秭归县柑橘园土壤肥力综合评价

江苏农业学报(ＪｉａｎｇｓｕＪ.ｏｆＡｇｒ.Ｓｃｉ.)ꎬ２０１９ꎬ３５(６):１３４６~１３５３

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周利利ꎬ段增强ꎬ韩庆忠ꎬ等.秭归县柑橘园土壤肥力综合评价[Ｊ].江苏农业学报ꎬ２０１９ꎬ３５(６):１３４６￣１３５３.ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１０００￣４４４０.２０１９.０６.０１１

秭归县柑橘园土壤肥力综合评价

周利利１ꎬ２ꎬ　段增强１ꎬ　韩庆忠３ꎬ　夏立忠１ꎬ　张光国３

湖北秭归４４３６００)

(１.中国科学院南京土壤研究所ꎬ江苏南京２１０００８ꎻ２.中国科学院大学ꎬ北京１０００４９ꎻ３.湖北省秭归县农业技术推广中心ꎬ

　　摘要:　通过调查分析秭归县柑橘主产区２０４５个土壤样点的土壤养分指标ꎬ包括有机质、碱解氮、有效磷、速效并分析了影响土壤肥力的因素ꎮ结果表明:秭归县柑橘主产区９４％的土壤综合肥力处于中等及以下水平ꎬ长江以南种植区土壤综合肥力中等水平地块面积较大ꎻ土壤肥力综合指数与实际年产量呈极显著正相关ꎬ可用来评价柑橘园土壤综合肥力ꎮ柑橘主产区碱解氮处于缺乏状况ꎬ其他养分处于适宜水平ꎬ但速效磷空间变异性较大ꎻ从各养分的分４.８~８􀆰５ꎬ适宜柑橘生长ꎬ局部地区土壤偏酸ꎬ长江以南酸性土壤面积较大ꎮ总体来说ꎬ秭归县柑橘主产区土壤肥力水平属中等以下ꎬ土壤肥力还有很大的提升空间ꎬ合理的养分管理是有效提高柑橘产量的重要措施ꎮ

关键词:　柑橘园ꎻ土壤养分ꎻ综合评价ꎻ产量

中图分类号:　Ｓ１５８　　　文献标识码:　Ａ　　　文章编号:　１０００￣４４４０(２０１９)０６￣１３４６￣０８

布空间来看ꎬ种植区内有机质、速效磷和速效钾分布较为均匀ꎬｐＨ、碱解氮、有效铁分布不均ꎻ大部分种植区ｐＨ值处于

钾、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量以及ｐＨ值ꎬ用主成分分析方法和隶属度函数对土壤肥力进行了综合评价ꎬ

ＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｉｎｃｉｔｒｕｓｏｒｃｈａｒｄｓｉｎＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙ

ＺＨＯＵＬｉ￣ｌｉ１ꎬ２ꎬ　ＤＵＡＮＺｅｎｇ￣ｑｉａｎｇ１ꎬ　ＨＡＮＱｉｎｇ￣ｚｈｏｎｇ３ꎬ　ＸＩＡＬｉ￣ｚｈｏｎｇ１ꎬ　ＺＨＡＮＧＧｕａｎｇ￣ｇｕｏ３

３.ＺｉｇｕｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｔｅｎｓｉｏｎＣｅｎｔｒｅꎬＺｉｇｕｉ４４３６００ꎬＣｈｉｎａ)

(１.ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＮａｎｊｉｎｇ２１０００８ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００４９ꎬＣｈｉｎａꎻ

　　Ａｂｓｔｒａｃｔ:　Ｔｈｅｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆ２０４５ｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｉｎｔｈｅｍａｉｎｃｉｔｒｕｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅａｓｏｆＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌｙｓａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎꎬａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓꎬａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍꎬａｖａｉｌａｂｌｅｉ￣ｒｏｎꎬｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍａｎｇａｎｅｓｅꎬｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｐｐｅｒａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｚｉｎｃꎬａｎｄｐＨｗｅｒｅｔｈｅｍａｉｎｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ.Ｔｈｅｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｗａｓｃｏｍｐｒｅ￣ｈｅｎｓｉｖｅｌｙｅｖａｌｕａｔｅｄｂｙｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｗｅｒｅａｎａ￣ｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｆｅｒｔｉｌｉｔｙｏｆ９４％ｓｏｉｌｉｎｔｈｅｍａｉｎｃｉｔｒｕｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅａｓｏｆＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙｗａｓｉｎｔｈｅｍｅｄｉｕｍａｎｄｌｏｗｅｒｌｅｖｅｌꎬａｎｄｔｈｅｍｅｄｉｕｍ￣ｌｅｖｅｌｐｌｏｔａｒｅａｗａｓｌａｒｇｅｒｉｎｓｏｕｔｈｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒ.Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｉｎｄｅｘｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌａｎｎｕａｌｙｉｅｌｄꎬｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎｄｏｔｈｅｒｎｕｔｒｉｅｎｔｓｗｅｒｅｉｎａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｅｖｅｌꎬｂｕｔｔｈｅｓｐａｔｉａｌｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｏｆａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌａｒｇｅ.Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｐａｃｅｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｓꎬｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒꎬａｖａｉｌａｂｌｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｉｎｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｕｎｉｆｏｒｍ.ＡｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌｙｓａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎꎬｐＨａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｒｏｎｗｅｒｅｕｎｅｖｅｎｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ.ＴｈｅｐＨｏｆｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄａｒｅａｒａｎｇｅｄｆｒｏｍ４.８ｔｏ８.５ꎬｗｈｉｃｈｗａｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｃｉｔｒｕｓｇｒｏｗｔｈ.Ｔｈｅｓｏｉｌｉｎｓｏｍｅａｒｅａｓｗａｓａｃｉｄｓｏｉｌꎬａｎｄｔｈｅａｒｅ￣

收稿日期:２０１９￣０２￣２７

基金项目:国家重点研发计划项目(２０１７ＹＦＤ０２０２００１)

作者简介:周利利(１９９２￣)ꎬ女ꎬ陕西渭南人ꎬ硕士研究生ꎬ从事植物营

养研究ꎮ(Ｔｅｌ)１７６０２５４５２６３ꎻ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｌｌｚｈｏｕ＠ｉｓｓａｓ.ａｃ.ｃｎ

通讯作者:段增强ꎬ(Ｔｅｌ)１３６０５１７４６８５ꎻ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｚｑｄｕａｎ＠ｉｓｓａｓ.ａｃ.ｃｎ

ｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｏｆｃｉｔｒｕｓｏｒｃｈａｒｄｓ.Ｔｈｅａｌｋａｌｉｈｙｄｒｏｌｙｓａｂｌｅｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｔｈｅｍａｉｎｃｉｔｒｕｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅａｗａｓｉｎｄｅｆｉｃｉｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎꎬ

ａｏｆａｃｉｄｓｏｉｌｉｎｔｈｅｓｏｕｔｈｏｆｔｈｅＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒｗａｓｌａｒｇｅ.ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｒｅａｓｏｆＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙｗａｓｂｅｌｏｗｔｈｅｍｉｄｄｌｅｌｅｖ￣ｅｌꎬａｎｄｔｈｅｒｅｗａｓｅｎｏｕｇｈｒｉｓｉｎｇｓｐａｃｅｏｆｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙ.Ｒｅａ￣ｓｏｎａｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｓａｎｉｍｐａｒｔａｎｔｍｅａｓｕｒｅｔｏｉｍ￣ｐｒｏｖｅｔｈｅｙｉｅｌｄｃｉｔｒｕｓ.

Ｏｎｔｈｅｗｈｏｌｅꎬｔｈｅｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｌｅｖｅｌｉｎｔｈｅｍａｉｎｃｉｔｒｕｓ

周利利等:秭归县柑橘园土壤肥力综合评价１３４７

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:　ｃｉｔｒｕｓｏｒｃｈａｒｄꎻｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔꎻｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎꎻｙｉｅｌｄ

　重要指标　农业生产中土壤肥力是反映土壤肥沃性的一个ꎬ是衡量土壤提供给作物生长所需的各种养分的能力ꎮ肥力的高低影响作物生长以及农业生产结构、布局和效益等[１￣３]肥力状况ꎬ科学合理施肥ꎬ才能够提高产量及品质和ꎮ准确掌握种植区域土壤

保护生态环境ꎬ实现减肥增效的目的ꎮ湖北省秭归县气候独特ꎬ因盛产脐橙而成为久负盛名的“中国脐橙之乡”ꎮ柑橘产业在当地农村经济发展中占有重要地位ꎬ同时柑橘的栽培在三峡的生态环境保护中发挥重要作用ꎮ

众多研究者将数理统计应用到土壤肥力评价中ꎬ主成分分析、聚类分析、多元回归和模糊数学在果园、农田等肥力综合评价中应用较多ꎬ评价结果可用来指导科学施肥[２ꎬ４￣５]法在评价土壤质量中应用最广ꎮ研究结果表明主成分分析较其他方[６]Ｆｕｚｚｙ用模糊数学和相关分析的理论综合评判法、全量数据集法和最小数据集法等采ꎬ众多评价方法当中[７￣８]性要求ꎮ土壤肥力的综合评价涉及众多因素ꎬ可满足评价的客观ꎬ土壤物理、化学、生物和环境等因素ꎬ但截至目前土壤肥力评价没有统一的评价方法ꎮ研究中多用土壤养分肥力指标来表示土壤肥力ꎬ土壤养分数据相对容易获得ꎬ简化肥力评价指标[９￣１０]最主要因子ꎬ可达到评价土壤肥力的目的

ꎬ应用统计方法抽取影响土壤肥力的[１１]

本研究选取对作物生长及产量影响较大ꎮ

ꎬ易受管理方式影响的评价指标ꎮ基于主成分分析方法和隶属度函数ꎬ对秭归县柑橘园土壤肥力进行客观综合评价ꎬ并分析土壤肥力的相关影响因素ꎬ了解柑橘主产区土壤肥力状况ꎬ为提高柑橘园科学管理及合理施肥提供理论依据ꎮ

１　１.１　材料与方法

研究区概况

研究区位于湖北省宜昌市秭归县茅坪镇天翼合作社ꎬ柑橘种植区主要位于长江两岸的低海拔地区ꎮ经度为Ｎꎬ１１０°１８′Ｅ~１１１°０′Ｅꎬ纬度为３０°３８′Ｎ~３１°１１′拔亚热带大陆季风气候７００ｍ以下的坡耕地ꎬꎬ柑橘种植区域主要位于海年平均气温１５℃以上ꎬ年有效积温大于４８０００℃ꎬ适宜柑橘种植对气候的要求ꎮ截至２０１７年秭归县脐橙总面积已达２×１０４ｈｍ２ꎬ柑橘产业是当地的主要产业ꎮ

１.２　样品采集与分析

根据秭归县柑橘种植面积及地理位置ꎬ沿长江两岸的柑橘种植区展开调查ꎬ样点分布如图１所示ꎮ调查从２００６开始ꎬ截止２０１６年共收集２０４５个样点０.１３数据ꎮ样品采集采用５点混合法ꎬ采样地块面积为

集土样~０􀆰ꎬ３３取土深度ｈｍ２ꎬ沿树冠滴水线内侧０~４０ｃｍꎬ采取四分法每个样品保３０~４０ｃｍ处采留２５０ｇꎬ带回室内分析ꎮ采样时间段为每年的１０月下旬到下一年２月ꎬ避开施肥期ꎬ避开施肥沟穴ꎬ滴灌柑橘园避开滴灌头湿润区ꎮ

图１　秭归县柑橘种植区样点分布

Ｆｉｇ.１　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｉｎｔｓｉｎｃｉｔｒｕｓｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａｏｆ

ＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙ

２　ｍｍ　采集的样品经自然风干后挑出根系及石块筛后保存ꎮ参考鲍士旦的方法[１２]对土壤样品ꎬ过的有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效铁、有效锰、

有效铜、有效锌含量以及ｐＨ等指标进行测定ꎮｐＨ测定采用水浸提电位法(水土比为２.５∶１􀆰０ꎬ体积质量比)ꎬ有机质含量测定采用重铬酸钾容量法ꎬ碱解氮含量测定采用碱解扩散法ꎬ有效磷含量测定采用

碳酸氢钠浸提法ꎬ速效钾含量测定采用火焰光度法ꎬ有效锌ＤＴＰＡ、有效锰、有效铜和有效锌含量测定均采用１.３　土壤肥力评价方法

浸提￣原子吸收分光光度计法ꎮ

１.３.１　稳定性小肥力指标的选取(即受人为耕作方式影响较大　评价土壤肥力时应选取)且能较准确反映土壤综合肥力的指标[１３]中筛选出具有代表性、独立性、主导性的因子是定量

ꎮ同时ꎬ从众多因素１３４８江苏农业学报　２０１９年第３５卷第６期

准确评价土壤质量的关键[１４]柑橘生产影响较大且较容易获得的有机质ꎮ因此本研究选取对、速效氮、

速效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量及土壤ｐＨ等指标ꎬ利用ＳＰＳＳ１９.０进行数据统计１.３.２　及主成分分析ꎮ

各种理化指标的综合体现表土肥力综合指标值的计算ꎬ较单因子肥力评价指标　土壤肥力是更能反映土壤质量的真实性

[１５]

模糊集的加成法计算土壤肥力综合指标ꎮ根据模糊数学中

ＩＦＩ值ꎬ计算公式参考林圣玉等[１６]

评价公式ꎮＩＦＩ值公式为:ＩＦＩ＝∑ＷｉＮｉ示第ｉ种养分指标的隶属度值ꎬ式中Ｗｉ表示各肥力因子的权重ꎬＮｉ表１.３.２.１　单项指标权重的确定　ꎮ

的方法主要有经验打分法、层次分析法目前确定权重大小、多元统计中的主成分分析法、回归分析法或相关系数法[１７]众多方法中主成分分析法简便ꎬ应用较为普遍[１８￣２０]ꎮ在因此采用主成分分析计算出各肥力指标的权重ꎬ根据ꎮ

因子对评价对象的贡献率提取众多因素当中的主因子ꎬ根据主成分特征值及成分得分系数矩阵计算进一１.３.２.２　步确定主要影响因子的权重(Ｗｉ)ꎮ

中一个重要的概念指标隶属度计算ꎬ反映评价指标与作物生长效应　隶属度函数是模糊数学之间的关系ꎬ以及各项指标在土地系统中的状态ꎮ将评价指标无量纲化ꎬ隶属度值范围为０~１ꎬ值越大反映肥力水平越高ｐＨ用Ｓ指标采用梯形函数ꎮ根据养分与产量之间的关系ꎬ形函数

[１４]

ꎮ

ꎬ其余土壤养分评价指标均采Ｓ型

ìｆ(ｘ)＝ïï

í１.０ï

î０.９(ｘ－ｘ１)/(ｘ２－ｘ１)＋０.１　　ｘｘ≥１≤ｘ２ｘ<ｘ２

梯形

０.１

ｘ<ｘ１ìïｆ(ｘ)＝ï１.０í

ï１.０－０.９(ｘ－ｘ３)/(ｘ４－ｘ３)　　ｘｘ３<ｘ≤ｘ４ïî

０.９(隶属度函数计算时０.１ｘ－ｘ１)/(ｘ２－ｘ１)＋０.１　ｘ１≤２≤ｘｘ≤≤ｘｘ２３ꎬ阈值在土壤肥力评价当中至ｘ<ｘ１或ｘ>ｘ４关重要ꎬ直接关系到评鉴结果的准确性ꎬ阈值主要根据长期生产实践及前辈研究结果来确定

[１７]

数阈值根据鲁剑魏等提出的湖北省柑橘园土壤养分分ꎮ本研究中函

级指标[２１]及三峡库区柑橘园土壤营养分级指标(ＡＳＩ标准)

[２２]

确定隶属度函数的相关阈值(表１)ꎮ

１.４　数据处理

数据经过Ｅｘｃｅｌ整理后ꎬ利用ＳＰＳＳ１９.０进行数据统计及主成分分析ꎻ采用Ａｒｃｇｉｓ１０.２对养分空间分布状况进行制图ꎮ结合鲁剑魏等[２１]提出的湖北省柑橘园土壤养分分级指标(表２)及骆伯胜等[１１]的评价肥力等级分级标准ꎬ对柑橘主产区土壤养分状况进行评价ꎮ

表１　隶属度函数阈值

Ｔａｂｌｅ１　Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｏｆｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐｆｕｎｃｔｉｏｎ隶属度函数指　标　　　ｘ１ｘ２ｘ３ｘ４ＴＳｐＨ

４.５８.５

Ｓ有机质含量碱解氮含量(ｇ/ｋｇ)

Ｓ有效磷含量(ｍｇ/ｋｇ)５０５

３００３０６.５

７.５

Ｓ速效钾含量(ｍｇ/ｋｇ)１２Ｓ有效铁含量(ｍｇ８０１６０６０Ｓ有效锰含量(ｍｇ/ｋｇ)(ｍｇ//ｋｇ)１０３００Ｓ有效铜含量５１５０Ｓ

有效锌含量(ｍｇ１ｘ４为隶属度函数转折点相关阈值(ｍｇ/ｋｇ)/ｋｇ)ｋｇ)

２３ｘ１、ｘ２、ｘ３、ꎮ６

表２　橘园土壤养分分级指标

Ｔａｂｌｅ２　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｄｅｘｏｆｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｃｉｔｒｕｓｏｒｃｈａｒｄｓ指标　　有效养分分级

极缺

缺乏

适量

高量过量碱解氮(ｍｇ/ｋｇ)<５０.０５０.０~１００.０１００.１~２００.０>２００.０－速效磷(ｍｇ/ｋｇ)<５.０

５.０~１５.０

１５.１~８０.０

>８０.０－速效钾(ｍｇ/ｋｇ)<５０.０５０.０~１００.０１００.１~２００.０>２００.０

－

有效钙(ｍｇ/ｋｇ)<２００

２００~１０００

１００１~２０００２００１~３０００>３０００

有效镁(ｍｇ/ｋｇ)<８０.０８０.０~１５０.０１５０.１~３００.０３００.１~５００.０>５００.０有效铁(ｍｇ/ｋｇ)<５.０５.０~１０.０１０.１~２０.０２０.１~５０.０>５０.０有效锰(ｍｇ/ｋｇ)<２.０２.０~５.０５.１~２０.０２０.１~５０.０>５０.０有效铜(ｍｇ/ｋｇ)<０.３００.３０~０.５００.５１~１.００１.０１~２.００

>２.００

有效锌(ｍｇ/ｋｇ)<０.５００.５０~１.００１.０１~５.００

５.０１~１０.００>１０.００

有效钼(ｍｇ/ｋｇ)－<０.０５００.０５１~０.２０００.２０１~０.３００>０.３００有效硼(ｍｇ－

<０.５０

０.５１~１.００－

－

ｐＨ

/ｋｇ)(<４.８０偏酸)(４.８０酸性适宜~５.４０)５.４１(最适~６.５０)

(６.５１碱性适宜~８.５０)(>８.５０偏碱)

周利利等:秭归县柑橘园土壤肥力综合评价１３４９

２　结果与分析

空间分布特征

２.１　秭归县柑橘园土壤肥力的一般描述和养分的　　由柑橘园土壤养分一般性描述(表３)可知ꎬ土

ｍｇ/ｋｇꎮ各指标的变异系数(ＣＶ)大小顺序为有效磷>有效锌>有效铁＝有效铜>速效钾>有效锰>有机质>碱解氮>ｐＨꎮ用变异系数大小表示土壤特性空间变异性的强弱[２３]ꎬ其中有效磷含量变异系数最含量空间变异度很大ꎬ此结果与韩庆忠等[２４]对秭归县水田坝乡土壤养分的评价结果相似ꎮ其余土壤养分指标变异系数处于０.１至１.０之间ꎬ属中等变异ꎬ整体而言当地柑橘园土壤各养分变异较大ꎮ大ꎬ为１.１２ꎬ说明秭归县柑橘园不同种植园区有效磷

壤碱解氮含量平均值为９２.６ｍｇ/ｋｇꎬ处于缺乏状态ꎻ土壤ｐＨ、有机质、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效锌的平均值为６.１、２２.０ｇ/ｋｇ、３２.４ｍｇ/ｋｇ、１４１.１于适宜状态ꎻ有效铜处于过量水平ꎬ平均值达２.４

表３　秭归县柑橘园土壤养分的一般性描述

ｍｇ/ｋｇ、１８.９ｍｇ/ｋｇ、１５.８ｍｇ/ｋｇ、２.２ｍｇ/ｋｇꎬ均值处

Ｔａｂｌｅ３　ＧｅｎｅｒａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｉｎｃｉｔｒｕｓｏｒｃｈａｒｄｓｏｆＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙ项目　　　　最大值最小值均值标准差变异系数(ＣＶ)

ｐＨ９.０３.４６.１１.２０.２０

有机质(ｇ/ｋｇ)７７.９０.７２２.０１０.７０.４９

碱解氮(ｍｇ/ｋｇ)３３６.０６.７９２.６４１.４０.４５

速效磷(ｍｇ/ｋｇ)３７２.４０.３３２.４３６.３１.１２

速效钾(ｍｇ/ｋｇ)７２０.０１０.０１４１.１８９.１０.６３

有效铁(ｍｇ/ｋｇ)１５３.４０.３１８.９１３.５０.７１

有效锰(ｍｇ/ｋｇ)５６.７０.５１５.８９.８０.６２

有效铜(ｍｇ/ｋｇ)２６.２０.０２.４１.７０.７１

有效锌(ｍｇ/ｋｇ)２０.３０.０２.２１.８０.８２

ＣＶ≥１.０时为强变异性ꎬ０.１<ＣＶ<１.０时为中等变异性ꎬＣＶ≤０.１时为弱变异性ꎮ

　　图２表明秭归县柑橘种植区大部分园区有机质、ｐＨ、有效磷、速效钾和有效铁处于适宜水平ꎬ少部分园区偏低或丰富ꎻ种植区大部分柑橘园碱解氮处于缺乏水平ꎬ养分空间分布不均ꎻ种植区ｐＨ大部分园区处于４.８至８.５之间ꎬ而柑橘生长最适宜的ｐＨ值为５.５~６.５[２５]ꎮ土壤养分状况易受自然因素的土壤类型、质地、地貌地形以及农户施肥状况及养分类型有关ꎮ有研究者认为地形和土壤类型的差异和人为因素的影响[２６]ꎬ其原因可能在于与当地多样是影响土壤养分空间布局的重要因素[２７]ꎮ秭归县土壤类型多为黄壤、紫色土和石灰土[２８]ꎬ黄壤土含铁锰还原物多ꎻ紫色土有机质含量低而磷钾含量较为丰富ꎬ土壤结构松散ꎬ地表径流易造成水土流铜、锌等元素有效性低[３０]ꎮ种植区多为坡耕地ꎬ坡度大ꎬ多年来水土流失一直较为严重ꎬ导致土壤养分随水流失严重[３１￣３２]ꎮ农户施肥习惯也是造成种植区内养分分布不均的因素ꎮ因此施肥应参考果园养分状况及果树需求有针对性地施肥ꎬ并结合水土流失治理措施ꎬ例如柑橘园地面绿肥覆盖措施ꎬ减轻水土流失ꎮ

失[２９]ꎻ石灰土呈中性至微碱性ꎬ营养元素易缺失ꎬ

２.２　秭归县柑橘园土壤单因素肥力评价

根据特征值>０􀆰５提取主成分ꎬ选取前６个主因子的累积贡献率(８４􀆰６％)(表４)ꎬ即可表达原始数据８０％以上的养分信息ꎬ满足信息提取的要求ꎬ说明利用主成分分析是可行的ꎮ进一步求出各评价指标的权重ꎮ

　　由成分得分系数矩阵(表５)可知ꎬ第１主成分中有机质、碱解氮含量有较大正向载荷ꎬ说明与该主成分相关性较大ꎬ是影响土壤肥力的主要因素ꎻ第２主成分中ｐＨ、速效钾含量有较大正向载荷ꎬ高度正相关ꎬ表明这２个评价指标是影响土壤肥力重要因素ꎻ第３、６主成分中有效铜含量有较大正向载荷ꎬ高度正相关ꎬ有效铜含量是影响土壤肥力的因素ꎻ主成分４、５中有效锰有较大正向载荷ꎬ说明有效锰含量也是影响土壤肥力的因素ꎮ

　　由表４、表５根据以下公式得出权重值(表６):βｊ＝Ａ１ｊ×Ｆ１＋Ａ２ｊ×Ｆ２＋Ａ３ｊ×Ｆ３＋Ａ４ｊ×Ｆ４＋Ａ５ｊ×Ｆ５＋Ａ６ｊ×Ｆ６ꎬ指标权重Ｗｉ＝βｊ/(ｍ∑ｊ)βｊꎬＡｉｊ表示第ｉ个主因Ｗｉ即指标Ｘｉ的权重ꎬＦｉ表示主成分特征值ꎬｊ(评价指标)＝(１、２、３、􀆺、ｍ)ꎮ

子对第ｊ个评价指标的得分系数ꎬ取其绝对值计算ꎬ

１３５０江苏农业学报　２０１９年第３５卷第６期

图２　秭归县柑橘种植区养分空间分布

Ｆｉｇ.２　ＳｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｕｔｒｉｅｎｔｉｎｃｉｔｒｕｓｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａｏｆＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙ

周利利等:秭归县柑橘园土壤肥力综合评价

１３５１

表４　各主成分特征值及方差贡献率

Ｔａｂｌｅ４　Ｅｉｇｅｎｖａｌｕｅａｎｄｖａｒｉａｎｃｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｐｒｉｎｃｉｐａｌ

ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

初始特征值

提取平方和载入成分方差贡累积方差方差贡累积方差特征根献率献率Ｆ１(％)贡献率(％)贡献率(％)Ｆ２２.６８２９.７(％)特征根Ｆ３１.４２１５.８２９.７１.４２２９.７２９.７Ｆ４１.０８１２.０４５.５２.６８１.０８１５.８４５.５Ｆ５０.９４１０.５５７.５６８.００.９４１２.０５７.５Ｆ６０.８６０.８６１０.５６８.０Ｆ７０.６３９.６７７.６０.６３９.６７７.６Ｆ８０.５０７.０８４.６０.５０

７.０５.５

８４.６９０.１

Ｆ９

０.４９５.６９０.１０.４０

５.４４.５

１００.０９５.５

表５　各成分得分系数矩阵

Ｔａｂｌｅ５　Ｓｃｏｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍａｔｒｉｘｏｆｅａｃｈｃｏｍｐｏｎｅｎｔ评价指标成　分

ｐＨ－０.２０２１

０.４１８２

０.２９９３

－０.０１８４

０.２２０５

－０.００９６

有机质０.２６３０.０７３－０.０１１－０.４２００.２５６－０.２８３碱解氮０.２３９０.０５２－０.１４１－０.５９４０.１８９０.２０２有效磷０.１７２０.２４３－０.２０１０.１３９－０.８３２０.１３７速效钾０.１２２０.５０５－０.２５４０.１５３

０.１８５

０.５００有效铁０.２３８－０.３８６０.１０９０.１１７－０.１０８０.１８９有效锰０.１７３－０.０５４－０.３３２０.６４４０.５０３－０.１５０有效铜０.１７２－０.００２０.６７７０.１８８

０.０９２

０.６２７有效锌

０.２１６

０.２３８

０.３６００.１５９－０.１１１

－０.８６６

表６　公因子方差及指标权重

Ｔａｂｌｅ６　Ｃｏｍｍｏｎｆａｃｔｏｒｖａｒｉａｎｃｅａｎｄｉｎｄｉｃａｔｏｒｗｅｉｇｈｔ

评价指标初始值提取的公权重值因子方差ｐＨ１０.８３４(０.１０１Ｗｉ)有机质１０.７５５０.０９８碱解氮１０.８１１０.１０４有效磷１０.９９５０.１１９速效钾１０.９９７０.１１７有效铁１０.８０１０.０９９有效锰１０.９９５０.１２３有效铜１０.９６１０.１１２有效锌

１

０.９６１

０.１２７

提取方法:主成分分析法ꎮ

２.３　秭归县柑橘园土壤肥力综合评价

参照骆伯胜等的评价肥力等级分级标准对样本

土壤肥力进行分级[８]大值为０􀆰７６ꎬ最小值为ꎮ０􀆰结果表明肥力综合指数最１１ꎬ处于０􀆰１~１􀆰０之间ꎬ均值为０􀆰３８ꎬ综合肥力处于较低水平ꎻ变异系数０􀆰３４ꎬ属于中等变异ꎮ从图３可知大部分样点综合肥力指数处于０􀆰２至０􀆰６之间ꎮ由计算得知秭归县柑橘种植区内低肥力区域占５７％ꎬ９４％的样本综合肥力处于中等及以下水平ꎮ从空间分布(图３)来看ꎬ整体上秭归县柑橘种植区土壤综合肥力处于中等或较低水平ꎬ长江以南种植区综合肥力为中等的地块面积较大ꎮ

图３　秭归县柑橘园土壤综合肥力空间分布

Ｆｉｇ.３　Ｓｐａｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙｉｎｃｉｔｒｕｓ

ｏｒｃｈａｒｄｓｏｆＺｉｇｕｉＣｏｕｎｔｙ

　效磷　相关性分析结果、速效钾含量与土壤肥力综合指数(表７)显示有机质(、ＩＦＩ碱解氮)呈极显、有著正相关ꎬ表明有机质、碱解氮、有效磷和速效钾是

土壤肥力的主要贡献指标ꎻ年产量与土壤肥力综合指数(ＩＦＩ)呈极显著正相关ꎬ说明本研究评价方法较符合实际生产情况ꎬ可用来评价秭归县柑橘园土壤肥力状况ꎻ碱解氮和有效磷与年产量无显著相关性ꎬ可能与种植区有效氮较易流失、有效磷易被固定等有关ꎻ有机质与碱解氮、有效磷、速效钾呈极显著正相关ꎬ表明有机质具有提高土壤速效氮、磷、钾的作用ꎬ其原因在于有机质不仅带入了各种养分ꎬ还能促进原来土壤中各养分的释放[３３]速效钾呈极显著正相关ꎬ表明一定量的氮肥施用可ꎻ碱解氮与有效磷、

增加土壤中有效磷、速效钾含量ꎮ田间施肥管理中根据各速效养分肥料对土壤肥力的贡献程度ꎬ科学１３５２江苏农业学报　２０１９年第３５卷第６期

合理地选择各速效养分肥料的配比ꎬ并配施有机肥ꎬ以维持元素间的平衡ꎬ防止出现营养失调现象[３４￣３６]ꎮ柑橘是典型的热带、亚热带多年生常绿果树ꎬ全年生长ꎬ需肥量比一般落叶果树大ꎬ根据果树

表７　土壤肥力与各因素之间的关系

Ｔａｂｌｅ７　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｓｏｉｌｆｅｒｔｉｌｉｔｙａｎｄｖａｒｉｏｕｓｆａｃｔｏｒｓ

项　目　　　　　ｐＨ有机质含量碱解氮含量有效磷含量速效钾含量年产量

土壤肥力综合指数(ＩＦＩ)

∗∗

生长需求及时补充大量及配施中、微量元素[３７]ꎬ但同时应关注果树对养分的储存功能ꎬ施肥配合修剪技术及耕作措施ꎬ提高养分利用率ꎮ

ｐＨ１.０００

有机质含量

∗

－０.２２７∗

碱解氮含量

∗

－０.２６０∗∗

０.４７８∗

有效磷含量

∗

－０.１９０∗∗

０.２３２∗∗

０.２１１∗

速效钾含量

∗

０.１０５∗∗

０.２０２∗∗

０.２０１∗∗

０.２９８∗

年产量

∗

－０.１０８∗

土壤肥力综合指数(ＩＦＩ)

０.００５

∗

０.５４４∗∗

０.４１９∗∗

０.４９７∗∗

０.５４１∗∗

０.０７９∗

１.０００

１.０００

－０.０１８０.０４２１.０００

∗

０.０７５∗

１.０００

１.０００

∗

０.０６０∗

１.０００

表示在０.０１水平(双侧)上显著相关ꎮ

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３　讨论

土壤肥力是土壤物理、化学和生物学性质的综合体现[３３]ꎮ果树在整个生育期受各种环境因子的影响ꎬ植物与土壤之间的养分转换过程与机制又十分复杂ꎬ而本研究计算得出的土壤肥力综合指数仅仅体现土壤的一种潜在肥力ꎬ不能代表土壤实际生产能力ꎬ更完善的土壤肥力评价还需结合土壤物理、生物学性质及实际生产能力等进行进一步评价ꎮ需从土壤养分－树体营养￣果实品质方面进一步进行相关研究ꎬ为制定更好的柑橘园养分管理对策提供依据ꎮ

从各养分的丰缺状况来看ꎬ秭归县柑橘种植区内碱解氮较为缺乏ꎬ有效铜过量ꎬ有效磷的空间变异最大ꎬ其余养分处于适宜水平ꎮ综合肥力评价结果表明秭归县柑橘种植区９４％的区域综合肥力处于中等及以下水平ꎬ长江以南种植区中等水平地块面积较大ꎮ土壤肥力综合指数与实际年产量呈极显著正相关ꎬ说明本研究评价方法是可行的ꎬ能客观地反映柑橘园土壤肥力状况ꎮ但土壤综合肥力是多因素的体现ꎬ因此评价方法有待进一步的完善ꎬ且实际生产中ꎬ树体营养状况、果实产量及品质状况与土壤肥力密不可分ꎬ还需进一步研究ꎮ参考文献:

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(责任编辑:张震林)