Thickness and Soil Nutrients of Typical Cultivated Land in Jinzhong Basin: Spatial Variation

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb20190800577

Abstract

Abstract:

The paper aims to explore the spatial pattern and spatial variation rule of thickness and soil nutrients of the cultivated land in dry farming region. Taking typical cultivated land in Jinzhong basin as the research object, we analyzed the spatial variation of thickness of cultivated layer (TCL) and soil nutrients by geostatistics method, with soil organic matter (SOM), pH value, available phosphorus (AP) and slow-effect potassium (SK) as the soil nutrients indexes. The results showed that: (1) the spatial autocorrelation of each index decreased with the increase of distance; (2) the optimum semivariance model of AP was Gaussian model, and the optimum semivariance model of other indexes was exponential model; the ratio of Nugget to Sill of each index was: SOM>AP>pH>TCL>SK; (3) the spatial pattern of TCL and AP had the tendency of higher in northwest and lower in southeast, SK had the spatial pattern of higher in northeast and lower in southwest, SOM had the spatial pattern of higher in southwest and lower in northeast, the pH value was high in the whole study area except Beiguang. In conclusion, geostatistical method can describe the spatial pattern and variation characteristics of soil properties well; in the spatial variation process of soil properties, the randomness and structure coexist, and the randomness is less than 50%.

Key words: cultivated soil, geostatistics, Moran's I, thickness of cultivated layer, soil nutrients

CLC Number:

S159.2

Qiao Lei, Huang Mingjing, Zhang Wuping, Wang Guofang, Ren Jian. Thickness and Soil Nutrients of Typical Cultivated Land in Jinzhong Basin: Spatial Variation[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(1): 89-97.

Figures/Tables 8

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土壤性质	最小值	最大值	平均值	标准差	方差	变异系数/%
耕层厚度/cm	16.00	20.00	19.11	0.96	0.92	104.45
pH	6.50	9.20	7.95	0.27	0.07	368.44
有机质/(g/kg)	0.50	45.50	17.07	5.12	26.23	19.52
有效磷/(mg/kg)	2.10	59.90	21.04	11.48	131.83	8.71
缓效钾/(mg/kg)	82.00	1598.0 0	869.87	318.95	101728.57	0.31

土壤性质	最小值	最大值	平均值	标准差	方差	变异系数/%
耕层厚度/cm	16.00	20.00	19.11	0.96	0.92	104.45
pH	6.50	9.20	7.95	0.27	0.07	368.44
有机质/(g/kg)	0.50	45.50	17.07	5.12	26.23	19.52
有效磷/(mg/kg)	2.10	59.90	21.04	11.48	131.83	8.71
缓效钾/(mg/kg)	82.00	1598.0 0	869.87	318.95	101728.57	0.31

土壤性质	最优模型	块金值	基台值	变程/m	R²	RSS	块金系数/%	分形维数
耕层厚度	E	0.366	0.972	2900	0.986	3.33E-03	37.65	0.882
pH	E	0.059	0.119	7110	0.844	8.70E-05	49.96	1.968
有机质	E	22.140	44.290	21100	0.968	9.17E+00	49.99	1.977
有效磷	G	123.400	246.900	31100	0.963	1.06E+01	49.98	1.980
缓效钾	E	10100.000	93270.000	134	0.957	1.56E+08	10.83	1.873

土壤性质	最优模型	块金值	基台值	变程/m	R²	RSS	块金系数/%	分形维数
耕层厚度	E	0.366	0.972	2900	0.986	3.33E-03	37.65	0.882
pH	E	0.059	0.119	7110	0.844	8.70E-05	49.96	1.968
有机质	E	22.140	44.290	21100	0.968	9.17E+00	49.99	1.977
有效磷	G	123.400	246.900	31100	0.963	1.06E+01	49.98	1.980
缓效钾	E	10100.000	93270.000	134	0.957	1.56E+08	10.83	1.873

土壤性质	ME	ASE	RMSSE	RMSE
耕层厚度	-6.99E-04	0.8190	0.6829	0.5585
pH	-6.37E-05	0.2825	0.9093	0.2560
有机质	-1.70E-03	5.0784	0.9616	4.8725
有效磷	-4.59E-02	11.3951	0.9666	11.0159
缓效钾	-1.14E-01	339.1873	0.8869	301.2984