第37卷第6期 土瑰通报 Vol 37 No 6 2006年12月 Chinese Joumal ofSoil Seiene De,2006 不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究 盛建东14肖华2，武红旗，陈冰'王军 杨新建3田建华3杨朔3钱文东3杨艳 流资 环境系，新疆右河子 832003 10094 。结果表明 推然考全含是水生处于有进行金变性分的 氨的变异系都 变化幅 机质与 的变异系数随着取样间距增加而减小.取样间距对合理取样数目具有一定的影响，合理取样数目分别为：有机质(24)，全 (34)、全磷(10).土壤全量养分的空间变异性主要受结构因素影响，随机因素影响较弱，但不同取样向距对全量养分空间变 异规律影响不明显：对于全量养分10的取样间距就可以满足干早区农田土壤样品的精度要求。 关键词：取样间距：全量养分：空间变异 中图分类号：S1582 文献标识码：A 文章编号：05643945(2006)06106204 土壤特性的空间变异规律研究与应用是有针对性 较少，本研究按三种取样间距进行采样，对土壤全量养 地进行土壤资源合理利用与改良、精准施肥和环境物 分的空间变异规律讲行研究.对于了解干早风农田土坪 质修复的基本依据。土壤的变异来源包括系统变异和 特性空间变异规律以及精准农业的实施提供科学依据。 随机变异两方面，系统变异是由母质、气候、水文、地 1 形、生物等因素产生的，随机变异是由取样、分析等的 研究区域与研究方法 误差或者土壤微小变异引起的)。大量的研究表明 11自然概况 地统计学是进行土壤异质性研究的先进方法。近 研究区新疆石河子121闭位于天山北蕾.古尔班 年来在土壤学、生态学、环境、精准农业等领域得到 通古特沙漠南缘，准噶尔盆地西南底部，地处玛纳斯河 泛应用。在小尺度上，利用地统计学方法讲行土壤养 中下游下野地垦区，85°20~85°50E44°45-44°58 分的空间变异规律和分布特征的研究，结合施肥模型 八平均海拔337m属典型北温带大陆性气候，年均 进行精准施肥的研究与应用：在大尺度上，进行国 降水量14L8mm.年蒸发量18262mm年均大于或等 家、省级或流域范书内的土壤特性的时空变异规律及 于10℃积温35955℃.年均日照数28616小时.无指 其响因子的分析研究：研究内容主要集中在土壤 期平均166天。地形为冲洪积平原，并有风积复合作 的物理性质（水分、容重、颗粒组成等）与化学性质（养 用。土携类型以灌耕灰漠土为主 分、盐分)以及环境物质的空间变异规律研究 12土壤取样和分析 目前对于不同取样间距对土壤空间变异性的研究 2002年4月，在121团新兰农场选择面积近1000 100m 50m 25m ★ 图】土壤样点分布图 FgIM甲 收稿日期：20040724修T日期 000s00-74 基金项目：国家自然科学基金资助项目(40161006，土旅学自治区重点学科基金 作者箭介：盛建东(970-1男.甘肃索安人，刚教授顾士，主要从事土填质量变化、现代饰肥技术研究。 C1994-2011 China Academic lournal Electronic Publishing House all rights reserved.httn/www cnki net
第 37卷第 6期 2006年 12月 土 壤 通 报 Chinese Journal o f So il Sc ience V o.l 37, No. 6 D ec. , 2006 不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究 盛建东 1, 4 , 肖 华 2 , 武红旗 1 , 陈 冰 1 , 王 军, 杨新建 3 , 田建华 3 , 杨 朔 3 , 钱文东 3 , 杨 艳 3 ( 1 新疆农业大学 资源环境学院, 新疆 乌鲁木齐 830052; 2石河子大学 农学院资源与环境系, 新疆 石河子 832003; 3新疆石河子市 121团, 新疆 石河子 832066; 4中国农业大学 资源与环境学院, 北京 100094) 摘 要: 以三种取样间距 ( 100m、50m、25m )进行网格取样, 对土壤有机质、全量氮磷进行空间变异性分析。结果表明: 土壤有机质与全氮含量处于较低水平, 全磷含量处于中等水平。全氮的变异系数随不同间距变化幅度较小, 有机质与全磷 的变异系数随着取样间距增加而减小. 取样间距对合理取样数目具有一定的影响, 合理取样数目分别为: 有机质 ( 24 )、全氮 ( 34)、全磷 ( 10). 土壤全量养分的空间变异性主要受结构因素影响, 随机因素影响较弱, 但不同取样间距对全量养分空间变 异规律影响不明显; 对于全量养分 100m 的取样间距就可以满足干旱区农田土壤样品的精度要求。 关 键 词: 取样间距; 全量养分; 空间变异 中图分类号: S158 2 文献标识码: A 文章编号: 05643945( 2006) 06106204 土壤特性的空间变异规律研究与应用是有针对性 地进行土壤资源合理利用与改良、精准施肥和环境物 质修复的基本依据。土壤的变异来源包括系统变异和 随机变异两方面, 系统变异是由母质、气候、水文、地 形、生物等因素产生的, 随机变异是由取样、分析等的 误差或者土壤微小变异引起的 [ 1]。大量的研究表明 地统计学是进行土壤异质性研究的先进方法 [ 2]。近 年来在土壤学、生态学、环境、精准农业等领域得到广 泛应用。在小尺度上, 利用地统计学方法进行土壤养 分的空间变异规律和分布特征的研究, 结合施肥模型 进行精准施肥的研究与应用 [ 3, 4] ; 在大尺度上, 进行国 家、省级或流域范围内的土壤特性的时空变异规律及 其响因子的分析研究 [ 5, 6] ; 研究内容主要集中在土壤 的物理性质 (水分、容重、颗粒组成等 )与化学性质 (养 分、盐分 )以及环境物质的空间变异规律研究 [ 7, 8]。 目前对于不同取样间距对土壤空间变异性的研究 较少, 本研究按三种取样间距进行采样, 对土壤全量养 分的空间变异规律进行研究, 对于了解干旱区农田土壤 特性空间变异规律以及精准农业的实施提供科学依据。 1 研究区域与研究方法 1. 1 自然概况 研究区新疆石河子 121 团位于天山北麓, 古尔班 通古特沙漠南缘, 准噶尔盆地西南底部, 地处玛纳斯河 中下游下野地垦区, 8520 ~ 8550 E, 4445 ~ 4458 N, 平均海拔 337. 1m, 属典型北温带大陆性气候, 年均 降水量 141. 8mm, 年蒸发量 1826. 2mm, 年均大于或等 于 10! 积温 3595. 5! , 年均日照数 2861. 6小时, 无霜 期平均 166 天。地形为冲洪积平原, 并有风积复合作 用。土壤类型以灌耕灰漠土为主。 1. 2 土壤取样和分析 2002年 4月, 在 121团新兰农场选择面积近 1000 图 1 土壤样点分布图 Fig. 1 M ap of so il sam pling 收稿日期: 20040724; 修订日期: 20050926 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 ( 40161006), 土壤学自治区重点学科基金 作者简介: 盛建东 ( 1970 - ), 男, 甘肃秦安人, 副教授, 硕士, 主要从事土壤质量变化、现代施肥技术研究。
6物 座建东等：不同取样阀距农田土壤全量养分空间变异特征研究 1063 亩的连片农田为研究区，该区为新开是区，灌溉耕种历 史只有5年。采用大间距(100m×100m)内套中间距 22不同取样间距土壤全量养分合理取样数目分析 (50m×50m).中间距内套25m×25m小间距布点（图 在一定显著水平下(a=005%)和抽样允许误差 1),采用GPS定位技术，在播前用土钻分别以100 范用内（△）.所要求的合理取样数目的计算公式：n= 50m、25m的间距于网格节点上取020m士样，其中 (X:S△)，式中：X为分布的特征值，由显著水平0 大、中、小网格的每个样点分别都以节点周用3m、2m 和自由度=N-1查分布表得出；S为样本标准方 m为半径的采样区内随机采取5个土样混合代表。 差 试验室分析测侧定土壤有机质、全氨和全磷养分含量：有 计算结果见表2分析可知.随着允许误差的 机质采用重铭酸钾外加热法全氮用凯氏定氨法全磷 少，各测定项目的取样数目成倍增加：有机质与全磷的 用高氯酸-硫酸消化-钼梯抗比色法 取样数目随着取样间距的增大而减少，而全氮正好相 13数据分析 反，但50m与25m的取样数目变化不明显。 本研究利用地统计学软件GS'For W indow s5O 软件进行半方差模型拟和.克里格插值与等值线图利 表2在允许误差范围内所必要的合理取样数目 用Surfer软件分析制作 T able 2 Reascnable samp ling nm ber mquind chtan ing samph mean 2结果与分析 21系15 21不同取样间距土壤全量养分常规统计分析 a139806389 =9 表1是研究区土壤养分常规统计特征值。结果分 18 析可知：由于开垦时间短和干早的气候，不同取样间距 81 的有机质与全氮含量均处于极低水平，全磷含量处于中 等水平。同一土壤养分特征在不同取样间距下的平均 161 16 05 10 值变化很小，说明在研究区土壤全量养分的含量水平相 00675Q6552 8 0 对一致。变异系数反映的是变量的相对变异程度。全 氨的变异系数不同间距变化幅度较小(254~3引 若按a=003%,k=10%,土壤特性为弱变异性 时，合理的取样数目N40d,不同间距下所测项目均属于 系数，全磷的变异系数最小，但三者均属于中等变异水 中等程度变异。三种取样间距合理取样数目的平均 平(1%一10张)说明不同取样间距对土壤全量养 值：有机质为24全氮为34全磷为10杨玉玲等对5 分的变异性影响较小，尤其是对全磷影响最小，原因可 的取样间距合理取样数目：有机质(15)、全氮(13八、全 能是干旱地区矿物处于初级风化淋溶阶段，形成相对均 磷(2)，因此随着取样间距的减小取样数目有减少 的成土母质，土壤全磷的含量变异性较弱 的趋势。本研究单从取样数目来看100间距的取样 数目就已经满足特度要求 表】不同取样间距土壤全量养分统计特征值 23不同取样间距土壤全量养分空间变异特征分析 利用地统计学软件对土璃全量养分讲行空间变异 模型的拟和（见表3），空间变异函数参数，块金值表示 项目 小值大值标准美 均值异系 随机部分的空间异质性，基台值表示整个系统的总 100m有机质 146 异，块金值与基台值之比反映自相关部分的空间变异 04 016 0G6 占总变异的比例，即块金效应四。分析表明：10Om间 距的块金效应为有机质>全氮>全磷：25m间距是有 05 机质>全氮，全氮与全磷接近：表明有机质与全氮的空 全磷k知 0 间变异性受随机因素影响的强度大于全磷：而50m间 4” 距的块金效应正好相反，全磷>全氮>有机质。但是 全陵：k世 11320065062103 不同间距土壤特征的块金效应的比值均小于等于 注：括号内数字为取样数目。 50%,可以认为新垦荒地土壤全量养分的空间变异主 C 1994-2011 China Academic lournal elec onic Publishing House.All rights reserved. www enki net
亩的连片农田为研究区, 该区为新开垦区, 灌溉耕种历 史只有 5年。采用大间距 ( 100m ∀ 100m)内套中间距 ( 50m ∀ 50m ), 中间距内套 25m ∀ 25m 小间距布点 (图 1), 采用 GPS定位技术, 在播前用土钻分别以 100m、 50m、25m的间距于网格节点上取 0~ 20cm 土样, 其中 大、中、小网格的每个样点分别都以节点周围 3m、2m、 1m 为半径的采样区内随机采取 5 个土样混合代表。 试验室分析测定土壤有机质、全氮和全磷养分含量; 有 机质采用重铬酸钾外加热法; 全氮用凯氏定氮法; 全磷 用高氯酸 - 硫酸消化 - 钼锑抗比色法 [ 9]。 1. 3 数据分析 本研究利用地统计学软件 GS + Fo rW indow s5. 0 软件进行半方差模型拟和, 克里格插值与等值线图利 用 Surfer软件分析制作。 2 结果与分析 2. 1 不同取样间距土壤全量养分常规统计分析 表 1是研究区土壤养分常规统计特征值。结果分 析可知: 由于开垦时间短和干旱的气候, 不同取样间距 的有机质与全氮含量均处于极低水平, 全磷含量处于中 等水平。同一土壤养分特征在不同取样间距下的平均 值变化很小, 说明在研究区土壤全量养分的含量水平相 对一致。变异系数反映的是变量的相对变异程度。全 氮的变异系数不同间距变化幅度较小 ( 25. 4% ~ 31. 5% ); 而有机质与全磷的变异系数随着取样间距增加而 减小。总体来看, 全氮的变异系数略大于有机质的变异 系数, 全磷的变异系数最小, 但三者均属于中等变异水 平 ( 10% ~ 100% ) [ 10] , 说明不同取样间距对土壤全量养 分的变异性影响较小, 尤其是对全磷影响最小, 原因可 能是干旱地区矿物处于初级风化淋溶阶段, 形成相对均 一的成土母质, 土壤全磷的含量变异性较弱。 表 1 不同取样间距土壤全量养分统计特征值 T able 1 Statistical characters of soil nu trien t w ith the d ifferent samp ling d istan ces 取样 间距 项目 Ietm 最小值 M in im um 最大值 M axim um 标准差 std. 均值 M ean 变异系数 C. V (% ) 100m 有机质 g kg - 1 3. 5 14. 6 2. 42 8. 23 29. 4 (56) 全氮 g kg - 1 0. 413 1. 184 0. 169 0. 666 25. 4 全磷 g kg - 1 0. 323 1. 313 0. 1398 0. 6358 21. 9 50m 有机质 g kg - 1 4. 96 14. 58 1. 8 8. 1 22. 2 (97) 全氮 g kg - 1 0. 339 1. 184 0. 173 0. 585 29. 6 全磷 g kg - 1 0. 528 1. 185 0. 0954 0. 661 14. 4 25m 有机质 g kg - 1 4. 17 11. 37 1. 61 7. 94 20. 3 ( 111) 全氮 g kg - 1 0. 160 0. 982 0. 180 0. 571 31. 5 全磷 g kg - 1 0. 535 1. 132 0. 0675 0. 6552 10. 3 注: 括号内数字为取样数目。 2. 2 不同取样间距土壤全量养分合理取样数目分析 在一定显著水平下 ( = 0. 05% )和抽样允许误差 范围内 ( ), 所要求的合理取样数目的计算公式: n= ( f S /) 2 , 式中: f为 t分布的特征值, 由显著水平 和自由度 f= N - 1查 t分布表得出; S 为样本标准方 差 [ 10]。 计算结果见表 2, 分析可知, 随着允许误差的减 少, 各测定项目的取样数目成倍增加; 有机质与全磷的 取样数目随着取样间距的增大而减少, 而全氮正好相 反, 但 50m 与 25m的取样数目变化不明显。 表 2 在允许误差范围内所必要的合理取样数目 T able 2 Reasonab le samp ling num ber requ ired ob tain ing sam p le m ean 取样 间距 项目 Ietm 标准差 S td. 均值 M ean 20% 15% 10% 5% 100m 有机质 g kg - 1 2. 42 8. 23 9 15 35 138 ( 56) 全氮 g kg - 1 0. 169 0. 666 6 11 26 103 全磷 g kg - 1 0. 1398 0. 6358 5 9 19 77 50m 有机质 g kg - 1 1. 8 8. 1 5 9 20 79 ( 97) 全氮 g kg - 1 0. 173 0. 585 9 16 35 140 全磷 g kg - 1 0. 0954 0. 661 2 4 8 33 25m 有机质 g kg - 1 1. 61 7. 94 4 7 16 66 ( 111) 全氮 g kg - 1 0. 180 0. 571 10 18 40 159 全磷 g kg - 1 0. 0675 0. 6552 1 2 4 17 若按 = 0. 05% , k= 10%, 土壤特性为弱变异性 时, 合理的取样数目 N 400 [ 10] , 不同间距下所测项目均属于 中等程度变异。三种取样间距合理取样数目的平均 值: 有机质为 24, 全氮为 34, 全磷为 10, 杨玉玲等对 5m 的取样间距合理取样数目: 有机质 ( 15)、全氮 ( 13)、全 磷 ( 2) [ 11] , 因此随着取样间距的减小取样数目有减少 的趋势。本研究单从取样数目来看 100m 间距的取样 数目就已经满足精度要求。 2. 3 不同取样间距土壤全量养分空间变异特征分析 利用地统计学软件对土壤全量养分进行空间变异 模型的拟和 (见表 3), 空间变异函数参数, 块金值表示 随机部分的空间异质性, 基台值表示整个系统的总变 异, 块金值与基台值之比反映自相关部分的空间变异 占总变异的比例, 即块金效应 [ 12]。分析表明: 100m 间 距的块金效应为有机质 > 全氮 > 全磷; 25m 间距是有 机质 > 全氮, 全氮与全磷接近; 表明有机质与全氮的空 间变异性受随机因素影响的强度大于全磷; 而 50m 间 距的块金效应正好相反, 全磷 > 全氮 > 有机质。但是 不同间距土壤特征的块金效应的比值均小于等于 50%, 可以认为新垦荒地土壤全量养分的空间变异主 6期 盛建东等: 不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究 1063
1064 土琅通报 37卷 要还是受到系统变异控制，受随机因素影响的程度较 主要与相对均一的母质类型具有较高的相关性。 小。 (2)随者允许误差的减少，各测定项目的取样数 目呈数倍增加：有机质与全磷的取样数目随着取样间 表3不同取样间距土壤全量养分的空间变异理论模型及相关 距的增大而减少.而全氢正好相反。若按P=9%.k 模型参数 =10%,不同间距下所测项目均属于中等程度变异，单 Table 3 Theordralmodek and ofsoil nutrint 从取样数目来看100m的间距已经满足精度要求。 (3)新层荒地土端全量养分的空间变异主要还是 04 162909170359189 受到系统变异控制，受随机因素影响的程度较小。 25m间距与50m及100m间距的对全量养分的变异规 律的影响具有一定的差异。 因此进行干早地区农田土壤全量养分的空间变 80Q89 23E-719 异性研究与应用.采取100m的取样间距即可满足取 样数目精度要求，又可以科学地反映土壤的空间变异 全5d0m14806s161610090E-7L5 规律。 注Ec指数旋型。轴：球状模型 参考文献： 变程表示变异函数的自相关范围，在范围值内相 【】沈思源土壤空间变异研究中地统计学的应用及其展塑[J小土 关.在范围值外独立1回：100m与50m间距各养分的变 壤学进展198917(3：11-25 程相近，全氮与有机质在1600-2000m之间，全磷在 【2】区美美，王建武.土壤空间变异研究进展1月士壤，200：35(1上 260-380m之间：对于25m间距的有机质变程在三种 30-33 【3引王可沈掌泉，John S Bailex Cnw fond bndan精确农业田间士 间距中最小，而全磷的变程大于前两个间距的变程，全 壤空间变异与采样方式研究[月.农业工程学报，200117(3)：3苏 氮的变程最小(819m)。说明25m间距与50m .36 100间距的对全量养分的变异影响程度具有一定的 【4杨玉玲，盛建东，田长意。文启凯.盐化灌淤土壤速效氨磷钾空问 差异。 变异性与棉花生长美系初步研究[小.中国农业科学，2036 5):542-547. 分形维数为双对数直线回归方程中的斜率.是 个无量纲参数.可以用于量纲不同的测定项目之间空 【5】李保国.李卫东，石元春，冲积平原上区域土壤质地层次的某些分 布结征【川.土填学报.199835(4上433.440 间变异程度的比较。分维数D值的大小，表示变异函 【6)曹慧.杨法，孙波，赵其国，藏波.太湖流域丘陵地区土 数曲线的曲率，D值越大，由空间自相关部分引起的空 养分的空间变异[月.土壤.202344：201-205 间变异性越高。本研究各测定项目的分形维数在 【7刀张乃明，李保国，胡克林.太原污灌区土壤重金属与盐分含量的空 18-20之间变化说明系统变异主要来自空间自相 问变异特征「月.环境科学学报.200121(3)：349-353 关部分：不同间距的测定项目的D值具有微小变化， [8】雷志栋杨诗秀.土壤特性空问查异性初步研究【小.水利学报】 198591:10-21 说明取样间距对土壤全量养分的空间变异性具有一定 【9]中国科学院南京土壤研究所.土境理化分析M上上海：上海科学 的影响。 技术出版社.198 【0华孟，王坚.土境物理学1.北京：北京农业大学出版社 3结论 1992214-243 (1)干早区新垦农田土壤有机质与全氮含量均处 【杨玉玲，田长度，盛建东，文启凯.灌淤士策有机质、全量氨磷钾 空间变异性初探月.干早地区农业研究.20心20(3：26-30 于极低水平，全磷含量处于中等水平。全氮的变异系 【121王政权.地质统计学及其在生态学中的应用【M1.北京：科学出 数略大于有机质的变异系数，全磷的变异系数最小，但 板社.19四.150-156 三者均属于中等变异水平(10%~100%)，说明不同 酸谢： 121团杨新建、王军，田建华、杨朔及士化98级杨艳、钱文 取样间距对土壤全量养分的变异性影响较小，尤其是 东同学在采样及田间调查方面给予的大力支持与帮助 全磷影响最小.原因可能是干旱地区土壤全磷的含量 1994-2011 China Academie Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.nct
要还是受到系统变异控制, 受随机因素影响的程度较 小。 表 3 不同取样间距土壤全量养分的空间变异理论模型及相关 模型参数 T able 3 Theoreticalm odels and param eters of soil nu trien t 取样 间距 项目 理论模型 块金值 ( C0 ) 基台 值 ( C0 + C) C0 /( C0 + C) (% ) 变程 ( m) 决定系 数 R 2 残差 RSS 分形维 数 D 100m 有机质 Expon ent 3. 81 8. 04 47. 4 1629 0. 917 0. 359 1. 89 全 氮 Sph er ical 0. 0148 0. 0536 27. 6 1743 0. 953 1. 37E- 5 1. 82 全 磷 Sph er ical 0. 00064 0. 00785 8. 2 269 0. 967 3. 35E- 7 1. 92 50m 有机质 Sph er ical 1. 63 8. 27 19. 7 1642 0. 851 1. 7 1. 82 全 氮 Sph er ical 0. 0211 0. 0682 30. 9 2073 0. 773 1. 0E- 4 1. 89 全 磷 Expon ent 0. 002299 0. 004608 50. 0 380 0. 893 2. 3E- 7 1. 91 25m 有机质 Expon ent 1. 63 3. 44 47. 5 515 0. 947 0. 07 1. 89 全 氮 Expon ent 0. 00526 0. 0338 15. 6 81. 90. 876 2. 9E- 6 1. 97 全 磷 Sph er ical 0. 00148 0. 00568 16. 1 610 0. 850 9. 0E- 7 1. 85 注: Exponen:t 指数模型, Sph er ica:l 球状模型 变程表示变异函数的自相关范围, 在范围值内相 关, 在范围值外独立 [ 12] ; 100m与 50m间距各养分的变 程相近, 全氮与有机质在 1600~ 2000m 之间, 全磷在 260~ 380m之间; 对于 25m 间距的有机质变程在三种 间距中最小, 而全磷的变程大于前两个间距的变程, 全 氮的变程最小 ( 81. 9m )。说明 25m 间距与 50m 及 100m间距的对全量养分的变异影响程度具有一定的 差异。 分形维数为双对数直线回归方程中的斜率, 是一 个无量纲参数, 可以用于量纲不同的测定项目之间空 间变异程度的比较。分维数 D值的大小, 表示变异函 数曲线的曲率, D值越大, 由空间自相关部分引起的空 间变异性越高 [ 12]。本研究各测定项目的分形维数在 1. 8- 2. 0之间变化, 说明系统变异主要来自空间自相 关部分; 不同间距的测定项目的 D 值具有微小变化, 说明取样间距对土壤全量养分的空间变异性具有一定 的影响。 3 结 论 ( 1)干旱区新垦农田土壤有机质与全氮含量均处 于极低水平, 全磷含量处于中等水平。全氮的变异系 数略大于有机质的变异系数, 全磷的变异系数最小, 但 三者均属于中等变异水平 ( 10% ~ 100% ), 说明不同 取样间距对土壤全量养分的变异性影响较小, 尤其是 全磷影响最小, 原因可能是干旱地区土壤全磷的含量 主要与相对均一的母质类型具有较高的相关性。 ( 2) 随着允许误差的减少, 各测定项目的取样数 目呈数倍增加; 有机质与全磷的取样数目随着取样间 距的增大而减少, 而全氮正好相反。若按 !L = 95%, k = 10% , 不同间距下所测项目均属于中等程度变异, 单 从取样数目来看 100m的间距已经满足精度要求。 ( 3) 新垦荒地土壤全量养分的空间变异主要还是 受到系统变异控制, 受随机因素影响的程度较小。 25m 间距与 50m及 100m间距的对全量养分的变异规 律的影响具有一定的差异。 因此, 进行干旱地区农田土壤全量养分的空间变 异性研究与应用, 采取 100m 的取样间距即可满足取 样数目精度要求, 又可以科学地反映土壤的空间变异 规律。 参考文献: [ 1] 沈思源.土壤空间变异研究中地统计学的应用及其展望 [ J]. 土 壤学进展, 1989, 17 ( 3): 11 - 25. [ 2 ] 区美美, 王建武. 土壤空间变异研究进展 [ J]. 土壤, 2003, 35 ( 1 ): 30- 33 [ 3] 王 珂,沈掌泉, John S. Bailey, C raw ford Jordan. 精确农业田间土 壤空间变异与采样方式研究 [ J]. 农业工程学报, 2001, 17( 3): 33 - 36. [ 4] 杨玉玲,盛建东, 田长彦, 文启凯. 盐化灌淤土壤速效氮磷钾空间 变异性与棉花生长关系初步研究 [ J]. 中国农业科学, 2003: 36 ( 5): 542 - 547 [ 5 ] 李保国, 李卫东, 石元春. 冲积平原上区域土壤质地层次的某些分 布特征 [ J] 土壤学报, 1998, 35( 4 ): 433- 440 [ 6 ] 曹 慧, 杨 浩, 孙 波, 赵其国, 臧 波. 太湖流域丘陵地区土壤 养分的空间变异 [ J] 土壤, 2002, 34( 4): 201- 205 [ 7 ] 张乃明, 李保国, 胡克林. 太原污灌区土壤重金属与盐分含量的空 间变异特征 [ J] 环境科学学报, 2001, 21 ( 3): 349 - 353. [ 8 ] 雷志栋, 杨诗秀. 土壤特性空间变异性初步研究 [ J]. 水利学报, 1985, ( 9 ): 10- 21. [ 9 ] 中国科学院南京土壤研究所. 土壤理化分析 [M ]. 上海: 上海科学 技术出版社, 1978. [ 10 ] 华 孟, 王 坚. 土壤物理学 [M ]. 北京: 北京农业大学出版社, 1992, 214 - 243. [ 11 ] 杨玉玲, 田长彦, 盛建东, 文启凯. 灌淤土壤有机质、全量氮磷钾 空间变异性初探 [ J] 干旱地区农业研究, 2002, 20 ( 3): 26 - 30 [ 12 ] 王政权. 地质统计学及其在生态学中的应用 [M ]. 北京: 科学出 版社, 1999 150- 156. 致谢: 121团杨新建、王军、田建华、杨朔及土化 98级杨艳、钱文 东同学在采样及田间调查方面给予的大力支持与帮助! 1064 土 壤 通 报 37卷
6期 座速东等：不同取释阀距农田土壤全量养分空间变异特征研究 1065 Spatial V ariability of TotalNutrients in Arable Soil as affected by Different Sam pling Distances HENG Jian-dong X AO Hua.WU H ong-qi.CHEN Bing,WANG Jun YANG X in-jian,TAN Jian-hua,YANG shuo Q AN W en-dong,YANG Yan 1.Collige of Resouree and Enrrorm mnl Scimees X injiang Agriculaml Un irersin.Unm gi 830052 Chinc 2Agrialral College,ShheiUnineri.Shhei 8003 Ching 311 rgin f Shhei city in Xi训aag.S动hai32066Chic 4.Collere of Rexouatce and Enringmn ent Chia agticulsualUniesin.Beiiing 100094 Chin) Abstract The spatial variabiliy of ount ofN.P and organicmatter in arbe oilwas sudied at three smpling distances i e 100 meter 50 meter and 25 meter The results ind icated that the contents of otalN and soil organic matter were bw,and total he P content wasm edim.The coefficient of variatin of otal N changed in relatively sm all extent at dfferent samplng distance but that of ogan ic matter and total P was reduced w ith increasing smpling distance The reasonable smpling numbers for soil organ icmatter totalN and total P were 24 34 and 10 respectively The soil depth prfile as the ading factor to nfluence the patial variability of soil al nutrins whik th effect of random factor w asw eak The nfluence of samp Ing distance on the satial variability of soil lotal nutrientsw as not evilent The samplng distance of 100 meters coul be appropriate to study the total nutrints of cultivated soil n aril areas precisely Key words Distance of Sampling TotalNutin SpatialV ariability 1994-2011 China Academic Journal Electronie Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
Spatial Variability of Total Nutrients in Arable Soil as affected by Different Sam pling Distances SHENG Jian- dong 1, 4 , X IAO Hua 2 , WU H ong- qi 1 , CHEN B ing 1 , WANG Jun 3 , YANG X in- jian 3 , TIAN Jian- hua 3 , YANG shuo 3 , Q IAN W en- dong 3 , YANG Yan 3 ( 1Colleg e of R esource and Environm en ta l S ciences, X injiang Ag ricultura l Un iversity, Urum qi 830052, Ch ina; 2Ag ricu ltral C ollege, Sh ih ezi University , Sh ihezi 832003, Ch ina; 3 121 reg ion of Sh ih ezi city in X inJ iang , Sh ih ezi, 832066, Ch ina; 4Colleg e of R esource and Environm en t, Ch ina Agricultura l Un iversity, B eijing, 100094, Ch ina ) Abstract: The spatia l variability of tota l amount ofN, P and organ icmatter in arable so ilw as studied at three sampling distances, i e100 meter, 50 meter and 25 meter. The results ind icated that the contents of tota l N and so il organic matter w ere low, and to tal the P content w as m edium. The coeffic ient of variation of to tal N changed in relative ly sm all ex tent at dfferent samp ling d istance, but that of organ ic ma tter and to tal P was reduced w ith increasing sampling distance. The reasonable sampling numbers for so il organ icmatter, to ta lN and total P w ere 24, 34 and 10 respectively. The so il depth profile structurew as the lead ing factor to influence the spatial variability of so il to tal nutrients, wh ile the effect of random factorw asw eak. The influence of samp ling distance on the spatial variab ility o f so il total nutrientsw as not ev iden.t The sampling d istance of 100 m eters could be appropriate to study the total nutrients of cultivated so il in arid areas precisely. K ey words: D istance of Sampling; Tota lNutrien;t SpatialV ariability 6期 盛建东等: 不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究 1065