袁泉 唐穎 趙鴻云 許惠 楊興鳳 趙美美 張志

摘要 以黑龍江省三江平原典型農(nóng)場(chǎng)為例，采集了534份0～20 cm表層農(nóng)田耕層土壤樣品，進(jìn)行土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等5個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)的測(cè)定，采用主成分分析法對(duì)土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析，得出土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮是影響研究區(qū)土壤肥力最重要的因素，通過(guò)土壤養(yǎng)分主成分綜合得分線性方程，計(jì)算不同質(zhì)地土壤養(yǎng)分綜合分值。這一研究為黑龍江農(nóng)田土壤質(zhì)量管理、施肥和土壤改良決策提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 農(nóng)場(chǎng);土壤養(yǎng)分;主成分分析;綜合評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào) S158文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）13-0065-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.021

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Comprehensive Evaluation of Soil Available Nutrients in Typical Farms in Heilongjiang Province

Abstract Taking the typical farms in the Sanjiang Plain， Heilongjiang Province as an example， 534 soil samples of 0-20 cm surface farmland were collected for five soil nutrient indicators such as soil pH， organic matter， alkalihydrolysis nitrogen， available phosphorus and available potassium. The principal component analysis method was used to comprehensively evaluate and analyze the soil nutrient indicators. It was concluded that soil organic matter and alkalihydrolysis nitrogen were the most important influencing factors affecting the soil fertility in the study area. The comprehensive scores of soil nutrients in different textures were calculated by using the linear regression equation for the main components of soil nutrients. This study provides scientific basis for Heilongjiang farmland soil quality management， fertilization and soil improvement decisionmaking.

Key words Farm;Soil nutrient;Principal component analysis;Comprehensive evaluation

土壤是進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，土壤肥力的大小直接影響著農(nóng)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，制約著農(nóng)業(yè)的發(fā)展[1]。作為土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤養(yǎng)分為農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)條件，對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用[2-3]。近年來(lái)，由于人們對(duì)土地不合理的利用，使耕地的生產(chǎn)力水平大大降低[4-5]。此外，頻繁出現(xiàn)的糧食安全問(wèn)題，例如鎘大米的出現(xiàn)，充分證明了土壤的脆弱性。該研究為了探清黑龍江省采樣區(qū)農(nóng)田土壤肥力狀況，明確影響采樣區(qū)土壤肥力的主要養(yǎng)分指標(biāo)，以黑龍江省典型農(nóng)場(chǎng)作為研究區(qū)域，對(duì)黑龍江農(nóng)田534份土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)定與分析，并采用主成分分析法（ principal component analysis，PCA）進(jìn)行土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)。綜合評(píng)價(jià)耕地土壤養(yǎng)分的高低，評(píng)判土壤的肥沃程度是發(fā)展農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵步驟[6]。主成分分析法是重要的土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)方法[7-9]，在土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中得到廣泛應(yīng)用，主成分分析法通過(guò)弱化各土壤養(yǎng)分變量間的自相關(guān)性，形成互不相關(guān)的主成分，計(jì)算主成分得分和綜合評(píng)價(jià)得分，精確評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分狀況[10]。筆者對(duì)黑龍江省農(nóng)場(chǎng)的土壤養(yǎng)分進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)與分析，這為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中優(yōu)化現(xiàn)有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理措施，確定最佳的栽培方式具有重要的意義[11]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

采樣區(qū)處于小興安嶺余脈南部的三江平原區(qū)，地理坐標(biāo)為130°31′～131°02′E、47°22′～47°42′S，位于松花江下游蘿北縣境中部，整體海拔在110～220 m[12]，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)[13]，耕地以水田和旱田為主。

1.2 樣品采集及制備

在2014年秋共在采樣區(qū)采集農(nóng)田表層土壤樣品534份，編號(hào)、登記，于-20 ℃冰柜中進(jìn)行密封保存，待分析。

1.2.1 土壤養(yǎng)分測(cè)定。

參照農(nóng)業(yè)部《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》《土壤技術(shù)分析規(guī)范》進(jìn)行土壤樣品速效養(yǎng)分的檢測(cè)分析[14]，主要檢測(cè)土壤pH（土液比1∶2.5-酸度計(jì)法）、有機(jī)質(zhì)（重鉻酸鉀氧化高溫容量法）、堿解氮（堿解擴(kuò)散法）、有效磷（碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法）和速效鉀（乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法）等土壤養(yǎng)分指標(biāo)[15-19]。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理及分析。

數(shù)據(jù)處理及分析利用SPSS、Excel等軟件進(jìn)行，采用主成分分析法（PCA）對(duì)采樣區(qū)土壤養(yǎng)分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

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