云南文山植煙土壤肥力Fuzzy綜合評價

葛江云，王躍能，閻 超，周玉龍

（1湖南農業大學煙草研究院，長沙410128；2云南省煙草公司文山州公司，文山663000）

云南文山植煙土壤肥力Fuzzy綜合評價

葛江云1，2，王躍能2，閻 超2，周玉龍2

（1湖南農業大學煙草研究院，長沙410128；2云南省煙草公司文山州公司，文山663000）

以云南省文山煙區7個縣的167個植煙土壤樣本的養分含量為分析數據，采用Fuzzy綜合評判法對煙區土壤綜合肥力水平進行評價。結果表明，文山煙區主要以紅壤和黃壤兩種類型為主，植煙土壤中二級肥力占總樣本數比例為50.30%，土壤肥力較好。描述性統計分析和Fuzzy綜合評判法均表明，棕壤土和水稻土的肥力最高，其IFI值分別為0.797和0.774，紅壤和黃壤的土壤肥力中等，其IFI值分別為0.637和0.638，石質土的IFI值為0.584，屬于三級肥力土壤，肥力相對較低。

烤煙；土壤；土壤肥力；Fuzzy綜合評價

土壤是影響煙葉品質的重要生態因子之一，適宜的土壤條件是生產優質煙葉的基礎，而土壤肥力是衡量土壤生產力的綜合指標［1～4］。土壤肥力綜合評價中有指數和法、分數定級法、Fuzzy綜合評判法、聚類分析法及地統計學方法等［5～8］。文山位于云南省南部，屬于新煙區，植煙土壤以紅壤、黃壤為主，占57.06%，pH值在5.5～6.9之間，生態條件適宜，是生產優質煙的理想土壤，近年烤煙種植快速發展。本文通過Fuzzy綜合評判法對文山植煙土壤肥力進行綜合分析，為文山烤煙生產提供一定的參考。

1 材料和方法

1.1 樣品采集和檢測

2012年在文山市的7個區縣，采用GPS定位技術，采集具有代表性的土壤樣品167個，其中文山35個，廣南縣21個，麻栗坡縣15個，馬關縣16個，丘北縣28個，西疇縣16個，硯山36個。采樣深度為0～20 cm耕作層，每個樣品由田間“S”形隨機10個點混合提取，用四分法棄除多余部分，剔除大的根系和礫石等雜物，登記編號后，對土樣進行預處理，經過風干、磨細、過篩、混勻、裝瓶后備用。測定指標包括土壤pH值、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀，各養分的具體測定方法參見文獻［9］進行。

1.2 數據處理與分析

參照文獻［8］，采用Fuzzy（模糊數學）綜合評價方法，選取8個影響較大的土壤因子作為評價因子，分別為pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀。

模糊統計是確定隸屬函數的一種主要方法［10］。完全符合時隸屬度為1，完全不符合時為0，部分符合即取0與1之間的一個中間值。一般土壤肥力指標相對于作物的隸屬度函數可分為戒上型、戒下型、梯形和散點型4種。本研究的對象氮、磷、鉀、有機質等7個因子呈現的是戒上型，采用戒上型（S型）函數，其相應的隸屬度函數表示為下式。pH是梯形函數，其相應的隸屬度函數采用梯形函數。

其中x1、x2為函數的拐點，其取值見表1。由以上隸屬度函數計算得出的標準化取值在0.1～1.0范圍之內，其值的大小反映了其隸屬的程度，最大值1.0表示土壤肥力的最好狀態，最小值0.1表示土壤養分的嚴重缺乏。通過對不同肥力的標準化處理，消除了各參數指標間的量綱差異［10］。

采用Excel軟件和SPSS17.0處理分析數據。

表1 土壤肥力評價因子隸屬函數參數值

2 結果與分析

2.1 不同土壤類型主要養分描述性分析

由表2可知，各類型土壤pH值差異不大，水稻土pH值最高，石質土pH值最低，土壤的pH變異系數均較小。棕壤土有機質含量最高，其次是水稻土，暗棕壤和石質土有機質含量最低，各類型土壤有機質變異系數差異較小。棕壤土全氮含量最高，其次是水稻土，暗棕壤和紅壤全氮含量最低。棕壤土全磷含量最高，石質土全磷含量最低，除水稻土的全磷含量變異系數較小外，其余土壤的變異系數較大。水稻土全鉀含量最高，變異系數較小，紅壤全鉀含量最低，除水稻土外，其它土壤全鉀含量變異系數較大。水稻土和棕壤土堿解氮含量最高，分別為153.7 mg／kg和150.3 mg／kg，暗棕壤、紅壤、黃壤和石質土堿解氮含量差異很小。水稻土有效磷含量最高，其次是棕壤土，暗棕壤有效磷含量最低。石質土速效鉀含量最高，水稻土速效鉀含量最低，暗棕壤、紅壤、黃壤和棕壤土速效鉀含量差異不大。

表2 云南文山不同類型植煙土壤主要養分含量對比

（續表2）

2.2 土壤綜合肥力分析

2.2.1 確定評價因子的權重

采用因子分析法計算出各項肥力指標的公因子方差及其占總因子方差的比，以此作為該單項肥力指標的權重系數（表3）。

根據加法法則求出反映土壤肥力的綜合性指標值IFI，計算公式為：

其中Wi為權重，Ni為隸屬度值［f（x）］。

表3 各土壤因子權重

2.2.2 劃分土壤綜合肥力等級

按照IFI計算結果，劃分土壤綜合肥力等級。根據土壤肥力綜合評價得分情況和評價標準，土壤樣點肥力具體劃分為五級（表4）。

表4 綜合土壤肥力等級劃分

2.2.3 植煙土壤肥力狀況

云南文山總體植煙土壤肥力狀況見表5。由表5可知，二級肥力土壤占總樣本數比例最大，為50.3%，其次是三級肥力土壤，占樣本比例為28.1%，一級肥力土壤占總樣本比例較小，為15.6%，四級肥力土壤占樣本比例最小。由于紅壤樣本數量最大，在所有肥力土壤中所占樣本數量均為最大。文山沒有五級肥力的植煙土壤。

表5 云南文山植煙土壤肥力分級狀況

2.2.4 不同類型植煙土壤綜合肥力狀況

云南文山不同類型植煙土壤分級評級見表6。由表6可知，棕壤土和水稻土的肥力最高，其IFI值分別為0.797和0.774，兩種土壤中只有一級和二級肥力的土壤，其中棕壤土一級和二級肥力的土壤各占50%，而水稻土中一級肥力土壤為25%，二級肥力土壤為75%。暗棕壤肥力較高，其IFI值為0.648，主要以二級肥力土壤為主，占樣本數的62.5%。紅壤和黃壤的土壤肥力均為中等，紅壤中二級肥力的土壤最多，比例為58.7%，黃壤中二級和三級肥力土壤較多，比例分別為35.6%和37.8%，因此紅壤的肥力稍高于黃壤。石質土肥力相對最低，其IFI值為0.584，二級和三級肥力土壤比例分別為38.1%和33.3%，四級肥力土壤在全部類型的土壤中比例最大，為14.3%。

表6 云南文山不同類型植煙土壤分級評級

3 結論與討論

已有研究表明，水稻土和棕壤土質地粘性高，土壤中養分不易淋失，保肥效果好，而石質土粘性低，土壤中養分容易淋失，因而肥力較低［11，12］。本試驗數據顯示，云南文山植煙土壤中，主要以紅壤和黃壤兩種類型土壤為主，植煙土壤中二級肥力占總樣本數比例為50.30%，土壤肥力較好。描述性統計分析表明，水稻土和棕壤土的有機質、全氮、堿解氮和有效磷含量均明顯高于其它類型土壤，水稻土的全鉀和棕壤土的全磷含量也均為最高。Fuzzy綜合評判法也表明，棕壤土和水稻土的肥力最高，其IFI值分別為0.797和0.774，說明在文山植煙土壤中，水稻土和棕壤土的肥力明顯高于其它土壤類型，紅壤和黃壤的土壤肥力中等，石質土肥力相對較低。

［1］ 胡國松，鄭 偉，王震東，等.烤煙營養原理［M］.北京：科學出版社，2000.

［2］ 中國農業科學院煙草研究所.中國煙草栽培學［M］.上海：上?？茖W技術出版社，2005.

［3］ 鄭立臣，宇萬太，馬 強，等.農田土壤養分綜合評價研究進展［J］.生態學雜志，2004，23（5）：156-161.

［4］ 洛東奇，白 潔，謝德體.論土壤養分評價指標和方法［J］.土壤與環境，2002，11（2）：202-205.

［5］ 李 衛，周冀衡，張一揚，等.云南曲靖煙區土壤肥力狀況綜合評價［J］.中國煙草學報，2010（2）：67-71.

［6］ 唐曉平.四川紫色土肥力的Fuzzy綜合評判［J］.土壤通報，1997（3）：12-14，31.

［7］ 李方敏，周治安，艾天成，等.漬害土壤肥力綜合評價研究——以湖北省潛江市高場農場為例［J］.資源科學，2002（1）：27-31.

［8］ 陳澤鵬，詹振壽，郭治興，等.廣東植煙土壤肥力綜合評價［J］.中國煙草科學，2006（1）：35-37.

［9］ 李酉開.土壤農業化學常規分析方法［M］.北京：科學出版社，1983.

［10］鄧聚龍.農業系統灰色理論與方法［M］.濟南：山東科學技術出版社，1988.11-24.

［11］李井軍，彭海峰，劉學莉，等.湖南嘉禾植煙土壤肥力特征和物理性狀分析［J］.云南農業大學學報（自然科學），2013（2）：211-217.

［12］嚴永旺，林雷通，楊虹琦，等.福建武平烤煙產區不同質地土壤肥力特征分析［J］.湖南農業大學學報（自然科學版），2010，36（4）：410-413.

Fuzzy Comprehensive Evaluation of Soil Fertility of Tobacco Grow ing Soil in Wenshan，Yunnan

GEJiang-yun1，2，WANGYue-neng2，YANChao2，ZHOUYu-long2

（1 Institute of Tobacco，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China；
2Wenshan Tobacco Corporation of Yunnan，Wenshan，Yunnan 663000，China）

The Fuzzy Comprehensive Adjustmethod was adopted to evaluate soil fertility level in several tobacco planting regions based on nutrient analytical data of 167 soil samples from 7counties in Wenshan，Yunnan Province.The results showed that there weremainly red and yellow tobacco soil inWenshan，50.30%of the sampleswere the secondary fertility，soil fertility was better.Analysis of descriptive statistical and Fuzzy Comprehensive Ad just showed that the fertility of brown soil and paddy soilwere highest，the average IFI value of these two soilswas0.797 and 0.774 respectively.The fertility of red soils and yellow soilswere higher，the average IFI value of soilswere 0.7637 and 0.584 respectively.The average IFI value of stony soilswas0.584，the fertility of stony soilswas lower.

Flue-cured tobacco；Soil；Soil fertility；Fuzzy Comprehensive Adjust

S572.06

A

1001-5280（2014）04-0375-04 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2014.04.10

2014 04 09

葛江云（1985-），男，云南玉溪人，碩士研究生，Email：490941908＠qq.com。

中國煙草總公司云南省公司科技計劃項目（2012YN15）。