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1.
《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2012,43(12):1447-1461
Spatial variability and relationship between soil apparent electrical conductivity (ECa), soil chemical properties, and plant nutrients in soil have not been well documented in Malaysian paddy fields. For this reason precision farming has been used for assessing field conditions. ECa technique for describing soil spatial variability is used for soil data acquisition. Soil sampling provides the data used to make maps of the spatial patterns in soil properties. Maps are then used to make recommendations on the variation of application rates. The main purpose of the authors in this study was to generate variability map of soil ECa within a Malaysian rice cultivation area using VerisEC sensor. The ECa values were compared to some soil properties after delineation. Measured parameters were mapped using kriging technique and their correlation with soil ECa was determined. Through this study the authors showed that the EC sensor can determine soil spatial variability, where it can acquire the soil information quickly. 相似文献
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土壤养分空间变异及合理取样数研究 总被引：46，自引：3，他引：46
土壤养分存在明显的空间差异，田间土壤养分合理取样数取决于养分要素自身空间变异程度和人们对数据精度的要求。若空间变异大、精度要求高则需要较多采样数，反之需较少样点数。计算结果表明，极大多数养分要素的合理取样数较实际取样数有较大幅度减少，意味着可大幅降低采样及分析成本。据统计学空间自相关和半方差函数方法研究结果，养分要素存在一定的空间自相关性，但不同方向上的自相关性有明显差异，独立间距也因养分要素而异。研究结果可为精准农业土壤养分样点密度设定、养分要素等值线绘制及精准施肥提供支持。 相似文献
3.
采样尺度对土壤养分空间变异分析的影响 总被引：10，自引：2，他引：10
以高密度土壤养分采样数据为数据源,通过随机抽取生成不同采样尺度的样点数据,分析采样尺度对土壤养分空间变异特征分析的影响。研究结果表明:区域土壤养分预测均值随采样尺度减小呈下降趋势,而变异系数增加;养分空间分布的全局趋势随采样尺度增大而增强,但不影响半方差模型;当采样尺度较大,样点间自相关较弱时,相对较少的样点也能满足区域统计参数估测分析需要,但不能用于空间变异特征和插值分析;当样点数大于最佳采样数时,养分统计参数、空间变异特征和插值分析随着采样尺度减小而精度提高,当采样尺度达到0.2左右时,能够满足中等空间变异的土壤养分空间插值分析需要;样点空间布局对相关距和空间插值分析精度的影响比采样尺度本身更为显著。 相似文献
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Spatial variation of crop yields was examined in three trial cereal fields in England from 1994 through 1997. The fields were managed with uniform inputs but there were considerable differences in the spatial patterns and magnitudes of variation between fields and seasons. Up to 50% of the yield variation was within the tramline spacing distance (20–24 m) and this appeared to relate to crop management practices rather than underlying soil factors. Longer-range variation generally increased up to field scale but was not constant between seasons. Longer-range variation was more apparent in dry years and was attributable to soil variation. Soil series differences coincided with yield differences in dry years when the soil series differences could be expected to create large differences in soil–water relationships. Soil electrical conductivity, measured by electromagnetic induction (EMI), was investigated as a surrogate for detailed soil coring. Field zones created by EMI also coincided with yield differences and zones were similar to those delineated by soil series with expected differences in soil–water relationships. The EMI observations were found to be a useful and cost-effective surrogate for representing soil variability in fields likely to create yield variations. Subdivision of fields into management zones using multi-variate K-means cluster analysis of historical yield and EMI observations formed an objective basis for targeting soil samples for nutrient analysis and development of site-specific application strategies. The appropriateness of site-specific management has to be assessed annually because magnitude and pattern of variation changes from season to season. 相似文献
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6.
Shazia Ramzan 《Communications in Soil Science and Plant Analysis》2018,49(4):463-477
Knowledge of spatial variability of soil properties is critical for precision farming and identification of pollution hot spots. This study examined the spatial dependence and variability of microelements to produce nutrient maps for site-specific nutrient management and for environmental modeling. A total of 94 grid samples (50 × 50 m2) were collected and analyzed for available zinc (Zn), copper (Cu), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), cadmium (Cd), and lead (Pb) using an atomic absorption spectrometer. Coefficient of variation (CV) indicated that all the microelements were high in heterogeneity (CV > 35%). Available Zn was found deficient in 66.4% of soil samples and might be one of the limiting nutrients for crop growth, Cu and Ni were in medium, and Fe and Mn in very high range. Pb and Cd were lower than standard values, but careful management will avoid toxicity. Significant correlation was found between Zn with Fe (r = 0.377); Ni with Mn and Fe (r = 0.350 and 0.205, respectively); and Pb with Mn and Ni (r = 0.298 and 0.221, respectively). Spatial variability of soil microelements was mapped by ordinary kriging using exponential model for Fe, Mn, Ni, Cd, and Pb; Gaussian model for Cu, and spherical model for Zn. Semivariogram showed strong to weak degree of spatial dependence for all microelements. The study highlighted the importance for the creation of nutrient management zones for Zn availability. The spatial variability maps generated could be used as a guide for precise and site-specific micronutrient management in the study region. 相似文献
7.
以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型（球状模型）,研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:（1）5个指标的空间变异度对比:TP > 有效P > TN > 有机质 > pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。（2）运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。（3）上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。 相似文献
8.
R. Sylvester-Bradley E. Lord D.L. Sparkes R.K. Scott J.J.J. Wiltshire J. Orson 《Soil Use and Management》1999,15(1):1-8
Abstract. Precision farming is the process of adjusting husbandry practices within a field according to measured spatial variability. In this review, we explore the prospects for precision farming using the principles that underly conventional soil management and agronomy. The cost-effectiveness of precision farming is determined by the cost of defining zones within fields, the stability of zones through time, the difference in treatment between zones in terms of cost, and the responsiveness of the crop in terms of yield and quality to changes in treatment. Cost-effective precision farming is most likely where prior knowledge indicates large heterogeneity and where treatment zones can be predicted, for example from soil type or field history. Soil related factors are likely to provide the main basis for precision farming because they tend to be stable through time and influence crop performance. In particular, soil mapping may usefully indicate the moisture available for crop growth, organic matter maps may be utilized for precision application of fertilizers and soil acting herbicides, and variation in soil pH can be mapped and used as a basis for variable lime application. However, comprehensive nutrient mapping is less likely to be economic with existing techniques of chemical analysis. The value of yield mapping lies in identifying zones which are sufficiently stable to be of use in determining future practices. Maps of grain quality and nutrient content would significantly augment the value of yield maps in guiding marketing decisions and future agronomy. Interactions between soil differences and seasonal weather are large, so yield maps show considerable differences from season to season. Interpretation of such maps needs to follow a careful, informed, analytical process. Extensive and thorough field experimentation by crop scientists over many years has shown that yield variation arises as a result of a large and complex range of factors. It is highly improbable that simple explanations will be appropriate for much in-field yield variation. However, the capacity to sense yield variability within fields as opposed to between fields, where there are many confounding differences, provides an opportunity for the industry to improve its understanding of soil-based effects on crop performance. This should support its decision taking, whether through precision farming or through field-by-field agronomy. The main obstacle to the adoption of precision farming is the lack of appropriate sensors. Optimal sensor configurations that will measure the specific needs identified by end-users need to be developed. The conclusions reached in this paper probably apply to farming throughout northern Europe. 相似文献
9.
湘赣边界山区林地土壤养分分异规律 总被引：1，自引：0，他引：1
[目的]对湘赣边界山区林地在不同海拔高度及植被类型影响下的土壤养分特征和空间分异规律进行研究,为林地土壤的合理利用及培肥提供依据。[方法]采集林地表层土壤,测得各养分指标含量,运用修正的内梅罗综合指数法和变异系数法,对该区土壤综合肥力和空间变异性进行评价。[结果](1)试验区土壤整体呈酸性,有机质和全氮养分含量较高,但普遍缺乏速效养分(磷、钾)。(2)随着从丘陵、低山到中山海拔等级的升高,土壤有机质、全氮、速效磷含量及综合肥力系数不断增加;pH值、有机质、全氮的空间变异性不断减小。(3)不同林地生态系统覆被下土壤综合肥力表现为:灌木林>针阔混交林>毛竹林>阔叶林>针叶林;空间变异性规律为:灌木林>针叶林>毛竹林>阔叶林>针阔混交林。(4)人工林的土壤有机质、全氮、速效钾、pH值及土壤综合肥力都低于天然林。[结论]中山海拔等级林地、针阔混交林、天然林对维持良好的土壤养分状况具有更大潜力。 相似文献
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不同取样间距农田土壤全量养分空间变异特征研究 总被引：4，自引：1，他引：4
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。 相似文献
12.
土壤养分变异与合理取样数量 总被引：25，自引：2，他引：25
利用地统计学方法、地理信息系统技术 ,结合土壤养分状况系统研究法对一定条件下的土壤合理取样数量作了细致的研究。结果表明 ,大部分土壤养分都具有较为良好的半方差结构 ,空间自相关距都比较大。在平衡取样成本和精确度的前提下必须考虑土壤养分的空间变异程度。利用地理信息系统等手段可以充分表现土壤养分变异的分布情况 ,从而为设置取样点提供依据。在本研究条件下 ,利用分层取样的最适分配法获得 34.5hm2耕地上的最佳取样数量 ,针对土壤速效钾的取样以 95%的置信水平 10%的相对误差为宜 ,取样数量为 24个 ;针对土壤速效磷的取样以 95%的置信水平 20%的相对误差为宜 ,取样数量 10个。 相似文献
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土壤钾素空间变异性和空间插值方法的比较研究 总被引：14，自引：0，他引：14
通过研究土壤养分的空间变异性和空间插值方法 ,获取田间土壤养分的连续分布图是当前精确施肥技术的工作基础。本研究以英国Hillsborough农业研究所附近的一块 7.9hm2 的牧草田为研究区 ,区内以 25m25m网格点采样 ,共 125个采样点。以土样的钾素含量为研究对象 ,采用移动平均、趋势面拟合、样条插值、点状克立格、逆距离加权等各种空间插值方法对一部分离散的采样点进行连续插值而获取土壤钾素空间分布图。同时以另一部分的采样点数据来对各种插值方法的结果进行均差和均方差的比较分析。研究结果表明 ,克立格、逆距离加权两种方法总体效果最好 ,其中克立格方法中又以指数模型为佳 ,逆距离加权插值法以二次方为佳 相似文献
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土壤钾素空间变异性和空间插值方法的比较研究 总被引：14，自引：0，他引：14
通过研究土壤养分的空间变异性和空间插值方法 ,获取田间土壤养分的连续分布图是当前精确施肥技术的工作基础。本研究以英国Hillsborough农业研究所附近的一块 7.9hm2 的牧草田为研究区 ,区内以 25m×25m网格点采样 ,共 125个采样点。以土样的钾素含量为研究对象 ,采用移动平均、趋势面拟合、样条插值、点状克立格、逆距离加权等各种空间插值方法对一部分离散的采样点进行连续插值而获取土壤钾素空间分布图。同时以另一部分的采样点数据来对各种插值方法的结果进行均差和均方差的比较分析。研究结果表明 ,克立格、逆距离加权两种方法总体效果最好 ,其中克立格方法中又以指数模型为佳 ,逆距离加权插值法以二次方为佳 相似文献
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本研究以东营市河口区新户土地开发项目二期为研究区,运用经典统计法和地统计分析相结合的方法,对土壤有机质、速效磷、速效钾、碱解氮等养分以及土壤全盐的空间变异性质进行研究,并对不同采样密度下有机质的空间插值结果进行分析比较,用均方根误差和相关系数检验不同密度下的插值精度,以确定盐碱地有机质的合理取样密度。结果表明,研究区速效钾的变异系数为18.4%,属于低等程度的变异;有机质、碱解氮、速效磷、土壤全盐的变异系数在57.4%~76.9%之间,属中等程度变异。研究区的各种土壤属性均具有较好的空间结构,表现出一定的空间自相关性。有机质和速效钾的空间变异性主要影响因素与成土母质、土壤类型、气候条件等有关,而碱解氮、速效磷、土壤全盐的空间变异性与耕作方式及农业生产中施肥等有关。随着采样点密度的增加,克里格插值精度提高,适当减小样点密度可以满足插值分析的需要,充分考虑土壤养分空间变异评价的精度分析,确定研究区土壤有机质合理取样数为111个,合理取样单元为48 hm~2,合理取样间距为692 m。 相似文献
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为探讨烟田土壤养分空间变异特征及利用空间变异进行分区管理的技术路线,以全国烤烟种植典型产区云南省玉溪市烟田土壤为例,形成土壤养分空间变异分析—空间分布—肥料养分推荐—分区配方的技术思路。基于烟区土壤养分数据,应用地理信息系统(GIS),采用地统计学方法研究烟区耕作层(0~20 cm)土壤碱解氮、有效磷和速效钾的变异特征和空间分布。以乡镇作为管理单元,依据烟田土壤肥力评价及养分管理指标体系,计算出乡镇烤烟养分管理的氮、磷、钾肥料推荐量。采用聚类分析方法,结合烤烟养分管理"核心是氮、品质元素是钾"的特点,提出玉溪烤烟养分管理5个管理分区、5个基肥配方、2个追肥配方。研究表明:玉溪烟田土壤速效养分为中等强度空间变异,拟合模型为指数模型,变异来源于结构性因素和施肥等人为因素;土壤有效磷的变异最大,高于速效钾和碱解氮,与氮肥和钾肥用量相对稳定,而磷肥相对随机等农艺措施相关;超过67%的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量处于高和极高水平,肥料氮、磷、钾推荐量低于云南省烤烟养分管理平均水平11%左右;提出5个烤烟养分管理分区及相应的基肥和追肥配方,以满足"大配方、小调整"原则,实现分类指导和分区管理。 相似文献
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砂姜黑土区花生田种植前后土壤肥力空间变异特征分析及评价 总被引：2，自引：0，他引：2
为明确砂姜黑土区花生种植前和成熟期土壤肥力状况及空间变异特征,本研究利用地理信息系统(GIS)和地统计学技术,运用模糊隶属度函数法,对河南省正阳县砂姜黑土土壤肥力状况及其空间变异特征进行分析。结果表明,与种植前相比,花生成熟期土壤有效硫含量明显下降,有机质、全氮、速效钾、有效铁和有效锌含量均有不同程度的提高,其中土壤全氮和有效磷含量增幅较大,分别增加10.17%和16.37%,但有机质和有效锌含量仍处于较低水平。花生种植前和成熟期土壤pH值变异系数分别为6.18%和6.36%,属弱变异,其余土壤养分指标变异系数介于12.58%~44.94%之间,属中等变异。不同土壤肥力指标对土壤肥力综合指标(IFI)的贡献存在差异,其中有机质含量对土壤肥力的贡献最大。半方差分析结果表明,花生种植前IFI的空间相关性较强,变异函数以球状模型拟合效果最好,空间分布特征主要受自然因素影响;花生成熟期IFI的空间相关性中等,变异函数以高斯模型拟合效果最好,空间分布特征受自然因素和人为活动共同影响。正阳县IFI多集中在0.58~0.72之间,表明土壤肥力整体处于中等偏上水平。另外,花生种植前IFI低于花生成熟期,且IFI空间分布呈南高北低的特征。综合分析,在正阳县砂姜黑土区花生生产上,应适当减少氮磷用量,增加有机肥和锌肥的施用,尤其是其南部地区。本研究结果可为砂姜黑土区花生优质高产的合理施肥和培肥地力提供科学指导。 相似文献
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北京山区土壤养分空间变化特征研究 总被引：7，自引：1，他引：6
为了揭示土壤养分空间变异分布特征并且指导土壤规划管理,以北京市西部山区水源林和京津风沙源地带为研究对象,在野外大田采集样本的基础之上,运用了地统计学与GIS相结合的研究方法,探究了典型区域土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质和全氮的空间变化格局,同时采用模糊模式识别理论对土壤养分等级进行了综合评价,并结合地区的实际情况分析了其变异特性的影响因素。结果表明:土壤养分的空间分布整体上符合正态分布(P0.05),有效磷、速效钾和有机质的空间分布变异性较强,碱解氮和全氮的变异系数相对降低,并且随着土层深度的增加,土壤的养分含量呈现逐渐缩小趋势。土壤养分的各项指标能够较好地符合半方差函数模型,有机质和全氮具有较好的空间自相关性,碱解氮、速效钾和有效磷体现出中等自相关性,土壤养分整体分布格局的空间自相关性水平较强。土壤碱解氮含量等级为中等的比重最大,其面积占比为27.87%;有效磷、速效钾含量整体处于缺乏状态;而有机质含量在很丰富等级比重较大,且区域73.77%的土壤质地类型属于有机质丰富;全氮含量变化程度较低,并且大部分地区处于丰富的水平;区域土壤肥力的综合水平为IV。研究成果为区域土壤资源使用划分、修复重建以及可持续利用提供科学依据。 相似文献
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秦巴山地县域土壤碱解氮空间变异与合理采样数的确定 总被引：2，自引：1，他引：2
[目的]了解秦巴山地县域土壤碱解氮的空间分布规律,确定合理的采样密度,为研究区农田养分管理提供科学依据。[方法]运用地统计学与GIS结合的方法,随机抽取不同采样密度的样点数据,进行插值分析,采用交叉验证法对插值精度进行评价。[结果](1)土壤碱解氮的变异系数为42.95%,属于中等变异;(2)块金值与基台值的比值约为1/2,具有中等强度的空间相关性,空间最大相关距离为9 171m;(3)样点数目从1 060个到742个时,变程以及块金值与基台值之比出现明显偏差,其相对误差分别为152.32%和36.1%,均方根误差(RMSE)、相关系数(R)同样出现明显偏差。[结论]汉滨区土壤碱解氮空间连续性较好,适当地减少采样密度,仍可以满足插值分析的需要,考虑到土壤碱解氮的空间变异评价的精度分析结果,县域土壤碱解氮的合理采样数应该控制在1 060个以上,即最大以345.5hm2为一个采样单元。 相似文献
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典型干旱荒漠绿洲区耕层土壤养分空间变异 总被引：7，自引：0，他引：7
[目的]对干旱荒漠绿洲区耕层土壤养分空间特征进行研究,为绿洲土地资源的合理开发利用,以及土壤施肥方案的科学制定提供理论依据。[方法]基于GIS与地统计学方法对新疆维吾尔自治区精河县耕层土壤养分空间变异特征及影响因素进行分析。[结果](1)研究区内有效磷的空间变异性较强(变异系数Cv为67.45%),速效钾的空间变异性最弱(Cv为40.76%)。(2)有机质、碱解氮和有效磷存在较强的空间自相关性,其空间变异主要由地形、土壤质地和土壤类型等结构性因素所引起;速效钾为中等程度的空间自相关性,其空间变异不仅受结构性因素的影响,还与随机因素(即施肥和种植结构)有关。(3)各土壤养分元素在绿洲内部具有较高含量的片状和斑块状分布,而在绿洲外缘,其含量相对较低,且呈大面积的片状分布。[结论]精河县耕层土壤养分总体呈现出有机肥含量缺乏,磷钾肥相对丰富的特点。 相似文献