土壤特性與麥類作物信息的空間變異性研究.pdf

1、精細農(nóng)業(yè)日益成為高新農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的熱門領(lǐng)域，土壤特性與作物信息的空間變異性研究是發(fā)展精細農(nóng)業(yè)所必需的技術(shù)支撐。以往的研究重點是土壤特性或作物產(chǎn)量的空間變異性研究，對于作物生長性狀的空間變異性研究有所欠缺，而作物的生長性狀是聯(lián)系土壤與作物產(chǎn)量的重要因素，需要深入研究?；谏鲜稣J(rèn)識，本文在江蘇省“211”工程及重點高校建設(shè)項目(跨流域調(diào)水和節(jié)水工程新技術(shù)及應(yīng)用)，以及江蘇省水利動力工程重點實驗室的支持下，以南方地區(qū)土壤特性、冬小麥生長性狀及

2、產(chǎn)量信息為研究對象，系統(tǒng)研究了其空間變異特征及相關(guān)關(guān)系。本文主要結(jié)論及創(chuàng)新點如下： (1)經(jīng)典統(tǒng)計分析表明，在本研究條件下(45m×45m區(qū)域，5m×5m網(wǎng)格布點)，土壤特性均屬于中等變異性，其中土壤體積含水率變異程度較為接近。冬小麥各生育期群體葉面積指數(shù)屬于中等變異性，旗葉葉綠素含量及株高均屬于弱變異性，產(chǎn)量信息的變異性也較弱。各變量分布趨勢基本符合正態(tài)分布。確定了小尺度條件下各變量的合理采樣數(shù)目，既使工作量最小，數(shù)學(xué)期望也滿

3、足一定的精度要求。研究表明，在當(dāng)置信水平為95％，精度要求為△=0.05x時，各變量合理采樣數(shù)均少于實際采樣點數(shù)，采樣數(shù)目滿足研究要求。 (2)研究表明，土壤特性及冬小麥作物信息具有區(qū)域化變量特征，即既具有隨機性，又具有結(jié)構(gòu)性。多數(shù)區(qū)域變量符合球狀模型，部分指標(biāo)的半方差函數(shù)符合線性無基臺模型，極少數(shù)變量不具有半方差結(jié)構(gòu)。土壤養(yǎng)分特性的相關(guān)距離與冬小麥作物信息相比，總體上較小。表明作物信息的連續(xù)性程度較高，變異程度比土壤養(yǎng)分特性低

4、。本次研究各區(qū)域變量相關(guān)距離均大于實際采樣間距5m，表明采樣間距滿足空間變異評價的需要。地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)理論的引入彌補了單純采用經(jīng)典概率統(tǒng)計法對作物信息進行分析的片面性。 (3)通過Kriging估值計算以及利用Sufer8.0繪制空間分布圖，直觀地反映了各區(qū)域變量在空間上的變異及分布規(guī)律?？臻g分布圖相關(guān)分析可知，土壤特性與冬小麥生長性狀及產(chǎn)量信息具有一定的對應(yīng)關(guān)系。土壤特性作為一個整體對作物的生長性狀及產(chǎn)量信息產(chǎn)生影響，各特性指標(biāo)值

5、的分布規(guī)律有相似，也有不同之處。在本研究條件下，認(rèn)為還有其他諸如土壤其他特性、耕作及排水條件等因素的參與導(dǎo)致了這種分布規(guī)律。此外，孕穗期地面以下15cm耕作層土壤體積含水率與葉面積指數(shù)的空間分布在一定程度上具有較好的對應(yīng)關(guān)系。 (4)分析表明，孕穗期葉面積指數(shù)與理論產(chǎn)量呈拋物線關(guān)系，相關(guān)性達到極顯著水平，表明孕穗期葉面積指數(shù)是影響產(chǎn)量的主要因子之一，高產(chǎn)冬小麥群體存在適宜的葉面積指數(shù)范圍。抽穗期旗葉葉綠素含量及株高與理論產(chǎn)量相關(guān)

6、性不顯著，但旗葉葉綠素含量作為反映作物長勢及光合作用程度好壞的指標(biāo)，有助于了解作物的長勢。時間變異特征分析表明，葉面積指數(shù)、旗葉葉綠素含量及株高在冬小麥各生育期有著不同的空間分布及變異規(guī)律，長勢變化與盆栽或小區(qū)試驗的結(jié)論一致。此外，保持適宜葉面積指數(shù)持續(xù)時間較長有助于冬小麥獲得高產(chǎn)。 通過對田間土壤水肥狀況、冬小麥生長性狀及產(chǎn)量信息空間變異性的研究，了解其變異特征，獲得空間分布規(guī)律，有助于對田間土壤水肥進行分布式調(diào)控管理(主要是