应用主成分分析和聚类分析评价不同施肥处理条件下.PDFVIP

土 壤 (Soils), 2008, 40 (6): 971~975 应用主成分分析和聚类分析评价不同施肥处理条件下 新垦淡灰钙土土壤肥力质量① 陈留美1,4， 桂林国3， 吕家珑1,2*， 王重光1， 李政中1， 王 增1， 孙 榕1 (1 西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 712100； 2 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨陵 712100； 3 宁夏农林科学院，银川 750002； 4中国科学院南京土壤研究所，南京 210008) 摘 要： 通过定位试验与室内分析，研究了新垦淡灰钙土的化学、物理、生物学性质，并从中挑选出 10 个能反映土壤肥力 质量特性的定量因子，作为评价指标，采用主成分分析，对淡灰钙土开垦前以及开垦后不同施肥处理进行了综合评分，然后用 欧氏距离最短距离法对其进行了聚类。结果表明：淡灰钙土经过开垦、灌溉、种植农作物，土壤肥力质量提高；开垦后不同施肥处 理比较，单施有机肥与有机肥配施化肥土壤肥力质量较高，N、P 以及与其他化学肥料配施次之，单施 N肥与不施肥较差。 关键词： 土壤肥力质量；新垦淡灰钙土；主成分分析；聚类分析 中图分类号：S158 宁夏淡灰钙土的面积为 77.2 万hm2 ，占我国淡灰 试验地设在宁夏红寺堡灌区的淡灰钙土上，该地 钙土总面积的 32.9%[1]，处于干旱荒漠地区。这一地区 区年均降水量为 145.8 ~ 307.2 mm，年均蒸发量为 803 的光热条件好，但由于干旱缺水，故自引黄灌溉后才 ~ 950 mm，干旱少雨、蒸发强烈、土壤贫瘠。1998 年 开始开垦利用，成为宁夏农民的生活依赖之本。而土 以前为荒地，1999 年红寺堡扬水灌区建成后开垦，2000 壤贫瘠使农田生产力水平处于较低的层次，生产效益 年粗放种植糜子（不施肥）用来固定表层沙土，2001 低下。以往对新垦淡灰钙土的研究多集中在探讨种植 年开始定位试验。试验前试验地 0 ~ 20 cm 土壤的化学 初期施肥对玉米产量和土壤养分含量的影响以及玉米 性质为：有机质 4.8 g/kg，全 N 0.31 g/kg，全 P 0.42 g/kg， 丰产栽培技术[2-6]，而对不同施肥处理下新垦淡灰钙土 速效 P 5.1 mg/kg，速效 K 120 mg/kg，有效 Zn 0.49 土壤肥力质量的变化情况研究甚少。 mg/kg，肥力较低。 土壤肥力质量是反映土壤保持生物生产力、环境 1.2 试验设计 质量以及动植物健康能力的土壤的内在属性，是许多 试验设 7 个处理，分别为：①CK (不施肥)； ②N 物理、化学和生物学性质及其形成过程的综合体现。 （施N肥）；③NP（施N、P肥）；④NPZn(施N、P、Zn 近年来有很多关于土壤肥力质量评价方法的论述[7-9]， 肥)；⑤NPZnK(施N、P、Zn、K肥)；⑥NPM(施N、P 聚类分析、因子分析、主成份分析也被用于土壤肥力 肥及羊粪)；⑦M（羊粪），每个处理重复 3 次，采用 的综合评价[10-12]。本文选择能反映土壤肥力质量特性 随机区组设计，小区面积为 4.8 m ×