庞 夙，陶晓秋，黄 玫，叶利华，张海燕，杨 雪，韶济明

（四川省烟草质量监督检测站，成都 610041）

土壤肥力是土壤属性的综合表现，反应了土壤在植物生长全过程中供应和协调营养和环境条件的能力[1]。烟叶品质直接决定烟草的经济价值[2-3]，良好的烟叶品质不仅需要优良的栽培技术和调制水平，更是以肥沃的土壤作为基础，因此，对于植烟土壤肥力的研究得到了相关学者的高度重视[4-7]。四川是我国重要的烟叶产区之一，长期以来，区域内植烟土壤养分丰缺状况得到了广泛关注[8-9]，但缺乏对四川省植烟土壤肥力的综合评价的研究。因此，笔者在收集四川省各烟区土壤样品的基础上，采用主成分分析法对植烟土壤肥力进行综合评价，以期为合理施肥及烟田规划建设提供参考。

1 材料与方法

1.1 土壤样点采集与制备

本研究所涉及土壤样品为 2010年四川省植烟土壤质量评价样品，采集于凉山、攀枝花、宜宾、泸州、广元、达州6个烟叶主产区，样品共计102个。每个土样以取土点为中心，在10 m半径内取5～10个0～20 cm耕层土样混合而成，同时用GPS（Garmin 72）记录中心点的位置。土样经风干研磨后，分别过10、60和100目尼龙筛备用。

1.2 测定项目及方法

土壤有机质、pH、速效钾、阳离子交换量（CEC）、交换性钙镁、有效硫及有效铁、锰、铜、锌的检测按土壤农化分析规范进行[10]，其他项目的检测方法为本站经过对比验证后所确立的实验室方法，各项目每批次检测中均加入了国家标准土样进行监控，具体检测方法见表1。

表1 土壤样品测定方法Table1 Soil testing methods

1.3 数据处理及分析

采用正规变换对各评价因子数据进行标准化处理，计算公式为[11]：y=(x-xmin)/(xmax-xmin)，式中，x为原始数据；xmin、xmax分别为该项因子的最小和最大值。

采用SPSS 13.0进行描述性统计分析、主成分分析和聚类分析。用单一样本K-S检验各因子数据的分布形态。用单因素方差分析（ANOVA）比较各因子在不同肥力等级土壤间的差异。若有显著性差异，则采用邓肯新复极差法(SSR)进行多重比较。

2 结 果

2.1 描述性统计分析

研究区土壤各肥力因子最大值与最小值差异均较大（表2），表明其值域分布范围广泛，且均处于中等（90%＞CV＞10%）或强（CV＞90%）变异强度，其中，变异强度较大的因子为有效硫、有效氯、水溶性硼、有效铜、有效锌与有效铁。K-S检验表明，除有效硫、氯、铜、锌、铁及水溶性硼外，各因子数据均属于正态分布。而从具体分布形态来看，有效硫及微量元素的数据分布与正态曲线相比较为陡峭，而pH和全钾较为平坦；所有因子数据分布曲线与正态曲线相比均为正偏（偏度＞0），其中，有效硫及微量元素的偏斜程度较大。

2.2 评价因子的权重确定

对采样点评价因子进行主成分分析，首先得出了各评价因子的特征值和贡献率（表3）。前6个成分的特征值均大于1，且其累计贡献率接近75%，已能够代表主要影响因素。由各评价因子在各主成分中的特征向量可知（表4），有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷以及除有效锰以外的微量元素在第一主成分中的载荷较高，表明第一主成分主要代表了有机质、氮素、磷素和大部分微量元素的影响；第二主成分代表了 pH、阳离子交换量和交换性钙的影响；第三主成分主要代表了钾素和有效硫的影响；而第四、五主成分代表交换性镁和有效锰的影响。通过相应的因子载荷矩阵得出了各评价因子的公因子方差（表5），方差值代表了各因子对土壤肥力的贡献，由此可以计算得出各评价因子的权重值。由表5分析可知，全量和速效养分的权重值与微量元素相比较高，而氮素和磷素的权重要高于钾素，此外，有机质和pH的权重也相对较高，这与主成分分析的结果相一致。

2.3 植烟土壤肥力评价及等级划分

根据加乘法原理，在相互交叉的同类因子间采用加法合成，以计算出土壤肥力质量的综合性指标（Integrated Fertility Index, IFI）。计算公式为[11]：

式中，Wi为权重值，Ni为标准化后的数值。

通过计算发现，样点 IFI值的得分范围为0.0928～0.5074（表 6）。根据 IFI值的区间范围及样本数，对所有样点的IFI值进行聚类分析。结果发现（表6），102个土样肥力可划分为3个等级，且其差异达到了极显著水平（P＜0.001），其等级及得分范围为：Ⅰ级（高：0.3774～0.5074）、Ⅱ级（中：0.2265～0.3631）、Ⅲ级（低：0.0928～0.2238），所占样点比例分别为10.78%、55.88%和33.34%。

表2 土壤肥力因子描述性统计Table2 Descriptive statistics of soil fertility factors

表3 参评因子主成分的特征值和贡献率Table3 Eigenvalue and cumulative contribution of soil fertility factors

表4 参评因子主成分的特征向量Table4 Loading matrix of soil fertility factors

表5 各项参评因子的公因子方差和权重Table5 Communality and weight value of soil fertility factors

表6 土壤肥力综合等级分布Table6 The rate of soil fertility with different rank

2.4 植烟土壤肥力限制因子分析

对各肥力等级土壤 18个评价因子进行单因素方差分析（ANOVA），并进行邓肯新复极差法(SSR)多重比较（表7）。结果发现，有机质、全氮、全磷、速效养分、水溶性硼、有效锌、有效铁含量均表现出Ⅰ级＞Ⅱ级＞Ⅲ级的变化趋势，差异均达到了显著水平，表明这些因子均是限制植烟土壤肥力的主要因素。有效硫的影响表现在Ⅰ级和Ⅱ级土壤之间，阳离子交换量、交换性钙和有效铜的影响主要集中在Ⅱ级和Ⅲ级土壤之间，而pH、全钾、交换性镁、有效氯和有效锰对植烟土壤肥力的影响较小。

3 讨 论

与四川省内市州级植烟区土壤养分相比[8]，全省植烟土壤养分值范围和变异强度均有所增强；而与前期研究结果相比[9]，全省植烟土壤微量元素的整体含量有所提高，这可能是因为近年来增施微肥造成的。

表7 不同等级土壤各肥力因子平均含量Table7 The mean contents of soil fertility factors among different rank

由于研究区域内各地区间自然条件及施肥等管理措施差异较大，导致土壤各肥力因子呈现出中等或强变异，有效硫和微量元素变异强度较大，需在今后植烟过程中需要加以重视，建议应根据烟叶种植区的地形地貌、土壤类型等自然条件，持续推进测土施肥工作，因地制宜地提升植烟土壤肥力。

主成分分析法可以从一定程度上反应植烟土壤的肥力状况，但其仅注重了指标数值的变化，具有一定的局限性，在以后的研究中，更应该引入烟叶产量、等级比例等重要指标，构建更为全面的植烟土壤地力评价体系。

4 小 结

（1）四川省植烟土壤肥力因子多处于中等至强变异强度，其中，有效硫及微量元素的变异强度较大。

（2）主成分分析表明，18个评价因子可以归为6个主要成分，其累计贡献率接近75%；全量和速效养分对土壤肥力的影响要高于微量元素，而氮素和磷素的影响高于钾素，此外，有机质含量对土壤肥力的影响也较大。

（3）四川省植烟土壤肥力质量的综合性指标IFI值得分范围处于 0.0928～0.5074。通过聚类分析将肥力等级分为Ⅰ级（高）、Ⅱ级（中）和Ⅲ级（低）3个等级，所占样点比例分别为 10.78%、55.88%和33.34%。

（4）单因素方差分析和多重比较结果表明，有机质、全氮、全磷、速效养分、水溶性硼、有效锌、有效铁含量是限制植烟土壤肥力的主要因子。

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