規(guī)模經(jīng)營(yíng)條件下土壤養(yǎng)分精準(zhǔn)管理研究.pdf

1、本文應(yīng)用現(xiàn)代地統(tǒng)計(jì)學(xué)和地理信息技術(shù)在上海崇明島研究了規(guī)模經(jīng)營(yíng)的農(nóng)場(chǎng)土壤有效養(yǎng)分含量與作物產(chǎn)量的空間變異規(guī)律；整合了田間計(jì)算機(jī)、GPS以及變量控制系統(tǒng)到國(guó)產(chǎn)拖拉機(jī)上進(jìn)行了變量施肥的初步實(shí)踐，并對(duì)水稻變量施用氮肥的效應(yīng)進(jìn)行了研究，取得如下研究結(jié)果：　　1.利用土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法對(duì)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，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(yíng)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(guò)對(duì)農(nóng)場(chǎng)477個(gè)有效土壤采樣點(diǎn)土壤有效養(yǎng)分以及pH值的常規(guī)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)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(duì)數(shù)正態(tài)分布；在農(nóng)場(chǎng)范圍內(nèi)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(shù)超過(guò)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(shù)在大約16％～30％之間 3.對(duì)幾個(gè)地塊內(nèi)采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分的方差分析表明，地塊內(nèi)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(jīng)營(yíng)條件下農(nóng)場(chǎng)土壤養(yǎng)分含量的空間變異與地塊的耕作、施肥農(nóng)藝措施的影響有密切關(guān)系。 4.半方差分析結(jié)果表明，土壤pH值不僅變異很小，空間結(jié)構(gòu)性也很弱，表明土壤酸度是一種與土壤發(fā)育密切相關(guān)的屬性，施肥等農(nóng)藝措施的不同對(duì)土壤酸度影響較小；其它各土壤有效養(yǎng)分含量盡管受施肥、灌水等農(nóng)藝的影響，仍然保持著一定的空間自相關(guān)。 5.采用偏相關(guān)分析研究了在試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)土壤各有效養(yǎng)分含量與作物產(chǎn)量的關(guān)系，結(jié)果表明土壤有效鐵含量與作物

4、產(chǎn)量負(fù)相關(guān)達(dá)到極顯著水平；有效鈣、磷和硫含量與作物產(chǎn)量顯著正相關(guān)，其它有效養(yǎng)分的指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)性則均未達(dá)到顯著水平。 6.變量施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中土壤養(yǎng)分精準(zhǔn)管理的核心內(nèi)容，本試驗(yàn)將美國(guó)Trimble公司的全球定位系統(tǒng)AgGPS132和田間計(jì)算機(jī)AgGPS170以及美國(guó)Mid-Tech公司的變量控制器TASC6100和自主開(kāi)發(fā)的變量旋耕施肥機(jī)，整合到國(guó)產(chǎn)鐵牛75馬力拖拉機(jī)上，成功的形成了變量控制施肥機(jī)械系統(tǒng)。 7.采用差分

5、式全球定位系統(tǒng)，網(wǎng)格法采集土壤樣品，使用ASI系統(tǒng)研究法進(jìn)行土壤有效氮和有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)試；使用地理信息技術(shù)和kriging插值的方法，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和有效氮含量在試驗(yàn)田塊內(nèi)的空間分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)合ASI推薦施肥模型，生成了整個(gè)操作田塊的氮肥施用的變量施肥圖，可供DGPS導(dǎo)航下的機(jī)械變量施肥同時(shí)也可以使用手工變量施肥，或者用作常規(guī)施肥的指導(dǎo)。 8.通過(guò)田間實(shí)踐，開(kāi)發(fā)的變量控制施肥系統(tǒng)工作狀況良好，完成了整個(gè)操作田塊的變量施肥，真正實(shí)

6、現(xiàn)了發(fā)達(dá)國(guó)家目前大力推行的變量控制施肥。 9.變量施肥精度試驗(yàn)結(jié)果證明變量旋耕施肥機(jī)完全可以達(dá)到相當(dāng)精確的變量排肥，滿足精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中變量施肥的需求。試驗(yàn)只對(duì)尿素進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)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(jìn)一步測(cè)試。 10.變量施肥試驗(yàn)結(jié)果表明，手工變量施肥和機(jī)械變量施肥和恒量對(duì)照施肥相比土壤有效氮和有機(jī)質(zhì)含量變異并沒(méi)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(jī)質(zhì)空間上的分布更加均勻。

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