研究稻田土壤水分空间变异及分布特征，是全面、可靠感知土壤剖面水分信息实施精确灌溉的前提条件，对提高农业用水效率具有重要意义。通过田间试验，测量了稻田全生育期垂直0-100cm土壤剖面体积含水率，采用变异系数法分析稻田土壤剖面水分的时空变异特征，结果表明壤层越浅变异越大，壤层越深变异越小，稻田垂直剖面土壤水分变异区域集中在0-60cm深度；采用皮尔森相关系数法分析不同深度处土壤体积含水率相关性，结果表明稻田垂直剖面土壤表层水分10cm与20cm高度相关，深层60-100cm处显著相关，30cm、40cm、50cm处相关性较低；采用地统计学变异函数分析了稻田土壤剖面水分空间结构，结果表明稻田土壤剖面水分的空间结构理论模型为高斯模型，决定系数R2为0.889，且稻田土壤水分具有弱的空间自相关性。为稻田土壤剖面水分空间分布特征研究提供理论依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验设计2
1.2试验设备 2
1.3测试项目2
1.4数据分析方法3
1.4.1空间变异分析方法3
1.4.2空间相关性分析方法3
1.4.3空间结构分析方法4
2结果与分析4
2.1稻田土壤剖面水分空间变异分析5
2.2稻田土壤剖面水分空间相关性分析6
2.3稻田土壤剖面水分空间结构分析8
3讨论与总结 9
致谢10
参考文献11
稻田土壤剖面水分空间分布特征研究
引言
引言
准确评估农田土壤水分空间变异对精准灌溉有着极为重要的指导作用，王云强等[1]采用经典统计和地统计学相结合的方法系统分析了土壤水分的分布规律，结果表明土壤水分在0500cm土层深度的变异系数在垂直分布上呈先减小后增加的趋势。宗路平等[2]通过对土壤水分的空间变异研究，结果表明旱季土壤水分呈中度变异，表现出高度的空间自相关性。杨磊等[3]通过研究08m深度的土壤水分空间变异特征，结果表明深层土壤剖面水分变异随土层深度增加而减 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
小。李军等[4]通过对土壤水分空间分布研究，发现在0100cm范围内浅层土壤水分含量的变异系数高于其他土层。赵学勇等[5]采用地统计学方法研究了土壤含水量空间变异性，结果显示土壤水分空间变异性由随机因素引起。张会丹等[6]通过研究土壤剖面水分空间分布特征，结果表明080cm土层平均土壤水分半变异函数最优模型为高斯模型，土壤剖面水分表现出强烈的空间自相关性。王甜等[7]通过对小流域土壤水分研究，结果表明在时间稳定性的前提下土壤变异系数随深度增加逐渐降低。王改改等[8]应用地质统计学方法发现土壤剖面水分空间变异随着深度的增加逐渐减小。
随着土壤水分空间分布特征研究的发展，对土壤水分空间相关性的研究也越来越受重视。张继光等[9]通过表层土壤水分的研究表明在湿润条件下表层土壤水分表现出较强程度的空间相关性，而在干旱条件下土壤水分则呈现出强烈的空间相关性。王子龙等[10]研究了季节性冻土区不同时期土壤剖面水分的空间变异特征，结果表明不同时期土壤剖面水分具有较强的空间相关性，季节冻融过程削弱土壤剖面水分的空间相关性。白天路等[11]通过对土壤剖面水分空间相关性研究表明，在垂直方向上土壤水分存在中等程度的空间相关性。李红等[12]应用半方差分析对土壤水分在垂直方向上的变异做了初步研究，结果表明土壤水分在各自的变程范围内存在高度的空间相关性。张宏伟等[13]对土壤水分变异进行分析，发现0120cm土层的土壤含水量空间变异函数理论模型为指数模型，表现出较弱的自相关性。
运用地质统计学方法,研究土壤水分的空间变异性，对于科学合理地进行农田管理具有实际意义[14]。土壤水分空间变异性是多方面因素综合作用的结果[15]，影响土壤水分空间变异的主要因素有人类干预措施、降雨和地下水补给等[16]。本文通过田间试验，研究了稻田0100cm垂直剖面土壤水分变化规律，分析了稻田土壤剖面水分垂直方向的空间变异性和相关性，并应用地学统计方法分析土壤水分空间特征及其变异规律，研究稻田土壤剖面水分空间结构，为明确稻田垂直剖面土壤水分空间分布结构和动态预测稻田土壤水分变化提供依据。
1材料与方法
1.1试验设计
试验于2017年711月在江苏省如皋市国家信息农业工程技术中心如皋试验示范基地开展。试验田块的土壤类型为黄黏土，多年平均降水量1055.5毫米，平均日照2041.5小时，8月份日照最多为229.8小时。每个试验小区面积为30m2，规格为5m×6m，设3个重复。种植水稻品种为武运粳24，水分处理以自然状态为主，当耕层20cm处土壤体积含水率低于30%时灌溉，否则不灌溉，灌溉后不保留水层。灌溉上限为饱和含水量（100%），体积含水率为52%。病虫害防治及杂草清理等栽培管理措施同当地常规水稻高产田。
1.2试验设备
土壤水分数据采集使用澳大利亚Sentek公司的Diviner2000便携式土壤墒情监测系统，测量精度为1％，能够自动快速测量十个壤层体积含水量。其由探测器(探头)、连接电缆、显示器及监测套管组成。试验前，需在试验小区内安装好监测套管，管长120cm，地上部为15cm，地下部为105cm，并保持密封。


图1 Diviner2000便携式土壤墒情监测系统
1.3测试项目
试验小区内，每小区中心埋有1根PVC管，并在试验期内利用Diviner2000 便携式土壤墒情监测系统测量0100cm以内的土层体积含水量，且垂直方向每10cm土层测一个点，每2天测一次，每个田块重复测三次。测量时，以耕作层20cm土层土壤体积含水量为判断标准进行水分控制，若低于处理设定的低限土壤含水量时，及时补水。Diviner2000 便携式土壤墒情监测系统在土壤体积含水量饱和时的读数为52，以此所测得相应土层体积含水率读数与饱和体积含水率读数之比为土壤相对含水率，土壤水分的数据处理均采用此方法。每天测定水稻大田中垂直剖面10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm深度处的土壤体积含水率，并且在需水关键期加测。

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