区域土壤类型分布图（共3篇）
区域土壤类型分布图 篇1
0 前 言
土壤是在气候、生物、水等自然因素和人类活动因素共同作用下形成的自然历史复合体。由于成土因素的复杂性,土壤在空间尺度上会产生空间变异,空间分布以组合形式出现,呈一定的规律性。区域土壤类型分布图是客观地表达自然界土壤空间分布形式和面积比例关系的图形方式,可直观地反映土壤空间变异特征和规律,是土壤水盐运移研究、盐碱地改良、土壤肥力评估、灌溉工程规划设计、土壤资源合理利用[1,2,3]的基础资料,对于农业生产和土地规划管理等工作具有重要的实际意义。传统的土壤类型分布图制图一般采用野外调查以有限点的剖面土壤类型为基础按地貌、地形、物候景观等因素划分土壤类型边界和手工绘图方法[4,5]。该方法依赖于制图者对土壤特性变异性的理解及其主观判断,因而缺乏定量的理论基础,在很多情况下确切地描述土壤特性和土壤类型边界方面仍有困难,难以满足土壤类型分布图制图特别是大比尺专业土壤类型分布图制图的需要,同时存在人工耗费较大、效率不高的缺点。土壤类型分布图制图方法有待于进一步研究。
地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS)是采集、存储、管理、分析与表现(制图输出)空间信息的计算机系统,可实现对具有区域分布特征的土壤类型原始数据和土壤属性信息的高效管理和处理,并对其进行空间分析,为土壤类型分布图制图提供了良好的技术平台和手段。Thiessen多边形法是根据有限已知点集对具有空间属性的物理量进行平面分割的科学方法,具有接近于自然现象本质的许多优良性质,形成了较完善的理论体系,已成为解决相关几何问题强有力的工具,在气象、地质、测绘、生态学等领域中都有较深入的研究与应用。Thiessen多边形已有成熟的成图算法并作为成图工具被嵌入到GIS应用软件如ArcGIS 9.2中。本文探讨了基于GIS技术和Thiessen多边形的区域土壤类型分布图制图方法,并采用内蒙古河套灌区沙壕渠灌域有限个土壤剖面采样点数据在ArcGIS 9.2环境下绘制了其区域土壤类型分布图。
1 Thiessen多边形
Thiessen多边形又称Voronoi图,Dirichelet铺盖,是荷兰气候学家A·H·Thiessen提出,最初用于从离散分布气象站的降雨量数据中计算平均降雨量[6,7]。其原理是在每个样点周围建立一个多边形,使该多边形内部的点较多边形外的任意点至样点距离最近。其数学定义[8,9,10]为:
式中:P=(P1,P2,…,Pn),3≤n,为平面上的离散控制点集;x为平面上的任意点;d(x,Pi)和d(x,Pj)分别为x到Pi和Pj的欧氏距离;V(Pi)为点Pi的Thiessen多边形。
Thiessen多边形可采用做图法生成:即将平面上离散点集P中的相邻控制点用直线两两相连,并作连线的中垂线,各中垂线相交形成若干个多边形便是Thiessen多边形,如图1所示。
其定义决定Thiessen多边形具有许多适合于区域分割问题的优良性质[11]。每个Thiessen多边形内有且仅有一个离散控制点,Thiessen多边形内的点到相对应的离散控制点的距离最小,该点的属性可以代表区域内任意点的属性,反映了控制点的空间影响范围,或势力范围。各Thiessen多边形将相应的离散控制点联系在一起,隐含地表达了其邻近信息。
在地学现象中,大量具有空间属性的物理量如土壤水盐、肥料、物理参数以及地下水位、岩体类型等具有结构性,即距离相近的空间属性比距离远的空间属性具有更大的相关性或相似性。依据土壤发生学理论,土壤类型空间分布常以组合形式出现,呈一定的规律性或结构性。在区域土壤类型分布图制图中,针对有限离散采样钻孔土壤类型数据,依照结构性原理,采用Thiessen多边形法推断其他位置的土壤类型、确定土壤类型边界是一科学合理的方法。
2 基于GIS和Thiessen多边形区域土壤类型分布图的制图方法
2.1 土壤采样点分布图层创建
随着GIS技术的迅速发展,所开发的GIS应用软件有多种。ArcGIS 9.2是美国环境系统研究所(ESRI)开发的新一代GIS软件[12],目前已成为世界上应用最为广泛的GIS技术平台之一。ArcGIS 9.2内置有Thiessen多边形工具,可快捷、高效地创建Thiessen多边形实现区域土壤类型分布图的制图。
使用Thiessen多边形工具生成Thiessen多边形依赖于土壤采样点分布图层。在ArcGIS 9.2环境下进行区域土壤类型分布图制图时,应首先在ArcCatalog中创建研究区域土壤采样点分布图层和相应的属性表,然后依据采样点坐标位置在ArcMap中绘制采样点,并完成属性表的编辑。同时创建研究区域边界图层,确定研究区域土壤类型分布图范围。
2.2 ArcGIS 9.2的Thiessen多边形工具
ArcGIS 9.2软件的Thiessen多边形工具[12]为“Create Thiessen Polygons”,位于ArcToolBox中,在该工具中输入土壤采样点分布图层可以直接完成绘制Thiessen多边形。同时也可在ArcMap中的Window主菜单下选择Command Line命令,按“Create Thiessen Polygons <in_features> <out_features_class> {ONLY_FID | ALL}”命令行格式调用并创建Thiessen多边形。其中,Create Thiessen Polygons为创建Thiessen多边形命令;<in_features>为输入数据采样点图层文件的路径;<out_features_class>为输出数据Thiessen多边形图层文件的路径;{ONLY_FID | ALL}为输出Thiessen多边形属性值的设置选项,ONLY_FID为仅输出采样点图层属性值中FID一项,ALL为输出采样点图层属性值中的所有项。
2.3 土壤类型分类标准与属性编码
土壤类型分类标准是土壤类型分布图制图的基础,也是ArcGIS 9.2 的Thiessen多边形工具创建Thiessen多边形所使用的唯一属性。土壤分类标准有多种,应根据土壤类型分布图的应用目的或制图要求选择土壤类型分类标准。在使用ArcGIS 9.2 的Create Thiessen Polygons工具创建Thiessen多边形时,所依赖的属性字段要求必须是数值型,而按土壤类型分类标准确定的土壤类型往往是字符型数据,所以事先必须对所有可能出现的土壤类型进行数值编码,并对土壤采样点分布图层添加相应土壤类型代码属性。这样处理后,在Create Thiessen Polygons工具根据离散采样点进行Thiessen多边形分区时,所依赖的属性字段方能设置成土壤类型的代码。
2.4 聚类分析
由Create Thiessen Polygons工具生成的Thiessen多边形分区图只是每个采样点所影响的子区域范围内的土壤类型图。根据分类标准,相邻Thiessen多边形可能具有相同的土壤类型。因此,需要对各个Thiessen多边形进行聚类分析[13,14],将相同土壤类型的多边形进行整合,以最终得到土壤类型分布图。在ArcGIS 9.2环境下,Thiessen多边形的聚类分析可以通过ArcToolBox中的“Dissolve”工具,选择土壤类型代码作为依据来完成,生成研究区域内土壤类型分布矢量图。该矢量图中不同土壤类型的面积计算比较复杂,而栅格图形能够在其属性表中统计不同土壤类型栅格的数量,从而计算面积比例,最后根据区域总面积计算不同土壤类型的实际面积。因此,在Spatial analysis模块下,使用“Convert Features to Raster”工具将矢量图转化成研究区域内的栅格图形,即土壤类型分布栅格图。该矢量图和栅格图均为区域土壤类型分布图,只是表现形式不同。
2.5 制图流程图
在ArcGIS 9.2环境下,从土壤类型数据采集到完成土壤类型分布图的制图流程见图2。图中实线箭头具有指示流程下一级的作用,虚线箭头表示箭尾项对箭头所指项的参考作用。
3 应用实例
3.1 研究区域概况
沙壕渠灌域地处巴彦淖尔市杭锦后旗陕坝镇北部,地理位置为40°52′～41°00′N,107°05′～107°10′E,是内蒙古河套灌区解放闸灌域内的一子灌域。该灌域总面积52.4 km2,南窄北宽,外形似一狭长的倒三角形[15]。该地区地势平坦,土壤母质为黄河冲积物,且母质含盐,土壤呈碱性,部分属于非盐化土壤,部分为盐化土壤。由于在成土过程中土壤母质的沉积时间、环境和条件不同,土壤呈沙、黏互层的土体构型。这些土体的千变万化造成了灌区具有“一步三换土”[16]的土体特征,土壤类型离散性和复杂性明显。按照中国土壤系统分类方法,该地区土壤属于灌淤土土类,又称为草甸土[17]。
3.2 数据采集
在国家自然科学基金项目(50869006)的支撑下,本应用实例采用的数据来源于2009年11月开展区域土壤水盐动态模拟研究时在沙壕渠灌域上进行的土壤调查采样。
土壤调查中采样点布设,剖面取样,土壤质地、土壤类型和代码的确定依据中国科学院土壤所与水电部土壤队参照前苏联土壤调查技术规定专门为河套灌区开发而制定的土壤调查技术规范,这套技术规范符合河套灌区的特殊水文地质条件和开发要求,在该地区的农业水土研究中一直沿用至今。采样点选用比例尺为1∶10 000的沙壕渠灌域底图按照每平方公里7个的密度均匀布设。共采集土样343个,各采样点均使用GPS定位采集经、纬度坐标。由于沙壕渠灌域范围内土壤属于非盐化和盐化土壤,在采样点垂直方向上分5层取土,分别是0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm和60～100 cm,每个土样500 g。对土样进行实验室颗粒分析,计算粒径大于或者小于0.01 mm的土壤颗粒百分含量,并根据该技术规范的土壤质地分类标准(表1)判定土壤质地。经分析,沙壕渠灌域内的土壤质地类型有沙壤土、轻壤土和轻黏土。沙壕渠灌域土壤为草甸土土类,土壤类型制图按照采样点垂直剖面上土壤质地的不同确定土壤亚类:当剖面上无黏土出现时,根据出现的土壤质地进行命名;当剖面上有黏土出现时,称黏土为“胶泥”,同时根据黏土出现的深度和厚度不同又分为不同的土壤类型,命名规则见表2。例如,“深位厚层胶泥轻沙壤质土”为采样点土壤垂直剖面上既有沙壤土,又有轻壤土,同时有轻黏土出现,且黏土在深度为60～100 cm的位置开始出现,厚度大于60 cm。采用数据分析表明,沙壕渠灌域内共出现9种土壤亚类,见表3。在GIS环境下进行土壤制图时采用该技术规范规定的土壤代号,草甸土土类的土壤类型代码均以“3”为第一个数码,沙壕渠灌域土壤类型对应的代码见表3。
3.3 制 图
在ArcGIS 9.2环境下,按上述基于GIS和Thiessen多边形的区域土壤类型分布图制图方法,首先由GPS测得的采样点经纬度坐标创建土壤采样点分布图层,按E:＼shahao＼point.shp路径和文件名存盘,并将各采样点按表3对应的土壤类型代码输入属性表,同时根据沙壕渠灌域底图绘制出沙壕渠灌域边界。然后在ArcMap中编写命令行“Create Thiessen Polygons E:＼shahao＼point.shp E:＼shahao＼point_thiessen.shp ALL”绘制Thiessen多边形,其中E:＼shahao＼point_thiessen.shp为Thiessen多边形的存盘路径和文件名。最后依据沙壕渠边界图层,采用ArcToolBox中的Clip工具,对Thiessen多边形进行裁剪,得到沙壕渠灌域的采样点和Thiessen多边形分布图,如图3所示。
对图3中沙壕渠灌域的Thiessen多边形图,采用Dissolve工具对相同的相邻土壤类型泰森多边形聚类,生成沙壕渠灌域土壤类型分布图(矢量图),如图4所示。最后使用Convert Features to Raster工具,将矢量图转化成栅格图,通过栅格数量计算不同土壤类型的面积比例,分别与沙壕渠灌域的控制面积(52.4 km2)相乘得到各种土壤类型的实际面积,如表4。
从图4和表4中可以看出,沙壕渠灌域的土壤类型呈现出“插花状”分布,直观地反映了“一步三换土”的土体特征。其中,全剖面沙壤-砂土的土壤分布最广,面积为21.85 km2,占总面积的41.7%,而薄层间黏轻沙壤质土的分布最少,面积为0.56 km2,仅占总面积的1.1%。图4与1996年巴彦淖尔水利科学研究所针对河套灌区配套建设世界银行贷款项目的水盐监测任务人工绘制的河套灌区解放闸灌域小比例尺区域土壤类型分布图比较,两者所表达的该区域土壤类型分布特征总体相似。由于本次采样点布设较密集,图4更能较好地反映沙壕渠灌域土壤类型分布的实际情况。
4 结 语
(1)基于GIS和Thiessen多边形的区域土壤类型分布图制图方法使区域土壤类型分布图制图建立于定量的理论基础之上,可克服传统制图方法中依赖于制图者对土壤特性变异性的理解及其主观判断确定土壤分布特性和土壤类型边界的缺陷,并可提高制图效率。
(2)Thiessen多边形是依据有限离散控制点对二维平面进行最优分割的一种方法,可最大限度地反映控制点的势力范围或信息,适合于具有相似性或结构性的土壤类型分布平面分割问题。
(3)针对实测土壤剖面采样点数据使用该方法在ArcGIS 9.2环境下绘制了内蒙古河套灌区沙壕渠灌域土壤类型分布图。与含有该区域的解放闸灌域小比尺土壤类型分布图比较表明,两者具有相似土壤类型分布特征。
(4)Thiessen多边形的空间属性只是一个采样控制点的估计,采用该方法获得的区域土壤类型分布图的制图精度与采样控制点的多少有关。采样点布设越密集,所得到的土壤类型分布图越逼近实际情况。在使用该方法时,特别是土壤类型分布离散性和复杂性较大时情况下,若要得到符合实际的土壤类型分布图,应注意加大采样点密度。
摘要：区域土壤类型分布图是土壤水盐运移研究、灌溉工程规划设计、灌溉管理、土壤肥力评估等方面的基础资料,对于农业生产和土地资源利用管理具有重要的实际意义。本文提出了在有限个土壤采样条件下利用GIS技术和Thiessen多边形绘制区域土壤类型分布图的方法,可克服传统制图方法中依赖制图者对土壤变异性的主观理解、判断和手工绘图效率低的缺陷,使土壤类型分布图制图更为科学、高效。应用实例表明,该方法所绘制的区域土壤类型分布图能较好地吻合实际情况。
关键词：GIS,Thiessen多边形,聚类分析,区域土壤类型分布图
区域土壤类型分布图 篇2
一、分布特点
舞阳县土壤类型大致可分为3类:砂姜黑土类, 占耕地面积的33%;棕壤土类, 占62%;褐土类, 占5%;据调查, 本地区地下害虫有几十种, 常发生种类主要有:蛴螬占40%;金针虫占30%;蝼蛄占5%;拟步甲占5%;根蛆类占10%;地老虎类占10%。不同土壤类型发生分布的害虫种类为:砂姜黑土, 发生重的害虫有蛴螬、蝼蛄、拟步甲、根蛆、地老虎等, 金针虫发生较轻;棕壤土地下害虫发生较轻, 发生的种类有蛴螬、金针虫、蝼蛄和地老虎等;褐土, 发生重的害虫为金针虫、蝼蛄、地老虎等, 发生轻的有蛴螬、拟步甲和根蛆等。
二、活动为害特点
绝大多数地下害虫, 在成虫期都有取食补充营养的习性, 为产卵繁殖吸取营养和能量。食物来源以取食叶、花或花粉为主。地老虎类成虫对糖醋液有趋性, 对此可以用其趋化性进行引诱, 用于测报和防治。
地下害虫除蝼蛄为地表水平活动外, 绝大多数活动范围较小, 根据地温和温度变化而上下垂直活动。0~10厘米土层是多数地下害虫产卵和三龄前幼虫活动为害的主要土层。一般活动的土壤温度在15~30℃之间。因此, 每年地下害虫一般有两个活动期间, 一是仲春时节, 即农作物春播期;二是仲秋时节, 正值农作物秋播期。
三、防治方法
(一) 根蛆类
由于根蛆虫体小, 生活习性复杂, 应采用在播种期与生长期, 成虫与幼虫防治相结合的防治措施。要选用持效期较长, 残毒较低的农药品种搭配, 交替使用, 以防产生抗药性。
1.播种期防治。播种期防治幼虫, 可采用沟施毒土或毒土盖种的方法:每亩用40%甲基异柳磷乳油0.25千克, 掺细砂土150千克充分拌匀, 播种前施于播种沟或播种后盖种。瓜类蔬菜对农药敏感, 可将农药1:500的毒砂土, 于播种后先盖少许土, 再撒毒砂土, 最后覆土, 将毒土与种子隔开, 防止药害。防治成虫, 在成虫发生盛期, 每亩用50%敌敌畏乳油150毫升, 加5千克喷拌麦
1.播种期防治。播种期防治幼虫, 可采用沟施毒土或毒土盖种的方法:每亩用4 0%甲基异柳磷乳油0.25千克, 掺细砂土150千克充分拌匀, 播种前施于播种沟或播种后盖种。瓜类蔬菜对农药敏感, 可将农药配成1:500的毒砂土, 于播种后先盖少许土, 再撒毒砂土, 最后覆土, 将毒土与种子隔开, 防止药害。防治成虫, 在成虫发生盛期, 每亩用50%敌敌畏乳油150毫升, 加水5千克喷拌麦麸25千克, 均匀撒在地面熏杀成虫, 也可用50%敌敌畏乳油1000倍液喷于地面防治。
2.生长期防治。选用低毒低残留农药48%乐斯本乳油每亩300~400毫升随水浇灌, 或用1.8%虫螨克 (齐螨素) 乳油每亩0.3~0.5千克随水浇灌.韭菜收割前20天不宜施用农药。
(二) 蛴螬和金针虫
黄淮地区6月中旬至7月上旬小麦收获后, 夏大豆、夏玉米播种期是蛴螬孵化盛期, 是防治低龄幼虫的有利时期。当蛴螬中型幼虫密度达1头/平方米以上、金针虫在秋播期达1头/平方米以上, 春播 (小麦返青) 期达3头/平方米以上应进行药剂防治。可用50%甲基异柳磷乳油或50%辛硫磷乳油100~200毫升, 加水2.5千克, 均匀喷拌在2 5千克细土上, 撒于地面, 然后翻耕耙平, 或于秋播期耕地前, 用3%林丹粉剂1.5~2千克拌土50千克, 均匀撤施于地表, 然后再耕地, 对金针虫、蛴螬都有防效。土豆、瓜菜春播期间, 可用3%甲基异柳磷颗粒剂每亩2~3千克, 配成毒土, 顺沟撒施后盖种。小麦拔节期是金针虫为害盛期, 可用3%甲基异柳磷颗粒剂拌细土50千克, 顺垄撒施后划锄。
(三) 地老虎
区域土壤类型分布图 篇3
关键词：土壤类型,土壤基础肥力,水稻,施肥效应,区域,贵州三都
水稻是三都县主要粮食作物, 全县水稻土1.98万hm2, 占耕地面积的60%。常年水稻种植面积稳定在1.39万hm2以上, 水稻是三都县的主要粮食作物, 占粮食种植面积的51.19%, 提高水稻产量和品质对确保粮食安全十分重要。合理施肥是水稻增产的重要措施, 但水稻合理施肥技术除了考虑不同水稻品种的养分需求特性外[1], 土壤基础肥力状况也直接影响着水稻的施肥量和产量[2]。土壤类型和土壤基础肥力间往往有良好的相关性[3], 但由于土壤类型多样, 同一地区往往存在多种不同的土壤类型, 因而难以根据土壤类型进行了针对性的施肥指导。
三都县处于贵州高原南部边坡, 境内山峦重叠, 丘陵起伏, 山高坡陡, 溪流交错, 地形破碎, 地质构造复杂, 小地貌类型多样, 小气候明显, 整体地势自北向南倾斜向上, 稻田遍布全县各村寨, 但是有代表性的水稻产区主要有两大坝区, 即南片区宽谷盆地和北片区沿河坝子。不同区域间土壤类型具有明显差异, 而且由于气候、降雨及农事操作等方面的区域性特征导致区域内土壤肥力具有相似性, 因此根据不同区域的土壤肥力特点进行有针对性地施肥指导更具有现实意义。通过汇总三都县近年来在不同区域进行水稻施肥试验, 分析了三都县不同土壤类型、坝子田和丘陵山区等不同区域土壤肥力的差异及水稻的施肥效应, 提出不同区域水稻高效施肥策略, 为三都县水稻高产高效生产提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 田间试验概况
选择三都县2008—2011年水稻主产区布置18个水稻施肥效应试验。试验水稻品种有T优300、泰优99、宜香、中优158;试验肥料有46%尿素、12%过磷酸钙、60%氯化钾。试验均为两段育秧移栽, 前茬作物为油菜。试验采用“3414”试验方案, 与本文相关的试验处理包括OPT (最佳施肥量) 、-N (缺氮处理) 、-P (缺磷处理) 、-K (缺钾处理) 等处理。各地采用的最佳施肥量根据当地的土壤肥力状况有所不同, 施肥时期分基肥、分蘖肥和穗肥[4]。
1.2 土壤测试方法
试验前采集基础土样进行测试, 有机采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法, 全氮采用凯氏蒸馏法测定, 碱解氮采用碱解扩散法, 有效磷用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定, 速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计测定, p H值采用水土比1∶50电位法测定。
1.3 指标计算方法
试验中相对产量 (%) =缺素区产量/OPT处理产量×100;施肥产量 (kg/hm2) =OPT处理产量-缺素区产量;施肥增产率 (%) = (OPT处理产量-缺素区产量) /缺素区产量×100;单位肥料增产 (kg/kg) = (OPT处理产量-缺素区产量) /施肥量。
2 结果与分析
2.1 不同区域土壤基础养分含量差异
三都县坝子田少而面积小, 大多为谷盆地或台地, 由于土壤类型和长期施肥习惯的不同, 导致不同区域间和同一区域的不同土壤肥力具有一定的差异。将水稻不同试验中基础养分含量按不同土壤类型进行汇总分析 (表1) , 其中北片区包括青潮泥田、青红泥田等土壤类型, 南片区包括大眼泥田、斑黄泥田、黄泥田等土壤类型。结果表明, 南片区土壤的pH值平均为6.4, 高于北片区而趋于中性, 土壤有机质和全氮含量分别为63.1 g/kg和2.98 g/kg, 也高于北片区。碱解氮、有效磷、缓效钾和速效钾均高于北片区。
2.2 不同土壤类型及区域间土壤基础肥力差异
土壤基础肥力是水稻施肥量的重要参考依据, 试验中常用缺素处理的相对产量来反映土壤供肥能力。18个田间试验缺素区产量分析结果表明 (表2) , 三都县不同区域水稻生产的氮、磷、钾供应能力有明显差异。全县试验中-N区、-P区和-K区平均产量分别为6 780.15、7 288.20、7 166.10 kg/hm2, 分别占OPT处理产量的58.85%、72.25%和74.72%, 表明目前三都县水稻土养分普遍较低, 氮是首要限制因子, 磷、钾是次要限制因子。
不同土壤类型间养分供应能力也有一定的差异。试验中包括了三都县稻田坝区的5种主要的水稻土类型, 其中大眼泥田、斑黄泥田和黄泥田表现出较好的供氮能力, -N区产量在6 752.25~7 438.95 kg/hm2, 占OPT处理产量的65.30%~71.16%, 青潮泥田和青红泥田表现较低, -N区产量分别为6 253.80、6 469.95 kg/hm2, 分别占OPT处理产量的40.92%和42.58%。不同土壤类型的间磷和钾供应能力差异不大, 但大眼泥田的供给能力高于其他土壤类型。综合不同土壤类型的氮、磷、钾供应能力, 三都县水稻坝区不同土壤类型间的基础肥力为大眼泥田>黄泥田、斑黄泥田>青红泥田、青潮泥田。
三都县水稻主产区土壤基础肥力还表现出明显的区域效应。南片区的水龙至周覃一带, 以及塘州、廷牌等地长期以来是三都县的粮食生产基地, 农田水利设施较为完善, 注重种植秋冬绿肥养地, 因此土壤基肥力较好。南片区-N区水稻产量比北片区高514.50 kg/hm2, -P区和-K区差异很小。从表2进一步看出, 不同区域的相同土壤类型也表现明显的差异性, 南片区的大眼泥田-N、-P和-K区的产量分别比北片区的高出593.85、852.15、374.10 kg/hm2。
不同土壤类型基础肥力差异性分析表明, 大眼泥田肥力较好, 通过增施有机肥改善其质地, 即是三都县保肥保水力高的上等田。黄泥田、青红泥田和斑黄泥田基础肥力中等, 在施肥上宜采取平衡施肥措施, 稳定土壤肥力, 促进粮食增产稳产。青潮泥田肥力较低, 需增施肥料, 且化肥宜勤施薄施。
2.3 不同土壤类型和区域间水稻施肥效应差异
水稻施肥的增产效应受土壤基础肥力的影响。三都县的土壤养分普遍偏低, 中低产田占2/3左右, 其中氮是水稻产量的主要限制因子, 其次是磷和钾, 因此施肥均表现出良好的增产效应。试验中施氮、磷、钾肥的全县平均增产量分别为1 345.50、990.45、1 120.20 kg/hm2, 分别比-N处理、-P处理、-K处理增加了19.12%、14.07%、15.92%, 施肥增产幅度为氮>钾>磷 (表3) 。
良好的土壤结构和基础肥力有利于提高水稻产量, 但降低了施肥的增产效应。大眼泥田基础肥力较好, OPT处理产量达到了8 821.20 kg/hm2, 高于全县平均水平, 其次是斑黄泥田和黄泥田, 最低是青潮泥田和青红泥田。从施氮增产看, 青潮泥田最高, 为1 456.95 kg/hm2, 其次是大眼泥田和斑黄泥田, 分别增产1 382.25、1 334.25 kg/hm2, 最低是青红泥田和黄泥田, 分别增产1 270.05、1 284.30 kg/hm2;施磷增产较高的有大眼泥田、斑黄泥田和黄泥田, 增产为1 083.75~1 117.65 kg/hm2, 青潮泥田和青红泥田较低;施钾增产以斑黄泥田最高1 383.75 kg/hm2, 其次是青潮泥田、大眼泥田和黄泥田, 增产幅度为1 065.30~1 255.80 kg/hm2, 最低是青红泥田812.85 kg/hm2。
三都县水稻产量及施肥效应也表现出明显的区域特征。南片区土壤基础肥力优于北片区, OPT处理平均产量为8 370.90 kg/hm2, 比北片区高出1 165.65 kg/hm2, 施用氮肥低于北片区29.85 kg/hm2, 而施用磷、钾肥分别比北片区增产272.70、286.95 kg/hm2。说明只要施肥量不是超量, 水稻增产量与施肥量成正相[3]。
2.4 不同土壤类型和区域间单位肥料增产效应差异
单位肥料的增产效应除受到土壤肥力的影响外, 还受到施肥量的影响。全县试验中预设的最佳施肥量为纯氮124.5 kg/hm2、五氧化二磷93.00 kg/hm2、氧化钾124.5 kg/hm2, 平均单位施肥增产效应分别为162.15、159.75、135.00 kg/hm2, 不同肥料的增产效应为氮>磷>钾。
预设施肥量是根据当地土壤肥力及施肥效应确定的较佳施肥量, 不同土壤类型及不同区域有一定的差异。不同土壤类型间施肥量只有大眼泥田稍高外, 其他都是8-6-8, 单位肥料的增产效应没有明显的差异和规律性。但区域间有差异, 北片区施氮肥增产高于南片区0.90 kg/kg, 而施磷、钾增产却分别低于南片区2.38、1.79 kg/kg。说明在一定施肥量范围内土壤基础肥力可以提高施肥效应。
3 结论与讨论
土壤氮、磷、钾等营养元素的供应潜力是水稻合理施肥的重要依据。三都县水稻试验中-N区、-P区和-K区全县水稻产量分别为6 780.15、7 288.20、7 166.10 kg/hm2, 相对产量分别为58.85%、72.25%、74.72%。施氮、磷、钾平均增产量分别为1 345.50、990.45、1 120.20 kg/hm2, 均表现良好的增产效应。表明三都县水稻土壤养分指标偏低, 氮元素极低, 磷、钾元素中等偏低。因此, 施肥上应该重视增施有机肥和氮肥, 补充施用磷、钾肥。
不同土壤类型间由于成土母质及长期施肥的影响, 土壤肥力有一定差异[5,6], 但由于土壤类型的多样性, 限制了其对全县水稻施肥指导的效果。同时土壤表现出明显的区域性, 其中大眼泥田、斑黄泥田、黄泥田的肥力较高的主要分布在南片区, 而青潮泥田和青红泥田肥力较低的主要分布在北片区。土壤基础肥力的区域差异, 除受施肥、种植制度及农事操作等因素的影响外, 还受到地势、土壤类型的影响。三都县南片区各种土壤类型的基础养分、缺素区产量、最佳施肥量产量和相对产量均比北片区的高。同一类型土壤在南、北片区也表现明显差异。因此, 南片区适宜种植产量较高的中晚熟品种, 北片区适宜种植生育期较短的品种。
参考文献
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