对耕层土壤养分时空变异特征及耕地综合肥力进行研究分析,是管理好土壤养分和精确、合理施肥的基础,对农业可持续发展意义重大。本研究以这两大问题为主线,选择甘肃省泾川县为研究对象,探讨了耕层土壤pH值、土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾5种养分在时间和空间上的变异特征,分析了影响土壤养分变异的限制因素。同时,结合层次分析法和模糊函数法完成了耕地地力综合指数(IFI)的计算,结合泾川县实际情况将该县耕地划分了5个等级,并分析提出了各等级耕地的限制因素和改良措施。主要研究结果如下：1、对剔除异常值后的采样数据进行描述性统计,其分析结果是：pH值的变异系数(CV)是2.22%,属于弱变异；其他4种养分变异系数(CV)在19.62%～38.37%之间,属于中等强度的变异。变异系数从大到小依次为：有效磷>速效钾>有机质>全氮>pH值。2、5种土壤养分经对数转换后,符合正态分布。运用地统计学软件对其进行空间变异分析,结果显示：全氮、有效磷的块基比C0/(Co+C)≤25%,表现出强的空间相关性,表明受土壤母质、气候等结构性因素影响较大；有机质的块基比Co/(Co+C)介于25%-75%之间,属中等强度的空间相关性,表明受随机因素和结构性因素的影响基本相当；速效钾、pH值的块基比C0/(Co+C)≥75%,表现出弱的空间相关性,表明受采样、施肥、耕作措施、种植制度等随机性因素影响较大。有机质的理论模型是球状模型,全氮、有效磷是指数模型,pH值、速效钾是线性模型。3、从土壤养分空间分布格局来看,有机质、全氮、有效磷的克里格插值结果图显示泾川县东部、北部3种养分含量相对较高；速效钾反距离权重插值结果图显示其含量呈斑块状分布,无明显规律,全县各乡镇平均含量在150mg/kg以上；pH值克里格插值结果图显示泾川县各乡镇酸碱度差异不大,基本在8.0-8.6之间,呈微碱性。4、从1986～2008土壤养分时空变异分析结果来看：pH值基本没有变化,但其他4种养分含量均有不同程度的增加。其中2008年相对于1986年,土壤有机质增幅31.54%,大体上有40%以上的耕地土壤有机质含量由全国五级水平上升到四级；土壤全氮增幅41.19%,整体上50%以上的耕地土壤全氮含量由全国五、六级水平上升到三、四级；土壤有效磷增幅70.90%,至少有50%的耕地土壤有效磷含量由全国四级以下水平上升到二、三级；土壤速效钾增幅26.64%,约有20%以上的耕地土壤速效钾含量由全国三、四级水平上升到一、二级。5、采用综合地力指数法将泾川县耕地地力化分为5个等级。其中一等地耕地面积4434.11hm2,占总耕地面积的10.78%；二等地耕地面积10880.53hm2,占总耕地面积的26.46%；三等地耕地面积18232.45hm2,占总耕地面积的44.34%；四等地耕地面积4595.55hm2,占总耕地面积的11.18%。建议一、二等地通过实行地膜覆盖,加强农田水利设施建设,提高水分利用率,同时增加有机肥的投入；三、四等地建议加强农田基础建设,修建水平梯田,合理施肥；五等地建议合理轮作倒茬,必要时退耕还林。