应用最小数据集法评价长期养分不均衡对贵州烟田土壤质量的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 杨荣

作者： 杨荣;朱经伟;刘青丽;刘艳霞;张恒;王新修;李寒;陈曦;薛晓兵;李琼香;李志宏;张云贵

作者机构：

关键词： 长期施肥;最小数据集;土壤质量评价;烤烟

期刊名称： 植物营养与肥料学报

ISSN： 1008-505X

年卷期： 2025 年 31 卷 010 期

页码： 2057-2070

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】长期不均衡施肥是导致植烟土壤养分失衡，进而威胁土壤质量和烟叶生产的主要因素。本研究旨在通过构建植烟土壤质量评价模型、最小数据集（MDS）及评价模型，将构建的模型应用于长期不均衡施肥的定位试验中，探究长期养分不均衡投入对烟田土壤性质及综合质量的影响。【方法】根据2022年贵州烤烟种植区划，在主要烟区采集100组具有代表性的植烟土壤样品，测定其物理、化学和生物学指标共27个。使用主成分分析结合指标隶属度函数构建总数据集（TDS）评价模型，并分别使用主成分分析和逐步回归分析筛选最小数据集，构建基于最小数据集的植烟土壤质量评价模型。同时，结合长期养分不均衡投入试验，包括不施肥（CK）、仅施氮肥（N）、施氮磷肥（NP）、施氮钾肥（NK）和均衡施肥（NPK） 5个处理，测定土壤质量评价指标并代入模型分析。【结果】1)土壤有机质、黏粒、酸碱度、粉粒和总氮等为植烟土壤质量评价的高权重指标，是影响植烟土壤质量的重要环境因子。2)贵州植烟土壤质量总数据集土壤质量指数（TDSSQI）介于34.71～75.40，平均为61.16，适宜烤烟种植。3)相较于逐步回归分析，基于主成分分析构建最小数据集获取的土壤质量指数（MDSSQI）与TDSSQI更为接近（相关系数r=0.81,P<0.001），最小数据集指标按权重由大到小依次为：交换性钙（Ca）、有效磷（AP）、碱解氮（AN）、粉粒、黏粒、平均重量直径（MWD）、微生物生物量碳（MBC）、有效铁（Fe）、全钾（TK）、速效钾（AK）、碳氮比（C/N）和有效钼（Mo），最小数据集评价模型为：MDSSQI=9.918f（Ca）+9.619f（AP）+9.357f（AN）+9.354f（粉粒）+9.923f（黏粒）+8.94f（MWD）+8.746f（MBC）+8.178f（Fe）+7.834f（TK）+7.455f（AK）+7.312f（C/N）+4.057f（Mo）。4)相较于均衡施肥处理（NPK），长期养分失衡均会显著提高土壤pH值（P<0.05），降低微生物活性，同时NK处理显著降低有机质及有效硫、有效铁、有效铜、有效锌和有效磷含量（P<0.05）;NP处理显著降低粉粒、速效钾和多种中微量元素含量，显著增加黏粒含量（P<0.05）;N与CK处理显著降低有机质、速效养分和多种中微量元素含量（P<0.05），但对MDS中的交换性钙、碳氮比、平均重量直径等影响较小。5)相较于NPK处理，NK、NP、N和CK处理的TDSSQI和MDSSQI分别显著降低了9.12%、12.17%、19.08%、22.60%和13.97%、12.11%、28.29%、33.12%（P<0.05）。【结论】基于12个核心指标构建的最小数据集，不仅保证了土壤质量评价结果的可靠性，也显著降低了评价成本。应用该数据集分析发现，长期养分失衡导致贵州烟田土壤酸碱度上升、微生物活性下降，显著改变了土壤质地和养分含量，从而降低了土壤整体质量，并削弱了其可持续生产能力。

分类号： S572

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