基于GIS的多作物精细化施肥管理研究

【摘要】我国在进行测土配方施肥技术应用推广的过程中积累了大量的土壤信息数据,一方面这些海量的数据需要强有力的数据库系统来存储与管理,另一方面这些海量的数据在实践生产中并未得到充分地利用,造成了资源的浪费,原因之一是尚未建立有效实用的施肥管理体系,特别是缺乏能为农户方便使用的施肥管理系统。目前在土壤信息管理和施肥系统应用研究方面,多数都是针对单一作物,各种不同作物的施肥系统需要分别投入人力物力进行开发与维护,系统利用率低,推广起来困难,致使许多单一作物施肥系统往往停留在试用阶段。受到气候、母质、土壤类型等自然因素与人类施肥习惯、耕作方式等人为因素的共同影响,儋州市土壤肥力差异明显,测土配方施肥技术的应用将有利于提高作物产量和土壤肥力,但目前测土配方施肥技术在农村的推广应用程度还不够高,测土施肥配方针对性不够强,测土配方施肥技术的先进性不能完全体现,农民还未能充分获取科学施肥带来的效益。针对以上问题,利用儋州市现有测土数据、橡胶园叶片采样数据、儋州市土壤类型图、儋州市村级行政区划图等数据,采用ArcGIS9.3.GS+7.0软件分析儋州市土壤养分的空间变异情况,制定合理的施肥管理单元,建立不同作物的施肥模型,制定出以村为单元的施肥配方,并计算出具体施肥量。在此基础上,通过Geodatabase管理基础数据和施肥信息。为提高儋州市农田施肥信息化管理程度,提高作物产量、保护农田生态环境做出积极的探索。具体研究结果如下：(1)通过对儋州市旱地土壤、水田土壤养分进行地统计分析,得到了儋州市土壤养分空间分布情况,发现儋州市土壤养分变异较大,其中旱地土壤全氮、速效钾、有机质的变异系数约50%,有效磷、交换性钙和镁的变异系数在80%-90%范围,均为中等强度变异；全氮、速效钾、有机质、交换性钙的块金值与基台值比小于25%,具有强烈的空间自相关性,变异主要受地形、气候、母质等自然因素的影响,有效磷和交换性镁的块金值与基台值比在25%-75%之间,空间自相关性中等,变异受到自然因素与人为因素的共同影响。水田土壤速效氮、速效钾、有机质的变异系数在48%-76%之间,属中等强度变异,速效磷变异系数达145%,属强变异；速效氮、速效钾、有机质的块金值与基台值比小于25%,具有强烈的空间自相关性,变异主要受自然因素影响,速效磷的块金值与基台值比在25%-75%之间,空间白相关性中等,变异受到自然因素与人为因素的共同影响。(2)根据土壤养分分布情况,橡胶树叶片养分分布情况,利用现有的研究成果,采用不同的计算方法,分别为儋州市民营橡胶、水稻、小南瓜制定了以村为单元的施肥配方,并计算出具体施肥量。其中民营橡胶施肥配方32个,其N:P205:K20:MgO在1：(0.2-0.6)：(0.4-0.9)：(0.1-0.4)范围内；水稻按不同目标产量划分每亩330-380kg.380～430kg.430～480kg.480～530kg.530～580kg五个等级,施肥配方个数分别为28、19、18、12、12个,总的N:p2O5:K2O在18：(9～13)：(15～21)范围内；小南瓜施肥配方12个,N:p2O5:K2O在1：(0.7～0.8)：(2.2～3.2)范围内。(3)采用PersonalGeodatabase空间数据库技术,构建了儋州市多作物精细化施肥管理数据库,数据库包括1：5万儋州市行政区划图、土壤类型图、土地利用现状图、儋州市土壤养分空间分布矢量图与栅格图、儋州市橡胶树叶片养分空间分布矢量图与栅格图、儋州市作物配方施肥图等空间数据；儋州市土壤采样数据信息表、橡胶树叶片采样数据信息表等属性数据,对各种数据进行规范化编码,并通过唯一对应的ID编码实现空间数据与属性数据的有效联接,分类存储与管理,满足用户对数据输入与存储、分析与管理、显示与输出的要求,实现了同一个村之内针对不同作物的数据分析、养分查询、施肥推荐等功能。
【作者】燕跃奎；
【导师】罗微；
【作者基本信息】海南大学，土壤学，2014，硕士
【关键词】测土配方施肥；营养诊断；多作物；精细化施肥；空间数据库；

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