专利名称：土壤养分分区管理方法
技术领域：
本发明属于农业土壌学中的土壤养分管理技术领域，具体涉及ー种土壤养分分区
管理方法。
背景技术：
管理好土壤养分，合理进行施肥，是关系到我国农业可持续发展的重大技术问题。土壤养分的状况直接影响种植物的产量和质量。因此，研究土壤养分状况，针对土壤养分状态给出合理的施肥建议，是推进我国精准农业实施的前提和基础。土壤养分具有明显的空间变异特性，现有技术中，通常采用传统的统计学方法描述土壤养分的空间变异特性，即:由研究人员在研究区域选择ー块具有代表性的试验地，按土壤质地将试验地在平面上划分成若干较为均一的区域，通过计算样本的均值、方差等来表述土壤养分的空间变异性，但该方法只考虑了变异程度的強弱，基本上是定性描述，难以定量描述土壤特性及其空间变化情況。同时，对未采样的区域无法估计土壤属性值，只能以全区域的平均值替代，最终导致土壤养分分析精确不高的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供ー种土壤养分分区管理方法，能够有针对性的定量描述土壤特性及空间变化情况，从而定量化地采取养分管理等措施，其对提高农田肥料利用效率，改善田间管理，特别对我国“精准农业”的实施具有重要意义。本发明采用的技术方案如下:`
本发明提供ー种土壤养分分区管理方法，包括以下步骤:SI，按设定区域大小采集被研究区域土壤样品；其中，所述被研究区域用于种植设定作物；S2，分析采集的所述被研究区域土壤样品的土壤指标的含量；S3，用地统计学分析方法分析所述土壤指标的空间变异结构，对具有空间变异结构特征的土壤指标进行克里金Kriging插值分析,生成相应的空间分布图；S4，基于设定的土壤指标分级标准，将所述空间分布图转变为多边形组成的养分空间等级分布图；S5，采用空间叠加方法对数字化的所述被研究区域的地形图、土壤图、行政区划图、所述设定作物在所述被研究区域的分布图以及所述养分空间等级分布图进行空间叠加分析，生成所述被研究区域的所述设定作物的土壤养分分区管理初图；S6，根据主要土壤性质相似原则，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作，得到ー类以上土壤养分分区管理总单元；其中，每ー类所述土壤养分分区管理总单元具有以下共同性质:相对一致的土壤理化性状、相对一致的土壌供肥保肥性能和相对一致的土壤养分管理措施；S7，按照目标产量法计算各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量。优选的，所述设定作物为橡胶；所述被研究区域为海南省；所述设定的土壤指标分级标准为海南省土壤指标分级标准。优选的，SI中，所述设定区域大小为2.5km*2.5km网格。优选的，S2中，所述土壤指标包括全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾。优选的，S6中，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作具体为:将面积小于10亩的图斑合并进入邻近的大图斑中。优选的，S7之后，还包括:将计算得到的各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量存储到存储设备中；当接收到特定区域的施肥最佳量的查询请求消息时，查询所述存储设备，获取并显示所述特定区域的施肥最佳量。本发明的有益效果如下:本发明提供的土壤养分分区管理方法，具有以下优点:(I)将海南省橡胶园分为2732个、28类管理単元，每类管理単元配套ー个氮、磷、钾施肥量配比，比海南省原有的4种橡胶专用肥的配比更精细、更能有针对性地对海南省橡胶园土壌肥カ进行有效管理。(2)可直接查询海南省各地区橡胶园具体的肥料施用量，方便胶农/植胶企业把橡胶园养分分区管理的成果直接应用于橡胶园土壌施肥管理，对提高农田肥料利用效率，改善田间管理，特别对我国“精准农业”的实施具有重要意义。
图1为本发明提供的土壤养分分区管理方法的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明进行详细说明:如图1所示，本发明提供ー种土壤养分分区管理方法，包括以下步骤:SI，按设定区域大小采集被研究区域土壤样品；其中，所述被研究区域用于种植设定作物；其中，设定区域大小根据实际精度需求进行设定，例如2.5km*2.5km网格。 S2，分析采集的所述被研究区域土壤样品的土壤指标的含量；其中，土壤指标可以包括全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾。S3，用地统计学分析方法分析所述土壤指标的空间变异结构，对具有空间变异结构特征的土壤指标进行克里金Kriging插值分析,生成相应的空间分布图；其中，克里金(Kriging)插值法又称空间自协方差最佳插值法，它是以南非矿业工程师D.G.Krige的名字命名的ー种最优内插法。克里金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是ー种很有用的地质统计格网化方法。
S4，基于设定的土壤指标分级标准，将所述空间分布图转变为多边形组成的养分空间等级分布图；S5，采用空间叠加方法对数字化的所述被研究区域的地形图、土壤图、行政区划图、所述设定作物在所述被研究区域的分布图以及所述养分空间等级分布图进行空间叠加分析，生成所述被研究区域的所述设定作物的土壤养分分区管理初图；S6，根据主要土壤性质相似原则，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作，得到ー类以上土壤养分分区管理总单元；其中，每ー类所述土壤养分分区管理总单元具有以下共同性质:相对一致的土壤理化性状、相对一致的土壌供肥保肥性能和相对一致的土壤养分管理措施；其中，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作具体为:将面积小于10亩的图斑合并进入邻近的大图斑中。S7，按照目标产量法计算各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量。S7之后，还包括:将计算得到的各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量存储到存储设备中；
当接收到特定区域的施肥最佳量的查询请求消息吋，查询所述存储设备，获取并显示所述特定区域的施肥最佳量。由于天然橡胶是我国重要的战略物资和エ业原料，在植胶土壤面积有限的背景下，我国天然橡胶供给保障必须靠单产提高来实现，而施肥等土壌管理是提高单产的必要措施。而海南省是我国最大的天然橡胶生产基地，20世纪90年代，有学者(何向东等，1991，热带作物研究，02:40-48)根据成土母质和胶园土壤肥力特性差异，把海南省橡胶园划分为缺磷钾富镁铁区(I类)、缺磷镁富钾硅铝区(II类)、缺磷富铁铝区(III)和缺氮磷钾镁富硅区(IV类)等四类。同时，制定了四种相应的海南橡胶树专用复合肥(何向东等，1992，热带作物研究，02:14-25)，其增产率达到4.2% 6.9% (黎仕聪、林钊沐，1997，中国农村科技，08:15)。近年来，随着橡胶树高产品种的推广、割胶制度的改革等，海南省橡胶园土壌肥力下降趋势明显(麦全法等，2009，中国热带农业，01:38-41 ;杨昭群，2010，海南大学硕士论文:16-35)。因此，已有的海南省橡胶园区化和相应的橡胶专用肥产品已经不能满足天然橡胶高产和土壌肥力保持的需要。本发明中，以海南省橡胶园为研究对象，按2.5km*2.5km网格采集海南省橡胶园土壤样品；分析采集的土壤样品的全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾这六种土壤指标的含量；然后按上述的S3-S5进行分析，得到土壤养分分区管理初图；然后根据主要土壌性质相似原则，把面积小于10亩的图斑合并进入邻近的大图斑中，最后获得28类土壤养分分区管理总单元，共计2732个橡胶园养分分区管理子単元，各类土壤养分分区管理总单元内具有相对一致的土壤理化性状、土壌供肥保肥性能，可采取相对一致的土壤养分管理措施。按氮、磷、钾养分的分级名称，对28类海南省橡胶园土壤养分分区管理总单元进行命名，其中，单类面积占海南省橡胶园总面积1%以上的土壤养分分区管理总单元分别为 4/3/4、4/3/5、3/3/5、3/3/4、3/4/5、5/3/4、4/4/4、4/4/5、3/4/4、4/3/6、4/4/6、5/3/5、3/4/6、2/4/4、2/3/4，具体參见表 I。表I海南省橡胶园土壤养分分区管理总单元分布
权利要求
1.一种土壤养分分区管理方法，其特征在于，包括以下步骤: Si，按设定区域大小采集被研究区域土壤样品；其中，所述被研究区域用于种植设定作物； S2，分析采集的所述被研究区域土壤样品的土壤指标的含量； S3，用地统计学分析方法分析所述土壤指标的空间变异结构，对具有空间变异结构特征的土壤指标进行克里金Kriging插值分析，生成相应的空间分布图； S4，基于设定的土壤指标分级标准，将所述空间分布图转变为多边形组成的养分空间等级分布图； S5，采用空间叠加方法对数字化的所述被研究区域的地形图、土壤图、行政区划图、所述设定作物在所述被研究区域的分布图以及所述养分空间等级分布图进行空间叠加分析，生成所述被研究区域的所述设定作物的土壤养分分区管理初图； S6，根据主要土壤性质相似原则，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作，得到ー类以上土壤养分分区管理总单元；其中，每ー类所述土壤养分分区管理总单元具有以下共同性质:相对一致的土壤理化性状、相对一致的土壌供肥保肥性能和相对一致的土壤养分管理措施； S7，按照目标产量法计算各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量。
2.根据权利要求1所述的土壤养分分区管理方法，其特征在于，所述设定作物为橡胶；所述被研究区 域为海南省；所述设定的土壌指标分级标准为海南省土壤指标分级标准。
3.根据权利要求1所述的土壤养分分区管理方法，其特征在干，SI中，所述设定区域大小为2.5km*2.5km网格。
4.根据权利要求1所述的土壤养分分区管理方法，其特征在干，S2中，所述土壤指标包括全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾。
5.根据权利要求1所述的土壤养分分区管理方法，其特征在干，S6中，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作具体为: 将面积小于10亩的图斑合并进入邻近的大图斑中。
6.根据权利要求1所述的土壤养分分区管理方法，其特征在干，S7之后，还包括: 将计算得到的各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量存储到存储设备中； 当接收到特定区域的施肥最佳量的查询请求消息时，查询所述存储设备，获取并显示所述特定区域的施肥最佳量。
全文摘要
本发明提供一种土壤养分分区管理方法，包括采用空间叠加方法对数字化的被研究区域的地形图、土壤图、行政区划图、所述设定作物在所述被研究区域的分布图以及所述养分空间等级分布图进行空间叠加分析，生成所述被研究区域的所述设定作物的土壤养分分区管理初图；根据主要土壤性质相似原则，对所述土壤养分分区管理初图中的图斑按预设规则进行合并操作，得到一类以上土壤养分分区管理总单元；按照目标产量法计算各类所述土壤养分分区管理总单元中每株所述设定作物正常生长所需土壤养分的施肥量。能够有针对性的定量描述土壤特性及空间变化情况，对提高农田肥料利用效率，改善田间管理，特别对我国“精准农业”的实施具有重要意义。
文档编号A01C21/00GK103081624SQ20131003769
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者何鹏, 吴敏, 吴炳孙, 韦家少, 王大鹏 申请人:中国热带农业科学院橡胶研究所