施甸县植烟土壤养分丰缺状况综合评价

摘要 利用因子分析法对施甸县烟区1 225个土壤样品的9项理化指标进行了综合评价。结果表明，土壤肥力最高的57个样本占总样本的4.65%，综合得分为0.942 3～1.715 5；土壤肥力较高的503个样本占总样本的41.06%，综合得分为0.000 1～0.939 1；土壤肥力较低的573个样本占总样本的46.78%，综合得分为-0.611 5～-0.003 2；土壤肥力最低的92个样本占总样本的7.51%，综合得分为-1.388 9～-0.613 8。因此，鉴于全县植烟土壤肥力存在着较大差异，对土壤肥力较高的田块，要控制氮肥施用量；而土壤肥力处于较低水平的，则要足量、配合施用有机肥和复合肥。

关键词 植烟土壤；养分状况；理化指标；综合评价；云南施甸

中图分类号 S158.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）07-0234-02

Integrated Evaluation for Soil Fertility Status in Tobacco-growing Areas

GONG Jia-li LI Fa-ping SU Shi-kai SU De-yan LI Yun-jun DUAN Lian-yan YANG Xi-yong LIU Hong-hua *

（Shidian Branch of Baoshan Company of Yunnan Provincial Tobacco Company，Shidian Yunnan 678200）

Abstract The contents of 9 chemical indexes in 1 225 soil samples were analyzed and evaluated by factor analysis method.The results showed that the soil fertility of 57 samples were the highest，which accounting for 4.65% of the total，and comprehensive scores were between 0.942 3 and 1.715 5；503 samples were the second，which accounting for 41.06% of the total，and comprehensive scores were between 0.000 1 and 0.939 1；573 samples were the third，which accounting for 46.78% of the total，and comprehensive scores were between -0.611 5 and -0.003 2；92 samples were the lowest，which accounting for 7.51% of the total，and comprehensive scores were between -1.338 9 and -0.613 8.Therefore，in view of great difference in soil fertility of tobacco-growing areas in Shidian County，N fertilizer should be controlled in high soil fertility fields，and plenty of organic fertilizer and compound fertilizer should be applied in low soil fertility fields.

Key words tobacco-growing soil；fertility status；physical and chemical index；integrated evaluation；Shidian Yunnan

土壤肥力综合评价是获取土地质量状况的重要手段，可为土壤合理利用提供科学依据[1]。目前已有的研究主要集中在植烟土壤各种营养元素的丰缺诊断方面[2-3]，而运用多元统计方法对植烟土壤养分进行综合评价的研究较少。研究土壤肥力综合评价的方法主要有因子分析法、聚类分析法、主成分分析法、指数和法、判别分析法、模糊数学法、因子加权综合法等[4-8]。本文采用了因子分析法和系统聚类分析法对施甸烟区土壤肥力进行综合评价，以期为研究制定科学合理的施肥方案，提高肥料利用率，实现烟叶优质适产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 土样采集与测定

2003―2013年，在施甸县的太平（188份）、水长（95份）、由旺（63份）、老麦（143份）、仁和（121份）、何元（71份）、甸阳（116份）、木老元（11份）、姚关（164份）、摆榔（29）、万兴（92份）、酒房（120份）、旧城（12份）等13个烤烟种植乡镇，采用随机布点法采集植烟土壤耕层0～20 cm土壤样品共1 225个，采集时间选在烟草尚未施用底肥和移栽以前，以反映采样地块的真实养分状况和供肥能力；土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效锌、有效镁、水溶性氯含量及pH值的测定方法均参照相关文献[9]。

1.2 分析方法与软件

采用因子分析法和系统聚类分析法对施甸烟区土壤肥力进行综合评价，试验数据统计分析采用软件Excel 2003和SPSS 19.0。

2 结果与分析

2.1 标准化后的土壤养分指标相关系数矩阵

将土壤养分各项理化指标数值经标准化处理后，计算其相关系数（表1）。由表1可知，大部分养分指标之间存在显著或极显著相关。因此，直接利用养分指标进行土壤肥力综合评价，结果将出现较大偏差，也无法真实地反映土壤肥力情况。

2.2 土壤养分指标的因子分析

2.2.1 Bartlett球度检验。利用SPSS软件中的Bartlett球度检验法检验养分指标原始数据，得出的相伴概率为0，小于显著性水平0.05。因此，拒绝Bartlett球度检验的零假设，认为适合作因子分析。

2.2.2 特征根值、方差贡献率及累计贡献率。利用SPSS软件对各土壤样品的9项养分指标进行因子分析，得出主成分的特征值及贡献率（表2）和方差极大正交旋转后因子载荷矩阵（表3）。由表2、表3可见，前6个主成分的累积贡献率达到了85.49%，基本保留了原变量的特征、差异和相互关系。因此，从众多的特征根中提取6个主成分，其中：第1主成分的贡献率为34.61%，主要反映了有机质、碱解氮的作用；第2主成分的贡献率为14.09%，主要反映了土壤速效磷、有效镁、有效锌的作用；第3主成分的贡献率为10.91%，主要反映了速效钾的作用；第4主成分的贡献率为9.75%，主要反映了土壤有效硼的作用；第5主成分的贡献率为8.48%，主要反映了土壤pH值的作用；第6主成分的贡献率为7.65%，主要反映了土壤水溶性氯的作用，以上6个主因子的累积贡献率达到了85.49%。因此，利用以上5个主因子从不同的方面对土壤肥力进行综合评价是切实可行、合理的。

2.2.3 构建因子得分函数模型。根据养分指标的得分系数矩阵（表4）计算6个主成分（F1、F2、F3、F4、F5、F6），主成分得分等于得分系数与相对应的标准化变量（Zxi）之积，其数学模型如下：

F1=-0.009Zx1+0.608Zx2+0.555Zx3-0.120Zx4-0.137Zx5-0.122Zx6+0.084Zx7-0.128Zx8-0.036Zx9

F2=-0.103Zx1-0.084Zx2-0.114Zx3+0.305Zx4-0.188Zx5-0.138Zx6+0.460Zx7+0.742Zx8-0.026Zx9

F3=0.053Zx1-0.229Zx2-0.012Zx3+0.172Zx4+0.986Zx5-0.197Zx6+0.105Zx7-0.230Zx8-0.007Zx9

F4=0.043Zx1-0.064Zx2-0.144Zx3+0.294Zx4-0.167Zx5+0.984Zx6-0.130Zx7-0.066Zx8+0.004Zx9

F5=0.960Zx1+0.104Zx2-0.069Zx3-0.170Zx4+0.100Zx5+0.101Zx6-0.197Zx7+0.069Zx8-0.052Zx9

F6=-0.051Zx1-0.043Zx2+0.006Zx3-0.012Zx4+0.002Zx5+0.010Zx6-0.074Zx7+0.017Zx8+1.007Zx9

以上6个公式中的Zx1、Zx2、Zx3、Zx4、Zx5、Zx6、Zx7、Zx8、Zx9分别是pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效锌、有效镁、水溶性氯经标准化处理后的数据。将各养分标准化处理后的数据带入上述5个公式，可以求出各样品的因子得分F1、F2、F3、F4、F5、F6的值。

2.2.4 主成分因子得分。依据主成分因子的权重计算方法，以6个主因子各自的方差贡献率与入选因子累计贡献率的比例为权数进行加权综合，可以得出施甸植烟土壤肥力综合得分评价数学模型：

F=a1F1+a2F2+a3F3+a4F4+a5F5+ a6F6

由表2可以计算得到，a1、a2、a3、a4、a5、a6代表的权重分别为0.405、0.165、0.128、0.114、0.099、0.089。把求出的各样品F1、F2、F3、F4、F5、F6带入公式，可得出各样品的土壤肥力综合得分F值。求出的各样品综合得分可以显示出土壤肥力的好坏，得分值越高，土壤肥力越好；相反，得分值越低，土壤肥力越差。

2.3 土壤肥力的聚类分析

对土壤样品主成分综合得分采用重心法进行系统聚类分析，划分为4类（表5）：第Ⅰ类包括57个样本（占总样本的4.65%），综合得分F∈[0.942 3，1.715 5]，该类可视为土壤肥力最高；第Ⅱ类包括503个样本（占总样本的41.06%），综合得分F∈[0.000 1，0.939 1]，该类可视土壤肥力较高；第Ⅲ类包括573个样本（占总样本的46.78%），综合得分F∈[ -0.611 5，-0.003 2]，该类可视为土壤肥力较差；第Ⅳ类包括92个样本（占总样本的7.51%），综合得分F∈[-1.388 9，-0.613 8]，该类可视为土壤肥力差。由表5还可以看出，在全县范围内，土壤肥力处于较高水平以上的土壤占土壤样品总数的45.71%，但全县还有54.29%的土壤存在肥力不足或较差的问题。由此得出，全县植烟土壤肥力高与低几乎各占1/2，即使同一区域的土壤，其土壤肥力也存在着较大差异。

3 结论与讨论

针对植烟土壤肥力的特性，应合理调整氮、磷、钾的施用比例，科学制定肥料施用方案，积极推广测土配方平衡施肥，做到因地制宜，用养结合，提高土壤养分的均衡供应能力。本文通过因子分析法和系统聚类分析法研究分析了施甸县土壤肥力状况：土壤肥力最高的有57个样本，占总样本的4.65%；土壤肥力较高的503个样本，占总样本的41.06%；土壤肥力较差的573个样本，占总样本的46.78%；土壤肥力最差的92个样本，占总样本的7.51%。由此表明，全县植烟土壤肥力因不同的地域、不同的田块存在着较大差异。因此，对于土壤肥力偏高的植烟地块，应适当控制氮肥施用量，提早追施，避免烟株生长后期多余氮素残留而导致烟叶贪青晚熟，而关于土壤肥力处于较低水平的，要确保有机肥和复合肥的足量、配合施用。在确保烟株营养平衡，生产（下转第238页）

优质烟叶的同时，不断提高肥料的利用效率，节约植烟肥料的成本，尽量减少或避免土壤营养化和环境污染等问题[10-11]。

4 参考文献

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