規(guī)模經營條件下土壤養(yǎng)分精準管理研究.pdf

1、本文應用現代地統(tǒng)計學和地理信息技術在上海崇明島研究了規(guī)模經營的農場土壤有效養(yǎng)分含量與作物產量的空間變異規(guī)律；整合了田間計算機、GPS以及變量控制系統(tǒng)到國產拖拉機上進行了變量施肥的初步實踐，并對水稻變量施用氮肥的效應進行了研究，取得如下研究結果：　　1.利用土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法對試驗農場土壤養(yǎng)分狀況進行了評價，土壤酸度呈中性偏堿；土壤養(yǎng)分中有效鈣、硫、硼、銅、鐵、錳屬于含量非常豐富的元素；大量營養(yǎng)元素磷和鉀屬于中等偏低，而有效氮含量很

2、低；土壤有效鋅含量低于臨界值。 2.通過對農場477個有效土壤采樣點土壤有效養(yǎng)分以及pH值的常規(guī)統(tǒng)計，發(fā)現土壤養(yǎng)分屬性并不完全呈正態(tài)分布，土壤有效磷和有效鈣含量呈對數正態(tài)分布；在農場范圍內土壤酸度有很小的變異，土壤有效硼、硫、鋅含量的變異較大，變異系數超過50％；有效氮為中等變異，其它元素都有不同程度變異，變異系數在大約16％～30％之間 3.對幾個地塊內采樣點土壤養(yǎng)分的方差分析表明，地塊內部養(yǎng)分變異小于地塊之間的變異，

3、表明養(yǎng)分規(guī)模經營條件下農場土壤養(yǎng)分含量的空間變異與地塊的耕作、施肥農藝措施的影響有密切關系。 4.半方差分析結果表明，土壤pH值不僅變異很小，空間結構性也很弱，表明土壤酸度是一種與土壤發(fā)育密切相關的屬性，施肥等農藝措施的不同對土壤酸度影響較??；其它各土壤有效養(yǎng)分含量盡管受施肥、灌水等農藝的影響，仍然保持著一定的空間自相關。 5.采用偏相關分析研究了在試驗農場土壤各有效養(yǎng)分含量與作物產量的關系，結果表明土壤有效鐵含量與作物

4、產量負相關達到極顯著水平；有效鈣、磷和硫含量與作物產量顯著正相關，其它有效養(yǎng)分的指標與產量的相關性則均未達到顯著水平。 6.變量施肥是精準農業(yè)中土壤養(yǎng)分精準管理的核心內容，本試驗將美國Trimble公司的全球定位系統(tǒng)AgGPS132和田間計算機AgGPS170以及美國Mid-Tech公司的變量控制器TASC6100和自主開發(fā)的變量旋耕施肥機，整合到國產鐵牛75馬力拖拉機上，成功的形成了變量控制施肥機械系統(tǒng)。 7.采用差分

5、式全球定位系統(tǒng)，網格法采集土壤樣品，使用ASI系統(tǒng)研究法進行土壤有效氮和有機質含量的測試；使用地理信息技術和kriging插值的方法，對土壤有機質和有效氮含量在試驗田塊內的空間分布進行預測，結合ASI推薦施肥模型，生成了整個操作田塊的氮肥施用的變量施肥圖，可供DGPS導航下的機械變量施肥同時也可以使用手工變量施肥，或者用作常規(guī)施肥的指導。 8.通過田間實踐，開發(fā)的變量控制施肥系統(tǒng)工作狀況良好，完成了整個操作田塊的變量施肥，真正實

6、現了發(fā)達國家目前大力推行的變量控制施肥。 9.變量施肥精度試驗結果證明變量旋耕施肥機完全可以達到相當精確的變量排肥，滿足精準農業(yè)中變量施肥的需求。試驗只對尿素進行了測試，對于粒徑和顆粒表面光滑度不同的其它種類的肥料適用性還需要進一步測試。 10.變量施肥試驗結果表明，手工變量施肥和機械變量施肥和恒量對照施肥相比土壤有效氮和有機質含量變異并沒有變得更小，但是空間分布圖表明變量施肥使得土壤有效氮和有機質空間上的分布更加均勻。

7、 11.試驗結果顯示對于變量施肥處理，隨著土壤采樣尺度變小，產量也有上升的趨勢，但是采樣尺度的減小意味著土壤樣品采集數量的幾何級數的增加，本試驗中最大采樣網格50米水稻產量比10米網格區(qū)變量施肥產量低198kg/ha，考慮到10米網格將極大增加變量施肥的成本，變量施肥40或50米網格是可以接受的。 12.機械變量施肥和手工施肥處理水稻產量并無顯著差異，表明變量施肥機械的變量施用氮肥是成功的；產量空間分布圖表明變量施肥導致