皖西大别山农耕区表层土壤养分地球化学综合评价及影响因素

土壤养分是影响农作物产量的重要指标,掌握中国主要农业生产区的土壤养分时空演变特征对合理使用农业土地资源具有重要的意义。本文以中国重要农耕区皖西大别山六安地区为研究区,采集浅层土壤(0~20cm)样品1295组,采用硫碳仪、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等技术进行测试。应用统计学分析方法,在分析pH值的基础上,对总氮(TN)、总磷(TP)和钾(K)和土壤有机质(SOM)四个地球化学养分指标进行单指标养分等级划分和土壤养分综合等级评价,并探讨了各项指标的影响因素。结果表明:研究区98.88%的土壤为酸性土壤(其中8.03%为强酸性土壤),受地貌类型影响较大;TN分布以中等丰富为主,受土壤类型影响较大;TP以中等含量和缺乏为主,受地貌类型的影响较大;K是最为丰富的元素,其含量在中等及以上的比例达97.81%,主要受地貌类型的影响;SOM以中等和较缺乏为主,受土壤类型、土地利用方式和地貌类型的共同影响,且SOM含量与TN含量呈高度正相关。全区土壤养分等级以中等为主,占全区总面积的60.10%,其次是较缺乏土壤,占25.27%,南部山区养分状况优于北部平原区。整体上,研究区土壤具有养分较差、养分分布不均匀、普遍酸化的特点,部分地区应按需调整肥料的使用平衡土壤养分。可通过农田养分的管理,提高农业产量。

矿山废弃地植被恢复对土壤养分的影响与评价

[目的]探讨适合干旱半干旱矿山排土场特殊生境的人工植被类型,可为露天矿废弃地植被恢复模式的优化与植被建设工程的精准实施提供科学依据。[方法]以草原区大型露天煤矿排土场为研究对象,研究不同人工植被恢复类型土壤主要养分变化特征,并采用灰色关联度法分析评价不同人工植被类型的土壤肥力状况。[结果]干旱半干旱草原区矿山废弃地人工植被的土壤pH值均在8.5以上,属于碱性土壤,且与自然恢复的对照区(CK)之间变化差异不显著(P>0.05)。人工植被土壤(0~40 cm)全氮、有机碳平均含量分别为486.66 mg·kg^(-1)、0.50%,与自然恢复植被相比(全氮305.95 mg·kg^(-1)、有机碳0.33%)有显著增加(P<0.05),其中,草木樨(Melilotus suaveolens)、紫花苜蓿(Medica⁃go sativa)群落的土壤全氮含量达到607.20、603.45 mg·kg^(-1),水解性氮含量为85.27、107.06 mg·kg^(-1),显著高于其它人工植被类型(P<0.05),油松(Pinus tabulaeformis)、小叶杨(Populus simonii)、柠条(Caragana Korshinskii)群落的土壤有机碳含量显著高于其它植被类型(P<0.05);人工植被对土壤中全磷含量、速效磷含量、全钾含量的影响不明显;基于灰色关联度法排土场平台的土壤肥力要明显优于边坡;土壤水解性氮、速效磷、速效钾含量与参考数列指标的关联度比较大。[结论]露天矿排土场植被恢复后土壤中钾元素充足,氮、磷等营养元素的不足会成为植被恢复的主要限制因子,速效养分含量对草原矿区排土场的土壤肥力影响更为重要;矿山废弃地11种植被恢复类型中,排土场平台榆树(Ulmus pumila)群落、草木樨群落、油松群落、紫花苜蓿群落的土壤肥力较高,边坡栽植柠条土壤肥力状况相对较好。

格尔木设施农田土壤养分特征及肥力综合评价

格尔木市设施农业得到了快速发展,但其土壤养分特征尚不明确。通过采集格尔木市设施农田土壤样品,基于经典统计学和主成分分析方法探究其土壤养分的变化特征,并进行定量化综合评价。结果表明格尔木设施农田土壤的电导率、速效钾、有机质、全氮、全磷、碱解氮均存在中等变异,p H值和全钾呈弱变异。土壤全氮与全磷、碱解氮、速效磷和有机质达极显著正相关(P <0.01),与全钾和速效钾间呈显著正相关(P <0.05);p H值与全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质和电导率间均呈极显著负相关关系(P <0.01)。主成分分析法提取的前4个成分,对总方差的贡献率达到87.10%,土壤养分综合评价指数IFI值红伟集团>示范园>园艺公司,土壤速效磷均处于极高水平,影响设施农田土壤生产能力的主要障碍因素为较高的p H值和电导率。

黄河支流陕西段渭河流域沿岸农业土壤肥力综合评价

农业土壤肥力综合评价是黄河支流陕西段渭河流域生态保护和农业可持续发展的重要环节。该文以黄河支流陕西段渭河流域沿岸农业土壤为研究区域,采集陕西段渭河流域沿岸地区13个代表性地点的农业土壤样品,测定了土壤pH、电导率、有机质、全钾、速效钾、全磷、有效磷、全氮共8个理化肥力指标,以及脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶3个生物肥力指标。利用主成分分析法和内梅罗指数法,计算出该地区土壤肥力综合指数,二者相互验证,获得该地区土壤肥力质量状况。分析测试结果表明:(1)该地区土壤pH普遍较高,均值为7.99,呈弱碱性;有机质含量均值为17.295 g/kg;全钾、全磷和全氮均值为6.17 g/kg、1.06 g/kg和1.27 g/kg;速效钾和有效磷的含量均值为133.46 mg/kg、16.02 mg/kg。(2)对陕西段渭河土壤整体综合肥力评价的结果,主成分分析法的平均综合肥力得分为-0.0015,内梅罗指数法的平均综合肥力得分为1.342。依据主成分分析法和内梅罗指数法对土壤肥力评价的标准,表明陕西段渭河流域沿岸农业土壤综合肥力为中等水平,土壤中养分含量适中,能满足一般农作物的生长需求,适宜作为普通农田的种植基地。(3)肥力影响因素主要为干旱的气候和所处地理位置,人为因素次之。研究结果可促进渭河流域农业土壤资源利用,对于保障陕西省粮食安全、经济发展和生态建设具有重要意义。

杭州余杭径山茶园土壤养分状况及肥力质量评价

深入了解余杭区茶园土壤养分状况与肥力水平,可为该区径山茶园土壤改良、精准施肥以及优质径山茶叶生产提供科学依据。本研究对余杭区径山茶园面积集中的7个镇街进行实地调查和布点采样,采集并分析了36个样点径山茶园土壤,检测6个肥力指标,既土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,并采用主成分分析法和模糊数学隶属度函数模型,通过计算土壤肥力综合指数(IFI),对余杭区土壤养分状况进行数值化综合评价。结果表明:余杭径山茶园土壤有酸化趋势;茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量整体丰富,平均值均达到I级优质标准;91.7%的径山茶园土壤肥力综合指数IFI达到I级优质标准,8.3%达到II级标准,余杭径山茶园土壤适宜种植径山茶树。

张广才岭典型森林土壤养分特征与综合质量评价

【目的】探明张广才岭林区不同森林类型土壤养分特征,为了解该区植被与土壤的关系以及维持土壤肥力提供参考。【方法】选取具有代表性的阔叶红松林、阔叶混交林、蒙古栎林、落叶松林、云冷杉林为研究对象,系统地分析各林分土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、速效氮(AN)、有效磷(AP)的分布特征,同时对土壤养分状况进行综合质量评价。【结果】张广才岭林区土壤SOM、TN、TP、AP在不同林型间差异显著,SOM、TN 2种土壤养分的总体分布是阔叶混交林最高,云冷杉林和阔叶红松林次之,蒙古栎林和落叶松林最低;TP和AP均在云冷杉林土壤中最高,落叶松林中最低;AN在各林型内差异不显著。【结论】张广才岭林区土壤SOM和AN含量丰富,不同林型土壤养分总体处于优良水平,但TN缺乏为该林区土壤质量的主要限制因素。

基于主成分和聚类分析的永泰县土壤养分地球化学综合评价

[目的]运用统计学方法对永泰县土壤养分地球化学综合等级进行评价,最大限度地减少人为主观因素的影响。[方法]对工作区内土壤进行系统采样,送检测试土壤养分大量元素(有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾)含量及pH,通过采样数据的一般性描述,初步判断工作区内土壤养分元素富集分等情况,随后利用SPSS软件对数据进行标准化处理,建立相关系数矩阵,判断其进行统计学分析的可行性。通过主成分分析计算筛选出评价因子主成分,计算综合评价得分,并利用K-均值聚类分析法将综合得分划分为缺乏、较缺乏、中等、较富集、富集5类。[结果]工作区内土壤养分元素分布不均匀,变异性高,土壤总体呈酸性,富氮缺磷钾。土壤地球化学养分综合状况较差,综合得分属较缺乏、缺乏等级占比达54.68%。[结论]该研究为土壤养分评价提供科学依据。

重庆核桃主要产区土壤养分状况及肥力评价

采集重庆核桃主要产区土壤样品,分析土壤养分质量分数及综合肥力情况。结果表明:(1)重庆核桃产区土壤pH值范围为5.57~8.46,少量产区呈微酸性。根据全国第二次土壤普查养分质量分数分级标准,重庆各核桃产区土壤有机质质量分数较低,为5.11~16.22 g/kg。土壤全氮、碱解氮、速效钾质量分数分别为0.69~1.31 g/kg、25.43~120.53、13.50~142.98 mg/kg,总体均处于中下水平。土壤全钾质量分数较高,为18.64~36.89 g/kg。全磷、有效磷质量分数分别为0.47~1.13 g/kg和6.23~42.37 mg/kg,总体达到中上水平。土壤有效Ca、Mg质量分数丰富,分别为551.21~9671.42和21.21~688.25 mg/kg。有效Fe、Mn、Zn、B质量分数处于中等偏下水平,分别为1.94~11.20、1.31~29.03、0.42~1.54、0.21~0.57 mg/kg。有效Cu、Mo质量分数在各产区差异性较大。(2)采用内梅罗综合指数法评价显示,重庆核桃产区土壤综合肥力均为III级,属一般肥力水平,且有机质、氮和钾是限制土壤肥力的主要因子。因此,建议重庆核桃产区施肥以氮肥与钾肥为主,同时配施有机肥以及铁、锰、锌、硼等微肥,以达到培肥土壤和促进核桃生长结果的双重作用。

基于主成分分析和聚类分析的山东省典型植烟区土壤养分综合评价

为了了解山东省植烟区土壤的养分状况和肥力特征,以2018~2019年在山东省烟草主产区潍坊、日照、临沂三地采集的227份土壤样本为研究对象,采用主成分分析和系统聚类分析方法,对植烟区土壤的养分状况进行了综合评价。结果表明:山东省植烟区土壤pH值为4.70~7.93,整体偏酸;有机质和碱解氮养分含量较匮乏,速效钾和微量元素有效硼养分含量缺乏严重;有效磷、交换性钙、交换性镁和有效铁养分含量充足,有效锌养分含量丰缺并存。根据土壤养分综合得分,将山东省植烟区土壤肥力划分为较高(Ⅰ级)、适宜(Ⅱ级)和偏低(Ⅲ级) 3个等级水平,其中Ⅰ级和Ⅱ级肥力水平的土壤样本数占比为81.50%,整体适宜烟草植株生长。不同典型植烟区的土壤肥力水平顺序为潍坊>日照>临沂。根据山东省典型植烟区土壤养分条件,应重视土壤科学管理和肥料合理施用,增施有机肥,配施无机肥,补施钾肥,提高土壤pH值和有机质含量,同时注意补充硼、锌等微量元素养分。

苏北海涂围垦区耕层土壤养分分级及其模糊综合评价

针对制约滩涂土壤资源开发利用的障碍因素,以苏北滨海滩涂围垦区为研究区域,应用模糊综合评价方法对耕层土壤养分进行了分级与定量评价,获取了区域土壤肥力状况分布。结果表明,研究区域土壤磷素和钾素相对富余,有机质和氮素含量偏低,氮素亏缺较为严重,尤其是碱解氮。模糊综合评价表明研究区土壤养分分布在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,主要集中在Ⅰ、Ⅱ级,并没有Ⅳ级和Ⅴ级土壤;尽管总体上处于Ⅱ级水平,但可认为其养分仍处于极贫乏状态。研究区不同部位土壤养分分级存在明显差异性,养分分级较低的部位作物生长状况较差,土壤盐渍化程度较高。研究结果为海涂围垦区中、低产地土壤培肥和农田精确施肥提供一定的参考依据。

湖北宣恩不同海拔植烟土壤养分含量状况分析与综合评价

[目的]评价不同海拔土壤的综合肥力,并揭示土壤养分含量与海拔的关系。[方法]对湖北宣恩烟叶产区不同海拔的植烟土壤主要养分的含量状况进行分析。[结果]该产区的土壤养分总体适宜优质烟叶生产,其中,高海拔地区土壤的有机质、碱解氮及速效钾含量丰富,但磷素普遍缺乏;土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量在高海拔与中、低海拔间的差异达到了0.05显著水平,而其他养分含量差异不显著;不同海拔高度土壤的综合肥力指标值大小为高海拔>中海拔>低海拔,且在高海拔与低海拔间的差异达到了0.05显著水平,而高海拔与中海拔、中、低海拔间的差异不显著。[结论]该研究对该地区烟叶的生产及区划具有一定的指导意义,为该区烤烟种植区划和生产提供理论依据。

襄樊烟区土壤养分状况的综合评价

应用主成分分析和等间距聚类分析的方法对襄樊烟区土壤肥力进行了综合评价。对262个土壤样品的9项土壤肥力指标进行主成分分析,按照累计贡献率≥90%的原则提取6个主成分,并求得土壤样品6个主成分得分和综合得分。以主成分综合得分为聚类指标,采用等间距法将262个样品聚为4类。其中,第Ⅰ类土壤综合肥力高,其综合得分≥0.5;第Ⅱ类土壤综合肥力较高,其综合得分为0.0~0.5;第Ⅲ类土壤综合肥力中等,其综合得分为-0.5~0.0;第IV类土壤综合肥力较低,其综合得分为≤-0.5。

云南施甸烟区植烟土壤养分状况综合评价

采用模糊数学和多元统计分析原理计算出代表土壤养分状况的IFI值,并运用地统计学和GIS技术进行趋势和空间分析,对云南省施甸烟区植烟土壤养分状况进行了综合评价.结果表明:施甸烟区土壤有机质、碱解氮含量较高,有效磷、有效钾、有效锌和有效硼含量适宜,水溶性氯偏低;土壤养分状况存在着广泛变异,全烟区各项养分指标的变异系数为11%～76%;根据IFI值将全烟区分为高、较高、中等、较低和低5个等级,其中居中等级(较高、中等、较低等级)占86.7%.烟区土壤养分状况的综合评价在南北趋势上表现为南北高、中间低,且北高于南;东西方向上表现为由西向东方向逐渐降低.烟区地形地貌的差异造成了其土壤养分状况的不均匀性,合理运用评价体系,通过优化烤烟品种布局和精准施肥,可提高烟区的实际生产能力.

东阳万亩园区土壤养分综合评价研究

通过引入 GIS建立园区空间数据库和相应的属性数据库。在园区数据库的基础上 ,以水田为评价对象 ,选取有机质、速效氮、速效磷、速效钾和 p H五项指标 ,采用模糊线性隶属度函数 (生长指数型和抛物线型 )计算隶属度值 ,分别用相关分析法和主成分分析法确定权重 ,确定养分评价综合指数值。此外 ,通过比较相关分析法和主成分分析法的评价结果 ,表明这两种评价方法效果几乎相同。最后 ,将离散的综合评价数据通过点状克里格空间内插法转化成面状连续数据 ,运用

基于BP神经网络的土壤养分综合评价模型

以土壤养分指标体系作为神经网络的输入,以土壤养分等级评分作为输出,基于BP神经网络,建立了具有5个隐含层节点、3层网络的土壤养分综合评价模型;以土壤养分指标的各级评价标准作为模型的训练样本和检验样本,利用Matlab软件对BP神经网络进行训练和检验,并对安塞县土壤养分进行综合评价。结果表明BP神经网络对检验样本的模拟输出和期望输出是一致的;对安塞县土壤养分综合评价结果与模糊模式识别、主成分分析结果也是完全一致的。

三门峡烟区土壤养分状况的综合评价

对河南省三门峡烟区的238个土壤样品的养分指标进行测定,确定了各指标所属的隶属函数类型及其阈值,并且利用模糊数学原理和多元统计分析方法,对土壤的肥力状况进行了综合评价。结果表明:三门峡烟区土壤肥力存在广泛的变异,其IFI值平均为0.52,变幅为0.35～0.81,变异系数14.93%。采用聚类分析方法将土壤肥力分高(I)、较高(Ⅱ)、中等(Ⅲ)和低(IV)为4个等级,属于I级和IV级土壤肥力的样品数均较少,分别占该总样品数的3.86%,18.45%;属于Ⅱ级和Ⅲ级样品数较多,分别占总样品的48.51%和29.18%。三门峡烟区土壤pH值较高,有机质、全氮、全磷和速效氮含量供应不足;速效磷,速效钾和全钾含量适宜;建议该区平衡施肥应注意有机与无机、增氮与控氮、补磷与调磷、增钾与稳钾相结合。

江苏沿江地区菜地土壤肥力评价及环境风险分析

菜地土壤集约化利用程度高,容易出现养分不平衡和过量积累等问题,从而严重影响蔬菜产业的可持续发展。为摸清江苏沿江地区菜地土壤的肥力水平,运用主成分分析和隶属度函数相结合的模糊数学评价方法,分析江苏沿江地区露地和设施菜地土壤的养分状况,并进行环境排放风险分析。结果表明,露地菜地土壤的有机质、硝态氮含量明显低于设施菜地土壤。与露地土壤相比,设施菜地土壤的电导率、氮磷养分含量均明显提高,其中有19.31%达到超高盐度水平,次生盐渍化严重,同时全氮、全磷平均含量为2.32、1.61 g/kg,均存在过量累积现象。菜地土壤的综合肥力整体处于中等水平,其中有46.88%的露地土壤综合肥力偏低,有机质、速效氮是其限制因子。设施菜地土壤有很高的氮磷流失风险,露地土壤存在磷素流失风险。据此,江苏沿江地区露地蔬菜土壤应增施有机肥,减少化肥使用量,使用缓释氮肥;设施土壤应减少氮磷肥施用。江苏沿江地区设施菜地土壤的综合肥力良好,主要问题是设施土壤盐渍化以及土壤氮磷养分过量累积;露地土壤的有机质、速效氮含量偏低且有酸化趋势。环境风险分析表明,江苏沿江地区的设施蔬菜土壤比露地土壤更容易发生氮磷流失风险,露地土壤容易发生磷素流失风险。

广元市元坝区植烟土壤养分状况综合评价

采用主成分分析法和动态聚类法对广元市元坝区58个植烟土壤样品养分状况进行了综合评价,结果表明:元坝区各植烟乡镇土壤养分分布很不平衡;土壤pH值偏高,有效磷、有效钾、有效锰和氯含量大多不能满足烤烟生长需要,在生产上应注意通过施肥调节。58个土样养分综合得分可分为4级:Ⅰ级养分综合水平最高,得分值为2.2546~5.3471,占28.07%;Ⅱ级与Ⅰ级各养分差异不大,占31.58%;Ⅲ级得分值为-3.8801^-0.9169,占29.82%,其速效磷、速效钾、有效铁、有效硫含量显著低于Ⅰ级;Ⅳ级得分值为-8.1080^-5.0492,占10.53%,其交换性镁、有效铁、速效钾、速效磷、全氮、有机质、有效硫含量显著低于Ⅰ级。

设施蔬菜土壤养分状况分析及综合评价

综合运用主成分分析和模糊数学相结合的方法,分析了苏北地区设施蔬菜主产区土壤养分状况,对其土壤肥力进行综合评价。结果表明,苏北地区平均土壤有机质含量为2.6%,属中等水平,但盐城市土壤有机质含量不足。苏北地区的土壤pH平均值为7.2,但有34.2%土壤呈碱性,2.5%土壤呈酸性,淮安市的土壤碱化现象较为严重。土壤硝态氮、有效磷和速效钾平均含量分别为152.5mg/kg、152.5mg/kg、386.2mg/kg,均存在过量积累现象,但不同城市土壤中3种养分积累程度不同。利用因子分析法确定各土壤指标权重,结合隶属度计算出土壤综合肥力指数,发现苏北地区的土壤综合肥力平均指数为0.5,处于中等水平,有25.2%的土壤综合肥力<0.4,即土壤肥力差。土壤速效钾为苏北地区土壤肥力的主要限制因子。

基于主成分分析和聚类分析果园土壤养分综合评价

【目的】对新疆叶城县果园土壤养分进行综合评价,为区域土壤养分管理和施肥决策提供参考。【方法】基于新疆叶城县果园782份土壤样本数据:有机质、全氮、水解性氮、有效磷、速效钾5个养分指标,通过SPSS运行主成分分析得出3个主成分,计算各个样点各主成分的得分以及土壤养分综合得分,SPSS运行K-均值聚类过程将土壤养分综合得分分类,依据土壤养分综合评价得分分类结果查找样点对应的乡级分布。【结果】土壤养分综合得分划分极高、高、中、低四类得分区,样本数所占比率分别为2. 69%、20. 46%、41. 94%、34. 91%,中及低类得分区样本数比率达76. 85%;极高养分主要分布在萨依巴格乡;高养分主要分布在萨依巴格乡、吐古其乡、依提木孔乡和乌夏克巴什乡;中等养分含量主要分布在萨依巴格乡、加依提勒克乡、依提木孔乡、江格勒斯粮种场和恰尔巴格乡;低养分主要分布在夏合甫乡、依提木孔乡、乌吉热克乡、加依提勒克乡。【结论】叶城县土壤养分分布不均,土壤养分综合属于中低水平。第一主成分是全氮和有机质的综合反映;第二主成分反映速效钾含量对土壤养分供给状况;第三主成分是有效磷含量的描述。