土壤养分综合质量水平的相对重要性。
根据以上研究得到的主要结论如下:
(1)研究区耕地土壤有效氮、钾含量丰富,变异中等,磷较缺,变异强烈;交换性钙缺乏,镁、硫平均含量水平均较高且变异强烈;有效铁、锰、铜、锌含量丰富且变异较强,硼缺乏且变异弱。研究区耕地有效磷在样点间差异极其显著,有效磷含量平均值就难以有效地说明研究区内磷的有效水平。因此,区域土壤磷有效性的研究应慎用总体的平均值来说明全区域的有效磷水平。
(2)研究区速效磷,速效钾,在较小的范围内存在一定的空间自相关;速效磷空间自相关最为强烈,且空间相关范围很小,变异主要来源于结构性因素,土壤母质是形成其变异特征的主导因素。研究区玄武岩和浅海沉积发育的土壤中有效铁、锰含量差异,尤其是锰的差异,是其有效磷强烈空间变异的主要来源。交换性钙、镁的空间变异特性基本一致,在较大的范围内具有较强的空间相关性;有效铁、锰含量在空间变异特征上有明显的差异,有效锰在较大的范围内存在空间相关性,而有效铁则在较小范围内具有空间相关性;土壤有效铜空间变异的范围小,土壤有效态锌空间变异范围较大;土壤有效硼的空间变异在较小的范围内存在。
(3)研究区土壤类型、地形、田面坡度和土地利用方式都对耕地土壤养分综合水平有明显影响。耕地施肥方案的制定,不仅要依据土壤的养分含量,还需考虑耕地所处不同土壤类型、地形和坡度来制定差异化的方案。