剑阁县植烟土壤养分状况研究

剑阁县植烟土壤养分状况研究

作者：刘雷刘克顾会战吴绍军唐力为

来源：《绿色科技》2012年第12期

摘要：对采自剑阁县45个乡镇的植烟土壤的14项养分化学指标进行了测定和分析。先以隶属度计算法求出各单项养分指标的适宜性，再利用主成分和聚类方法对土壤养分状况进行多指标综合评分和适宜度类别划分。结果表明：剑阁植烟土壤养分在不同乡镇间情况差异明显；14项参比指标中，每个土壤样品平均约5项指标达到适宜状况；除交换镁和水溶性氯以外，其它中微量元素营养指标比较接近适宜养分水平；大量营养中钾元素距适宜养分水平的差距最大。不同乡镇的土壤pH值变动较大，在施肥时应充分考虑其影响。用主成分综合评分法和聚类分析将应试群体划分为5类，为评价剑阁各乡镇土壤的烟草宜栽性提供了参考。

关键词：烟草；土壤养分；综合评价；主成分分析；聚类分析

中图分类号：S158文献标识码：A文章编号：1674-9944（2012）12-0124-04

1引言

土壤养分是烟草的最主要营养来源和影响烟叶品质的重要因素，烟叶品质与土壤养分含量水平有着密切的关系[1]。植烟土壤肥力适宜性评价是对某区域内各土壤肥力因素的综合评价来确定其对烤烟种植的适宜性程度。许多烟区在这方面已做了大量研究工作[2～6]。四川省剑阁县地处东经105°09′～105°49′、北纬31°31′～32°17′之间，总面积3204km2，属亚热带湿润气候区，年均气温16.2℃，年降雨量1079.2mm。剑阁土地资源比较丰富以中性、微酸性、微碱性的紫色土或黄壤土为主是川北烟区和主产区。本研究测定并分析了剑阁土壤养分状况，以期为当地制订合理施肥方案、提高烟叶品质提供参考。

2材料与方法

2.1样品采集

2011年3～4月，在剑阁县45个乡镇采集土壤样品，每个乡镇取10～20个样点制成混合样品。

2.2测定项目和方法

测定了土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效锌、有效锰、有效铁、有效铜、交换性钙、交换性镁、有效硫、水溶性氯离子等14个指标。均采用常规分析方法分析。

2.3养分指标评价的隶属函数构建

隶属度函数式有多种形式，本文采用了函数式（A）和（B）用于计算植烟土壤14项土壤养分指标的隶属度[1]，并参考前人在烤烟生长及品质与土壤养分含量的研究结果及邻近区域土壤状况为参考[7]，确定了各养分指标的函数类型和转折点（表1），将每个样品的原始土壤养分值分别代入相应的隶属函数公式，便可计算求得各指标的无量纲差异的隶属度：

2.4数据处理

利用Excel和DPS软件计算45个土壤样品的13项养分指标的隶属度并进行主成分分析、土壤养分状况的综合评分和聚类分析。

3结果与分析

3.1土壤养分指标的隶属度

经隶属度计算样品各项指标的可以转化为0.1～1之间的数值，可以消除各项指标在单位和量纲上的差异带来的不便。同时隶属度也将各指标适宜烟草栽培的程度表达了出来，隶属度越接近最大值“1”说明该指标状况越适宜烟草生长。各乡镇土壤养分状况隶属度总体描述见表2。

表2说明样品群体在各养分指标上隶属度的差异明显。从同一指标的隶属度极值差来看pH值、交换性钙、水溶性氯和速效钾这些指标变的极值差达到最大值0.9，而有效锰的隶属度极值差为0；各指标的变异系数在0.00～0.84范围内。从养分指标的隶属度高低可以看出土壤养分指标的优劣。表2中pH值、速效钾和交换性镁的隶属度平均值都很低，说明它们与理想的养分状况差距明显；有效铁、有效铜和交换性钙的隶属度平均值都达到了0.9，接近了理想的养分状况。14项指标中仅有有效锰一项指标上45个样品都达到了最适宜的状况。由于各地土壤的有效锰都达到了最大隶属度，能充分满足烟草对土壤有效锰的要求，因而在下面的综合评价分析中不再考虑此指标的影响。

图1是对各样品14项指标中隶属度达到1的情况统计，其中有一个样品最少，仅有2项；有一个样品最多，有9项；有17个样品是5项指标隶属度达到1，这表明总体上剑阁植烟土壤养分指标约有2/3未能达到适宜隶属度范围，尚需很大的改善。

3.2土壤养分状况的综合评价

土壤养分状况是由多项指标综合起来体现的，各养分指标对综合土壤养分状况的影响力权重不同，只有求得各项指标权重后才能对土壤养分状做出合理的评估。本文选用主成分综合评分法对45个乡镇植烟土样的13个养分指标隶属度矩阵数据进行主成分分析，构成13个主成分并得出相关矩阵的特征值、各主成分所占百分率与累计百分率（表3）。前8个主成分的贡献率达已到了85%，由表中特征向量可得到这各主成分与原13项化学指标的标准化数据的线性组合，并根据主成分的特征值可求得各主成分在综合评分体系中所占的权重（表3），进而结合各样品在单项主成分上的得分构建出主成分综合评分公式[8]。

利用综合评分公式求得各样品的主成分综合得分（表4），分值越高表明该土壤样品的养分越适宜烟草生长。在过程中经标准化后数据有正负之分，因此主成分综合得分也有正负之分。出现负值，表明该地土壤样品的养分综合评价水平值处于全部参评样品的平均水平以下，并不表明该样品整体价值水平为负[9]。按李国栋等人的方法对表3中综合得分进行聚类分析[10]，可将45个乡镇的植烟土壤养分状况按适宜程度的差异划分为5类（图2）。

第1类包括编号为1、3、4、5、8、9、16、19的8个乡镇，综合评分值在-0.911到-0.587之间，它们的综合养分状况需要得到很大程度的改善才能满足烟草需求。第2类包括编号为2、21、23、24、27、28的6个乡镇，综合评分值在-0.515到-0.232之间，它们属于烟草宜栽性较差的土壤。第3类包括编号为6、13、14、18、20、22、26、29、33、34、40、41、42、44的14乡镇，综合评分值在-0.101到0.064之间，综合养分状况属于中等。第4类包括7乡镇的样品，编号为7、17、25、30、31、39、43，综合评分值在0.134到0.381之间，属于剑阁县较适宜烤烟栽培的土壤。第5类包括10个乡镇，编号为10、11、12、15、32、35、36、38、39、45，综合评分值在0.474到0.778之间，它们属于剑阁县适于烤烟栽培的土壤。

4结语

在剑阁45个乡镇植烟土壤样品的14项指标中，隶属度达到1情况差异明显，最少的样品仅为 2项、最多的为9项，总体平均约为5项指标隶属度达到1，这表明总体上剑阁植烟土壤养分尚存很大的改善空间。在中微量元素指标中除交换镁外，其它元素指标比较接近适宜养分水平；大量营养中钾素距适宜养分水平的差距最大。不同乡镇的土壤pH值变动较大，因此在提高肥效时应充分考虑其影响。

土壤养分状况是由多项指标的综合体现，不宜直接以土壤各化学指标的原始数据进行综合评价[10]，综合评价方法只能提供一个综合性的参考性评价结果，不能把评价结果绝对化，因为不存在“最好的评价方法”，只存在“可行的评价方法”。综合评价方法的价值在于一贯性原则，即如果长期保持采用一种思路进行评价，则至少可以说明现象变动的基本趋势与基本规律[9]。本文选择用主成分综合评价法。用主成分综合评分法和聚类分析将应试群体划分为5类，为评价剑阁各乡镇土壤的烟草宜栽性提供了参考。根据综合评分被归为一类的样品只在综合评分的级别上有相近性，并不表明该类群体中的样品在某项养分指标上具有共同特征；因此，为某具体乡镇制定土壤改良或施肥方案时一定要参考其各单项指标隶的属度。

参考文献：

[1]李强，周冀衡，杨荣生，等.曲靖植烟土壤养分空间变异及土壤肥力适宜性评价[J].应用生态学报，2011，22（4）：950～956.

[2]胡国松，黄元炯，张明显，等.豫中烟区土壤养分状况评价[J].烟草科技，1997（4）：33～35.