基于主成分分析的山西省核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力評(píng)價(jià)

趙瑞芬，程濱，滑小贊，王森，王釗

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，山西 太原030031）

土壤肥力是土壤能夠供給作物生長(zhǎng)所需的各種養(yǎng)分的能力，是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反應(yīng)，肥力高低是土壤養(yǎng)分、植物的吸收能力和植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件各因子相互協(xié)調(diào)作用的反應(yīng)［1］。土壤養(yǎng)分是構(gòu)成土壤肥力的核心要素，對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)形成具有重要作用。充分了解土壤養(yǎng)分狀況并客觀評(píng)價(jià)土壤肥力在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。

隨著統(tǒng)計(jì)分析軟件的普遍應(yīng)用，土壤肥力評(píng)價(jià)越來(lái)越側(cè)重多因子的綜合評(píng)價(jià)。核桃（Juglans regiaL.）為胡桃科屬，是世界著名的“四大干果”之一，屬于我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種。為了掌握核桃產(chǎn)地土壤養(yǎng)分狀況，已有學(xué)者對(duì)不同地區(qū)核桃園土壤養(yǎng)分進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)研究，但由于對(duì)不同指標(biāo)重要性的認(rèn)識(shí)不同，選用的土壤肥力指標(biāo)及權(quán)重不同，結(jié)果各異。例如張玲等［2］選取有機(jī)質(zhì)、大量元素、微量元素13個(gè)指標(biāo)，采用主成分分析法對(duì)新疆烏什縣核桃園土壤的養(yǎng)分評(píng)價(jià)，得出烏什縣絕大多數(shù)核桃生產(chǎn)園土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效鐵、有效錳、有效銅含量不足或缺乏，有效鈣、有效鎂、有效鋅是影響新疆烏什縣核桃生產(chǎn)園土壤肥力高低的主導(dǎo)因子。李青軍等［3］選用有機(jī)質(zhì)、pH、可溶性總鹽等6個(gè)指標(biāo)對(duì)新疆葉城縣核桃園養(yǎng)分進(jìn)行單項(xiàng)因子分級(jí)并與產(chǎn)量的進(jìn)行相關(guān)分析，表明pH值和可溶性鹽對(duì)核桃產(chǎn)量影響大，其次是速效鉀和速效磷。袁紫倩等［4］選取pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮等12個(gè)指標(biāo)，通過(guò)主成分分析得出影響臨安區(qū)山核桃林地土壤生產(chǎn)性能的最大因素是pH、有效鈣、有效鎂，其次是有效鐵、錳、銅、鋅、硼和有效磷，有機(jī)質(zhì)和速效鉀也有一定的作用。丁銳等［5］采用土壤肥力單項(xiàng)分級(jí)指標(biāo)進(jìn)行診斷分析、修正的內(nèi)梅羅指數(shù)進(jìn)行綜合肥力評(píng)價(jià)，得出廣元核桃林地土壤pH值總體偏堿性，全氮含量較豐富，部分土壤有效磷、速效鉀、有效鐵缺乏，多數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)、有效鋅、有效硼、有效銅、有效錳缺乏。趙映翠等［6］選取土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮等8個(gè)指標(biāo)，采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)宜君縣核桃園土壤養(yǎng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究表明宜君縣核桃園土壤養(yǎng)分含量處于中低水平，全氮和速效磷是此地區(qū)的主要限制因子。土壤肥力受多個(gè)因素影響，且各個(gè)因素之間存在一定的相關(guān)性，致使反應(yīng)土壤肥力狀況的若干指標(biāo)之間存在信息重疊，主成分分析法（PCA）可以對(duì)多個(gè)因素進(jìn)行降維分析，提取主成分，弱化變量之間的自相關(guān)引起的誤差，被廣泛應(yīng)用在土壤肥力定量研究中［7，8］。

山西省地處黃土高原東部，屬于溫帶大陸性氣候，晝夜溫差大，日照充足，是我國(guó)優(yōu)質(zhì)核桃的生 產(chǎn) 基 地 之 一，現(xiàn) 有 種 植 面 積 已 超 過(guò)53萬(wàn)hm2［9］，核桃產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為山西多地的農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。但目前針對(duì)山西核桃園土壤養(yǎng)分研究較少，尚缺乏對(duì)核桃園土壤養(yǎng)分狀況的系統(tǒng)了解和肥力綜合評(píng)價(jià)，土壤養(yǎng)分管理意識(shí)淡薄，導(dǎo)致單位面積核桃產(chǎn)量低，品質(zhì)差。本研究擬在山西核桃主產(chǎn)區(qū)汾陽(yáng)、左權(quán)、盂縣、黎城和古縣采集核桃園土壤樣品，分析土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、有效銅、有效鋅、有效錳、有效鐵養(yǎng)分狀況，采用主成分分析和聚類分析法，對(duì)核桃種植區(qū)土壤肥力狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為加強(qiáng)核桃種植區(qū)土壤養(yǎng)分管理和施肥提供科學(xué)依據(jù)，達(dá)到豐產(chǎn)增收的目的。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

以山西省核桃主產(chǎn)區(qū)汾陽(yáng)、左權(quán)、盂縣、古縣、黎城5個(gè)縣市作為研究區(qū)，在各縣中選取核桃種植已成規(guī)模的53個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為采樣單元，按1.0 km×1.0 km網(wǎng)格布設(shè)核桃地土壤采樣點(diǎn)。于2017年9-10月核桃成熟期，對(duì)核桃主產(chǎn)區(qū)開(kāi)展普查，根據(jù)核桃園采樣布點(diǎn)圖，通過(guò)GPS導(dǎo)航和定位，在平方千米網(wǎng)格內(nèi)選擇10～15年的核桃園進(jìn)行土壤樣品采集，每100畝取1個(gè)混合樣。每個(gè)樣點(diǎn)按照“S”行采樣方法，在樹(shù)冠滴水線附近，視核核桃園的大小，隨機(jī)采取5～10個(gè)0～30 cm土層樣品，經(jīng)混合后取1 kg土樣作為該點(diǎn)的土壤混合樣。在汾陽(yáng)、左權(quán)、盂縣、古縣、黎城分別采集代表性的樣本57、42、46、36和47個(gè)，共采集228個(gè)。土樣置室內(nèi)陰干，研磨全部通過(guò)1 mm和0.25 mm尼龍篩，裝入干凈的紙袋中備用。同時(shí)，記錄采樣點(diǎn)核桃的立地條件、農(nóng)戶施肥管理和核桃產(chǎn)量情況。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及分析方法

土壤pH采用土水比（1∶2.5）pH酸度計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱-容量法；全氮采用硫酸消煮，凱氏定氮法；有效磷采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法；速效鉀采用乙酸銨浸提，火焰光度法；有效態(tài)銅、鋅、錳、鐵采用中性DTPA浸提，火焰原子吸收分光光度法［10］。

1.3 數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)方法

土壤質(zhì)量是土壤眾多養(yǎng)分含量的綜合反映，評(píng)價(jià)因子盡量考慮與肥力有關(guān)的因子［5］，山西核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力評(píng)價(jià)選擇的因子主要有土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、有效銅、有效鋅、有效錳、有效鐵。首先對(duì)上述因子用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，篩選出具有顯著相關(guān)性的土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)因子后，再用因子分析中的主成分分析法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行降維，得出綜合反映土壤質(zhì)量狀況的指標(biāo)特征值和特征向量，根據(jù)特征值＞1選為關(guān)鍵主成分，對(duì)各因子數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化后計(jì)算各主成分得分后帶入綜合得分公式求出各樣點(diǎn)的土壤綜合分值，采用類平均法對(duì)土壤樣品進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，從而評(píng)價(jià)土壤肥力狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺狀況

對(duì)研究區(qū)土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)《全國(guó)第二次土壤普查技術(shù)規(guī)程》［11］規(guī)定的養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各指標(biāo)豐缺狀況進(jìn)行判斷（表1），可以看出：

核桃主產(chǎn)區(qū)土壤pH值介于7.71～8.71，平均8.25，94.7%的土壤樣本pH在7.6～8.5，為弱堿性土，變異系數(shù)為2.05%，屬于弱變異。有機(jī)質(zhì)含量在4.70～46.6 g·kg-1之間，主要集中在10～20 g·kg-1，平均為15.4 g·kg-1，變異系數(shù)為36.11%，屬于中等變異；有機(jī)質(zhì)含量缺乏的樣本比例為70.2%。全氮含量變幅為0.13～1.81 g·kg-1，集中在0.75～1.0 g·kg-1，平均值為0.89 g·kg-1，變異系數(shù)為32.6%；全氮含量缺乏及以下樣本比例占65.4%，說(shuō)明山西核桃主產(chǎn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮總體水平低。有效磷含量變化范圍2.33～55.21 mg·kg-1，平 均 值 為11.32 mg·kg-1，變 異 系 數(shù) 為70.08%，為高變異，說(shuō)明不同土壤中有效磷含量差異大，受施肥管理影響大；土壤有效磷含量在10 mg·kg-1以下占60.0%，土壤磷養(yǎng)分供應(yīng)嚴(yán)重不足。速效鉀含量變化范圍為75～380 mg·kg-1，其變幅大，不同土壤之間的這種懸殊差異，除當(dāng)?shù)赝寥滥纲|(zhì)有關(guān)外，和近年來(lái)各地實(shí)施秸稈還田的力度有很大關(guān)系。土壤速效鉀平均值為169 mg·kg-1，變異系數(shù)為32.94%。含量在適宜范圍100～150 mg·kg-1的土壤樣本占33.1%，有59.9%的土壤存在鉀過(guò)量現(xiàn)象，核桃主產(chǎn)區(qū)土壤鉀能夠滿足核桃正常生長(zhǎng)的需求。土壤有效鐵、錳、銅、鋅的平均含量分別為5.25、0.89、0.85、5.34 mg·kg-1，其中土壤有效錳的變異系數(shù)最大，為83.27%，說(shuō)明不同縣市、同一縣市土壤有效錳含量變異大，可能受施肥影響和土壤酸堿度影響大。土壤有效鐵含量有61.0%屬適量及以上水平，約有39.0%的土壤有效鐵缺乏；有52.2%的土壤有效錳含量屬適量水平，約有47.8%土壤有效錳缺乏；100%的土壤樣本土壤有效銅含量達(dá)適量水平；全區(qū)土壤有效鐵含量有72.0%屬適量及以上水平，28.0%的土壤有效鋅缺乏。

表1 核桃種植區(qū)土壤養(yǎng)分含量及養(yǎng)分分級(jí)頻率Table1 The nutrient contents and frequency of soil nutrient grading distribution in walnut-producing areas

2.2 土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)

2.2.1 指標(biāo)間相關(guān)性檢驗(yàn)、KMO和Bartlett球形度檢驗(yàn)

將土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、有效銅、錳、鐵和鋅等指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析（表2）可以看出，9個(gè)指標(biāo)間存在不同程度的顯著相關(guān)性，說(shuō)明有部分信息重疊。用SPSS軟件中的因子分析經(jīng)KMO和Bartlett球形度檢驗(yàn)，KMO值為0.576，Bartlett球形度檢驗(yàn)的相伴概率P＜0.01（極顯著水平）進(jìn)一步說(shuō)明本研究中土壤養(yǎng)分各指標(biāo)間存在相關(guān)性。因此，采用主成分分析法評(píng)價(jià)核桃園土壤肥力是可行的。

2.2.2 土壤肥力主成分分析

主成分分析方法可在復(fù)雜的土壤肥力指標(biāo)體系中篩選出若干個(gè)彼此不相關(guān)的綜合性指標(biāo)，這些綜合指標(biāo)能反映出原來(lái)全部指標(biāo)所提供的大部分信息［12］。因此，本文選取核桃主產(chǎn)區(qū)表層土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、有效銅、有效鋅、有效錳和有效鐵9個(gè)因子（下文圖表及文中依次用X1，X2，X3，…，X9表示），運(yùn)用主成分分析對(duì)土壤肥力進(jìn)行分析。采用SPSS進(jìn)一步求出矩陣的特征值、特征向量、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率（表3）。根據(jù)特征值λ≥1的原則，提取了4個(gè)主成分。4個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率分別為27.164%、19.134%、13.359%和11.373%，累積方差貢獻(xiàn)率為71.030%，基本能反應(yīng)土壤肥力的基本信息。根據(jù)載荷因子和主成分得分系數(shù)之間的關(guān)系，可看出土壤養(yǎng)分指標(biāo)在主成分上的權(quán)重不同［13］；第一主成分，有機(jī)質(zhì)、有效磷、有效銅、有效鋅和有效錳有較大的正值；第二主成分，全氮有較大的正值，第三主成分，速效鉀有較大的負(fù)值；第四主成分，pH值有較大的正值，有效鐵有較大的負(fù)值。有機(jī)質(zhì)在3個(gè)主成分具有近似因子載荷，是全面反映土壤肥力的重要指標(biāo)。

表2 核桃主產(chǎn)區(qū)土壤各指標(biāo)的相關(guān)性關(guān)系矩陣（n=228）Table 2 Correlation coefficients between pH value，organic matter content，total nitrogen and available nutrient contents of walnut main producing areas

運(yùn)用SPSS對(duì)9個(gè)因子原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（分別用ZX1，ZX2，ZX3，…，ZX9表示），根據(jù)主成分得分系數(shù)矩陣（表4）可得出各個(gè)主成分的綜合得分線性表達(dá)式：

再 根 據(jù)IFI=λ1F1+λ2F2+???+λm Fm（λ為貢獻(xiàn)率）計(jì)算土壤養(yǎng)分綜合得分，獲得表達(dá)式：IFI=0.272F1+0.191F2+0.133F3+0.114F4，核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力綜合得分在IFI值越高表示肥力越高；反之，則表示土壤肥力越低。

2.2.3 核桃種植區(qū)土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)

以歐氏距離為衡量樣本間差異大小的依據(jù)，采用類平均法對(duì)228個(gè)土壤樣本土壤肥力綜合得分進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析［14］，將土壤肥力劃分為4個(gè)類，第Ⅰ類土壤肥力綜合得分0.86≤IFI≤1.21，土壤樣本數(shù)為14個(gè)，所占比例為6.41%；第Ⅱ類土壤肥力綜合得分0.19≤IFI≤0.77，土壤樣本數(shù)為77個(gè)，占比為33.77%；第Ⅲ類土壤肥力的綜合得分?0.46≤IFI≤?0.18，土壤樣本數(shù)為108個(gè)，占比為47.37%；第Ⅳ類土壤肥力綜合得分?0.94≤IFI≤?0.48，土壤樣本數(shù)為29個(gè)，所占比例為12.72%。對(duì)不同等級(jí)的土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行差異性檢驗(yàn)（表5），可以看出，除pH外，第Ⅰ類土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和有效銅含量極顯著高于其它3類，整體養(yǎng)分水平最高；第Ⅱ類土壤的有機(jī)質(zhì)和全氮極顯著低于第Ⅰ類，但極顯著高于第Ⅲ類和第Ⅳ類，有效鋅、錳和鐵與第Ⅰ類差異不顯著，有效磷和速效鉀含量與第Ⅲ類差異不顯著，可見(jiàn)整體養(yǎng)分水平較高。第Ⅲ類土壤養(yǎng)分含量水平中等，有機(jī)質(zhì)和全氮極顯著高于第Ⅳ類；第Ⅳ類土壤所有養(yǎng)分指標(biāo)含量均小于總體平均水平，整體養(yǎng)分水平較低。綜上所述，第Ⅰ類核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力可定義為極高，第Ⅱ類為較高，第Ⅲ為中，第Ⅳ類為低。

表5 核桃主產(chǎn)區(qū)不同等級(jí)土壤養(yǎng)分指標(biāo)平均值Table 5 Average value of soil nutrient index of different grades in walnut main producing areas

2.2 不同種植區(qū)土壤肥力狀況

核桃種植區(qū)土壤綜合IFI值達(dá)到Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)水平的比例分別6.14%和33.77%，說(shuō)明核桃種植區(qū)土壤肥力總體水平較差。從不同種植區(qū)來(lái)看（表6），汾陽(yáng)核桃種植地土壤綜合肥力較高，其IFI值在Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)水平的比例為64.91%，只有3.51%土壤肥力為Ⅳ級(jí)水平。古縣核桃種植區(qū)土壤肥力最差，只有4.26%達(dá)到Ⅱ級(jí)水平，土壤肥力為Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)水平的分別占70.21%和25.53%。左權(quán)核桃種植地土壤肥力集中在Ⅱ級(jí)（38.10%）和Ⅲ級(jí)（45.24%）水平，分布在Ⅰ級(jí)和Ⅳ級(jí)肥力水平的比例分別為7.14%和9.52%。盂縣核桃種植地土壤肥力空間差異顯著，土壤肥力在Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)水平的比例分別為4.35%、23.91%、52.17%和19.57%。黎城核桃種植區(qū)土壤有11.11%的土壤肥力處于Ⅰ級(jí)水平，高于其它種植區(qū)，肥力水平集中在Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)，在Ⅳ級(jí)的比例僅為5.56%。

表6 核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力各等級(jí)分布情況Table 6 Soil fertility grades distribution of walnut main producing areas

3 討論與結(jié)論

（1）山西省核桃主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺程度不一，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和有效磷總體缺乏，速效鉀較豐富，有少部分土壤缺乏鐵、錳和鋅；通過(guò)主成分分析提取的影響土壤肥力的4個(gè)主導(dǎo)綜合因子能夠集中體現(xiàn)71.030%的原始信息，可以客觀揭示研究區(qū)土壤的肥力特征。

第一主成分因子和第二主成分因子累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了46.298%，說(shuō)明有機(jī)質(zhì)、有效磷、有效銅、有效鋅和有效錳是直接影響核桃園土壤肥力的首要因子，其次是全氮。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，其通過(guò)影響土壤養(yǎng)分吸收、土壤容重、陽(yáng)離子代換量等理化性質(zhì)與微生物活動(dòng)最終影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)［15］。研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量在缺乏以下的比例占85.5%，不施有機(jī)肥和有機(jī)肥施用量少是主要原因［16］。土壤全氮含量受土壤類型、生物氣候和土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響，土壤全氮與有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)（R=0.668），研究區(qū)有機(jī)質(zhì)缺乏，是影響土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提升原因之一。全氮含量表現(xiàn)為缺乏以下的比例占65.4%，與有機(jī)質(zhì)缺乏比例不一致，這與農(nóng)戶大量施用氮肥提高了土壤全氮含量有關(guān)。土壤有效磷是反應(yīng)土壤磷素供應(yīng)水平的重要指標(biāo)，土壤有效磷豐缺顯著影響核桃產(chǎn)量［3］及山核桃果實(shí)中粗脂肪 含 量［17，18］。研 究 區(qū) 土 壤 有 效 磷 變 異 系 數(shù) 為70.08%，磷水平空間差異性較大，與農(nóng)戶施肥管理水平不同密切相關(guān)［16］；有效磷含量在10 mg·kg-1以下占56.6%，這主要因?yàn)檠芯繀^(qū)土壤大多為石灰性土壤，土壤中碳酸鈣含量較高，磷肥施入土壤后易與鈣形成磷酸二鈣、磷酸八鈣、羥基磷灰石以及難溶的磷灰石等磷酸鈣鹽沉淀，降低了磷的有效性［19］。微量元素與植物生長(zhǎng)息息相關(guān)，施用銅、鋅可提高核桃產(chǎn)量［20］。袁紫倩等［4］認(rèn)為銅、鋅元素是影響山核桃林地肥力的主要因子，與本研究結(jié)果一致。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)戶在施肥管理中不施微肥導(dǎo)致研究區(qū)土壤有不同程度的鐵、錳和鋅缺乏，而部分農(nóng)戶長(zhǎng)期施用含銅、鋅的農(nóng)藥引起土壤銅、鋅過(guò)量?，F(xiàn)階段，首先需要改變農(nóng)戶對(duì)核桃的施肥習(xí)慣，在核桃施肥中，應(yīng)充分考慮利用核桃葉片還田或利用核桃枝漚制有機(jī)肥或通過(guò)行間種植綠肥，增施有機(jī)肥，提高土壤肥力；通過(guò)降低pH或選用酸性肥料提高磷肥利用率；應(yīng)根據(jù)微量元素養(yǎng)分豐缺情況，在鐵、錳和鋅缺乏的地塊增施鐵、錳和鋅肥，在銅和鋅過(guò)量的區(qū)域不施銅肥和鋅肥，禁止施用含銅、鋅農(nóng)藥。

第三主成分以速效鉀貢獻(xiàn)大。鉀可以提高作物抗逆性和增進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，核桃是一種需鉀較大的木本植物，其葉片和果實(shí)硬殼中含鉀高，周年葉片和硬殼帶走的鉀量大［21］，土壤中速效鉀的豐缺影響核桃產(chǎn)量及品質(zhì)［2］。研究區(qū)土壤速效鉀平均值為169 mg·kg-1，有61.9%的土壤存在鉀過(guò)量現(xiàn)象，7.0%的土壤速效鉀為缺乏水平，這與除與土壤母質(zhì)有關(guān)外，還與生產(chǎn)中注重施用氮磷肥，不施鉀肥，在核桃常年經(jīng)營(yíng)情況下，土壤中的鉀不斷的被帶走又得不到補(bǔ)充有關(guān)。因此，需結(jié)合土壤測(cè)試結(jié)果根據(jù)土壤具體情況，決定是否增施鉀肥。

pH值在第四主成分中貢獻(xiàn)率較大，pH值對(duì)土壤中的養(yǎng)分元素的有效性影響較大，核桃在土壤pH值為5.5～8.2的微酸性到堿性土壤中均可正常生長(zhǎng)，而土壤pH在6.5～7.5，土壤養(yǎng)分有效性最高，pH的升高或降低都會(huì)影響核桃的產(chǎn)量［3］。山西核桃主產(chǎn)區(qū)95.2%的土壤樣本pH在7.6～8.5，為弱堿性土，可以種植核桃。但為了實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分平衡，獲得核桃優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，應(yīng)在核桃園增施有機(jī)肥或使用酸性肥料以降低pH值。

（2）采用類平均系統(tǒng)聚類法將核桃種植區(qū)土壤肥力狀況分為4類，分別為最高、較高、中和低。不同主產(chǎn)區(qū)土壤綜合肥力從高到低依次為汾陽(yáng)＞黎城＞左權(quán)＞盂縣＞古縣。汾陽(yáng)核桃產(chǎn)區(qū)規(guī)模化核桃園較多，園內(nèi)充分利用林地空間與其他作物套種，土壤肥力狀況處于中等偏高，個(gè)別核桃園存在有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷缺乏鉀過(guò)量的現(xiàn)象。其次是黎城和左權(quán)土壤肥力狀況集中在中及高水平，分別有5.56%和7.14%的核桃園土壤肥力為低水平，主要表現(xiàn)在嚴(yán)重缺乏有機(jī)質(zhì)和有效磷。盂縣核桃園土壤肥力空間差異顯著，19.57%的核桃園肥力為低水平，主要障礙因子為有機(jī)質(zhì)、有效磷、有效鋅、全氮和速效鉀。古縣核桃園有25.53%的土壤肥力為低水平，有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效鋅是影響其肥力低的主要因子。本研究中，山西核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力水平分布不均勻，可能與各區(qū)域施肥管理以及農(nóng)業(yè)活動(dòng)等行為有關(guān)。建議在土壤測(cè)試的基礎(chǔ)上，因地制定施肥政策，以實(shí)現(xiàn)核桃穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)和品質(zhì)提升。

（3）本研究利用主成分分析和聚類分析獲得的土壤肥力綜合評(píng)價(jià)可以較好地反映主產(chǎn)區(qū)核桃實(shí)際土壤肥力狀況，與許仙菊等［22］、王小艷等［8］研究主成分分析在桑園和稻田土壤肥力綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用有相似的觀點(diǎn)，土壤肥力受到土壤類型、利用方式、種植作物和人為活動(dòng)等的影響。選定指標(biāo)是土壤肥力評(píng)價(jià)的核心，直接關(guān)系到評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性，本研究選取的9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)具有一定的局限性，需進(jìn)一步增加全量元素及核桃產(chǎn)量等重要指標(biāo)，構(gòu)建更全面的核桃種園土壤肥力評(píng)價(jià)體系。