基于gis、rs的滴灌棉田土壤养分空间变异及精确管理分区研究

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1、分类号：S15.密级：公开学号：2009107042单位代码：10759石河子大学硕士学位论文基于GIS、RS的滴灌棉田土壤养分空间变异及精确管理分区研究学位申请人吕宁指导教师吕新教授申请学位门类级别农学硕士学科、专业名称植物营养学研究方向农业资源高效利用所在学院农学院中国·新疆·石河子2012年6月DripirrigationcottonfieldspatialvariabilityofsoilnutrientanddefinitionofmanagementzonesbasedontheGISandRSADissertationSubmitted

2、toShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofAgricultureByLvning(Plantnutrition)DissertationSupervisor:assoiateProf.LvxinJune,2012石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做

3、出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间：年月日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日摘要管理分区的划分是现代精细农业变量施肥技术的重要组成部分，科学、合理、实用性强管理分区划分，对土壤和农作物实施变量投入

4、、精准管理决策具有重要的理论意义和实用价值。本研究在“3S”技术和地统计学支持下，针对滴灌棉田开展了土壤养分空间变异及精确管理分区研究。主要结论如下：（1）研究区土壤养分与1982年全国第二次土壤普查时相比：有机质平均含量-1-1从22.3g·kg降低至13.80mg·kg，虽降低依然属适中水平；碱解氮平均含量升高-1至72.11mg•kg-1，但仍处于高水平；速效磷平均含量11.40mg·kg，虽有所降低仍-1-1旧处于高水平；速效钾含量由302mg·kg降低至246.04mg·kg依然处于极高水平。-1微量元素方面：有效锌上升0.2mg·kg总体

5、上处于适中水平；有效铁下降至至3.97-1-1mg·kg，下降了2.93mg·kg，处于偏低水平；而有效锰、有效铜总体上处于适中水平。（2）在各向同性条件下研究区有效铜、有效铁、有效锌、有效硼、有效锰、总盐块金效应（C0/C0+C）<25%，具有强烈的空间自相关性，由母质、气候、地形等结构性因素的影响所引起；有机质、碱解氮、速效磷、速效钾块金效应在25%-75%之间，具有中等的空间自相关性，其空间变异性主要由结构性和随机性因素共同引起，随机性因素主要是由研究区高集约化机械作业、灌溉施肥技术革新、管理手段革新等人为活动引起。（3）在普通克里格、反距离加

6、权、全局多项式、局部多项式、径向基函数预测方法中，用局部多项式插值法来预测有机质、碱解氮、速效磷、有效铁、有效锌、有效锰、有效硼的空间分布精度较高；用普通克里格插值法来预测有效铜空间分布精度较高；用径向基函数插值法来预测速效钾的空间分布精度较高。（4）以土壤养分为数据源、土壤养分结合遥感数据为数据源、NDVI为数据源，利用FCM法开展了滴灌棉田土壤养分管理分区划分研究。3种不同数据源所做分区均将研究区分为3个管理分区，分区交叠程度较小，分区明晰，依据最大隶属度所在分区作为各样本分类依据经插值得到精确管理分区图。分区校验结果表明：以遥感和土壤为数据源所

7、划分管理分区与实际产量所划分分区精度最高达到91.36%，以土壤养分为数据源的管理分区次之，精度达到84.40%，仅以遥感数据NDVI为数据源所划分管理分区精度最低为75.47%。（5）以遥感和土壤为数据源所划分管理分区精度虽好，但是应用的局限性较大，需同时具有土壤养分测试数据和较合适遥感影像，在人力、物力、财力上的消耗均较大；而以NDVI为数据源所划分符合精度相对较低，但在没有土壤养分数据、且研究精度较低的情况下，可用遥感数据快速划分管理分区。关键词：棉田土壤养分;GIS;RS;空间变异;管理分区IAbstractManagementzoningi

8、stheimportantconstituentofmodernprecisionagricultureva