草业学报

转折点取值 Turning point value	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total nitrogen (g·kg^-1)	碱解氮 Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	有效磷 Available phosphorus (mg·kg^-1)	速效钾 Available potassium (mg·kg^-1)
x₁	4.0	10	0.75	60	5	50
x₂	4.5	30	2.00	120	20	150
x₃	6.0	-	-	-	-	-
x₄	7.0	-	-	-	-	-

转折点取值 Turning point value	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total nitrogen (g·kg^-1)	碱解氮 Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	有效磷 Available phosphorus (mg·kg^-1)	速效钾 Available potassium (mg·kg^-1)
x₁	4.0	10	0.75	60	5	50
x₂	4.5	30	2.00	120	20	150
x₃	6.0	-	-	-	-	-
x₄	7.0	-	-	-	-	-

土壤肥力综合指标 IFI	IFI≥0.75	0.50≤IFI<0.75	0.25≤IFI<0.50	IFI<0.25
土壤肥力等级 Soil fertility grade	Ⅰ级 LevelⅠ	Ⅱ级Level Ⅱ	Ⅲ级Level Ⅲ	Ⅳ级Level Ⅳ

土壤肥力综合指标 IFI	IFI≥0.75	0.50≤IFI<0.75	0.25≤IFI<0.50	IFI<0.25
土壤肥力等级 Soil fertility grade	Ⅰ级 LevelⅠ	Ⅱ级Level Ⅱ	Ⅲ级Level Ⅲ	Ⅳ级Level Ⅳ

指标Index	一级LevelⅠ	二级Level Ⅱ	三级Level Ⅲ	优质茶园标准High quality tea plantation standard
pH	<4.5	4.5~5.5	>5.5	4.5~5.5
有机质Organic matter (g·kg^-1)	>15	10~15	<10	≥20
全氮Total nitrogen (g·kg^-1)	>1.0	0.8~1.0	<0.8	≥1.5
碱解氮Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	>100	50~100	<50	≥100
有效磷Available phosphorus (mg·kg^-1)	>10	5~10	<5	≥20
速效钾Available potassium (mg·kg^-1)	>120	80~120	<80	≥100

指标Index	一级LevelⅠ	二级Level Ⅱ	三级Level Ⅲ	优质茶园标准High quality tea plantation standard
pH	<4.5	4.5~5.5	>5.5	4.5~5.5
有机质Organic matter (g·kg^-1)	>15	10~15	<10	≥20
全氮Total nitrogen (g·kg^-1)	>1.0	0.8~1.0	<0.8	≥1.5
碱解氮Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	>100	50~100	<50	≥100
有效磷Available phosphorus (mg·kg^-1)	>10	5~10	<5	≥20
速效钾Available potassium (mg·kg^-1)	>120	80~120	<80	≥100

茶园类型 Types of tea plantation	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total nitrogen (g·kg^-1)	碱解氮 Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	有效磷 Available phosphorous (mg·kg^-1)	速效钾 Available potassium (mg·kg^-1)
低山黄壤 Low mountain yellow soil	5.12±0.29ab	18.93±2.25a	1.16±0.11a	95.67±8.05b	16.36±3.91a	110.78±20.99a
低山石灰土Low mountain calcareous soil	5.16±0.32ab	22.35±2.88a	1.45±0.17a	169.65±51.83a	48.24±23.84a	172.00±36.49a
丘陵黄壤 Hilly yellow soil	5.48±0.34a	23.60±4.04a	1.41±0.22a	119.58±21.30ab	56.45±43.56a	114.67±32.19a
丘陵石灰土Hilly calcareous soil	4.72±0.10b	26.00±1.63a	1.54±0.10a	123.57±7.67ab	41.57±10.02a	170.44±26.57a
中山黄壤Medium mountain yellow soil	4.77±0.09ab	23.21±1.48a	1.53±0.09a	121.18±11.20ab	46.54±20.38a	108.67±12.75a
中山石灰土Medium mountain calcareous soil	5.34±0.28ab	22.92±2.11a	1.46±0.09a	117.35±8.94ab	55.79±11.40a	137.11±27.17a
范围 Range	3.73~7.26	9.24~44.62	0.74~2.77	33.01~380.28	0.91~404.05	30.00~360.00
平均值 Average	5.01±0.11	22.84±1.03	1.43±0.06	124.50±9.83	44.16±9.06	135.61±11.16
标准差 Standard deviation	0.80	7.37	0.38	51.50	66.85	73.14
变异系数 Coefficient of variation (%)	15.98	33.06	27.66	44.85	147.00	56.07
分布频率Distribution frequency (%)
Ⅰ级 LevelⅠ	16.67	87.04	85.19	61.11	74.07	50.00
Ⅱ级Level Ⅱ	61.11	11.11	9.25	37.04	14.82	24.07
Ⅲ级Level Ⅲ	22.22	1.85	5.56	1.85	11.11	25.93
优质茶园占比High quality tea plantation proportion (%)	61.11	61.11	70.37	61.11	55.56	59.26

茶园类型 Types of tea plantation	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total nitrogen (g·kg^-1)	碱解氮 Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	有效磷 Available phosphorous (mg·kg^-1)	速效钾 Available potassium (mg·kg^-1)
低山黄壤 Low mountain yellow soil	5.12±0.29ab	18.93±2.25a	1.16±0.11a	95.67±8.05b	16.36±3.91a	110.78±20.99a
低山石灰土Low mountain calcareous soil	5.16±0.32ab	22.35±2.88a	1.45±0.17a	169.65±51.83a	48.24±23.84a	172.00±36.49a
丘陵黄壤 Hilly yellow soil	5.48±0.34a	23.60±4.04a	1.41±0.22a	119.58±21.30ab	56.45±43.56a	114.67±32.19a
丘陵石灰土Hilly calcareous soil	4.72±0.10b	26.00±1.63a	1.54±0.10a	123.57±7.67ab	41.57±10.02a	170.44±26.57a
中山黄壤Medium mountain yellow soil	4.77±0.09ab	23.21±1.48a	1.53±0.09a	121.18±11.20ab	46.54±20.38a	108.67±12.75a
中山石灰土Medium mountain calcareous soil	5.34±0.28ab	22.92±2.11a	1.46±0.09a	117.35±8.94ab	55.79±11.40a	137.11±27.17a
范围 Range	3.73~7.26	9.24~44.62	0.74~2.77	33.01~380.28	0.91~404.05	30.00~360.00
平均值 Average	5.01±0.11	22.84±1.03	1.43±0.06	124.50±9.83	44.16±9.06	135.61±11.16
标准差 Standard deviation	0.80	7.37	0.38	51.50	66.85	73.14
变异系数 Coefficient of variation (%)	15.98	33.06	27.66	44.85	147.00	56.07
分布频率Distribution frequency (%)
Ⅰ级 LevelⅠ	16.67	87.04	85.19	61.11	74.07	50.00
Ⅱ级Level Ⅱ	61.11	11.11	9.25	37.04	14.82	24.07
Ⅲ级Level Ⅲ	22.22	1.85	5.56	1.85	11.11	25.93
优质茶园占比High quality tea plantation proportion (%)	61.11	61.11	70.37	61.11	55.56	59.26

茶园类型 Types of tea plantation	隶属度 Membership
低山黄壤 Low mountain yellow soil	0.86	0.60	0.40	0.72	0.73	0.63
低山石灰土 Low mountain calcareous soil	0.71	0.57	0.51	0.67	0.54	0.50
丘陵黄壤 Hilly yellow soil	0.89	0.55	0.48	0.72	1.00	0.77
丘陵石灰土 Hilly calcareous soil	0.85	0.56	0.51	0.77	0.78	0.58
中山黄壤 Medium mountain yellow soil	0.92	0.78	0.71	0.85	0.69	0.71
中山石灰土 Medium mountain calcareous soil	0.80	0.62	0.55	0.65	0.59	0.68

茶园类型 Types of tea plantation	隶属度 Membership
低山黄壤 Low mountain yellow soil	0.86	0.60	0.40	0.72	0.73	0.63
低山石灰土 Low mountain calcareous soil	0.71	0.57	0.51	0.67	0.54	0.50
丘陵黄壤 Hilly yellow soil	0.89	0.55	0.48	0.72	1.00	0.77
丘陵石灰土 Hilly calcareous soil	0.85	0.56	0.51	0.77	0.78	0.58
中山黄壤 Medium mountain yellow soil	0.92	0.78	0.71	0.85	0.69	0.71
中山石灰土 Medium mountain calcareous soil	0.80	0.62	0.55	0.65	0.59	0.68

项目 Item	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous
有机质Organic matter	-0.491^**
全氮Total nitrogen	-0.442^**	0.935^**
碱解氮Alkaline nitrogen	-0.328^*	0.669^**	0.749^**
有效磷Available phosphorous	-0.491^**	0.511^**	0.551^**	0.446^**
速效钾Available potassium	-0.183	0.415^**	0.374^**	0.439^**	0.092

项目 Item	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous
有机质Organic matter	-0.491^**
全氮Total nitrogen	-0.442^**	0.935^**
碱解氮Alkaline nitrogen	-0.328^*	0.669^**	0.749^**
有效磷Available phosphorous	-0.491^**	0.511^**	0.551^**	0.446^**
速效钾Available potassium	-0.183	0.415^**	0.374^**	0.439^**	0.092

主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)	主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)
1	3.473	57.890	57.890	4	0.481	8.023	93.427
2	0.979	16.316	74.205	5	0.343	5.713	99.140
3	0.672	11.199	85.404	6	0.052	0.860	100.000

主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)	主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)
1	3.473	57.890	57.890	4	0.481	8.023	93.427
2	0.979	16.316	74.205	5	0.343	5.713	99.140
3	0.672	11.199	85.404	6	0.052	0.860	100.000

指标 Index	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous	速效钾 Available potassium
相关系数平均值 Correlation coefficient average	0.387	0.064	0.610	0.526	0.418	0.301
权重系数 Weighting factor	0.168	0.028	0.265	0.228	0.181	0.131

指标 Index	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous	速效钾 Available potassium
相关系数平均值 Correlation coefficient average	0.387	0.064	0.610	0.526	0.418	0.301
权重系数 Weighting factor	0.168	0.028	0.265	0.228	0.181	0.131

茶园土壤等级 Soil grade of tea plantations	平均值 Average	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)	范围值 Range	样本数 Number of samples	占比 Proportion (%)
I	0.839	0.030984	7.27	0.760~0.989	28	51.85
Ⅱ	0.619	0.072184	11.66	0.501~0.732	17	31.48
Ⅲ	0.353	0.047710	13.52	0.274~0.412	7	12.96
Ⅳ	0.188	0.008920	4.74	0.179~0.197	2	3.71
平均 Average	0.683	0.202706	29.68	0.179~0.989	54	100.00

茶园土壤等级 Soil grade of tea plantations	平均值 Average	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)	范围值 Range	样本数 Number of samples	占比 Proportion (%)
I	0.839	0.030984	7.27	0.760~0.989	28	51.85
Ⅱ	0.619	0.072184	11.66	0.501~0.732	17	31.48
Ⅲ	0.353	0.047710	13.52	0.274~0.412	7	12.96
Ⅳ	0.188	0.008920	4.74	0.179~0.197	2	3.71
平均 Average	0.683	0.202706	29.68	0.179~0.989	54	100.00

茶园类型 Types of tea plantations	土壤肥力综合指标值IFI	等级 Level	分布频率 Distribution frequency (%)
低山黄壤 Low mountain yellow soil	0.669	Ⅱ	44.44	33.33	11.11	11.11
低山石灰土Low mountain calcareous soil	0.585	Ⅱ	33.33	44.44	11.11	11.11
丘陵黄壤Hilly yellow soil	0.739	Ⅱ	55.56	44.44	0.00	0.00
丘陵石灰土Hilly calcareous soil	0.687	Ⅱ	66.67	11.11	22.22	0.00
中山黄壤Medium mountain yellow soil	0.776	I	66.67	33.33	0.00	0.00
中山石灰土Medium mountain calcareous soil	0.641	Ⅱ	44.45	22.22	33.33	0.00

茶园类型 Types of tea plantations	土壤肥力综合指标值IFI	等级 Level	分布频率 Distribution frequency (%)
低山黄壤 Low mountain yellow soil	0.669	Ⅱ	44.44	33.33	11.11	11.11
低山石灰土Low mountain calcareous soil	0.585	Ⅱ	33.33	44.44	11.11	11.11
丘陵黄壤Hilly yellow soil	0.739	Ⅱ	55.56	44.44	0.00	0.00
丘陵石灰土Hilly calcareous soil	0.687	Ⅱ	66.67	11.11	22.22	0.00
中山黄壤Medium mountain yellow soil	0.776	I	66.67	33.33	0.00	0.00
中山石灰土Medium mountain calcareous soil	0.641	Ⅱ	44.45	22.22	33.33	0.00

主成分 Principal component	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous	速效钾 Available potassium	IFI	方差贡献率 Variance contribution rate (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)
PC1	-0.616	0.910	0.932	0.812	0.618	0.541	0.843	58.872	58.872
PC2	0.356	-0.032	-0.046	0.121	-0.576	0.703	0.200	14.439	73.311

主成分 Principal component	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous	速效钾 Available potassium	IFI	方差贡献率 Variance contribution rate (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)
PC1	-0.616	0.910	0.932	0.812	0.618	0.541	0.843	58.872	58.872
PC2	0.356	-0.032	-0.046	0.121	-0.576	0.703	0.200	14.439	73.311

湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量评价

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柳书俊 ¹^,² , 姚新转 ¹^,² , 赵德刚 ²^,³ , 吕立堂 ¹^,²^,^*

草业学报 | 研究论文 2020,29(11): 33-45

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湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量评价

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柳书俊¹^,², 姚新转¹^,², 赵德刚²^,³, 吕立堂¹^,²^,^*

作者信息

1.贵州大学茶学院,贵州贵阳 550025

2.贵州大学农业生物工程研究院山地植物资源与种质创新省部共建教育部重点实验室,贵州贵阳 550025

3.贵州省农业科学院,贵州贵阳 550025

通讯作者:

*通信作者. E-mail: ltlv@gzu.edu.cn

An evaluation of soil nutrient status and balance in Meitan tea plantations

Shu-jun LIU¹^,², Xin-zhuan YAO¹^,², De-gang ZHAO²^,³, Li-tang LÜ¹^,²^,^*

Affiliations

1. College of Tea Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China

2. The Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Germplasm Innovation in Mountainous Region (Ministry of Education), Institute of Agro-Bioengineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China

3. Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550025, China

出版时间: 2020-11-20 doi: 10.11686/cyxb2020061

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摘要

收起

为探明湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量现状,选用pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾6个指标,应用主成分分析法对湄潭6种类型茶园土壤养分特征及肥力质量状况进行评价。结果表明:1)湄潭茶园土壤pH为3.73~7.26,均值为5.01,61.11%的茶园土壤达到优质茶园的标准,湄潭茶园土壤pH整体适宜,16.67%的茶园土壤有酸化趋势。2)湄潭茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量整体丰富,均值分别为22.84 g·kg^-1、1.43 g·kg^-1、124.50 mg·kg^-1、44.16 mg·kg^-1和135.61 mg·kg^-1,分别有61.11%、70.37%、61.11%、55.56%和59.26%的茶园土壤达到优质茶园的标准,但各养分指标之间存在着明显的空间差异。3)湄潭茶园土壤肥力综合指标值(IFI)为0.179~0.989,均值为0.683,分别有51.85%和31.48%的茶园土壤处于Ⅰ和Ⅱ级水平,土壤养分状况整体良好;各类型茶园IFI之间存在明显的空间差异,其由大到小分别为:中山黄壤>丘陵黄壤>丘陵石灰土>低山黄壤>中山石灰土>低山石灰土。4) pH与有机质、全氮、有效磷之间呈极显著负相关关系,与碱解氮呈显著负相关关系;各养分指标之间存在着显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的正相关关系,各养分之间关系比较密切且具有同源性。pH与IFI呈极显著(P<0.01)负相关关系,其他养分指标均与IFI呈极显著(P<0.01)正相关关系。

关键词

湄潭茶园 / 土壤养分 / 土壤肥力质量 / 土壤肥力综合指标值 / 主成分分析

Abstract

收起

This research investigated the soil nutrient status and balance in Meitan tea plantations. Six indicators were selected (pH, organic matter, total nitrogen, alkaline nitrogen, available phosphorus and available potassium) and data on these collected for six categories of tea plantation. The data were evaluated by principal component analysis. It was found that: 1) The soil pH of Meitan tea plantations ranged from 3.73 to 7.26, with an average value of 5.01. In 61.11% of the surveyed tea plantations, the soil tests satisfied the standard set for high quality tea plantations. Hence, the soil pH of Meitan tea plantations was generally suitable, although soil in 16.67% of the tea plantations had an acidification trend. 2) The contents of organic matter, total nitrogen, alkaline nitrogen, available phosphorus and available potassium in Meitan tea plantations were in most cases rich, with average values of 22.84 g·kg^-1, 1.43 g·kg^-1, 124.50 mg·kg^-1, 44.16 mg·kg^-1 and 135.61 mg·kg^-1, respectively. For the same list of tests, soil in 61.11%, 70.37%, 61.11%, 55.56% and 59.26%, respectively, of the tea plantations met the standard for high quality tea plantations, but the status for individual nutrients differed between plantations. 3) The integrated fertility index (IFI) range for the surveyed Meitan tea plantations was 0.179-0.989, with an average value of 0.683. In 51.85% of the tea plantations soil was at level Ⅰ status, and in 31.48%, it was at level Ⅱ. Hence, the soil nutrient status is generally good. There were obvious differences in IFI between the different categories of tea plantations, with the ranking being: medium mountain yellow soil>hilly yellow soil>hilly calcareous soil>low mountain yellow soil>medium mountain calcareous soil>low mountain calcareous soil. 4) There was a very significant negative correlation between pH and organic matter, total nitrogen, and available phosphorus, and a significant negative correlation of pH with alkaline nitrogen. There was a significant (P<0.05) and a very significant (P<0.01) positive correlation between the nutrient indexes; i.e. the values for the various nutrients at any one test site were relatively close and homologous. Tea plantation values for soil pH were negatively correlated with IFI (P<0.01), and test values for other nutrients were positively correlated with IFI (P<0.01).

Key words

Meitan tea plantations / soil nutrient / soil fertility quality / integrated fertility index (IFI) / principal component analysis

引用本文

柳书俊, 姚新转, 赵德刚, 吕立堂. 湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量评价. 草业学报, 2020 , 29 (11) : 33 -45 . DOI: 10.11686/cyxb2020061

Shu-jun LIU, Xin-zhuan YAO, De-gang ZHAO, Li-tang LÜ. An evaluation of soil nutrient status and balance in Meitan tea plantations[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2020 , 29 (11) : 33 -45 . DOI: 10.11686/cyxb2020061

正文

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土壤作为茶树(Camellia sinensis)生长的物质基础,其养分及肥力水平是其物理、化学和生物特性的综合反映,其丰缺程度直接影响了茶树的生长发育,进而影响茶叶的产量和品质^[1,2,3,4,5]。因此,开展茶园土壤养分特征及肥力质量评价对于摸清茶园土壤本底、掌握茶园土壤质量具有重要意义。土壤养分及肥力质量综合评价的方法有主成分分析法^[6]、聚类分析法^[6]、地统计学法^[7]、模糊数学分析法^[1]、指数和法^[4,8]等;目前,主成分分析法在土壤质量评价中得到广泛的应用,一般认为主成分分析可以弱化变量间的自相关性所引起的误差,形成互不相关的主成分得分,获得各主成分得分,同时通过计算得到综合评价得分,从而达到对土壤养分质量的精确评价,以及可精确筛选土壤属性的变异性^[9,10]。我国众多学者对茶园土壤养分及肥力状况已经进行了相关研究。高菲菲等^[3]的研究表明,云南普洱市茶园土壤适宜茶树的种植,但土壤碱解氮和速效钾的含量相对偏低。吴云等^[11]的研究表明,茶园土壤在不同pH值区段内的化学性质随pH值的变化差异明显,土壤酸化程度加剧对茶树的生长十分不利。周国兰等^[12]的研究表明,贵州茶园土壤养分状况分布不均衡,大多处于适宜或最适宜之间,各地区土壤养分含量变化幅度大。任艳芳等^[13]的研究表明,贵州省开阳茶园土壤肥力质量总体水平良好,但土壤偏酸,速效磷和速效钾的含量相对偏低,应重点改酸和增施磷钾肥。准确掌握茶园土壤养分及肥力状况是茶树合理施肥的前提条件,以上研究都为当地茶园合理施肥和提高茶叶产量提供了参考依据^[13]。

湄潭是贵州最大的茶区,2018年茶园种植面积达40000 hm²,是贵州省茶叶高效示范园区,茶叶产业已成为湄潭农村经济中的重要支柱产业^[13]。有学者对湄潭茶园养分及理化性质状况研究发现:茶园土壤pH为3.68~5.69,有机质为10.25~42.68 g·kg^-1,全氮为0.92~3.34 g·kg^-1,碱解氮为54.11~241.21 mg·kg^-1,有效磷为1.87~38.20 mg·kg^-1,速效钾为30.67~202.13 mg·kg^-1,土壤有酸化趋势,且酸化程度与长期连续的化肥使用直接相关^{[14,15,16,17,18]}。开展湄潭不同类型茶园土壤养分及肥力质量状况的研究,对于摸清茶园土壤本底、掌握茶园土壤质量、指导茶园科学施肥管理、提高茶园土壤肥力、优化茶园生态系统环境质量、提升茶叶产量品质、实现茶产业可持续发展、推行农业绿色发展和促进生态文明建设具有重要的意义。

基于此,本研究选用pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾6个指标,应用主成分分析法对湄潭6种类型茶园土壤养分特征及肥力质量状况进行评价,掌握湄潭茶园土壤养分特征及肥力质量现状,以期为土壤合理施肥和养分管理提供科学依据。

1 材料与方法

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1.1 研究区概况

湄潭区位于贵州省遵义市东部、大娄山南麓,面积 1844.9 km²,地理位置为20°12'30″-27°20'18″ N,107°15'36″-107°41'08″ E,属长江流域上游,乌江水系^[19]。全县南北狭长,最长距离为96.50 km,东西最宽距离为25.50 km。地形北部、西南部高,中部、东部和南部边境低,海拔631~1556 m,平均海拔940 m。属中亚热带湿润季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,雨热同期,年均降水量1137.6 mm,随海拔增高降水量增大,全年气候温和,年均气温14.9 ℃,月均温变幅4.1~24.9 ℃,全年总积温5475 ℃,全年无霜期284 d,年均日照时数1163 h^[20]。成土母岩为碳酸岩、砂页岩及第四纪粘土,土壤类型多样,以黄壤和石灰土为主,自然肥力高,富含氮、磷、钾和有机质^[21]。湄潭区地表资源丰富,土壤富含锌、硒等对人体有益的微量元素,是典型的“高海拔、低纬度、寡日照、多云雾、无污染”的地区,其自然地理环境特别适宜于茶树生长。

1.2 样品采集与测试

于2019年5月6日-2019年5月18日,基于湄潭县2015年二调数据库,根据茶园地形和土壤 (《贵州省第四次林业资源规划设计调查实施细则》^[22])将湄潭茶园分为6种类型:低山黄壤、低山石灰土、丘陵黄壤、丘陵石灰土、中山黄壤和中山石灰土,每种类型茶园随机布设9个样方(图1)。采样方法按照《土壤农化分析》 ^[23]进行,采用 “S” 形布点采样法,每个样方采集5个0~20 cm土层的土样混合为1个土壤样品,除去石块、植物根系和凋落物后,用四分法取各混合土样1 kg左右,并记录各采样点的经纬度信息。

参考《土壤农化分析》^[23]测定土壤样品中的pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,采用玻璃电极法测定(水土比为2.5:1)pH;采用重铬酸钾容量法测定有机质含量;采用半微量凯氏法测定全氮含量;采用碱解扩散法测定碱解氮含量;采用钼锑抗比色法测定有效磷含量;采用火焰光度法测定速效钾含量。

1.3 土壤肥力综合质量评价方法

1.3.1 土壤单项肥力指标隶属度的确定选取pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾6项指标作为确定湄潭茶园土壤肥力综合指标值(integrated fertility index, IFI)的因子。常用的隶属函数有S型和抛物线两种,其中pH属于抛物线型函数,其余各项指标均属于S型函数。其函数表达式分别为:

S型隶属函数:

N_i=f(x)=

1.0 x ≥ x 2 0.9 (x - x 1) x 2 - x 1 + 0.1 x 1 < x < x 2 0.1 x ≤ x 1

(1)

抛物线型隶属函数:

N_i=f(x)=

1.0 - 0.9 (x - x 3) x 4 - x 3 x 3 < x < x 4 1.0 x 2 ≤ x ≤ x 3 1.0 + 0.9 (x - x 1) x 2 - x 1 x 1 < x < x 2 0.1 x ≥ x 4 或 x ≤ x 1

(2)

式中:N_i为评价因子i的隶属值,x为实测值,根据茶园土壤各肥力指标与茶叶产量与质量之间的关系,结合已有研究^[1-2,13],确定各肥力指标的隶属度函数类型和各项函数曲线转折点的取值(表1)。隶属值大小为0.1~1.0,最大值1.0表示土壤肥力指标完全适宜作物生长,最小值0.1表示土壤肥力指标严重缺乏;由于土壤中不可能没有某种养分,因此最小值没有取0^[24]。

1.3.2 土壤单项肥力指标权重系数的确定权重系数表征各项肥力指标对土壤肥力的影响程度或贡献率。本研究采用主成分分析法,选取累计百分率大于85%的主成分来确定土壤肥力因子的权重值^[2,24]。计算公式如下:

W i = r i均 ∑ r i均

(3)

式中:r_i_均为评价因子i与其他各因子间相关系数的平均值。

1.3.3 土壤肥力综合指标值的计算土壤肥力综合指标值是一个反映土壤肥力状况的指标值,其大小表示土壤肥力的等级,计算公式如下:

IFI=

∑ i = 1 n W i × N i

(4)

式中:IFI为土壤肥力综合指标值,n为评价指标数量,W_i和N_i分别为第i个评价指标的权重系数和隶属值,根据IFI值即可对土壤肥力指标进行划分^[1](表2)。

1.4 数据分析

用IBM SPSS 25.0和Origin 2018软件进行统计分析和制图。

2 结果与分析

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2.1 茶园土壤养分的基本状况

根据国家绿色食品产地环境技术条件(NY/T 391-2013)^[25]和国家茶叶产地环境技术条件(NY/T 853-2004)^[26]中茶园土壤肥力的分级标准,并结合韩文炎等^[27]提出的优质高效高产茶园的土壤营养诊断指标确定湄潭茶园土壤养分分级标准(表3)。

2.1.1 土壤pH值由表4可知,湄潭茶园土壤pH变化范围为3.73~7.26,均值为5.01,变异系数为15.98%,属于弱变异,说明各类型茶园的土壤pH变异不大;从茶园土壤pH分布来看,土壤pH低于4.5的茶园占16.67%,高于5.5的茶园占22.22%,pH为4.5~5.5的茶园占61.11%,表明有61.11%的茶园土壤达到了优质茶园的标准。各类型茶园土壤pH均值为4.72~5.48,其中,丘陵黄壤>中山石灰土>低山石灰土>低山黄壤>中山黄壤>丘陵石灰土,仅丘陵黄壤与丘陵石灰土之间存在显著性差异(P<0.05),且各类型茶园pH均值均符合优质茶园标准。

2.1.2 土壤有机质由表4可知,湄潭茶园土壤有机质变化范围为9.24~44.62 g·kg^-1,均值为22.84 g·kg^-1,不同茶园有机质含量变异为中等变异,变异系数为33.06%;从茶园土壤有机质含量分布来看,土壤有机质含量大于15 g·kg^-1的茶园高达87.04%,10~15 g·kg^-1的茶园有11.11%,小于10 g·kg^-1的茶园仅1.85%,且有61.11%的茶园达到优质茶园的标准。各类型茶园土壤有机质均值为 18.93~26.00 g·kg^-1,其中,丘陵石灰土>丘陵黄壤>中山黄壤>中山石灰土>低山石灰土>低山黄壤,但各类型茶园之间无显著性差异 (P>0.05),除低山黄壤茶园外,其余各类型茶园土壤有机质含量均值均符合优质茶园标准。

2.1.3 土壤氮、磷、钾元素由表4可知,湄潭茶园土壤全氮含量为0.74~2.77 g·kg^-1,均值为1.43 g·kg^-1,不同茶园全氮含量变异系数为27.66%,属中等变异;从茶园土壤全氮含量分布来看,土壤全氮含量高于1.0 g·kg^-1的茶园高达85.19%,低于0.8 g·kg^-1的仅5.56%,0.8~1.0 g·kg^-1之间的占9.25%,有70.37%的茶园达到优质茶园的标准。各类型茶园土壤全氮均值为 1.16~1.54 g·kg^-1,其中,丘陵石灰土>中山黄壤>中山石灰土>低山石灰土>丘陵黄壤>低山黄壤,各类型茶园之间无显著性差异(P>0.05),且各类型茶园中仅丘陵石灰土和中山黄壤茶园全氮含量均值符合优质茶园标准。

湄潭茶园土壤碱解氮含量为33.01~380.28 mg·kg^-1,均值为124.50 mg·kg^-1,不同茶园土壤碱解氮含量变异系数为44.85%,属强变异,说明各茶园间的碱解氮含量差异较大;从茶园土壤碱解氮含量分布来看,土壤碱解氮含量大于100 mg·kg^-1的茶园占61.11%,小于50 mg·kg^-1的茶园仅1.85%,50~100 mg·kg^-1的占37.04%,有61.11%的茶园达到优质茶园的标准。各类型茶园土壤碱解氮均值为 95.67~169.65 mg·kg^-1,其中,低山石灰土>丘陵石灰土>中山黄壤>丘陵黄壤>中山石灰土>低山黄壤,仅低山黄壤与低山石灰土之间存在显著性差异(P<0.05),且仅低山黄壤茶园土壤碱解氮含量均值不符合优质茶园的标准。

湄潭茶园有效磷含量为0.91~404.05 mg·kg^-1,均值为44.16 mg·kg^-1,不同茶园有效磷含量变异系数高达147.00%,属强变异;从茶园土壤有效磷分布来看,土壤有效磷含量大于10 mg·kg^-1的茶园占74.07%,小于5 mg·kg^-1的茶园占11.11%,5~10 mg·kg^-1的茶园占14.82%,有55.56%茶园达到优质茶园的标准。各类型茶园有效磷均值为 16.36~56.45 mg·kg^-1,其由大到小依次为:丘陵黄壤>中山石灰土>低山石灰土>中山黄壤>丘陵石灰土>低山黄壤,各类型茶园之间无显著性差异(P>0.05),且仅低山黄壤茶园土壤有效磷含量均值不符合优质茶园的标准。

湄潭茶园速效钾含量为30.00~360.00 mg·kg^-1,均值为135.61 mg·kg^-1,不同茶园速效钾含量变异系数高达56.07%,属于强变异;从茶园土壤速效钾含量分布来看,土壤速效钾含量大于120 mg·kg^-1的茶园占50.00%,小于80 mg·kg^-1的茶园占25.93%,80~120 mg·kg^-1的占24.07%,有59.26%的茶园达到优质茶园的标准。各类型茶园土壤速效钾均值为108.67~172.00 mg·kg^-1,其中,低山石灰土>丘陵石灰土>中山石灰土>丘陵黄壤>低山黄壤>中山黄壤,各类型茶园之间无显著性差异(P>0.05),均符合优质茶园的标准。

2.2 土壤肥力质量等级评定

2.2.1 单项土壤肥力指标的隶属度和权重根据土壤肥力质量评价方法中的隶属度函数公式,计算各项肥力质量指标的隶属度(表 5)和单项肥力指标间的相关系数(表 6),其中,pH 与有机质、全氮、有效磷之间呈极显著负相关关系,与碱解氮呈显著负相关;有机质与全氮、碱解氮、有效磷、速效钾之间,全氮与碱解氮、有效磷、速效钾之间,碱解氮与有效磷、速效钾之间均呈极显著正相关,表明土壤养分之间的关系比较密切。

采用主成分分析法,选取累计百分率大于85%的主成分 (表7)来确定土壤肥力因子的权重值 (表8)。由表8可知,茶园土壤各项指标的权重系数差异较大,全氮、碱解氮和有效磷的权重系数差别较小,均≥0.181,速效钾和有机质的权重系数较小,分别为0.131和0.028。表明茶园肥力提升主要依靠增施氮肥和磷肥,茶树对钾肥的需求略小。

2.2.2 土壤肥力综合评价由表9可知,湄潭茶园土壤肥力综合指数 (IFI)变化范围为0.179~0.989,均值为0.683,变异系数为29.68%,属中等变异。大部分茶园土壤肥力综合指数处于Ⅰ和Ⅱ级水平,分别占51.85%和31.48%,土壤养分状况总体较好,仅有3.71%的土壤样本综合肥力指数在0.25以下,该部分茶园需要进一步改善土壤肥力。

由表10可知,湄潭茶园土壤肥力水平空间差异明显,各类型茶园土壤肥力综合指数由大到小分别为:中山黄壤>丘陵黄壤>丘陵石灰土>低山黄壤>中山石灰土>低山石灰土,仅中山黄壤茶园土壤肥力综合指数处于Ⅰ级,其余茶园均处于Ⅱ级。其中,丘陵黄壤和中山黄壤类型茶园土壤肥力综合指数全部分布在Ⅰ、Ⅱ级;丘陵石灰土和中山石灰土茶园土壤肥力综合指数主要分布在Ⅰ、Ⅱ级,分布频率在73.64%以上;低山黄壤和低山石灰土在各等级均有分布,但以Ⅰ和Ⅱ级为主,分布频率均为77.77%,分布在Ⅳ级的有11.11%,该部分茶园需要适当的补充钾肥。

将土壤肥力综合指数与各养分因子进行拟合分析发现,pH与IFI的线性回归关系最为密切,且pH与IFI呈极显著 (P<0.01)负相关关系;有机质、全氮、碱解氮、速效钾、有效磷与IFI的Logistic回归关系最为密切,且各养分指标与IFI呈极显著 (P<0.01)正相关关系 (图2)。为进一步了解各养分因子与IFI之间的载荷情况,主成分分析结果 (表11)表明:前2个主成分的特征值大于1,累计贡献率为73.311%。IFI与有机质、全氮、碱解氮在第一主成分 (PC1)上具有较大载荷,均大于0.800;PC2上pH和速效钾与IFI具有较高载荷,表明湄潭茶园土壤中pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量对土壤肥力均有较大的影响。

3 讨论

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茶园土壤养分及肥力对茶树的生长发育,茶叶的品质、质量等方面有着重要的作用。茶树是喜酸性植物,土壤酸碱度的大小直接影响茶树的生长状况及茶叶的品质。适合茶树生长的pH值为4.0~5.5,最适宜茶树生长的pH值为4.5~5.5^[1,17]。当pH小于4.5或大于6.5时,茶树不仅对氮、磷、钾、镁等元素的吸收能力显著降低,而且会破坏土壤微生物区系,从而影响茶叶的产量和品质^[28,29]。本研究中,湄潭茶园土壤pH为3.73~7.26,平均值为5.01,变异系数为15.98%,大部分茶园土壤pH适宜茶树的生长,但有部分茶园土壤酸化,以低山石灰土、中山黄壤和中山石灰土茶园土壤酸化较为明显,各类型茶园的土壤pH值变异不大,这与张小琴等^[17]、李渝等^[18]的研究结果相似。茶园土壤酸化,一方面可能是由于部分茶园氮肥施用过多^[30],另一方面可能是长期种植导致茶树凋落物、修剪枝叶等自身循环加重了土壤中硅酸盐化合物及含铁化合物的矿化,加速了钾、钙等元素的流失和铝、硅积累^[31,32]。总体来看,湄潭茶园土壤pH整体适宜,土壤酸碱度较适合茶树的种植,有部分茶园土壤偏酸性。土壤有机质不仅是土壤固态物质的重要组成部分,而且可以提供植物所需的各种养分,其含量也是衡量土壤肥力高低的重要指标^[29,33]。本研究中,湄潭茶园土壤有机质含量为9.24~44.62 g·kg^-1,平均值为22.84 g·kg^-1,变异系数为33.06%,大部分茶园土壤有机质含量较高,中山黄壤最高、低山石灰土茶园次之;仅有 2%的茶园土壤有机质含量偏低,主要分布在中山石灰土和丘陵石灰土茶园,这与杨秀琴^[14]、李渝等^[18]的研究结果相似。总体来看,湄潭茶园土壤有机质含量较高,仅2%的茶园有机质含量处于缺乏状态,该部分茶园需增施有机肥。湄潭茶园主要分布在低山和丘陵地带,茶农们对茶园的精心呵护及茶树修枝后的枝条与叶子直接散落于茶垄中,外加当地湿润的气候与丰沛的降水使得这些修剪物更好的腐化,进而转化为有机质,使得茶园土壤更加肥沃。土壤氮、磷、钾养分作为作物生长和养分供应的重要养分库,是土壤肥力的重要反映指标,其含量高低及比例直接影响茶叶生长、产量和品质的高低^[34,35],茶树作为一种叶用植物,每年生产大量的芽叶,树体对氮、磷、钾的需求量大且迫切^[36]。氮素是茶树生长需求最多的元素,也是茶树主要品质成分游离氨基酸、茶多酚、糖类等的主要组成部分,可直接或间接地影响茶树的生长^[37,38]。本研究中,湄潭茶园土壤全氮和碱解氮含量平均值分别为1.43 g·kg^-1和124.50 mg·kg^-1,变异系数为27.66%和44.85%,大部分茶园的全氮和碱解氮含量较高,低山黄壤和丘陵黄壤茶园的含量较低,这与张小琴等^[17]的研究结果趋势相同,但本研究全氮和碱解氮的含量约为张小琴等^[17]研究结果的2.42倍,这主要是由于近年来市场对茶叶需求量的增大,促使茶农们大量的使用氮肥或复合肥来提高茶叶的产量。磷素是茶树正常生长发育不可或缺的元素,参与茶树的光合作用、呼吸作用及生长发育等多种生理活动,特别是茶树体内的酶促反应和能量传递与磷有很大的关联^[39]。钾是影响茶树生长发育及产量、品质的重要营养元素之一,参与了茶树体内几乎所有的生化反应,它是茶树多种酶的活化剂,可以促进茶树光合作用、蛋白质合成以及增强碳水化合物的代谢等,对提高茶树的抗逆性和抗病虫害有积极作用^[39,40]。本研究中,湄潭茶园土壤有效磷和速效钾均值分别为44.16 mg·kg^-1和135.61 mg·kg^-1,变异系数分别为147.00%和56.07%,均属强变异,这与张小琴等^[17]的研究结果趋势比较吻合,但本研究有效磷和速效钾的含量分别约为张小琴等^[17]研究结果的4.58和1.89倍,这主要与近年来化肥的大量使用和茶园腐殖质的积累有关。

本研究中湄潭茶园IFI变幅为0.179~0.989,均值为0.683,有51.85%和31.48%茶园分别为Ⅰ和Ⅱ级水平,茶园土壤肥力质量较好,除中山黄壤茶园土壤肥力为Ⅰ级水平外,其他茶园土壤肥力均为Ⅱ级水平。究其原因,这主要与各茶园的 pH 呈负相关关系,与其他养分含量呈正相关关系有关。

本研究发现,湄潭茶园各养分指标含量和土壤肥力之间存在着较强的空间变异,这可能是因为现有茶园在种茶之前原有的植被覆盖度不同,土壤养分背景之间存在着较大差异和不同茶园的管理水平参差不齐。湄潭各类型茶园间 pH 与有机质、全氮和有效钾含量呈极显著负相关关系,与碱解氮含量呈显著负相关关系,各养分指标之间呈极显著正相关关系,说明各养分之间具有同源性,这与温继良等^[2]的研究结果一致。总体而言,湄潭茶园土壤养分及肥力状况整体良好,但空间上存在一定的差异,有少部分茶园土壤养分缺失、肥力状况一般。今后在大力发展湄潭茶园种植的同时,应对茶园土壤养分现状问诊把脉,对症下药,科学施肥,增施有机肥,可根据实际情况套种绿肥,加强茶园规范化管理,减少茶园水土流失,改善茶园土壤养分结构及肥力质量,提高茶叶产量与品质,提升品牌影响力,努力实现“产业兴、人气旺、环境美、生态好”的产业发展目标,深入贯彻落实习总书记的“两山论”,努力建设“百姓富、生态美”的多彩贵州。

4 结论

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本研究应用主成分分析法,对湄潭6种类型茶园土壤养分特征及肥力质量进行了分析,得到如下主要结论:

1)湄潭茶园土壤pH为3.73~7.26,平均值为5.01,pH低于4.5的茶园占16.67%,有61.11%的茶园土壤达到优质茶园的标准,湄潭茶园土壤pH整体适宜,各类型茶园土壤pH均值均达到优质茶园的标准,但部分茶园土壤有酸化趋势,土壤pH存在空间差异;其中,丘陵石灰土、中山黄壤和中山石灰土茶园土壤酸化程度高于低山黄壤、低山石灰土和丘陵石灰土茶园。

2)湄潭茶园土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量整体丰富,平均值分别为5.01 g·kg^-1、22.84 g·kg^-1、1.43 mg·kg^-1、124.50 mg·kg^-1、44.16 mg·kg^-1和135.61 mg·kg^-1,分别有61.11%、70.37%、61.11%、55.56%和59.26%茶园达到优质茶园的标准,但各养分指标存在着明显的空间差异。

3)湄潭茶园IFI为0.179~0.989,平均值为0.683,大多数处于Ⅰ和Ⅱ级水平,分别占51.85%和31.48%,土壤养分状况整体良好;各类型茶园IFI之间存在明显的空间差异,其由大到小分别为:中山黄壤>丘陵黄壤>丘陵石灰土>低山黄壤>中山石灰土>低山石灰土。

4)pH 与有机质、全氮、有效磷之间呈极显著(P<0.01)负相关关系,与碱解氮呈显著(P<0.05)负相关;各养分指标之间存在着显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)的正相关关系,各养分之间关系比较密切且具有同源性。pH与IFI呈极显著(P<0.01)负相关关系,其他养分指标均与IFI呈极显著(P<0.01)正相关关系。

基金

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贵州省优秀青年科技人才项目“白化、黄化、紫化茶树品种茶叶品质提升关键技术研究” (黔科合平台人才[2019]5651)和中央引导地方科技发展专项 “贵州省茶产业技术创新中心” (黔科中地引[2017]4005)资助

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2020年第29卷第11期

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doi: 10.11686/cyxb2020061

接收时间：2020-02-20
首发时间：2026-03-13
出版时间：2020-11-20

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作者

出版历史

收稿日期：2020-02-20

基金

贵州省优秀青年科技人才项目“白化、黄化、紫化茶树品种茶叶品质提升关键技术研究” (黔科合平台人才[2019]5651)和中央引导地方科技发展专项 “贵州省茶产业技术创新中心” (黔科中地引[2017]4005)资助

作者信息

1.贵州大学茶学院,贵州贵阳 550025

2.贵州大学农业生物工程研究院山地植物资源与种质创新省部共建教育部重点实验室,贵州贵阳 550025

3.贵州省农业科学院,贵州贵阳 550025

通讯作者:

*通信作者. E-mail: ltlv@gzu.edu.cn

参考文献

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

转折点取值 Turning point value	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total nitrogen (g·kg^-1)	碱解氮 Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	有效磷 Available phosphorus (mg·kg^-1)	速效钾 Available potassium (mg·kg^-1)
x₁	4.0	10	0.75	60	5	50
x₂	4.5	30	2.00	120	20	150
x₃	6.0	-	-	-	-	-
x₄	7.0	-	-	-	-	-

转折点取值
Turning point
value

有机质
Organic matter
(g·kg^-1)

全氮
Total nitrogen
(g·kg^-1)

碱解氮
Alkaline nitrogen
(mg·kg^-1)

有效磷
Available phosphorus
(mg·kg^-1)

速效钾
Available potassium
(mg·kg^-1)

x₁

4.0

0.75

x₂

4.5

2.00

120

150

x₃

6.0

x₄

7.0

土壤肥力综合指标 IFI	IFI≥0.75	0.50≤IFI<0.75	0.25≤IFI<0.50	IFI<0.25
土壤肥力等级 Soil fertility grade	Ⅰ级 LevelⅠ	Ⅱ级Level Ⅱ	Ⅲ级Level Ⅲ	Ⅳ级Level Ⅳ

土壤肥力综合指标 IFI

IFI≥0.75

0.50≤IFI<0.75

0.25≤IFI<0.50

IFI<0.25

土壤肥力等级 Soil fertility grade

Ⅰ级 LevelⅠ

Ⅱ级Level Ⅱ

Ⅲ级Level Ⅲ

Ⅳ级Level Ⅳ

指标Index	一级LevelⅠ	二级Level Ⅱ	三级Level Ⅲ	优质茶园标准High quality tea plantation standard
pH	<4.5	4.5~5.5	>5.5	4.5~5.5
有机质Organic matter (g·kg^-1)	>15	10~15	<10	≥20
全氮Total nitrogen (g·kg^-1)	>1.0	0.8~1.0	<0.8	≥1.5
碱解氮Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	>100	50~100	<50	≥100
有效磷Available phosphorus (mg·kg^-1)	>10	5~10	<5	≥20
速效钾Available potassium (mg·kg^-1)	>120	80~120	<80	≥100

指标Index

一级LevelⅠ

二级Level Ⅱ

三级Level Ⅲ

优质茶园标准High quality tea plantation standard

<4.5

4.5~5.5

>5.5

4.5~5.5

有机质Organic matter (g·kg^-1)

>15

10~15

<10

≥20

全氮Total nitrogen (g·kg^-1)

>1.0

0.8~1.0

<0.8

≥1.5

碱解氮Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)

>100

50~100

<50

≥100

有效磷Available phosphorus (mg·kg^-1)

>10

5~10

≥20

速效钾Available potassium (mg·kg^-1)

>120

80~120

<80

≥100

茶园类型 Types of tea plantation	pH	有机质 Organic matter (g·kg^-1)	全氮 Total nitrogen (g·kg^-1)	碱解氮 Alkaline nitrogen (mg·kg^-1)	有效磷 Available phosphorous (mg·kg^-1)	速效钾 Available potassium (mg·kg^-1)
低山黄壤 Low mountain yellow soil	5.12±0.29ab	18.93±2.25a	1.16±0.11a	95.67±8.05b	16.36±3.91a	110.78±20.99a
低山石灰土Low mountain calcareous soil	5.16±0.32ab	22.35±2.88a	1.45±0.17a	169.65±51.83a	48.24±23.84a	172.00±36.49a
丘陵黄壤 Hilly yellow soil	5.48±0.34a	23.60±4.04a	1.41±0.22a	119.58±21.30ab	56.45±43.56a	114.67±32.19a
丘陵石灰土Hilly calcareous soil	4.72±0.10b	26.00±1.63a	1.54±0.10a	123.57±7.67ab	41.57±10.02a	170.44±26.57a
中山黄壤Medium mountain yellow soil	4.77±0.09ab	23.21±1.48a	1.53±0.09a	121.18±11.20ab	46.54±20.38a	108.67±12.75a
中山石灰土Medium mountain calcareous soil	5.34±0.28ab	22.92±2.11a	1.46±0.09a	117.35±8.94ab	55.79±11.40a	137.11±27.17a
范围 Range	3.73~7.26	9.24~44.62	0.74~2.77	33.01~380.28	0.91~404.05	30.00~360.00
平均值 Average	5.01±0.11	22.84±1.03	1.43±0.06	124.50±9.83	44.16±9.06	135.61±11.16
标准差 Standard deviation	0.80	7.37	0.38	51.50	66.85	73.14
变异系数 Coefficient of variation (%)	15.98	33.06	27.66	44.85	147.00	56.07
分布频率Distribution frequency (%)
Ⅰ级 LevelⅠ	16.67	87.04	85.19	61.11	74.07	50.00
Ⅱ级Level Ⅱ	61.11	11.11	9.25	37.04	14.82	24.07
Ⅲ级Level Ⅲ	22.22	1.85	5.56	1.85	11.11	25.93
优质茶园占比High quality tea plantation proportion (%)	61.11	61.11	70.37	61.11	55.56	59.26

茶园类型
Types of tea plantation

有机质
Organic
matter
(g·kg^-1)

全氮
Total
nitrogen
(g·kg^-1)

碱解氮
Alkaline
nitrogen
(mg·kg^-1)

有效磷
Available
phosphorous
(mg·kg^-1)

速效钾
Available
potassium
(mg·kg^-1)

低山黄壤 Low mountain yellow soil

5.12±0.29ab

18.93±2.25a

1.16±0.11a

95.67±8.05b

16.36±3.91a

110.78±20.99a

低山石灰土Low mountain calcareous soil

5.16±0.32ab

22.35±2.88a

1.45±0.17a

169.65±51.83a

48.24±23.84a

172.00±36.49a

丘陵黄壤 Hilly yellow soil

5.48±0.34a

23.60±4.04a

1.41±0.22a

119.58±21.30ab

56.45±43.56a

114.67±32.19a

丘陵石灰土Hilly calcareous soil

4.72±0.10b

26.00±1.63a

1.54±0.10a

123.57±7.67ab

41.57±10.02a

170.44±26.57a

中山黄壤Medium mountain yellow soil

4.77±0.09ab

23.21±1.48a

1.53±0.09a

121.18±11.20ab

46.54±20.38a

108.67±12.75a

中山石灰土Medium mountain calcareous soil

5.34±0.28ab

22.92±2.11a

1.46±0.09a

117.35±8.94ab

55.79±11.40a

137.11±27.17a

范围 Range

3.73~7.26

9.24~44.62

0.74~2.77

33.01~380.28

0.91~404.05

30.00~360.00

平均值 Average

5.01±0.11

22.84±1.03

1.43±0.06

124.50±9.83

44.16±9.06

135.61±11.16

标准差 Standard deviation

0.80

7.37

0.38

51.50

66.85

73.14

变异系数 Coefficient of variation (%)

15.98

33.06

27.66

44.85

147.00

56.07

分布频率Distribution frequency (%)

Ⅰ级 LevelⅠ

16.67

87.04

85.19

61.11

74.07

50.00

Ⅱ级Level Ⅱ

61.11

11.11

9.25

37.04

14.82

24.07

Ⅲ级Level Ⅲ

22.22

1.85

5.56

1.85

11.11

25.93

优质茶园占比High quality tea plantation proportion (%)

61.11

70.37

61.11

55.56

59.26

茶园类型 Types of tea plantation	隶属度 Membership
低山黄壤 Low mountain yellow soil	0.86	0.60	0.40	0.72	0.73	0.63
低山石灰土 Low mountain calcareous soil	0.71	0.57	0.51	0.67	0.54	0.50
丘陵黄壤 Hilly yellow soil	0.89	0.55	0.48	0.72	1.00	0.77
丘陵石灰土 Hilly calcareous soil	0.85	0.56	0.51	0.77	0.78	0.58
中山黄壤 Medium mountain yellow soil	0.92	0.78	0.71	0.85	0.69	0.71
中山石灰土 Medium mountain calcareous soil	0.80	0.62	0.55	0.65	0.59	0.68

茶园类型
Types of tea plantation

隶属度 Membership

有机质
Organic
matter

全氮
Total
nitrogen

碱解氮
Alkaline
nitrogen

有效磷
Available
phosphorous

速效钾
Available
potassium

低山黄壤 Low mountain yellow soil

0.86

0.60

0.40

0.72

0.73

0.63

低山石灰土 Low mountain calcareous soil

0.71

0.57

0.51

0.67

0.54

0.50

丘陵黄壤 Hilly yellow soil

0.89

0.55

0.48

0.72

1.00

0.77

丘陵石灰土 Hilly calcareous soil

0.85

0.56

0.51

0.77

0.78

0.58

中山黄壤 Medium mountain yellow soil

0.92

0.78

0.71

0.85

0.69

0.71

中山石灰土 Medium mountain calcareous soil

0.80

0.62

0.55

0.65

0.59

0.68

项目 Item	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous
有机质Organic matter	-0.491^**
全氮Total nitrogen	-0.442^**	0.935^**
碱解氮Alkaline nitrogen	-0.328^*	0.669^**	0.749^**
有效磷Available phosphorous	-0.491^**	0.511^**	0.551^**	0.446^**
速效钾Available potassium	-0.183	0.415^**	0.374^**	0.439^**	0.092

项目
Item

有机质
Organic matter

全氮
Total nitrogen

碱解氮
Alkaline nitrogen

有效磷
Available phosphorous

有机质Organic matter

-0.491^**

全氮Total nitrogen

-0.442^**

0.935^**

碱解氮Alkaline nitrogen

-0.328^*

0.669^**

0.749^**

有效磷Available phosphorous

-0.491^**

0.511^**

0.551^**

0.446^**

速效钾Available potassium

-0.183

0.415^**

0.374^**

0.439^**

0.092

主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)	主成分 Principal component	特征值 Eigenvalue	贡献率 Contribution (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)
1	3.473	57.890	57.890	4	0.481	8.023	93.427
2	0.979	16.316	74.205	5	0.343	5.713	99.140
3	0.672	11.199	85.404	6	0.052	0.860	100.000

主成分
Principal
component

特征值
Eigenvalue

贡献率
Contribution
(%)

累计贡献率
Cumulative
contribution (%)

主成分
Principal
component

特征值
Eigenvalue

贡献率
Contribution
(%)

累计贡献率
Cumulative
contribution (%)

3.473

57.890

0.481

8.023

93.427

0.979

16.316

74.205

0.343

5.713

99.140

0.672

11.199

85.404

0.052

0.860

100.000

指标 Index	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous	速效钾 Available potassium
相关系数平均值 Correlation coefficient average	0.387	0.064	0.610	0.526	0.418	0.301
权重系数 Weighting factor	0.168	0.028	0.265	0.228	0.181	0.131

指标
Index

有机质
Organic
matter

全氮
Total
nitrogen

碱解氮
Alkaline
nitrogen

有效磷
Available
phosphorous

速效钾
Available
potassium

相关系数平均值 Correlation coefficient average

0.387

0.064

0.610

0.526

0.418

0.301

权重系数 Weighting factor

0.168

0.028

0.265

0.228

0.181

0.131

茶园土壤等级 Soil grade of tea plantations	平均值 Average	标准差 Standard deviation	变异系数 Coefficient of variation (%)	范围值 Range	样本数 Number of samples	占比 Proportion (%)
I	0.839	0.030984	7.27	0.760~0.989	28	51.85
Ⅱ	0.619	0.072184	11.66	0.501~0.732	17	31.48
Ⅲ	0.353	0.047710	13.52	0.274~0.412	7	12.96
Ⅳ	0.188	0.008920	4.74	0.179~0.197	2	3.71
平均 Average	0.683	0.202706	29.68	0.179~0.989	54	100.00

茶园土壤等级
Soil grade of tea
plantations

平均值
Average

标准差
Standard
deviation

变异系数
Coefficient of
variation (%)

范围值
Range

样本数
Number of
samples

占比
Proportion
(%)

0.839

0.030984

7.27

0.760~0.989

51.85

Ⅱ

0.619

0.072184

11.66

0.501~0.732

31.48

Ⅲ

0.353

0.047710

13.52

0.274~0.412

12.96

Ⅳ

0.188

0.008920

4.74

0.179~0.197

3.71

平均 Average

0.683

0.202706

29.68

0.179~0.989

100.00

茶园类型 Types of tea plantations	土壤肥力综合指标值IFI	等级 Level	分布频率 Distribution frequency (%)
低山黄壤 Low mountain yellow soil	0.669	Ⅱ	44.44	33.33	11.11	11.11
低山石灰土Low mountain calcareous soil	0.585	Ⅱ	33.33	44.44	11.11	11.11
丘陵黄壤Hilly yellow soil	0.739	Ⅱ	55.56	44.44	0.00	0.00
丘陵石灰土Hilly calcareous soil	0.687	Ⅱ	66.67	11.11	22.22	0.00
中山黄壤Medium mountain yellow soil	0.776	I	66.67	33.33	0.00	0.00
中山石灰土Medium mountain calcareous soil	0.641	Ⅱ	44.45	22.22	33.33	0.00

茶园类型
Types of tea plantations

土壤肥力综合
指标值IFI

等级
Level

分布频率 Distribution frequency (%)

Ⅰ级
LevelⅠ

Ⅱ级
Level Ⅱ

Ⅲ级
Level Ⅲ

Ⅳ级
Level Ⅳ

低山黄壤 Low mountain yellow soil

0.669

Ⅱ

44.44

33.33

11.11

低山石灰土Low mountain calcareous soil

0.585

Ⅱ

33.33

44.44

11.11

丘陵黄壤Hilly yellow soil

0.739

Ⅱ

55.56

44.44

0.00

丘陵石灰土Hilly calcareous soil

0.687

Ⅱ

66.67

11.11

22.22

0.00

中山黄壤Medium mountain yellow soil

0.776

66.67

33.33

0.00

中山石灰土Medium mountain calcareous soil

0.641

Ⅱ

44.45

22.22

33.33

0.00

主成分 Principal component	pH	有机质 Organic matter	全氮 Total nitrogen	碱解氮 Alkaline nitrogen	有效磷 Available phosphorous	速效钾 Available potassium	IFI	方差贡献率 Variance contribution rate (%)	累计贡献率 Cumulative contribution (%)
PC1	-0.616	0.910	0.932	0.812	0.618	0.541	0.843	58.872	58.872
PC2	0.356	-0.032	-0.046	0.121	-0.576	0.703	0.200	14.439	73.311

主成分
Principal
component

有机质
Organic
matter

全氮
Total
nitrogen

碱解氮
Alkaline
nitrogen

有效磷
Available
phosphorous

速效钾
Available
potassium

IFI

方差贡献率
Variance contribution
rate (%)

累计贡献率
Cumulative
contribution (%)

PC1

-0.616

0.910

0.932

0.812

0.618

0.541

0.843

58.872

PC2

0.356

-0.032

-0.046

0.121

-0.576

0.703

0.200

14.439

73.311