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第 44 卷 第 3 期 Vol.44 No.3 2023 年 9 月Sept.2023农 业 科 学 研 究Journal of Agricultural Sciences宝鸡市陈仓区苹果园土壤养分空间分布及土壤肥力综合评价田甜，莫小明，董维新（陈仓区桑果工作站，陕西 宝鸡 721300）摘要：以陕西省宝鸡市陈仓区不同乡镇的苹果园为采样单位采集土壤样品，测定土壤pH、有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌等指标的质量比，并利用相关性分析和主成分分析法对土壤养分综合肥力进行评价。结果表明：在各采样点间土壤pH的变异性较小，土壤pH整体偏碱性；土壤有效磷质量比处于较低水平；有机质、全氮、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌质量比处于中等水平；速效钾质量比处于较高水平。因此，在今后的生产中应注意钾肥的合理施用。关键词：苹果；肥力评价；相关性分析；主成分分析；养分空间分布中图分类号：S158 文献标志码：B陕西省宝鸡市陈仓区南依秦岭、北靠陇山余脉、西沿渭河，适宜种植苹果、猕猴桃、樱桃、葡萄、水蜜桃、梨等多种果树，是陕西省苹果重点基地县（区）之一。截至2020年，陈仓区已建成以现代矮砧苹果为重点的优质苹果产业示范基地 7 100 hm2，年产量8.64 万t。土壤是维持农业生产的物质基础，对作物生长及农业生产效益产生直接影响1。研究显示，果园土壤的养分状况对于果树产量及果实品质具有重要影响2-3。目前关于陈仓区苹果园的土壤养分状况还未见报道。本试验利用相关性分析法、主成分分析法对采自陈仓区苹果产区的土壤样本肥力状况进行综合评价，以期为陈仓区苹果产区制定科学合理的施肥制度提供试验依据4-5。1材料与方法1.1研究区概况陈仓区位于陕西关中平原西部，属暖温带季风气候，年均气温 13，年降水量 701 mm。光照充足，土壤肥沃，且具有良好的灌溉条件，为苹果生长与生产提供了优良的环境。1.2取样方法于 2021年 5月在苹果产区各镇进行土壤样品的采集。以苹果园为采样单位，在果园内按S形路线依次选择 15个采样点，采集 2040 cm土层土壤样品，均匀混合后作为该点土样。将土样研磨并过筛（0.25 mm）去除杂质，编号入袋，置于阴凉通风处备用。共采集土壤样品180个，送检测定各肥力指标。1.3数据处理采 用 Excel 2016 整 理 统 计 试 验 数 据，利 用Origin 2018软件进行相关性分析和主成分分析。2结果与分析2.1土壤养分的描述性统计分析土壤理化性状的空间变异性通常用变异系数（CV）来表示，CV10%为变异性小，10%CV100%为变异性中等，CV100%为变异性大。如表 1 所示，陈仓区苹果产区土壤理化性状变异最小的为土壤pH，CV仅为1.84%，属于弱变异，表明在该区域土壤pH变化不大，受农业生产的影响较小。土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌质量比的变异性均处于中等水平，其中文章编号：1673-0747（2023）03-0093-04收稿日期：2022-01-24基金项目：宝鸡市果菜园区土壤检测项目作者简介：田甜（1996），硕士，主要从事果树栽培种植技术研究。第 44 卷 农业科学研究有效磷质量比的变异性较大，达到43.86%。根据全国土壤养分含量分级标准，该区域土壤有效磷质量比处于较低水平；有机质、全氮、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌质量比处于中等水平；土壤速效钾质量比处于极高水平。2.2土壤养分的空间分布状况陈仓区苹果产区土壤养分的空间分布情况见表2。由表2可知，陈仓区苹果产区土壤pH的空间分布格局为西北部的凤阁岭镇土壤碱性最强，pH达到8.3，其他3个镇的土壤碱性较低，最低的镇为贾村镇，土壤pH为7.9。陈仓区土壤有机质、全氮和速效钾的空间分布格局均为东高西低，其中凤阁岭镇的土壤肥力各指标质量比均为最低，最高的是位于东北部的贾村镇；凤阁岭镇的土壤全氮质量比偏低，其他镇的土壤全氮质量比处于中等水平。土壤速效钾质量比数据显示，县功镇和贾村镇的土壤速效钾质量比偏高，在今后的生产中应合理施用钾肥。陈仓区苹果产区土壤有效磷的空间分布格局为东高西低，最低的是凤阁岭镇，为6.511.5 mg/kg；最高的是县功镇，达到了17.527.5 mg/kg。由表3可知，陈仓区苹果产区土壤微量元素的空间分布格局均表现为东高西低，其中土壤有效铁质量比最低的是凤阁岭镇，为5.37.3 mg/kg，而县功镇的土壤有效铁质量比达到了9.510.6 mg/kg，其他3个镇土壤有效铁质量比均较为适中。土壤有效锰质量比最低的是凤阁岭镇，为5.68.0 mg/kg，最高的是贾村镇，为9.010.3 mg/kg。4个镇的土壤有效锰质量比均处于中等水平；土壤有效铜质量比偏低的是凤阁岭镇，为0.60.8 mg/kg，其他3个镇处于中等水平，其中较高的县功镇，为1.01.2 mg/kg。土壤有效锌质量比较低的是凤阁岭镇，为0.30.6 mg/kg，较高的是县功镇，为1.11.4 mg/kg，其他2个镇处于中等水平。2.3土壤养分的相关性分析土壤养分各指标质量比的相关性分析见表4。土壤速效钾与有效锌呈显著性正相关，而pH与有效铁、有效锌呈显著性负相关。有机质与全氮、有效锰，全氮与有效铁、有效锰、有效铜、有效锌，有效磷与速效钾、有效铁、有效铜、有效锌，速效钾与有效锰，有效铁与有效铜、有效锌，均呈极显著正相关，且有效锌与有效铜之间呈极显著正相关。pH与有机质、全氮、有效锰呈极显著负相关。表1土壤养分描述性统计描述统计量极小值极大值均值中位数标准差变异系数/%pH7.658.428.128.140.151.84有机质/（gkg-1）12.7717.7215.7715.732.1613.73全氮/（gkg-1）0.691.191.051.140.2422.84有效磷/（mgkg-1）11.3527.1316.9214.067.4243.86速效钾/（mgkg-1）134.41252.00200.10207.0057.1128.54有效铁/（mgkg-1）7.0710.618.858.811.4516.37有效锰/（mgkg-1）7.9210.328.938.751.0211.44有效铜/（mgkg-1）0.811.150.990.980.1615.68有效锌/（mgkg-1）0.621.431.020.860.3434.20表2陈仓区苹果产区土壤pH与大量元素质量比不同乡镇凤阁岭镇县功镇周原镇贾村镇土壤pH8.108.308.058.107.958.057.907.95有机质/（gkg-1）1013131717181819全氮/（gkg-1）0.40.70.71.11.11.51.52.0速效钾/（mgkg-1）120140170240140170240260有效磷/（mgkg-1）6.511.517.527.511.513.513.517.5表3陈仓区苹果产区土壤微量元素质量比mg/kg不同乡镇凤阁岭镇县功镇周原镇贾村镇有效铁5.37.39.510.67.38.78.79.5有效锰5.68.08.59.08.08.59.010.3有效铜0.60.81.01.20.80.90.91.0有效锌0.30.61.11.40.60.90.91.194第 3 期田甜等：宝鸡市陈仓区苹果园土壤养分空间分布及土壤肥力综合评价2.4基于主成分分析的土壤肥力评价由表5可知，第1主成分（PC1）特征值为6.442，第 2主成分（PC2）特征值为 1.666，第 1主成分的影响程度最大。前 2个主成分的方差百分比分别为71.57%和 18.51%，累计贡献率分别达到 71.57%和90.08%，表明这2个主成分涵盖了原始数据信息总量的90.08%。其信息足以代替原始数据信息。因此，将这2个主成分作为综合变量来评价陈仓区苹果产区的土壤养分状况。根据主成分计算公式，可得到2个主成分与原9项指标的线性组合函数表达式：F1=-0.336X1+0.303X2+0.362X3+0.313X4+.283X5+0.363X6+0.304X7+0.358X8+0.366X9，（1）F2=0.405X1-0.476X2-0.221X3+0.455X4+0.160X5+0.234X6-0.355X7+0.282X8+0.260X9，（2）将标准化处理的9项养分指标数据代入式（1）、式（2），可得到全部苹果园在2个主成分上的得分。再根据 F=biFIb1F1+b2F2+biFI（b 为方差贡献率），从而得到函数表达式：F综=0.715 7F1+0.185 1F2。（3）由式（3）进而依次求得各个苹果园土壤养分的综合得分F综。由图1可知，得分最高的是贾村镇，综合得分均值为0.71，其次为县功镇、凤阁岭镇和周原镇。3讨论与结论土壤肥力是土壤的本质属性，其高低会直接影响植物的生长发育，进而会影响到果实的产量和品质6。苹果对土壤有广泛的适应性，一般认为在土壤 pH=58 的范围内均可以正常生长，最适 pH 为6.57.57-8。陈仓区苹果产区土壤表现为中性或偏碱性，土壤pH基本适宜苹果生长。土壤pH会受到自然环境和人为因素的影响，凤阁岭镇河滩地偏多，土层较浅，砂石碱性较高，可通过增施有机肥或微生物菌剂、减少化肥施用量来提高土壤有机质含量，进而达到改良土壤的目的。磷是构成植物体的重要元素并且参与植物的代谢过程，试验表明陈仓区苹果产区土壤有机质、全氮适中，但有效磷质量比较低且有效磷的变异系数较大，这是由肥料施用表4土壤养分相关性分析指标pH有机质全氮有效磷速效钾有效铁有效锰有效铜有效锌pH1有机质-0.974*1全氮-0.929*0.930*1有效磷-0.3720.2240.5211速效钾-0.5140.3080.4210.794*1有效铁-0.623*0.5670.827*0.870*0.5581有效锰-0.904*0.798*0.721*0.4110.752*0.4621有效铜-0.5820.5120.787*0.905*0.5930.997*0.4451有效锌-0.613*0.5370.801*0.910*0.629*0.996*0.4920.998*1注：*表示相关系数达到显著水平；*表示相关系数达到极显著水平。表5土壤各肥力指标主成分分析结果指标pH有机质（gkg）全氮（gkg）有效磷（mgkg）速效钾（mgkg）有效铁（mgkg）有效锰（mgkg）有效铜（mgkg）有效锌（mgkg）特征值方差百分比（%）累计贡献率（%）主成分1-0.3360.3030.3620.3130.2830.3630.3040.3580.3666.44271.57071.57020.405-0.476-0.2210.4550.1600.234-0.3550.2820.2601.66618.51090.080一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆丆凤阁岭镇县功镇周原镇贾村镇不同乡镇0.80.60.40.20综合得分图1陈仓区苹果产区各乡镇土壤肥力综合得分95第 44 卷 农业科学研究的不均衡造成的。因而建议在土壤有效磷缺少的地区适量增施磷肥9。过量施用钾肥对果园土壤的钙、镁、锌等元素含量均会产生影响，尤其会导致镁元素缺乏，进而引起锌元素缺乏10。县功镇和贾村镇的土壤速效钾质量比偏高，因此在施用钾肥时要考虑元素之间的拮抗作用和果树的吸收利用问题，适当减少钾肥的施用量。微量元素对果树的生长具有重要作用，任一元素的缺乏都会引发果树缺素症，而含量过高又会产生毒害。另一方面，各微量元素之间也会产生拮抗作用，果园土壤中铁、铜、锰元素含量过高会抑制锌元素的运转11。陈仓区苹果产区土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌的质量比大部分为中等水平。今后要加强苹果在不同生育期对微量元素的需求规律研究，在此基础上对果园土壤微量元素因缺补缺，以更好地调控苹果产区土壤肥力。从各镇的土壤肥力以及土壤养分指标的空间分布来看，贾村镇的土壤综合肥力处于较高水平，周原镇的土壤综合肥力水平较低，凤阁岭镇和县功镇的土壤综合肥力居中。参考文献：1 黄婷，岳西杰，葛玺祖，等.基于主成分分析的黄土沟壑区土壤肥力质量评价：以长武县耕地土壤为例J.干旱地区农业研究，2010，28（3）：141-147.2 杨明霞，刘政海，张战备，等.山西临猗苹果园土壤肥力现状评价及相关性分析J.果树资源学报，2020，1（4）：11-15.3 马筱建，杨素苗，石海强，等.河北省苹果园土壤肥力状况调查及施肥对策J.天津农业科学，2020，26（11）：43-47.4 张进.渭北苹果园土壤养分状况调查与评价D.杨凌：西北农林科技大学，2010.5 窦云萍，牛锐敏，王春良，等.苹果园土壤养分状况对“红富士”苹果果实品质的影响J.北方园艺，2012（22）：162-164.6 郭瑞，李静怡，郑险峰，等.大荔枣园土壤养分空间分布及土壤肥力综合评价J.西北林学院学报，2021，36（3）：121-127.7 南文卓，姬建新.陕西苹果园土壤pH现状及改良措施J.农业科技通讯，2021（12）：319-321.8 郭巨秋.河北省苹果园土壤养分状况与变化研究D.保定：河北农业大学，2020.9 关连珠.土壤肥料学M.北京：中国农业出版社，2001.10 张鑫.磷肥用量、氮磷配施和生草对土壤磷素形态和苹果磷素利用的影响D.泰安：山东农业大学，2021.11 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level；the content of organic matter，total nitrogen，effective iron，effective manganese，effective copper and effective zinc was at a medium level；and the content of quick-acting potassium was at a very high level.Keywords：apple；fertility evaluation；correlation analysis；principal component analysis；spatial distribution of nutrients（责任编辑 魏 乐）96