垦区耕地土壤肥力分级及测土配方施肥分区研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇垦区耕地土壤肥力分级及测土配方施肥分区研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要 以江苏省黄海农场耕地为例，利用模糊数学理论，探讨垦区内耕地土壤肥力分级方法，为合理制订目标产量提供参考。基于地理信息系统Mapinfo软件，建立耕地资源管理信息空间数据库和属性数据库，制作土壤养分含量分级分布图等各类专题图和测土配方施肥分区单元图，划分推荐施肥分区，指导大面积测土配方施肥。

关键词 垦区耕地；肥力分级；施肥分区；测土配方施肥

中图分类号 S147.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）02-0228-02

为配合部级测土配方施肥项目，黄海农场于2007年底对全区内耕地进行大规模土壤肥力调查，积累了宝贵的原始资料。土样采集方法为每个自然条田（一般为4个小条田，约13.3 hm2。）采1个混合土样，每个混合土样由该条田中取12～20个采样点混合而成。按照此法，全区共采集耕层混合样品863个，代表全区约1万hm2耕地。由各生产区农技员组织采样，土壤样品风干后送至农业中心土肥化验室，测定其有机质、全氮、碱解氮、速效磷、缓效钾、速效钾、有效硫、微量元素和有效硅等含量。由于土壤采样方法科学，样本大，质量高，化验测定精确，因而代表性强，能够较为全面准确地反映垦区土壤肥力的实际情况。土壤肥力是构成作物生长发育的必要条件，对黄海分公司耕地土壤肥力进行分级，可合理确定目标产量，划分施肥分区，为合理测土配方施肥、夺取农作物高产提供科学依据。

1 研究区域的基本情况

黄海农场地处黄海之滨，连云港海湾南侧，位于中纬度地带，气候温和，雨量充沛，四季分明，霜期较短，年平均气温13.1 ℃，最高气温达39.9 ℃，最低气温达-16.4 ℃，年平均降雨量956.5 mm，蒸发量1 554.5 mm，蒸发量大于降雨量。无霜期211 d，全年日照时数历年平均为2 314.8 h，日照率为58%。当地水热资源丰富，适宜各种作物生长，但春季短，气温回升慢且不稳，5—6月常有梅雨或干热风出现，7—9月台风暴雨频繁，上述灾害性天气对农业生产有着不同程度的危害，不利于农业高产稳产。

按全国第二次土壤普查标准分类，黄海农场耕地土壤属盐土类，潮盐土亚类，分壤性潮盐土和黏性潮盐土2个土属，分别有脱盐土、轻盐土、中盐土和重盐土4个土种。

黄海农场2012年核定耕地总面积10 361 hm2，其中壤性潮盐土耕地面积约525.77 hm2，分布于第一生产区1、2、3大队和第三生产区11大队，占现有耕地总面积的5.07%。其余均为黏性潮盐土，耕地面积约9 835.03 hm2，分布于本区大部分耕地，占耕地总面积的94.93%。按1 m土体盐分含量可划分为脱盐土、轻盐土、中盐土和重盐土4个土种，其1 m土体盐分含量分别为

江苏省黄海农场行政上划分为苏垦农发黄海分公司和黄海农场，其中黄海分公司为农业公司，又划分为15个生产区，下辖72个大队，即15个二级生产单位和72个三级生产单位。

对全部耕地约863个条田进行土壤样品采集并进行分析化验，结果表明，土壤碱解氮平均含量为61 mg/kg，土壤速效磷平均含量为18.2 mg/kg，土壤速效钾平均含量为312 mg/kg，土壤有机质平均含量为17.2 g/kg，土壤pH值平均为7.9。由此可见，垦区土壤为缺氮、中磷、富钾，肥力中等偏低，呈微碱性反应。

2 耕地土壤肥力分级过程和方法

2.1 分级指标的选择及数据库的建立

土壤肥力是土壤物理、化学、生物等性质的综合反映，土壤肥力包括对土壤有机质、土壤氮、磷、钾及微量元素含量的评价。根据垦区的地理位置、土壤类型、自然生态和农业生产条件及目前所获得的基础数据等，确定本区内耕地土壤肥力分级及测土配方施肥分区指标为土壤碱解氮含量、土壤速效磷含量、土壤速效钾含量、土壤有机质含量、土壤pH值和土壤NaCl含量6个指标。

由于垦区内耕地条田化种植，地势较平坦，在1块条田中肥力基本一致，选择1块条田（约13.3 hm2）作为1个采样和分级单元是合理的。将863个土壤样品分析结果建立土壤养分含量Excel属性数据库，数据库的字段包括条田编码（唯一码）、生产区、大队、田号、经度、纬度、面积、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、pH值和NaCl含量（1 m土体），并计算各养分含量的统计特征值见表1。可以看出，变异系数由大到小的顺序为NaCl含量、速效磷、碱解氮、有机质、速效钾和pH值，分别为67.10%、46.60%、25.60%、18.20%、16.90%和3.20%，NaCl和速效磷变异较大，pH值变异较小，其他为中等变异。从平均值看，碱解氮、速效磷、有机质含量分别为61.00 mg/kg、18.20 mg/kg和17.20 g/kg，属中等水平；速效钾含量312.00 mg/kg，属高水平；pH值7.90，属微碱性；NaCl含量0.70 g/kg，属脱盐水平。

2.2 各肥力指标权重系数的确定

采用相关分析方法[1-2]，求出各指标之间的简单相关系数（r）矩阵见表2，并求出各指标与其他指标的相关系数绝对值的平均值（r），以该平均值占所有评价指标相关系数平均值总和（Σr）的比

2.3 各肥力指标隶属度值的确定

采用模糊线性隶属度函数计算隶属度值，各肥力指标对作物的效应曲线呈S型、反S型和抛物线型曲线3种类型，将曲线型函数转化为相应的折线型函数作为各肥力指标的隶属度函数[1，3-5]。

2.3.1 S型隶属度函数。属于该类型的指标包括有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、CEC、表土层厚度等。其隶属度函数如下：

2.3.2 反S型隶属度函数。属于该类型的指标有盐分（NaCl）等。其隶属度函数如下：

2.3.3 抛物线型隶属度函数。属于该类型的指标有pH值、容重、物理性黏粒含量和粉/黏比等。其隶属度函数如下：

2.4 土壤肥力综合分级指数的确定及分级结果

土壤肥力综合分级指数（IFI）是一个全面反映土壤肥力状况的指标值，其值可划分土壤肥力等级，根据加乘法则求得。其计算公式如下：

式中：Ni和Wi分别表示第i种肥力指标的隶属度值和权重系数，为使数据易于理解，综合指数用乘以100表示。

对全场863块条田养分测定结果计算IFI值，结果加权平均，并按>90.0、80.0～90.0、70.0～80.0、≤70.0划分为Ⅰ（高）、Ⅱ（中）、Ⅲ（低）、Ⅳ（极低）4个等级，求出各等级的耕地面积及所占比例，结果见表5。可以看出，全场Ⅰ级地1 523.6 hm2，占14.7%；Ⅱ级地4 353.6 hm2，占42.0%；Ⅲ级地3 531.2 hm2，占34.1%；Ⅳ级地952.5 hm2，占9.2%。

3 测土配方施肥分区划分

3.1 属性数据库的建立

采用“以地定产、以产定氮、以氮定磷钾、因缺补缺”的配肥原则，根据作物施肥指标体系确定各肥力等级类型的目标产量和空白产量，建立目标产量和空白产量属性字段；对每个目标产量级别根据Stanford公式计算施氮量，建立施氮量属性字段和级别代号；根据速效磷和速效钾含量级别，确定N∶P2O5∶K2O比例，进一步确定磷、钾单质养分施肥量，分别形成属性字段和级别代号；根据当地主要肥料种类、肥料利用率，把氮、磷、钾单质养分施肥量换算成实物量，建立新的字段，形成施肥方案；将施肥方案中的各施肥量级别代号合并生成新的字段，形成新的施肥指标组合类型，作为推荐施肥类型区代号。

至此，属性数据库中主要包含以下字段：条田编码、生产区、大队、田号、经度、纬度、面积、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、pH值、NaCl、肥力指数、目标产量、空白产量、施氮量、N代号、施磷量、P代号、施钾量、K代号、NPK代号、尿素、二铵。

3.2 管理单元图的绘制和数据联接

由于垦区耕地条田化，采样是在1块条田内采集12～20点混合样品，每个样品代表整个条田面积，所测得数据已为连续栅格数据，无需进行空间插值，利用Mapinfo软件采用“面”元素绘制单元图。用谷歌卫星地图下载器GEtScreen下载农场栅格地图，由Mapinfo按地理坐标配准，在配准后的栅格地图上，绘制矢量化的条田分布图，输入条田编码属性字段，并设置该字段为索引字段，用Mapinfo更新列功能将一些基本字段如生产区、大队、田号、面积等导入条田分布图中，制成耕地资源管理单元图。

3.3 各类专题图的制作

参考第二次土壤普查和有关肥料试验，将肥力指数和土壤养分含量分别按高、中、低、极低划分4个等级，分级指标见表6。

利用Mapinfo更新列功能，分别将数据库中的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、pH值、NaCl、肥力指数导入管理单元图中，利用Mapinfo专题图制作功能，按以上分级标准制作各类专题地图，包括《土壤碱解氮含量分级分布图》《土壤速效磷含量分级分布图》《土壤速效钾含量分级分布图》《土壤有机质含量分级分布图》《土壤pH值分级分布图》《土壤NaCl含量分级分布图》和《土壤肥力等级分布图》。

3.4 测土配方施肥分区图的制作

利用Mapinfo更新列功能，分别将数据库中的目标产量、空白产量、施氮量、N代号、施磷量、P代号、施钾量、K代号、NPK代号、尿素、二铵字段导入管理单元图中，利用Mapinfo专题图制作功能，以NPK代号为分级标准制作《测土配方施肥分区单元图》，划分不同施肥分区，指导大面积测土配方施肥[6]。

3.5 切割《测土配方施肥分区单元图》

将全场《测土配方施肥分区单元图》分别以生产区或大队为单位切割成大比例尺图，分发到各生产区和大队，以便实际指导大面积生产[7-8]。

4 参考文献

[1] 吕苏丹，汪光宇，邬亚浪，等.东阳万亩园区土壤养分综合评价研究[J].浙江大学学报，2002，28（3）：272-276.

[2] 姚荣江，杨劲松，陈小兵，等.苏北海涂围垦区耕层土壤养分分级及其模糊综合评价[J].中国土壤与肥料，2009（4）：16-20.

[3] 骆伯胜，钟继洪，陈俊坚.土壤肥力数值化综合评价研究[J].土壤，2004，36（1）：104-106.

[4] 武伟，唐明华，刘洪斌.土壤养分的模糊综合评价.西南农业大学学报，2000，22（3）：270-272.

[5] 刘洪鹄，赵玉明，王秀颖，等.土壤肥力评价方法探讨[J].长江科学院院报，2008，25（3）：62-66.

[6] 郑宝林，田杰，薄艺星.基于GlS的县域推荐施肥分区图编制方法[J].河北农业，2009（10）：18-19.

[7] 贺霞.忻州市玉米测土配方施肥分区指导意见[J].现代农业，2010（9）：36-37.

[8] 李俊玲，宋小顺，张麦生，等.新乡市农田分区土壤养分状况与小麦测土配方施肥经济效益研究[J].河北农业科学，2010，14（4）：36-39.