基于主成分分析和聚类分析的牟定植烟土壤养分特征分析_刘羿男.pdf

基于主成分分析和聚类分析的牟定植烟土壤养分特征分析刘羿男1，汪应华1，肖毅为1，吴 佳1，王永平1，董少坤1，丁从凯1，胡小东1，2(1云南省烟草公司楚雄州公司，云南楚雄 675000;2云南农业大学，云南昆明 650201)摘要 目的 探索牟定县各乡镇的轮作植烟土壤养分状况，为改善楚雄州烤烟产质量和植烟土壤可持续化利用水平提供理论依据。方法 基于长期对牟定县植烟区耕作制度调查数据的基础上，于 2018 年对全县 7 个乡镇的植烟土壤进行 020 cm 取样。检测并分析土壤有机质、pH、电导率、总氮、水解性氮、速效磷和水溶性氯。结果全县植烟土壤有机质含量属于云南省植烟土样同类指标的中上水平，变异较小;牟定县植烟土壤 pH 平均值为 643，符合优质烤烟栽培要求，其中 3385%的土样满足烤烟最适 pH 区间，变异较小;全县植烟土壤电导率变异较大，但有利于水溶态离子运动和烤烟生长;全县植烟土壤养分含量变异较大，较云南省植烟土样同类指标而言，其中有机质、速效磷属于中上水平，碱解氮、全氮属于较高水平，水溶性氯属于适宜水平;全县各乡镇中，以江坡镇最能代表全县 pH 和养分含量水平，安乐乡次之。根据主成分分析和聚类分析结果，牟定县植烟土壤可以分为 4 种类型。结论牟定县植烟区土壤 pH 和主要养分含量适宜优质烤烟生产，但应控制氮、磷化肥的过量施用，减小各乡镇的养分差异，保证烟叶的稳定优产。关键词植烟土壤;pH;有机质;养分;牟定县中图分类号S158文献标识码A文章编号05176611(2023)01015107doi:103969/jissn05176611202301034开放科学(资源服务)标识码(OSID):Analysis of Soil Nutrients Characteristics Based on Principal Component Analysis and Cluster Analysis in Mouding Tobacco GrowingAreaLIU Yi-nan，WANG Ying-hua，XIAO Yi-wei et al(Chuxiong Company of Yunnan Provincial Tobacco Corporation，Chuxiong，Yunnan675000)Abstract Objective To explore the soil nutrient status of tobacco plantation in each township of Mouding County，and to provide scientificand theoretical basis for improving the quality of flue-cured tobacco production and sustainable utilization of tobacco plantation soil in Chux-iong Method Based on the long-term survey data of the cultivation system in the tobacco planting area of Mouding County，the soil of tobaccoplanting in seven townships in the county was sampled from 020 cm in 2018Soil organic matter，pH，electrical conductivity，total nitrogen，alkali hydrolyzed nitrogen，available phosphorus and water-soluble chlorine content were detected and analyzed esult The soil organic mat-ter content of tobacco-planted soils in the county was in the middle to upper level of similar indicators of tobacco-planted soils in Yunnan Prov-ince，with small variationThe average pH of soil planted with tobacco in Mouding County was 643，which met the requirements of high-qualityflue-cured tobacco cultivation，of which 3385%of the soil samples met the conditions of the optimum pH range for roasted tobacco，with smallvariationThe soil electrical conductivity of tobacco-planted soils in the county was highly variable，but it was favorable to the movement of wa-ter-soluble ions and the growth of flue-cured tobaccoThe nutrient content of tobacco-planted soils in the county was highly variable，amongwhich soil organic matter and available phosphorus were in the middle to upper level，alkali hydrolyzed nitrogen and total nitrogen were in thehigher level，and water-soluble chloride was in the appropriate level compared with similar indicators of tobacco-planted soil samples in Yun-nan ProvinceAmong the townships in the county，Jiangpo Township best represented the county s pH，soil organic matter and nutrient contentlevels，and Anle Township was secondAccording to the results of principal component analysis and cluster analysis，the soil for tobacco plant-ing in Mouding County could be divided into four types Conclusion The soil pH，soil organic matter and main nutrient content of the tobaccoplanting area in Mouding County were suitable for high-quality flue-cured tobacco production，but the excessive application of nitrogen andphosphorus fertilizers should be controlled to reduce the nutrient differences between townships and ensure stable and excellent tobacco produc-tionKey wordsTobacco planting soils;pH;Organic matter;Nutrients;Mouding County基金项目中国烟草总公司云南省公司科技项目(2020530000242029，2022530000241029)。作者简介刘羿男(1985)男，彝族，云南姚安人，助理农艺师，农业推广硕士，从事烟草农业技术推广工作。收稿日期20220221适宜条件的植烟土壤是优质烟叶生产的基础，土壤养分是衡量土壤综合生产力的重要指标1，优质烟叶的生产与植烟土壤的养分状况有着密切联系，直接影响烟叶的外在和内在质量评价2。楚雄州是云南省重要的植烟地州之一，其海拔和气候因子适宜优质烟叶原料的生产34。牟定县作为楚雄州光、热、降水条件较好的县份之一，是楚雄州主要的植烟区。牟定县2020 年烟叶种植面积 2 733 hm2，收购烟叶 1107 t，上等烟比例 70%以上，烟叶收购等级合格率 80%以上，综合等级纯度90%以上，国家局工商交接合格率达到全省平均水平，等级质量和品种纯度符合工业卷烟配方需要5。酸碱度是土壤化学性质和综合肥力的重要指标之一，直接影响土壤物理结构稳定性、养分转化及有效性和微生物群落多样性结构6。烤烟作为喜偏酸土壤的作物，优质烤烟的土壤 pH 是 55657。土壤电导率是反映盐分、水分、温度、有机质含量和质地结构的重要指标之一，对于土壤养分综合评价和盐基离子转运规律具有指导性意义810。土壤养分是土壤肥力的主要基础指标，包括有机态、水溶态和交换态等11。烤烟生长过程所需的养分较多，其中有机质、氮、磷和钾作为较为主要的养分，对烤烟的生长发育起到关键性作用12。近年来对于云南省各植烟区的土壤养分研究较多1316，但针对楚雄州牟定县植烟土壤 pH 和主要养分特征分析的研究较少，科学、准确地了解牟定县植烟土壤肥力状况，对更好地利用楚雄州植烟土壤资源、改善土壤肥力、调节土壤养分供给、指导烤烟合理施肥和促进烤烟可持续生产发展具有重要意义。安徽农业科学，JAnhui AgricSci 2023，51(1):1511571材料与方法11研究区概况牟定县位于云南省中北部，楚雄彝族自治州中部。地跨 1011910151E、25092540N，境内最低海拔1 140 m，最高海拔2 897 m，县城所在地共和镇平均海拔1 758 m;牟定县总面积 1 464 km2，下辖 4 个镇 3 个乡。牟定县地处亚热带季风气候区，常年平均气温为 158，年平均降雨量为 872 mm，无霜期 238 d，全年日照时数为2 359 h。日照充足，气候温和。12云南省主要植烟区土壤养分调查收集并分析了云南省2、大理州17、丽江市18、施甸县19、昆明市20 等植烟区土壤的养分含量，并与牟定县的同类别指标进行对比。13样品采集2018 年 34 月，在前茬作物采收后，烤烟移栽前，根据地貌和植烟区域分布情况，选择有代表性的地块，在全县植烟区域取样 195 个，分别是安乐乡 14 个、凤屯镇 29 个、共和镇 60 个、江坡镇 43 个、蟠猫乡 8 个、新桥镇 31个、戌街乡 10 个。采用梅花采样法，在植烟地块表层 020 cm 采集 5 个土样，四分法取约 1 kg 混合土样装于样品袋中。前作以冬闲田、蚕豆、油菜、小麦为主，其中，前作为冬闲田的取样点有 105 个，前作为蚕豆的取样点有 34 个，前作为油菜的有 22 个，前作为小麦的有 11 个，前作为其他的有 23 个。14样品检测方法土样经自然风干后研磨过 60 目筛，送入云南省烟草农业科学研究院实验室进行测定。有机质、pH、电导率、总氮、水解性氮、有效磷和水溶性氯分别按照NY/T 112162006(有机质)、NY/T 112172014(有效磷)、HJ 9622018(pH)、HJ 8022016(电 导 率)、LY/T12282015(总氮)、DB64 17342020(水解性氮)、NY