第品華}期 干旱地区农业研究 Agricultural Research in the Arid Areas 不同取样尺度农田土壤速效养分 空间变异特征初步研究 盛建东14肖华2，武红旗，陈冰'，王军3，杨新建 (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，新疆石河子832003： 3.新通石河子市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3种取样问距(100m,50m.25m)进行网格取样，对土壤速效养分的空问变异性进行研究。结果表 明：取样问距对土壤速效养分的全量水平，变异系数影响不显著：取样问距对合理取样数目具有一定的影响。合理 取样数目分别为：碱解氯(7)，速效磷(36)、速效钾(18)。土速效养分的空间变异性主要受结构因素影响，但碱解 氯与速效磷受随机因素影响强于速效钾。利用Kriging内插法绘制了不同取样问距土壤速效养分的等值线， 关键词：取样问距：速效养分：空问变异 中图分举号：S1589 文就标识码：A 文章编号：10007601(200902-006305 土壤特性的空间变异规律研究与应用是有针对 年均日照数2861.6h,无霜期平均166d。地形为冲 性地进行土壤资源合理利用与改良、精准施肥和环 洪积平原，并有风积复合作用。土壤类型以灌耕灰漠 境物质修复的基本依据。土壤的变异来源包括系统 士为主。 变异和随机变异两方面，系统变异是由母质、气候 1.2 土壤取样和分析 水文、地形、生物等因素产生的.萌机变异是由取样 2002年4月.在121闭新兰农场选择面积近 分析等的误差或者土壤微小变异引起的。大量的 100hm2的连片农田为研究区，该区为新开垦区，灌 研究表明地统计学是进行土壤异质性研究的先进方 概耕种历史只有5a。采用大间距(100m×100m) 法习，近年来在土壤学、生态学、环境、精准农业等领 内套中间距(50m×50m),中间距内套25m×25m 域得到广泛应用 尤其在利用地统计学方法进 小间距布点（图I),采用GPS定位技术，在播前用 行土壤养分的空间变异规律和分布特征的研究，结 土钻分别以100m、50m、25m的间距于网格节点 合施肥模型进行精准施肥的研究与应用刀 取得 上取0~20cm土样，其中大、中、小网格的每个样点 定的研究成果。 分别都以节点周围3m、2m、1m为半径的采样区 目前对于不同取样间距对士壤特性的空间变异 内随机采取5个土样混合代表。分析测定土壤速效 性研究较少，本研究按3种取样间距进行采样，对士 养分含量：速效氮测定采用减解封散法：速效磷采用 镶速效养分的空间变异规律进行研究，为了解干旱 O.5 mol/L NaHC0浸提钼锑抗比色法土壤速效 区农田土壤特性空间变异规律和精准农业技术的研 钾用Imol/L NaOAC(pH=7)浸提火焰光度计 究应用提供科学依据。 法 1.3数据分析 1 研究区域与研究方法 本研究利用地统计学软件GS For Wind和w 1.1自然概况 5.0软件进行半方差模型拟合，克里格插值与等信 研究风新疆石河子121团位于天山北罐.古尔 线图利用Surfer软件分析制作。 班通古特沙漠南缘，准噶尔盆地西南底部，地处玛纳 斯河中下游下野地是区，东经8520'~8550，北纬 2结果与分析 4445'~4458',平均海拔337.1m,属典型北温带 2.1不同取样间距土壤速效养分常规统计分析 大陆性气候年均降水量141.8mm,年蒸发量 表1分析可知不同间距的碱解氮(36,34 1826.2mm,年均大于或等于10℃积温3595.5℃， 收日期：200 101
第 23 卷第 2 期 干 旱 地 区 农 业 研 究 Vol. 23 No . 2 2005 年 3 月 Agricultural Research in the Arid Areas M ar. 2005 不同取样尺度农田土壤速效养分 空间变异特征初步研究 盛建东1, 4 , 肖 华2 , 武红旗1 , 陈 冰1 , 王 军3 , 杨新建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, 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 3 种取样间距( 100 m、50 m、25 m ) 进行网格取样, 对土壤速效养分的空间变异性进行研究。结果表 明: 取样间距对土壤速效养分的含量水平、变异系数影响不显著; 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: 碱解氮( 71) 、速效磷( 36) 、速效钾( 18) 。土壤速效养分的空间变异性主要受结构因素影响, 但碱解 氮与速效磷受随机因素影响强于速效钾。利用 Krig ing 内插法绘制了不同取样间距土壤速效养分的等值线图。 关键词: 取样间距; 速效养分; 空间变异 中图分类号: S 158. 9 文献标识码: A 文章编号: 1000-7601( 2005) 02-0063-05 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[ 3～5] 。尤其在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 [ 6, 7] , 取得一 定的研究成果。 目前对于不同取样间距对土壤特性的空间变异 性研究较少, 本研究按 3 种取样间距进行采样, 对土 壤速效养分的空间变异规律进行研究, 为了解干旱 区农田土壤特性空间变异规律和精准农业技术的研 究应用提供科学依据。 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, 东经 85°20′～85°50′, 北纬 44°45′～44°58′, 平均海拔 337. 1 m, 属典型北温带 大陆性气候, 年均降水量 141. 8 mm, 年蒸发量 1826. 2 mm, 年均大于或等于 10℃积温 3595. 5℃, 年均日照数 2 861. 6 h, 无霜期平均166 d。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 100 hm 2 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 a。采用大间距( 100 m×100 m) 内套中间距( 50 m×50 m) , 中间距内套25 m×25 m 小间距布点( 图 1) , 采用 GPS 定位技术, 在播前用 土钻分别以 100 m、50 m、25 m 的间距于网格节点 上取 0～20 cm 土样, 其中大、中、小网格的每个样点 分别都以节点周围 3 m、2 m、1 m 为半径的采样区 内随机采取 5 个土样混合代表。分析测定土壤速效 养分含量; 速效氮测定采用碱解扩散法; 速效磷采用 0. 5 mol/ L NaHCO3 浸提钼锑抗比色法; 土壤速效 钾用 1 mo l/ L NaOAC ( pH = 7) 浸提火焰光度计 法[ 8] 。 1. 3 数据分析 本研究利用地统计学软件 GS + For W indow s 5. 0 软件进行半方差模型拟合, 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 不同取样间距土壤速效养分常规统计分析 表 1 分析可知, 不同间距的碱解氮( 36, 34, 收稿日期: 2004-10-11 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 40161006) , 新疆自治区重点学科基金资助。 作者简介: 盛建东( 1970- ) , 男, 甘肃秦安人, 副教授, 主要从事土壤质量变化、现代施肥技术研究
64 干早地区农业研究 第23卷 37.9)、谏效磷(9.0.9.4.10.7八和谏效钾(290.290. 且变异系数均小于50%，属于中等变异。因此，取样 3引2)的平均含量相差很小，碱解氮含量属低水平，速 间距对土壤速效养分的含量水平、变异系数影响不 效磷含量属中等偏下水平.速效钾含量相对丰官。土 品著。这与研究区位于荒漠与绿洲过度区.成土作用 壤养分的变异系数大小顺序为：碱解氨>速效磷> 微弱.加上人为耕种熟化历史短，土壤养分含量水平 速效钾：同种养分3种间距的变异系数差异很小，并 处于低水平，致使土壤特性空间变异性小。 ★1 100m 50m 25m 图1士壤样点分布图 Fig.1 Distribut ion of sampling sites 表1土壤养分统计特征值 Table I Statistical characters of soil nutrients 取样间距（取样数 项目 大 g 标料 慈异春数 (mg/kg) 100m(56 碱解氨Aail,N 12.0 71.0 14. 36.0 40.3 速效磷Avad. 3.9 16.3 2.8 9.0 31.1 速效钾Av. 108.0 446.0 74.7 290.0 25.8 50m(9) 碱解氨A口1.N 13.0 87.0 16 34.0 47.1 麦效陵Aval 4.2 18.5 2.8 9.4 29.8 速效钾Ax.K 120.0 446.0 57 290.0 19.7 25m(11) 酸解氨A▣H.N 12.0 87.0 15.6 37.9 41.2 凌0破Av 43 18.5 3.1 10.7 29.0 速效钾Av.K 13报0 440 60 3120 17.9 2.2不同取样间距合理取样数目分析 相近：藏解氨50m间距取样数目较大之外25m与 在一定显著水平下(0.05%)和抽样允许误 100m的变化很小。 差范围内（△），所要求的合理取样数目的计算公式： 若按P=95%.k=10%.土壤特性为弱变异相 n=(gS△ 时，合理的取样数日N400,不同间距下所测项目 =N-1查t分布表得出：S为样本标准方差可。 均属于中等程度变异 三种取样间距合理取样数目 计算结果见表2，分析可知，随着允许误差的减 的平均值：碱解氨为71、速效磷为36、速效钾为18 少，各测定项目的取样数目成倍增加：同一取样间 杨玉玲等对5m的取样间距研究所确定的碱解氮 距，碱解氮的取样数目大于速效磷，速效磷大于速效 速效磷和速效钾的合理取样数目为：45、43、10。因 钾。速效磷三种取样间距的取样数目变化很小：100 此速效养分的取样数目大致随着取样间距的减小而 m间距时速效钾的取样数目较大，50m与25m的 减少的趋势。 C1994-2011 China Academic lournal Electronic Publishing House.all rights reserved.http://www cnki.net
37. 9) 、速效磷( 9. 0, 9. 4, 10. 7) 和速效钾( 290, 290, 312) 的平均含量相差很小, 碱解氮含量属低水平, 速 效磷含量属中等偏下水平, 速效钾含量相对丰富。土 壤养分的变异系数大小顺序为: 碱解氮> 速效磷> 速效钾; 同种养分 3 种间距的变异系数差异很小, 并 且变异系数均小于 50% , 属于中等变异。因此, 取样 间距对土壤速效养分的含量水平、变异系数影响不 显著。这与研究区位于荒漠与绿洲过渡区, 成土作用 微弱, 加上人为耕种熟化历史短, 土壤养分含量水平 处于低水平, 致使土壤特性空间变异性小。 图 1 土壤样点分布图 Fig . 1 Distribut ion o f sampling sites 表 1 土壤养分统计特征值 T able 1 St atistical characters of soil nutrients 取样间距( 取样数) Sam pling int erval ( Sampl e number) 项目 It em 最小值 Min imum ( mg/ kg ) 最大值 Maximum ( mg/ kg) 标准差 Std 均值 Mean ( mg/ kg ) 变异系数 CV ( % ) 100 m ( 56) 碱解氮 Avail.N 12. 0 71. 0 14. 5 36. 0 40. 3 速效磷 Avail. P 3. 9 16. 3 2. 8 9. 0 31. 1 速效钾 Avail.K 108. 0 446. 0 74. 7 290. 0 25. 8 50 m ( 97) 碱解氮 Avail.N 13. 0 87. 0 16 34. 0 47. 1 速效磷 Avail. P 4. 2 18. 5 2. 8 9. 4 29. 8 速效钾 Avail.K 120. 0 446. 0 57 290. 0 19. 7 25 m ( 111) 碱解氮 Avail.N 12. 0 87. 0 15. 6 37. 9 41. 2 速效磷 Avail. P 4. 3 18. 5 3. 1 10. 7 29. 0 速效钾 Avail.K 138. 0 464. 0 56. 0 312. 0 17. 9 2. 2 不同取样间距合理取样数目分析 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[ 9] 。 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; 同一取样间 距, 碱解氮的取样数目大于速效磷, 速效磷大于速效 钾。速效磷三种取样间距的取样数目变化很小; 100 m 间距时速效钾的取样数目较大, 50 m 与 25 m 的 相近; 碱解氮 50 m 间距取样数目较大之外, 25 m 与 100 m 的变化很小。 若按 ! L= 95% , 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: 碱解氮为 71、速效磷为 36、速效钾为 18, 杨玉玲等对 5 m 的取样间距研究所确定的碱解氮、 速效磷和速效钾的合理取样数目为: 45、43、10 [ 6]。因 此速效养分的取样数目大致随着取样间距的减小而 减少的趋势。 64 干旱地区农业研究 第 23 卷
第2期 盛建东等：不同取样尺度农田土壤速效养分空间变异特征初步研究 65 表2在允许误差范围内合理取样数目 Table2 Reasonable aming number with in required relative erro 项目 标准卷 均值 相对误差Rdative crro mg/kg 209% 15% 10% 59 100m(56 碱解氢AlN 14.5 36 16 29 65 260 速效腾Ax 2.8 9.0 10 17 39 155 速效钾A.K 74.7 290 1 50m(9 速效磷Aral 44 30 9 16 速效钾Ar山. 57 290 4 7 15 25m(110 碱解氨A1.N 56 37.9 17 30 68 1 速效A 10.7 34 速效钾A.K 312 2.3不同取样间距土壤速效养分空间变异特征 要受到土壤母质等结构性因素的影响。变程表示变 分析 异函数的自相关范用.在范用值内相关.在范围值 速效养分的半方差模型拟和结果见表3，分析 独立：100m间距中速效钾的变程最大(1428 模型参数分析可知：模型块金效应即Cd(C+C), m),其次是碱解氮速效磷最小：50m间距的变程 反映变量空间变异的来源，比值越大表明人为因素 碱解氨最大，速效磷与速效钾相近：25m间距的速 灌溉、施肥、耕作等的影响越明显，反之，结构性因 效养分变程在三种间距中最小(100~150m)。总体 素（母质、气候、生物、地形等）的影响占主要地位。本 分析.速效钾的变程大于碱解氮.速效磷最小。随看 研究同一间距谏效氮的块金效应大于谏效碰谏效 取样间距的减小谏效养分的变程具有减小趋热日 磷大于速效钾，说明人为因素对碱解氮与速效磷空 各养分变程的变化幅度减小。 间变异性的影响较速效钾强速效钾的空间变异主 表3土壤养分的空间变异理论模型及模型参数 Table 3 Theoretical modek and model parameters for the change in soil nutrients 基台值 项目 块金值 Co+C) o 决定系数 100m(56 城解氯AalN 118.5 237.1 50 582 0.922 速效磷AalP 801 13.4 0.873 速效钾A温 Ex ponet 1.8 097 50m(9 碱解氨AmlN Exponmt 160 319 50.0 798 0.891 速效砖Axd Sph erical 275 6.814 40.4 0.855 速赞钾A,dK 788 3556 212 252 0.902 25m(11) 碱解氢ALN 89 257 34.7 107 0.927 速效磷Aal Ex ponen 327 14 0.836 速效钾Ard.K Spherical 702 3225 21.8 108 0.979 注：Exponent:指数模型，Spherica止球状模型。 利用土壤养分采样点的原始数据与相应的地统 不同种尺度下等值线的疏密尺度养异显著尤其 计学模型参数，借助Surfer3.2软件进行Kriging插 100m尺度的等值线相对稀疏，表明不同尺度的等 值分析，利用GS软件进行边界裁剪，得到不同取 值线图反映的是该尺度下土壤特征的空间变异 羊间距下土壤养分的等值线图（见图2）。由图可知 势，这是由于等值线是通过实测数据与半方差函数 不同取样间距下土壤特性表现出不同的分布特点： 模型参数来制作的，因此等值线的分布与实测数据 在等俏线的间距保持统一的情况下，同一土璃特征 的数量以及半方差模型参数具有密切的关系。 C 1994-2011 China academic Journal electronic Publishing House.all rights reserved.http://www.cnkinet
表 2 在允许误差范围内合理取样数目 Ta ble 2 Reasonable sampling number w ith in r equir ed r elativ e err or 取样间距( 取样数) Sam pling int erval ( Sampl e number) 项目 It em 标准差 Std. 均值 Mean ( mg/ kg) 相对误差 Rel ative er ror 20% 15% 10% 5% 100 m ( 56) 碱解氮 Avail. N 14. 5 36 16 29 65 260 速效磷 Avail. P 2. 8 9. 0 10 17 39 155 速效钾 Avail.K 74. 7 290 7 12 27 106 50 m ( 97) 碱解氮 Avail. N 16 34 22 39 89 354 速效磷 Avail. P 2. 8 9. 4 9 16 35 142 速效钾 Avail.K 57 290 4 7 15 62 25 m ( 111) 碱解氮 Avail. N 15. 6 37. 9 17 30 68 271 速效磷 Avail. P 3. 1 10. 7 8 15 34 134 速效钾 Avail.K 56 312 3 6 13 52 2. 3 不同取样间距土壤速效养分空间变异特征 分析 速效养分的半方差模型拟和结果见表 3, 分析 模型参数分析可知: 模型块金效应即 C0/ ( C0+ C) , 反映变量空间变异的来源, 比值越大表明人为因素 ( 灌溉、施肥、耕作等) 的影响越明显, 反之, 结构性因 素( 母质、气候、生物、地形等) 的影响占主要地位。本 研究同一间距速效氮的块金效应大于速效磷, 速效 磷大于速效钾, 说明人为因素对碱解氮与速效磷空 间变异性的影响较速效钾强, 速效钾的空间变异主 要受到土壤母质等结构性因素的影响。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 [ 11] ; 100 m 间距中速效钾的变程最大( 1 428 m) , 其次是碱解氮, 速效磷最小; 50 m 间距的变程 碱解氮最大, 速效磷与速效钾相近; 25 m 间距的速 效养分变程在三种间距中最小( 100～150 m) 。总体 分析, 速效钾的变程大于碱解氮, 速效磷最小。随着 取样间距的减小, 速效养分的变程具有减小趋势, 且 各养分变程的变化幅度减小。 表 3 土壤养分的空间变异理论模型及模型参数 Table 3 T heo r etical models and m odel parameters fo r the change in so il nutrients 取样间距( 取样数) Sam pling int erval ( Sampl e number) 项目 It em 理论模型 T heor etical m odels 块金值 Nugget ( C0) 基台值 Sill ( C0+ C) C0/ ( C0+ C) ( % ) 变程 Range ( m) 决定系数 R 2 100 m ( 56) 碱解氮 Avail. N Ex pon ent 118. 5 237. 1 50 582 0. 922 速效磷 Avail. P Ex pon ent 1. 07 8. 01 13. 4 207 0. 873 速效钾 Avail.K Ex pon ent 1100 9310 11. 8 1428 0. 937 50 m ( 97) 碱解氮 Avail. N Ex pon ent 160 319 50. 0 798 0. 891 速效磷 Avail. P Sph erical 2. 75 6. 814 40. 4 223 0. 855 速效钾 Avail.K Sph erical 788 3556 21. 2 252 0. 902 25 m ( 111) 碱解氮 Avail. N Ex pon ent 89 257 34. 7 107 0. 927 速效磷 Avail. P Ex pon ent 3. 27 10. 6 30. 8 141 0. 836 速效钾 Avail.K Sph erical 702 3225 21. 8 108 0. 979 注: E xponent: 指数模型, S pherical: 球状模型。 Not e: Exponent mean s exponential models; S pherical means s pher ical models 利用土壤养分采样点的原始数据与相应的地统 计学模型参数, 借助 Surfer 3. 2 软件进行 Kriging 插 值分析, 利用 GIS 软件进行边界裁剪, 得到不同取 样间距下土壤养分的等值线图( 见图 2) 。由图可知, 不同取样间距下土壤特性表现出不同的分布特点; 在等值线的间距保持统一的情况下, 同一土壤特征 不同种尺度下等值线的疏密尺度差异显著, 尤其 100 m 尺度的等值线相对稀疏, 表明不同尺度的等 值线图反映的是该尺度下土壤特征的空间变异趋 势, 这是由于等值线是通过实测数据与半方差函数 模型参数来制作的, 因此等值线的分布与实测数据 的数量以及半方差模型参数具有密切的关系。 第 2 期 盛建东等: 不同取样尺度农田土壤速效养分空间变异特征初步研究 65
66 干早地区农业研究 第23卷 2,4土壤速效养分空间变异分布图 速效碑Avail,.F 50米间距50 inerval 碱解氢Avail.N 这效磷Avail.P 速效钾Avail. 100米间距100 图2不同取样间距土壤速效养分等值线图(mgk e1994-201Chf2aSmiarmfscaalauaniermplegitrvak http://www.cnki ne
2. 4 土壤速效养分空间变异分布图 图 2 不同取样间距土壤速效养分等值线图( mg / kg) Fig. 2 Conto ur maps of so il a vailable nutrients in different sampling int er v als 66 干旱地区农业研究 第 23 卷
第2期 盛建东等：不同取样尺度农田士壤速效养分空间变异特征初步研究 67 参考文献 3结论 [山沈思源。士壤空间变异研究中地统计学的应用及其展塑刀 取样间距对土壤速效养分的含量水平、变异系 字进，1989173)：11-25 数影响不显著。但随着允许误差的减少，各测定项目 [21区美美.王建武.土堞空间变异研究进展小.土壤，2003,35 的取样数目成倍增加：同一取样间距，碱解氮的取样 (1):30-33 数目大于速效磷，速效磷大于速效钾。 【[)李保国，李卫东，石元春.冲积平原上区城士策质地层次的某些 本研究同一间距速效氮的块金效应大于速效 分布特征.土境学报，1998.35(：433 波等 太湖流域丘陵地区土壤养分的空 磷，速效磷大于速效钾，说明人为因素对碱解氨与速 效磷空间变异性的影响较速效钾强.速效钾的空间 变异主要受到土壤母质等结构性因素的影响。速效 33 钾的变程大于碱解氨速效磷最小。随着取样间距的 本业工程学 减小.速效养分的变程具有减小趋势，且各养分变程 《磷钾空间变 的变化幅度减小。 不同取样间距条件下制作的土壤特性分布图 可以直观的反映土壤特性变化情况，但不同间距之 中国科学院南京士壤研究所。土壤理化分析].上海：上海科 间可比性差，原因可能是不同取样间距相当于不同 19] 雷志栋，杨诗秀，土壤特性空间变异性初步研究。水利学报」 比例尺，即相当于对土壤特性在不同尺度水平概括， 10 因此取样间距的使用还要根据具体的研究与应用目 110 华孟，王坚士壤物理判M,北京：北京农业大学出版 的来确定。 t1002214.243 致谢：新餐农业大学土化专业98级2班杨艳、钱文东、 1111王政权.地质统计学及其在生态学中的应用1.北京：科学 出版计10g0.150-156 刘红萍、张奋东同学参与取样工作，特此政谢。 Primary study of spatial variability of available soil nutrients in farmland with different sampling intervals SHENG Jian-long".XIAO Hua',WU Hong-qi',CHEN Bing' WANG Jun',YANG Xin-jian' 关《。Scimnces.46g .Shibezi Uni 3.121Reg y i 4.College of Resource and Enironmental Sciences.China Unirersity.Beij ing.100094 Abstract:The grid-sampling method was used to study spatial variability of available soil nutrients The results showed that the sampling intervals did not significantly affect the contents and variance cofficients of available soil nutrients;they affected the proper samnple number to some extent and the proper number should be 71 for alkali-hydrolysable nitrogen,36 for available phosphorous and 18 for available potassium.The spatial variability of available soil nutrients were mainly affected by structural factors but chance factors affected alkali-hydrolysable nitrogen and available phosphorous more than available potassium.The contour map of the available soil nutrients at different sampling intervals were depicted with Kriging interpolation method. Key words:sampling interval:available nutrient;spatial variability 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
3 结 论 取样间距对土壤速效养分的含量水平、变异系 数影响不显著。但随着允许误差的减少, 各测定项目 的取样数目成倍增加; 同一取样间距, 碱解氮的取样 数目大于速效磷, 速效磷大于速效钾。 本研究同一间距速效氮的块金效应大于速效 磷, 速效磷大于速效钾, 说明人为因素对碱解氮与速 效磷空间变异性的影响较速效钾强, 速效钾的空间 变异主要受到土壤母质等结构性因素的影响。速效 钾的变程大于碱解氮, 速效磷最小。随着取样间距的 减小, 速效养分的变程具有减小趋势, 且各养分变程 的变化幅度减小。 不同取样间距条件下制作的土壤特性分布图, 可以直观的反映土壤特性变化情况, 但不同间距之 间可比性差, 原因可能是不同取样间距相当于不同 比例尺, 即相当于对土壤特性在不同尺度水平概括, 因此取样间距的使用还要根据具体的研究与应用目 的来确定。 致谢: 新疆农业大学土化专业 98 级 2 班杨艳、钱文东、 刘红萍、张奋东同学参与取样工作, 特此致谢。 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] 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. [ 4] 曹 慧, 杨 浩, 孙 波, 等. 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. [5] 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. [ 6] 王 珂, 沈掌泉, John S Bail ey, 等. 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. [ 7] 杨玉玲, 盛建东, 田长彦, 等. 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 [8] 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. [ 9] 雷志栋, 杨诗秀. 土壤特性空间变异性初步研究. 水利学报, 1985, ( 9) : 10- 21. [ 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] 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. Primary study of spatial variability of available soil nutrients in farmland with different sampling intervals SHENG Jian-dong 1, 4 , XIAO Hua 2 , WU Hong-qi 1 , CHEN Bing 1 , WANG Jun 3 , YANG Xin-jian 3 ( 1. College of Resource and Envir onmental Sciences, X injiang Ag ricultur al University , Ur umq i 830052 China; 2. Agricultral College, Shihezi University , Shihezi 832003, China; 3. 121 Region of S hihez i City in X inJ iang, Shihezi, 832066; 4. College of Resource and Envir onmental S ciences, China A gricultur al University , Beij ing, 100094) Abstract: T he grid-sampling method was used to study spatial variability of available soil nutrients. The results show ed that the sampling inter vals did not significantly affect the contents and v ariance co efficients of available soil nutrients; they affected the proper sample number to some ex tent and the pr oper number sho uld be 71 for alkali-hydr olysable nitrogen, 36 for available phosphoro us, and 18 for available potassium. The spatial v ariability of available soil nutrients w ere mainly affected by structural factors but chance facto rs affected alkali-hydroly sable nitr ogen and available phosphor ous mor e than available potassium. T he conto ur map of the available soil nutrients at different sampling intervals were depicted w ith Kriging inter polation method. Key words: sampling interval; available nutrient; spatial variability 第 2 期 盛建东等: 不同取样尺度农田土壤速效养分空间变异特征初步研究 67