全 文 ：核 农 学 报摇 圆园员猿袁圆苑渊愿冤院员圆员远 耀 员圆圆远
允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员圆鄄员园鄄圆圆摇 接受日期院圆园员猿鄄园员鄄圆愿
基金项目院国家重点基础研究发展计划渊圆园园怨悦月员员愿远园源冤袁国家科技支撑计划重大项目渊圆园员员月粤阅猿员月园员冤袁中国科学院知识创新工程重要方向项
目渊运在悦载圆鄄再宰鄄允悦源园愿冤
作者简介院张丽琼袁女袁讲师袁从事土壤物质循环研究遥 耘鄄皂葬蚤造院赠则赠扎造择岳 员远猿援 糟燥皂遥
通讯作者院郝明德袁男袁研究员袁从事土壤肥力及生态环境尧农田生态系统生产力研究遥 耘鄄皂葬蚤造院皂凿澡葬燥岳 皂泽援 蚤泽憎糟援 葬糟援 糟灶
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员猿冤园愿鄄园园园园鄄员员
长期定位条件下不同轮作系统的
土壤肥力数值化综合评价
张丽琼员袁猿 摇 郝明德员袁圆 摇 臧逸飞员 摇 折凤霞员
渊员西北农林科技大学资源环境学院袁陕西 杨凌摇 苑员圆员园园曰 圆西北农林科技大学水土保持研究所袁陕西 杨凌摇 苑员圆员园园曰
猿安康学院农学与生命科学学院袁陕西 安康摇 苑圆缘园园园冤
摘摇 要院在长期轮作与施肥定位试验基础上袁对黄土高原沟壑区不同轮作系统土壤肥力进行数值化综合
评价遥 以休闲地为对照袁分析比较长期定位条件下苜蓿连作尧玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及粮豆
猿 年轮作的土壤容重尧养分含量及酶活性袁应用相关性分析及模糊数学原理对长期定位施肥的土壤肥力
进行数值化综合评价遥 结果表明院渊员冤除苜蓿连作土壤过松外袁玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及粮
豆 猿 年轮作土壤松紧度适宜袁苜蓿连作土壤养分含量远高于玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及粮豆
猿 年轮作袁苜蓿连作的土壤酶活性也较高遥 不论是连作还是轮作袁长期定位施肥后的土壤松紧度尧养分
含量及土壤酶活性均明显高于休闲地遥 渊圆冤苜蓿连作尧玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及粮豆 猿 年
轮作 陨云陨分别为 愿远郾 源苑尧缘远郾 猿远尧远源郾 员猿尧远源郾 远苑尧远猿郾 园愿袁均显著高于休闲地渊 陨云陨 猿怨郾 源怨冤遥 苜蓿连作的土壤肥
力水平显著高于玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及粮豆 猿 年轮作遥 渊猿冤提出土壤肥力数值化综合评
价时土壤容重的隶属度函数计算方法遥 因此袁轮作能提高土壤养分含量袁促进土壤有机质尧氮尧磷尧钾含
量的积累袁是提高土壤肥力水平的主要途径曰不同作物及轮作方式对土壤的培肥能力不尽相同袁与作物
种类及其生长习性有关袁在黄土高原气候和土壤条件下袁苜蓿连作对培肥土壤具有较好的作用曰针对不
同轮作系统采取适当措施袁可提高不同轮作系统培肥土壤的能力曰对土壤肥力进行数值化综合评价时袁
土壤酶活性转折点的取值及分级标准有待进一步研究和探索袁以达到更科学尧合理的评价土壤的肥力水
平遥
关键词院轮作曰土壤肥力曰数值化曰综合评价
摇 摇 长期定位试验对揭示土壤养分平衡尧土壤质量变
化袁指导合理施肥尧保护生态环境和农业可持续发展
等袁具有十分重要的理论意义和实践价值遥 土壤肥料
长期定位试验具有时间上的长期性和气候上的重复性
等特点袁信息量丰富袁数据准确可靠袁能回答和解释许
多短期试验不能解决的科学问题袁是研究长期施肥对
肥料效益演变和土壤质量影响准确可靠的方法袁能够
更加准确尧科学的评价施肥对土壤各方面指标的长期
作用袁在生产上可提供决策性建议等咱员暂 遥
员愿源猿 年英国的 蕴葬憎藻泽 和化学家 郧蚤造遭藻则贼 建立英国
洛桑土壤肥料长期定位试验站以来袁法国尧美国尧德国尧
丹麦尧日本等国家也相继建立了长期肥料试验站咱圆 原 猿暂 袁
这批野经典性冶的长期肥料试验袁为研究和发展化肥生
产袁合理施用化肥袁提高农作物产量和品质等打下了坚
实的理论和实践基础袁对世界农业的发展发挥了重要
作用遥 我国布置的长期试验袁虽然无法与国外的经典
长期试验相比袁但因数量多尧分布广袁具有很强的目的
性和针对性袁也都积累了宝贵的经验咱源 原 员缘暂 遥
国内外长期定位试验研究表明袁长期施肥对土壤
肥力的影响袁主要表现在能显著提高土壤养分贮量和
有效性等方面咱苑袁怨 袁员员 原 员猿 袁员远 原 圆缘暂 遥 洛桑试验场的试验渊连
作小麦冤证明袁员愿远缘 原 员怨愿苑 年的 员圆园 多年间不施氮肥袁
表层土壤渊园 耀 圆园糟皂冤氮素并无明显降低袁员愿远缘 年土壤
全氮含量为 园郾 员员员豫 袁到 员怨愿苑 年为 园郾 员园源豫 咱员远暂 遥 该试
验站 员圆园 多年的试验还表明袁单施无机氮肥很难显著
提高土壤全氮和有机质含量袁但因单施无机氮而增加
远员圆员
摇 愿 期 长期定位条件下不同轮作系统的土壤肥力数值化综合评价
的少量土壤有机氮袁比原来土壤中的有机氮易于矿
化咱圆远暂 遥 允灶藻噪蚤灶泽燥灶等咱员苑暂的研究表明袁在长期定位条件
下袁不同的施肥措施对土壤养分会产生显著影响曰孙天
聪咱圆苑暂在褐土尧隋跃宇咱圆愿暂在黑土上的试验结果均表明袁
长期施有机和无机肥能使土壤有机质尧全氮以及硝态
氮含量有较大幅度增加遥
尽管国内外对长期定位施肥土壤养分变化的研究
较多袁但这些研究仅局限于土壤养分的某一方面袁对土
壤肥力的综合评价袁尤其是土壤肥力的数值化综合评
价研究较少遥 针对黄土高原土壤养分普遍表现为有机
质含量不高袁氮素含量低袁有效磷含量极缺袁钾素较为
丰富的特点袁水土保持研究所在长武县设置了不同轮
作系统长期定位试验袁研究土壤的培肥途径袁对土壤
碳尧氮尧磷尧钾的培肥效果做了大量研究咱员袁圆怨 原 猿圆暂 袁但对
培肥后土壤肥力数值化综合评价的研究甚少遥 本试验
在长武县不同轮作系统长期定位试验前期研究的基础
上袁提出研究长期定位条件下不同轮作与施肥对土壤
肥力的影响并对其肥力水平进行数值化综合评价袁探
讨长期轮作与施肥的培肥作用袁为区域农业生产可持
续发展提供依据遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 试验地概况
试验地位于陕西省长武县十里铺村袁海拔 员圆园园皂遥
本区属暖温带半湿润易旱气候袁年均降水 缘愿园郾 员皂皂袁
季节不匀袁苑 原 怨 月降水占全年降水的 缘源豫 遥 年均气温
怨郾 员益袁无霜期 员苑员 凿遥 试验地土壤为黄盖黏黑垆土袁试
验前 员怨愿源 年耕层 园 耀 圆园糟皂 土壤含有机质 员园郾 源早窑
噪早 原员袁全氮 园郾 远园早窑噪早 原员袁碱解氮 猿苑郾 园皂早窑噪早 原员袁速效磷
猿郾 园皂早窑噪早 原员袁速效钾 员圆怨皂早窑噪早 原员袁责匀值 愿郾 猿袁土壤有机
质含量不高袁贫氮缺磷袁钾素较为丰富遥 当地主要作物
为冬小麦袁占粮播面积 苑园豫 耀 愿园豫 袁其次为玉米袁其它
作物比例很小咱猿圆暂 遥
员郾 圆摇 试验设计
轮作培肥试验开始于 员怨愿源 年袁共 猿远 个处理袁员园愿
个小区袁小区面积 远远郾 远苑皂圆袁均为 猿 次重复袁采用顺序
排列法进行排列遥 本文以休闲地为对照袁选取其中 缘
种轮作系统院苜蓿连作施肥尧粮豆 猿 年轮作渊小麦 原小
麦 垣糜子 原豌豆冤施肥尧玉米小麦轮作渊玉米 原小麦 原
小麦 垣糜子冤施肥尧小麦连作施肥尧玉米连作施肥遥 小
麦 垣糜子表示当年小麦收割后再种植一季糜子遥
除休闲地外其余 缘 个处理每年施 晕渊尿素冤为纯氮
员圆园噪早窑澡皂 原圆袁孕渊过磷酸钙冤为 孕圆韵缘 远园噪早窑澡皂 原圆袁厩肥
苑缘贼窑澡皂 原圆袁所有肥料在播种时一次性施入土中袁田间管
理同大田遥 休闲地不种植作物袁不施用任何肥料袁只定
期进行除草和松土遥 本试验于 圆园员员 年 远 月小麦收割
后采集耕层 园 耀 圆园糟皂 土壤样品袁风干过筛袁进行各项
指标分析遥
员郾 猿摇 分析方法
试验测定了土壤样品的容重尧有机质尧全氮尧碱解
氮尧速效磷尧全磷尧速效钾尧土壤脲酶尧蔗糖酶尧过氧化氢
酶及磷酸酶酶活性等 员员 项指标遥 土壤容重采用环刀
法袁有机质尧全氮尧碱解氮尧速效磷尧全磷尧速效钾等 远 项
指标的测定方法主要参考南京农业大学主编的叶土壤
农化分析曳 咱猿猿暂 遥 有机质采用重铬酸钾容量法要要要外加
热法测定袁全氮采用半微量开氏法测定袁碱解氮采用碱
解扩散法测定袁速效磷采用 园郾 缘皂燥造窑蕴 原员 晕葬匀悦韵猿 法测
定袁全磷采用 匀悦造韵源 原 匀圆杂韵源 法测定袁速效钾采用火焰
光度计法测定遥 土壤蔗糖酶尧脲酶尧碱性磷酸酶尧过氧
化氢酶的酶活性袁分别采用靛酚蓝比色法尧猿袁缘鄄二硝基
水杨酸比色法尧磷酸苯二钠比色法尧高锰酸钾滴定法测
定遥
员郾 源摇 数据处理
各项肥力指标测定数据及肥力综合评价结果应用
耘曾糟藻造 进行分析和处理袁数据方差分析应用 杂孕杂杂 员怨郾 园
软件新复极差法渊杂杂砸法冤袁在 琢 越 园郾 园缘 水平下进行差
异显著性分析遥
员郾 缘摇 评价方法
在对各处理的 员员 项指标分别进行分析比较的基
础上袁应用相关分析和模糊数学的原理袁进行数值化综
合评价咱猿源 原 猿缘暂 遥 具体评价步骤如下院一尧选取有代表性
的袁能反映土壤肥力水平的肥力指标曰二尧根据各肥力
指标的隶属度函数计算各肥力指标的隶属度值曰三尧确
定单项肥力权重系数曰四尧计算土壤肥力综合指标值
渊陨灶贼藻早则葬贼藻凿 云藻则贼蚤造蚤贼赠 陨灶凿藻曾袁简写为 陨云陨冤曰五尧根据 陨云陨 值
对长期定位条件下不同轮作系统的土壤肥力水平进行
数值化综合评价遥
圆摇 试验结果分析
圆郾 员摇 土壤容重
土壤容重的大小不仅可用于鉴定土壤颗粒间排列
的紧实度袁而且是计算土壤孔隙度和空气含量的必要
数据遥 根据全国第二次土壤普查分级标准渊表 员冤袁休
闲地土壤偏紧袁苜蓿连作土壤过松袁但与适宜范围仅相
差 园郾 园员早窑糟皂 原 猿袁玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及
粮豆 猿 年轮作长期定位施肥后土壤容重都在适宜范围
苑员圆员
核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
摇 摇 表 员摇 土壤容重分级标准
栽葬遭造藻 员摇 杂燥蚤造 遭怎造噪 凿藻灶泽蚤贼赠 早则葬凿蚤灶早 泽贼葬灶凿葬则凿
分级
郧则葬凿蚤灶早
过松
栽燥燥 蕴燥燥泽藻
适宜
杂怎蚤贼葬遭造藻
偏紧
杂贼则蚤糟贼灶藻泽泽
紧实
悦燥皂责葬糟贼蚤燥灶
过紧实
栽燥燥 悦燥皂责葬糟贼蚤燥灶
坚实
杂燥造蚤凿
容重
杂燥蚤造 月怎造噪 阅藻灶泽蚤贼赠 辕 渊早窑糟皂 原 猿 冤 约 员郾 园园 员郾 园园 原 员郾 圆缘 员郾 圆缘 原 员郾 猿缘 员郾 猿缘 原 员郾 源缘 员郾 源缘 原 员郾 缘缘 跃 员郾 缘缘
内袁表明在长期定位条件下袁作物不论是连作还是轮
作袁均能显著改善土壤的紧实度渊表 圆冤遥 作物对土壤
紧实度的影响主要是通过根系袁不同种类的作物袁由于
根系的形态及生长特性不同袁对土壤松紧度的改良作
用不同袁如玉米为须根系植物袁而苜蓿的根系主根长袁
分枝多袁是典型的深根作物袁因此袁苜蓿改良土壤紧实
度的作用明显大于玉米袁这与本试验分析的结果苜蓿
连作与玉米连作之间土壤容重差异显著是一致的遥
圆郾 圆摇 有机质含量
土壤有机质是土壤中各种营养元素特别是氮尧磷
的重要来源袁使土壤具有保肥性和缓冲性袁能够改善土
壤的物理性质袁也是土壤微生物必不可少的碳源和能
源遥 因此袁土壤有机质含量的多少是土壤肥力高低的
一个重要标志遥 豆科作物相对于其他作物而言袁具有
较强的固氮作用袁能够促进土壤有机质的积累袁因此袁
长期定位施肥后苜蓿连作的土壤有机质含量渊表 圆冤较
高袁显著高于休闲地尧玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦连
作及粮豆 猿 年轮作遥 玉米小麦轮作的土壤有机质含量
明显比玉米连作高袁表明玉米和小麦两种作物轮作比
连作更能促进土壤有机质的积累遥 小麦连作比玉米连
作的土壤有机质含量高袁表明不同的作物袁对土壤有机
质的积累作用是不同的遥 粮豆轮作的土壤有机质含量
介于小麦轮作及玉米连作之间袁表明土壤有机质的积
累袁与作物的种类尧轮作方式密切相关遥 总的来说袁苜
蓿连作尧玉米小麦轮作尧小麦连作尧粮豆轮作及玉米连
作的土壤有机质含量均显著高于休闲地袁表明作物的
生长尧化肥及有机肥的长期施用促进了土壤有机质的
积累袁能够改善土壤性状袁提高土壤肥力遥
圆郾 猿摇 全氮及碱解氮含量
长期定位施肥后不同轮作系统的土壤全氮及碱解
氮含量渊表 圆冤与土壤有机质的测定结果一致袁休闲地
的土壤全氮及碱解氮含量均显著低于苜蓿连作尧玉米
连作尧小麦连作尧玉米小麦连作及粮豆 猿 年轮作袁苜蓿
连作的土壤全氮及碱解氮含量均显著高于玉米连作尧
小麦连作尧玉米小麦连作及粮豆 猿 年轮作袁玉米小麦连
作的土壤全氮含量显著高于玉米连作袁表明长期定位
施肥能促进不同轮作系统土壤氮素的积累袁氮肥尧磷肥
和有机肥配合施用能增加土壤全氮及碱解氮含量袁培
肥效果与种植模式也有一定关系遥 豆科作物苜蓿在土
壤培肥中的固氮作用非常重要袁能大幅度提高土壤全
氮及碱解氮含量袁苜蓿连作的土壤全氮及碱解氮含量
约是玉米小麦轮作尧小麦连作尧粮豆轮作尧玉米连作的
圆 倍遥
圆郾 源摇 全磷及速效磷含量
作物的生长主要由当季土壤的速效磷供应袁速效
磷含量的高低说明土壤磷素肥力的供应状况遥 而全磷
含量在很低的情况下袁土壤有效磷的供应常常不足袁但
土壤全磷含量较高时却不一定说明它已有足够的有效
磷供应当季作物生长袁因此袁土壤磷素肥力的评价需结
合全磷和速效磷才能比较全面的说明遥
休闲地的土壤全磷含量渊表 圆冤均显著低于苜蓿连
作尧玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦连作及粮豆 猿 年轮
作袁休闲地的土壤速效磷含量除与玉米连作之间无明
显差异外袁均显著低于苜蓿连作尧小麦连作尧玉米小麦
连作及粮豆 猿 年轮作袁苜蓿连作的土壤全磷及速效磷
含量均显著高于玉米连作袁表明作物连作或轮作可以
提高土壤的供磷能力遥 本试验的几个处理中袁苜蓿连
作的土壤全磷和速效磷含量最高袁表明苜蓿连作对提
高土壤全磷含量及改善土壤供磷能力作用较强遥 由于
玉米需磷量较大袁从土壤中带走的磷素较多袁因此袁虽
然每年都施用氮磷肥及有机肥袁但其对提高土壤全磷
含量及改善土壤供磷能力作用不明显遥
圆郾 缘摇 速效钾含量
速效钾能够很快地被植物吸收利用袁也是反应土
壤肥力高低的指标之一遥
由于黄土高原土壤具有钾素丰富的特点袁苜蓿连
作尧粮豆 猿 年轮作尧玉米小麦轮作尧小麦连作尧玉米连作
的土壤速效钾含量渊表 圆冤均达到一级水平渊表 猿冤袁休
闲地的土壤速效钾含量达到二级水平遥 在本试验条件
下袁休闲地和玉米连作尧粮豆 猿 年轮作之间的土壤速效
钾含量差异不明显袁苜蓿连作尧小麦连作及玉米小麦轮
作的土壤速效钾含量显著高于玉米连作袁小麦连作的
土壤速效钾含量显著高于粮豆 猿 年轮作袁表明禾本科
作物玉米对提高土壤供钾能力的作用不及苜蓿连作和
愿员圆员
摇 愿 期 长期定位条件下不同轮作系统的土壤肥力数值化综合评价 怨员圆员
表
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核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
小麦连作袁也不及玉米小麦轮作和粮豆 猿 年轮作遥
圆郾 远摇 土壤酶活性
蔗糖酶可将蔗糖分子分解成能够被植物和土壤微
生物吸收利用的葡萄糖和果糖的水解酶袁为土壤生物
体提供充分能源袁对增加土壤中易溶性营养物起着重
要作用袁蔗糖酶活性的高低可用于研究土壤有机碳累
积与分解转化规律遥 休闲地的土壤蔗糖酶活性显著低
于苜蓿连作和粮豆 猿 年轮作渊表 圆冤袁苜蓿连作的土壤
蔗糖酶活性显著高于玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮
作和粮豆 猿 年轮作袁表明豆科作物苜蓿或豌豆能明显
提高土壤蔗糖酶活性袁促进有机质的分解和转化遥
脲酶是对尿素转化起关键作用的酶袁它的酶促反
应产物是可供植物利用的氮源袁它的活性可以用来表
示土壤有机态氮向有效态氮的转化的能力和土壤无机
氮的供应能力遥 试验结果表明袁休闲地的土壤脲酶活
性显著低于苜蓿连作和玉米连作渊表 圆冤袁苜蓿连作的
土壤脲酶活性显著高于玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦
轮作及粮豆 猿 年轮作袁表明豆科作物苜蓿对提高土壤
有机态氮向有效态氮的转化的能力和土壤无机氮的供
应能力有明显的作用遥
土壤磷酸酶是植物根系与微生物的分泌产物袁与
土壤 孕素转化密切相关袁磷酸酶的酶促作用使土壤中
的有机磷转化成可供植物吸收的无机磷袁是土壤 孕 素
肥力的指标遥 通过其活性可分析土壤的有机磷转化能
力遥 休闲地及玉米连作的土壤磷酸酶活性显著低于苜
蓿连作尧小麦连作尧玉米小麦轮作及粮豆 猿 年轮作渊表
圆冤袁苜蓿连作的土壤磷酸酶活性显著高于小麦连作尧
玉米小麦轮作及粮豆 猿 年轮作袁表明苜蓿连作处理的
土壤的有机磷转化能力较强袁通过长期施肥与轮作能
提高土壤的供磷能力遥
土壤中过氧化氢酶可促进过氧化氢的分解袁可以
有效地防止过氧化氢对生物及土壤的毒害袁试验分析
结果显示袁不论是轮作还是连作袁都能使土壤的过氧化
氢酶活性提高渊表 圆冤袁但与休闲地相比袁差异并不显
著袁表明通过长期定位施肥对土壤过氧化氢酶活性的
提高作用不是很明显遥
猿摇 不同轮作模式下土壤肥力数值化综
合评价
摇 摇 在实际生产上袁某一个肥力指标的高低并不能说
明该土壤的肥力水平袁因此对土壤肥力的判断应进行
综合评价遥 根据上述分析袁应用相关分析和模糊数学
摇 摇
的原理袁参照前人总结的评价方法咱猿源 原 猿缘暂 袁对各个不同
轮作模式下的土壤肥力进行数值化综合评价袁评价的
方法及结果如下遥
猿郾 员摇 肥力指标选择
土壤的物理尧化学性质及微生物特性等均能反映
出土壤的肥力水平袁根据生产实际袁对土壤容重尧有机
质尧全氮尧碱解氮尧全磷尧速效磷尧速效钾尧土壤蔗糖酶尧
脲酶尧碱性磷酸酶尧过氧化氢酶等 员员 项指标进行综合
评价遥
猿郾 圆摇 对评价指标值的处理
土壤容重反映出土壤的紧实度袁其过松或紧实对
土壤的通气性尧保水保肥等都不太理想袁其隶属度值不
能应用 杂型函数来进行计算遥 根据土壤容重的分级标
准渊表 员冤袁提出土壤容重的隶属度函数如下院
枣渊曾冤 越
园郾 怨曾 垣园郾 员 园 约 曾 约员郾 园园
员郾 园 员郾 园园臆曾臆员郾 圆缘
园郾 怨渊员郾 缘缘 原 曾冤 辕 渊员郾 缘缘 原员郾 圆缘冤 垣园郾 员 员郾 圆缘 约 曾臆员郾 缘缘
园郾 员 曾 跃员郾 缘缘
⎧
⎩
⎨
⎪⎪
⎪⎪
根据此函数计算土壤容重的隶属度值袁隶属度值
大小在 园郾 员 耀 员郾 园 之间袁反应了其隶属的程度袁最大值
员郾 园 表示土壤松紧适宜袁最低值 园郾 员 表示土壤极端松
散或坚实遥
对土壤的养分含量及土壤酶活性等肥力因子建立
相应的隶属度数袁计算其隶属度值袁以此表示各肥力指
标的状态值遥 由于壤的养分和酶活性的作用效应曲线
呈 杂型袁所以隶属度函数也采用 杂型袁并把曲线函数转
化为相应的折线函数以利计算渊图 员冤遥
图 员摇 杂型曲线的折线型
云蚤早郾 员摇 匀葬则凿 凿蚤灶藻 燥枣 杂 贼赠责藻 糟怎则增藻
相应的隶属度函数为院
园圆圆员
摇 愿 期 长期定位条件下不同轮作系统的土壤肥力数值化综合评价
表 猿摇 全国第二次土壤普查养分分级标准
栽葬遭造藻 猿摇 杂燥蚤造 灶怎贼则蚤藻灶贼 早则葬凿蚤灶早 燥枣 贼澡藻 泽藻糟燥灶凿 泽燥蚤造 糟藻灶泽怎泽
等级
郧则葬凿蚤灶早
有机质
韵则早葬灶蚤糟 皂葬贼贼藻则
辕 渊早窑噪早 原员 冤
全氮
栽燥贼葬造 灶蚤贼则燥早藻灶
辕 渊早窑噪早 原员 冤
碱解氮
粤增葬蚤造葬遭造藻 灶蚤贼则燥早藻灶
辕 渊皂早窑噪早 原员 冤
全磷
栽燥贼葬造 责澡燥泽责澡燥则怎泽
辕 渊早窑噪早 原员 冤
速效磷
砸葬责蚤凿 葬增葬蚤造葬遭造藻 责澡燥泽责澡燥则怎泽
辕 渊皂早窑噪早 原员 冤
速效钾
砸葬责蚤凿造赠 葬增葬蚤造葬遭造藻 责燥贼葬泽泽蚤怎皂
辕 渊皂早窑噪早 原员 冤
一 跃 源园 跃 圆 跃 员缘园 跃 员 跃 源园 跃 圆园园
二 猿园 原 源园 员郾 缘 原 圆 员圆园 原 员缘园 园郾 愿 原 员 圆园 原 源园 员缘园 原 圆园园
三 圆园 原 猿园 员 原 员郾 缘 怨园 原 员圆园 园郾 远 原 园郾 愿 员园 原 圆园 员园园 原 员缘园
四 员园 原 圆园 园郾 苑缘 原 员 远园 原 怨园 园郾 源 原 园郾 远 缘 原 员园 缘园 原 员园园
五 远 原 员园 园郾 缘 原 园郾 苑缘 猿园 原 远园 园郾 圆 原 园郾 源 猿 原 缘 猿园 原 缘园
六 约 远 约 园郾 缘 约 猿园 约 园郾 圆 约 猿 约 猿园
枣渊曾冤 越
员郾 园 曾逸曾圆
园郾 怨渊曾鄄曾员冤 辕 渊曾圆 原 曾员冤 垣 园郾 员 曾员臆曾 约 曾圆
园郾 员 曾 约 曾员
⎧
⎩
⎨
⎪⎪
⎪⎪
前人研究结果表明袁单项肥力丰缺指标因土壤和
作物类型不同而有很大差异袁结合试验地的实际情况袁
根据全国第二次土壤普查分级标准渊表 猿冤袁确定曲线
中转折点的相应取值渊表 源冤 咱猿远 原 猿愿暂 遥 由于土壤酶活性
目前无统一的分级标准袁为便于比较和分析袁本文中土
壤酶活性的 杂型隶属度函数曲线转折点的取值根据轮
作培肥试验 猿远 个处理渊员园愿 个小区冤的土壤酶活性值
确定渊表 源冤遥
根据上述隶属度函数以及曲线转折点的取值袁计
算各肥力指标的隶属度值渊表 缘冤遥 隶属度值大小在
园郾 员 耀 员郾 园 之间袁反应了其隶属的程度袁最大值 员郾 园 表
示土壤肥力或酶活性最好袁适宜作物生长袁最低值 园郾 员
表示土壤肥力严重缺乏或酶活性较差遥 由于土壤中不
可能没有某种养分袁为符合生产实际袁同时消除各参数
指标间的量纲差异袁因此将最小值定为 园郾 员遥
猿郾 猿摇 单项肥力权重系数确定
由于各项指标对土壤肥力的贡献是不同的袁故对
各项指标应给以一定的权重遥 确定权重系数是肥力综
合评价中的关键问题之一遥 为避免人为的主观影响袁
应根据土壤肥力各要素之间的相关系数来确定权重系
数咱猿怨暂 遥 计算步骤为院
渊员冤求单项肥力指标之间的相关系数渊表 远冤遥
渊圆冤求某项肥力指标与其它肥力指标之间相关系
数的平均值袁并根据该平均值占所有肥力指标相关系
数平均值总和的百分比渊权重系数冤袁作为该单项肥力
指标在表征土壤肥力中的贡献渊表 苑冤袁土壤容重与试
验所选取的其他 员园 项肥力指标呈负相关袁计算时其相
关系数取绝对值遥
猿郾 源摇 土壤肥力综合指标值计算
根据加法法则袁在相互交叉的同类指标间采用加
法合成袁求出反映土壤肥力状况的综合指标值 陨云陨袁其
计算公式为院
陨云陨 越移宰蚤 伊 晕蚤
式中 晕蚤和 宰蚤分别表示第 蚤种养分指标的隶属度
值和权重系数遥 计算得到的各土壤肥力指标的 陨云陨
渊陨云陨值越大袁表明土壤的综合肥力水平越高冤袁并用
杂杂砸法在 琢 越 园郾 园缘 水平下进行差异显著性检验渊表
缘冤遥
猿郾 缘摇 综合评价结果分析
由综合评价的 陨云陨可知袁在施用氮尧磷肥及有机肥
的条件下袁苜蓿连作尧玉米连作尧小麦连作尧玉米小麦轮
作尧粮豆 猿 年轮作均能显著提高土壤肥力遥 长期定位
施肥后的 缘 种处理的土壤肥力水平依次是苜蓿连作 跃
玉米小麦轮作 跃小麦轮作 跃粮豆 猿 年轮作 跃玉米连
作袁且苜蓿连作的土壤肥力水平渊陨云陨 愿远郾 源苑冤显著高于
其他处理袁玉米小麦轮作渊陨云陨 远源郾 员猿冤的土壤肥力水平
显著高于玉米连作渊陨云陨 远猿郾 园愿冤遥
源摇 讨论
从本试验的土壤肥力评价结果可知袁在黄土高原
气候与土壤条件下袁长期定位施肥能明显提高土壤的
肥力水平袁具有较好的培肥效果遥 苜蓿连作的土壤有
机质尧全氮尧碱解氮尧全磷尧速效磷尧速效钾含量均达到
了一级袁土壤蔗糖酶尧脲酶尧磷酸酶及过氧化氢酶的酶
活性较高袁显著提高了土壤的肥力水平袁对土壤的培肥
效果显著遥 这与豆科作物苜蓿本身的生理特性密不可
分袁苜蓿具有较好的固氮作用袁且种植年限越长袁对土
壤物理性状改良效果越好咱源园暂 遥 玉米连作的培肥效果
虽然明显比休闲地好袁但由于玉米植株高大袁根系发
员圆圆员
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核摇 农摇 学摇 报 圆苑 卷
表 苑摇 肥力指标的相关系数平均值和权重系数
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糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼 燥枣 贼澡藻 枣藻则贼蚤造蚤贼赠蚤灶凿藻曾
肥力指标
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相关系数平均值
悦燥则则藻造葬贼蚤燥灶 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼
葬增藻则葬早藻
权重系数
宰藻蚤早澡贼蚤灶早
糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼
土壤容重
杂燥蚤造 遭怎造噪 凿藻灶泽蚤贼赠 园郾 远愿 怨郾 员猿
有机质
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碱解氮
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速效磷
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蔗糖酶活性
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脲酶活性
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磷酸酶活性
孕澡燥泽责澡葬贼葬泽藻 葬糟贼蚤增蚤贼赠 园郾 苑远 员园郾 员圆
过氧化氢酶活性
悦葬贼葬造葬泽藻 葬糟贼蚤增蚤贼赠 园郾 源源 缘郾 愿怨
达袁需要养分多袁其生长消耗的土壤养分较多袁故对土
壤有机质尧氮尧磷尧钾的积累不及苜蓿连作尧小麦连作尧
玉米小麦轮作及粮豆 猿 年轮作遥 休闲地由于不施肥袁
除自然条件下养分的输入输出袁如降水尧入渗尧杂草生
长等袁没有其它养分的输入支出袁故其土壤肥力各项指
标及其综合水平显著低于苜蓿连作尧粮豆 猿 年轮作尧玉
米小麦轮作尧小麦连作及玉米连作遥
施肥及轮作对土壤的物理尧化学性质及微生物特
性等方面产生的影响袁如根系的多少尧深浅影响着土壤
的紧实度袁其分泌物对土壤微生物的种类及其酶活性
会产生影响袁根系从土壤中吸收养分袁从而影响土壤养
分的积累和转化袁作物收获后残留在土壤中的植物残
体能够促进土壤有机质的积累袁因此袁长期施肥和轮作
能培肥土壤袁培肥的效果与作物的种类及其施肥方式
有关咱源员暂 遥 不同种类作物的生理生化过程及需肥规律
不同袁因此袁作物的生长对土壤物理性质尧化学性质及
微生物特性等方面的影响机制不同袁故不同的作物及
轮作方式对土壤的培肥存在差异遥 本试验的评价结果
显示袁不同的轮作方式培肥后的土壤肥力水平差异显
著袁在培肥土壤方面应根据需要进行选择适宜的施肥
方式和轮作措施遥 从土壤肥力数值化综合评价的结果
看袁对于黄土高原上的黑垆土袁在当地的气候条件下袁
豆科作物苜蓿不失为培肥土壤较理想的作物遥
长期施肥与轮作对土壤肥力产生多方面影响袁某
单一指标并不能说明不同措施的培肥效果袁仅仅评价
土壤的养分含量也不能说明土壤的肥力水平袁土壤的
肥力包括物理尧化学性质及微生物特性等多方面遥 因
此袁对施肥与轮作后的土壤肥力进行数值化综合评价袁
才更有利于客观尧科学的评价土壤袁并对指导实际生产
能发挥其应有的作用咱猿远暂 遥 但在对土壤肥力进行数值
化评价时发现袁不是所有的指标都有统一的分级标准袁
而且隶属度值的计算函数也不能一概而论遥 本文根据
全国第二次土壤普查分级标准袁对土壤容重提出了较
为科学合理的隶属度函数袁养分指标和酶活性的隶属
度函数采用公认的计算方法遥 在确定 杂型隶属度函数
曲线转折点的取值时袁养分含量可参考全国第二次土
壤普查的分级标准确定袁但对于酶活性袁却没有统一的
分级标准遥 本文在确定转折点时只是在试验样本测定
的活性范围内根据活性分析的最大值及最小值确定袁
与实际存在出入袁因此在对土壤肥力进行数值化综合
评价时袁对于酶活性的分级标准袁还需进一步的研究和
探索遥
缘摇 结论
虽然国内外对长期定位试验的土壤性质研究较
多袁但大部分局限于单一指标的研究袁对土壤肥力水平
数值化综合评价研究较少遥 本文应用相关分析和模糊
数学原理袁对长期定位条件下苜蓿连作尧玉米连作尧小
麦连作尧玉米小麦轮作及粮豆 猿 年轮作等轮作系统进
行了数值化综合评价袁结果显示袁在黄土高原地区袁长
期定位施肥后袁苜蓿连作渊 陨云陨 愿远郾 源苑冤尧玉米连作渊 陨云陨
远猿郾 园愿冤尧小麦连作 渊 陨云陨 远源郾 远苑冤尧玉米小麦轮作 渊 陨云陨
远源郾 员猿冤尧粮豆 猿 年轮作渊陨云陨 缘远郾 猿远冤培肥后的土壤肥力
水平显著高于休闲地渊 陨云陨 猿怨郾 源怨冤袁特别是苜蓿连作袁
与试验所选取的其余 源 个处理培肥后的土壤肥力水平
均达到显著性差异遥 这不仅证明了不同轮作系统长期
定位施肥能改善土壤的物理尧化学性质及生物学特性
等方面袁从而提高土壤的综合肥力袁还进一步表明袁豆
源圆圆员
摇 愿 期 长期定位条件下不同轮作系统的土壤肥力数值化综合评价
科作物苜蓿的固氮作用除固氮增加土壤的有机质及氮
素含量外袁还在此基础上袁通过各种物理尧化学尧生物的
作用改善着土壤的其他性状袁从而使土壤的综合肥力
水平极大提高遥 玉米尧小麦等作物不具有固氮的功能袁
因此袁对土壤养分含量尧酶活性的提高等方面不及苜
蓿袁土壤的综合肥力水平明显不如苜蓿袁但对土壤的改
良也具有较强的作用遥
在进行土壤肥力进行数值化综合评价时袁对土壤
容重隶属度函数的计算提出了较为合理尧科学的计算
方法袁对酶活性的分级标准有待进一步的研究和探索遥
参考文献院
咱 员 暂 摇 张少民袁郝明德袁陈磊援黄土高原长期施肥对小麦产量及土壤肥
力的影响咱允暂 援干旱地区农业研究袁圆园园远袁圆源渊远冤院愿缘 原 愿怨
咱 圆 暂 摇 李贵华援国外近百年来的长期肥料定位试验咱允暂 援新疆农业科学袁
员怨怨园渊猿冤院员源园 原 员源圆
咱 猿 暂 摇 傅高明袁李纯忠援土壤肥料的长期定位试验咱允暂 援世界农业袁员怨愿怨袁
渊员圆冤院圆圆 原 圆缘
咱 源 暂摇 汤建东袁叶细养袁饶国良袁林碧珊援土壤肥力长期定位试验研究初
报咱允暂 援土壤与环境袁员怨怨怨袁愿渊圆冤院员员猿 原 员员远
咱 缘 暂 摇 郑剑英袁赵更生袁吴瑞俊援黄绵土在连续施肥下的肥料效应咱 允暂 援
水土保持通报袁员怨怨园袁员园渊圆冤院愿 原 员缘
咱 远 暂 摇 崔喜安袁仇建飞袁窦森援长期定位施肥对暗棕壤肥力和作物产量
的影响咱允暂 援吉林农业大学学报袁圆园员员袁猿猿渊缘冤院缘源缘 原 缘缘园
咱 苑 暂 摇 解文艳袁樊贵盛袁周怀平援 旱地褐土长期定位施肥土壤剖面硝态
氮分布与累积研究咱允暂 援华北农学报袁圆园员员袁圆远 渊圆 冤院员愿园 原 员愿缘
咱 愿 暂 摇 李艳平袁魏丹袁周宝库袁赵越袁张喜林袁魏自民袁李书玲援 黑土长期
定位施肥土壤富里酸的荧光特性研究咱 允暂 援光谱学与光谱分析袁
圆园员员袁猿员渊员园冤院圆苑缘愿 原 圆苑远圆
咱 怨 暂 摇 王伯仁袁李冬初袁黄晶援红壤长期肥料定位试验中土壤磷素肥力
的演变咱允暂 援水土保持学报袁圆园园愿袁圆圆渊缘冤院怨远 原 员园员袁员源员
咱员园暂摇 王兵袁刘文兆袁党廷辉袁高长青袁陈杰袁甘卓亭援黄土塬区旱作农田
长期定位施肥对冬小麦水分利用的影响咱允暂 援植物营养与肥料学
报袁圆园园愿袁员源渊缘冤院愿圆怨 原 愿猿源
咱员员暂摇 王道中袁郭熙盛袁何传龙袁刘枫援砂姜黑土长期定位施肥对小麦生
长及土壤养分含量的影响咱允暂 援土壤通报袁圆园园苑袁猿愿渊员冤院缘缘 原 缘苑
咱员圆暂摇 介晓磊袁杨先明袁黄绍敏袁刘芳袁刘世亮袁宝德俊袁化党领袁李有田援
石灰性潮土长期定位施肥对小麦根际无机磷组分及其有效性的
影响咱允暂 援中国土壤与肥料袁圆园园苑袁渊圆冤院缘猿 原 缘愿
咱员猿暂摇 孙静红袁徐守明袁王向阳袁王本芹援苏北地区土壤有机质含量与全
氮含量变化的长期定位研究咱允暂 援安徽农学通报袁圆园园苑袁员猿渊员怨冤院
员圆源 原 员圆缘
咱员源暂摇 唐玉姝袁慈恩袁颜廷梅袁魏朝富袁杨林章袁沈明星援太湖地区长期定
位试验稻麦两季土壤酶活性与土壤肥力关系咱 允暂 援 土壤学报袁
圆园园愿袁源缘渊缘冤院员园园园 原 员园园远
咱员缘暂摇 秦鱼生袁涂仕华袁孙锡发袁冯文强袁廖鸣兰援 长期定位施肥对碱性
紫色土磷素迁移与累积的影响咱允暂 援植物营养与肥料学报袁圆园园愿袁
员源渊缘冤院愿愿园 原 愿愿缘
咱员远暂摇 允怎燥 粤 杂 砸援 蕴燥灶早鄄贼藻则皂 泽燥蚤造 枣藻则贼蚤造蚤贼赠 藻曾责藻则蚤皂藻灶贼泽鄄粤灶 燥增藻则增蚤藻皂 咱 允暂 援
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缘愿圆 – 缘怨圆
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咱圆员暂摇 史吉平袁张夫道袁林葆援 长期施肥对土壤有机质及生物学特性的
影响咱允暂 援土壤肥料袁员怨怨愿渊园猿冤院苑 原 员员
咱圆圆暂摇 胡尚钦袁杨晓袁毛知耘袁周则芳援钾对四川紫色土棉花产量品质及
生长效应的研究咱允暂 援土壤通报袁员怨怨苑袁圆愿渊园缘冤院圆圆怨 原 圆猿员
咱圆猿暂摇 孙海霞袁王火焰袁周健民袁杜昌文袁陈小琴袁钦绳武援长期定位试验
土壤钾素肥力变化及其对不同测钾方法的响应咱允暂 援土壤袁圆园园怨袁
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咱圆缘暂摇 马力袁杨林章袁慈恩袁王岩袁程月琴袁沈明星袁殷士学援 基于长期定
位试验的水稻土氮素剖面分布及养分供应特性研究咱允暂 援水土保
持学报袁圆园园愿袁圆圆渊源冤院员员远 原 员圆员袁员圆苑
咱圆远暂摇 郧造藻灶凿蚤灶早 酝 允援 员猿园 赠藻葬则泽 燥枣 蚤灶燥则早葬灶蚤糟 灶蚤贼则燥早藻灶 枣藻则贼蚤造蚤扎藻则 葬责责造蚤糟葬贼蚤燥灶泽
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咱圆苑暂摇 孙天聪袁李世清袁邵明安援 长期施肥对褐土有机碳和氮素在团聚
体中分布的影响咱允暂 援中国农业科学袁圆园园缘袁猿愿渊怨冤院员愿源员 原 员愿源愿
咱圆愿暂摇 隋跃宇袁张兴义袁焦晓光袁王其存袁赵军援 长期不同施肥制度对农
田黑土有机质和氮素的影响咱 允暂 援 水土保持学报袁圆园园缘袁员怨渊远冤院
员怨园 原 员怨源
咱圆怨暂摇 郝明德袁梁银丽援长武农业生态系统结构功能及调控原理与技术
咱酝暂援北京院气象出版社袁员怨怨愿院员圆园 原 员圆源
咱猿园暂摇 彭令发袁郝明德袁来璐袁李丽霞援黄土旱塬区长期施肥对土壤剖面
养分分布的影响咱允暂 援水土保持通报袁圆园园猿袁圆猿渊员冤院猿远 原 猿愿
咱猿员暂摇 樊军袁郝明德援长期轮作施肥对土壤微生物碳氮的影响咱允暂 援水土
保持研究袁圆园园猿袁员园渊员冤院愿缘 原 愿苑
咱猿圆暂摇 樊军袁郝明德袁王永功援 旱地长期轮作施肥对土壤肥力影响的定
位研究咱允暂 援水土保持研究袁圆园园猿袁员园渊员冤院猿员 原 猿远
咱猿猿暂摇 南京农业大学援 土壤农化分析渊第二版冤 咱酝暂援 北京院农业出版
社袁员怨怨愿
咱猿源暂摇 吕晓男袁陆允甫袁王人潮援土壤肥力综合评价初步研究咱 允暂 援 浙江
大学学报渊农业与生命科学版冤袁员怨怨怨袁圆缘 渊源冤院猿苑愿 原 猿愿圆
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咱猿缘暂摇 骆伯胜袁钟继洪袁陈俊坚援土壤肥力数值化综合评价研究 咱 允暂袁土
壤袁圆园园源袁猿远 渊员冤院员园源 原 员园远
咱猿远暂摇 张华袁张甘霖援 土壤质量指标和评价方法 咱 允暂 援 土壤袁圆园园员袁猿猿
渊远冤院猿圆远 原 猿猿园
咱猿苑暂摇 陆允甫袁吕晓男援 中国测土施肥的进展和展望咱 允暂 援 土壤学报袁
员怨怨缘袁猿圆渊猿冤院圆源员 原 圆缘员
咱猿愿暂摇 沈汉援土壤评价中参评因素的选定与分级指标的划分咱 允暂 援华北
农学报袁员怨怨园袁缘渊猿冤院远猿 原 远怨
咱猿怨暂摇 曹承绵袁严长生袁张志明袁周礼恺援关于土壤肥力数值化综合评价
的探讨咱允暂 援土壤通报袁员怨愿猿袁渊源冤院员猿 原 员缘
咱源园暂摇 甄莉娜袁张英俊袁白春生袁杨俊霞援不同种植年限苜蓿地土壤容重
及含水量的比较研究咱允暂 援现代畜牧兽医袁圆园员员袁渊苑冤院缘愿 原 缘怨
咱源员暂摇 黄昌勇援土壤学咱酝暂援北京院中国农业出版社袁圆园园园院圆缘缘 原 圆远圆
杂燥蚤造 云藻则贼蚤造蚤贼赠 晕怎皂藻则蚤糟葬造 灾葬造怎藻 悦燥皂责则藻澡藻灶泽蚤增藻 耘增葬造怎葬贼蚤燥灶 燥枣
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