基于GIS的重庆山地植烟土壤养分空间分析及推荐施肥研究

为进一步提高坡地烟田管理水平、改善烟叶品质，在重庆市彭水县烟草科技示范园开展了区域化研究，分析典型山地特色烟坡地植烟土壤速效养分空间变异及分布特征。结果表明：研究区域为典型的低磷高钾土壤，有机质含量较为适宜，碱解氮含量稍高，土壤偏酸性；有效铜含量属于适中水平，较适宜烟叶生长；而有效铁和有效锌平均含量分别为35.72mg/kg、3.44mg/kg，属于较为丰富的水平，体现了山地土壤养分含量状况；代换性锰离子含量略高，并且变化范围较大，易造成锰的危害，导致烟叶底部出现底烘；其中碱解氮、速效钾、有机质、有效铜空间变异性为中等变异，速效磷和有效铁、有效锰、有效锌为强变异，速效磷变异系数高达35.49%，而速效钾的变异系数仅为17.65%。 受山地特色烟区坡地植烟土壤成土母质、类型和地形等因素影响，速效磷、速效钾、有效锰、有效铜、有效锌均具有强烈的空间相关性；而pH、有机质、碱解氮、有效铁有着中等的空间相关性，说明其空间变异是由随机因素和人为因素共同影响着这些土壤属性的空间相关性和空间结构性。速效磷、速效钾决定系数分别为0.362、0.404，模型的拟合度均较低，空间变异结构差，以小块状变异为主，空间自相关距也均较小；碱解氮和有机质具有明显的空间变异结构，呈现区域化、规律性及一致性；有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量与土壤pH均有沿坡向渐变分布规律。Kriging插值图更为直观地呈现出坡地植烟土壤速效养分的空间分布特征。 利用逐步回归分析的方法结合模糊c-均值聚类算法，对研究区域烟田土壤养分进行管理分区，同时引入了模糊性能指数和归一化分类熵两个分区效果评价指标，确定研究区域最佳的管理分区数为3，经过分区后，分区内养分含量趋于同质性，而分区间差异显著。 依据2010年和2011年的大田试验，获得曲劳-斯坦福方程（Truog-Stanford）所需参数，并将土壤养分的测定值与养分校正系数进行曲线方程的拟合，依据相关系数的拟合度R2值最高确定为幂函数曲线；在这种曲线拟合条件下，土壤养分校正系数随着养分测定值的增加而减小，符合实际生产情况。通过计算得到肥料施用量（纯养分）方程，即初步建立了氮、磷、钾肥的推荐施肥模型。为植烟土壤的精确施肥研究和差异化管理的实施奠定了基础，对实现现代烟草农业建设具有重要意义。