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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

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

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： 【目的】长期不均衡施肥是导致植烟土壤养分失衡，从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。应用该数据集进行分析表明，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。

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