劉 敏，李建華，劉俊良，李智全，劉志崴，蔡儒學(xué)，陳君興，冀春花*

（1.海南省農(nóng)墾科學(xué)院，海南 ?？?570311； 2.海南省天然橡膠產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)站，海南 ?？?570206； 3.海南天然橡膠產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司龍江分公司，海南 白沙 572818）

“膠”、“蕉”間種是利用橡膠中小苗更新地，在1~2齡的橡膠中小苗林下發(fā)展香蕉種植的一種林下經(jīng)濟(jì)模式，發(fā)展“膠”“蕉”間種可提高橡膠小苗行間地的綜合利用價(jià)值，挖掘土地潛力，解決土地缺乏問題。橡膠、香蕉都是

大水大肥的作物，在加大香蕉肥水管理的同時(shí)，橡膠小苗也得到了“肥源”共享，可促進(jìn)橡膠小苗快長(zhǎng)[1]?！澳z”、“蕉”間種已經(jīng)成為一種比較成功的林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在海南各地區(qū)得到了大面積推廣。目前，對(duì)于幼齡膠園間種香蕉高效栽培模式、種植效益等方面的研究較為深入[2-4]，土壤養(yǎng)分含量測(cè)定方面也有所涉及[2，5-7]，但對(duì)間種模式下膠園土壤肥力水平綜合評(píng)價(jià)的研究未見。本文利用主成分分析法評(píng)價(jià)了不同間種造數(shù)膠園土壤肥力水平，并與未間作膠園進(jìn)行了比較，以揭示間種與否、間種造數(shù)差異對(duì)膠園土壤肥力水平的影響，同時(shí)建立一種科學(xué)的膠園土壤肥力水平評(píng)價(jià)方法。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于海南省國(guó)營(yíng)龍江農(nóng)場(chǎng)，屬白沙黎族自治縣境內(nèi)。場(chǎng)區(qū)為廣闊的低丘臺(tái)地，地勢(shì)南高北低，海拔一般為120~180m，相對(duì)高差20~60m，坡度3~10℃。年平均氣溫23.4℃，月平均氣溫7月最高為27.9℃，1月最低為17.3℃，極端高溫39.6℃，極端低溫1.2℃。年平均降雨量1996mm，最多年份達(dá)1700mm，最少年份為1283mm。

1.2 樣地信息

研究地點(diǎn)位于海南省國(guó)營(yíng)龍江農(nóng)場(chǎng)龍江、長(zhǎng)龍和金波片區(qū)。樣地1位于龍江23隊(duì)，橡膠定植時(shí)間為2013年11月，間種香蕉1造；樣地2位于龍江23隊(duì)，橡膠定植時(shí)間為2012年10月，間種香蕉2造；樣地3位于長(zhǎng)龍21隊(duì)，橡膠定植時(shí)間為2010年10月，間種香蕉3造。對(duì)照樣地位于金波38隊(duì)，橡膠栽植時(shí)間為2013年10月，未間作任何作物。所有樣地橡膠栽培品種均為PR107，對(duì)照樣地種植規(guī)格為3.3 m×6 m，間種樣地1、2和3種植規(guī)格為2.8 m×7 m，每年3~5月份待橡膠3蓬葉老化后種植巴西蕉，每條橡膠行間種兩行香蕉，香蕉距離橡膠頭2.2m以上。香蕉種植采用常規(guī)管理，第l季香蕉收獲完畢，繼續(xù)留吸芽，培育第2代、第3代。樣地土壤類型均為花崗巖磚紅壤。

1.3 土壤樣品采集及養(yǎng)分含量測(cè)定

土壤樣品取樣采用五點(diǎn)混合法，取0~20 cm、20~40 cm土壤樣品，做好標(biāo)記。

全部指標(biāo)的測(cè)試工作委托海南農(nóng)墾中心測(cè)試站完成。土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、有效銅、有效錳、有效鐵、有效鋅分別依據(jù)NY/T 1121.2-2006、NY/T1121.6-2006、NY/T 53-1987、NY/T 88-1988、NY/T 87-1988、LY/T 1229-1999、NY/T 112.7-2006、LY/T1236-1999、LY/T 1260-1999、LY/T 1263-1999、LY/T 1262-1999、LY/T 1261-1999測(cè)定；交換性鈣、交換性鎂依據(jù)NY/T 1121.13-2006測(cè)定。

1.4 土壤肥力評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

利用主成分分析法，選取14個(gè)指標(biāo)對(duì)“膠”、“蕉”間種模式土壤肥力進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、有效銅、有效錳、有效鐵、有效鋅、交換性鈣、交換性鎂、pH和有機(jī)質(zhì)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)整理使用Excel 2007，數(shù)據(jù)計(jì)算使用SPSS 19.0，在SPSS 19.0中用主成分分析法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行篩選，并計(jì)算不同樣地的土壤主成分綜合得分，從而判定土壤肥力狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤肥力評(píng)價(jià)因子相關(guān)性分析

對(duì)0～20cm、20～40cm兩土層各評(píng)價(jià)因子的數(shù)據(jù)合并進(jìn)行相關(guān)性分析并統(tǒng)計(jì)顯著性，各因子間相關(guān)性系數(shù)如表1所示。結(jié)果表明，pH與有效銅呈正相關(guān)，與水解性氮、有效鐵、有效鋅和交換性鎂呈極顯著正相關(guān)；有機(jī)質(zhì)與全鉀呈顯著正相關(guān)，與速效鉀呈極顯著負(fù)相關(guān)；水解性氮與有效鋅呈顯著正相關(guān)，與有效銅、有效鐵、交換性鈣鎂呈極顯著正相關(guān)；有效磷與交換性鈣呈顯著正相關(guān)，與全磷呈極顯著負(fù)相關(guān)；速效鉀與有效錳呈極顯著正相關(guān)，與全鉀呈極顯著負(fù)相關(guān)。因此，各評(píng)價(jià)因子之間關(guān)系密切。

*.在 0.05 水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)。

**.在 0.01 水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)。

2.2 土壤各因子的主成分分析及肥力評(píng)價(jià)

由于土壤各因子之間相關(guān)性很強(qiáng)，所以可以使用主成分分析法將各因子進(jìn)行降維分析，得出用來(lái)評(píng)價(jià)膠園土壤肥力水平的因子群。

兩土層深度各主成分特征值、可解釋方差、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率如表2所示，根據(jù)特征值大于1的原則，兩土層均選取前3個(gè)主成分。載荷矩陣如表3所示，使用方差將因子載荷換算為特征向量如表4所示。0～20cm土層深度，第一主成分的貢獻(xiàn)率為49.112%，主要反映了全鉀、水解性氮、有效銅、有效鋅、有效鐵、交換性鈣和交換性鎂的信息，第二主成分的貢獻(xiàn)率為32.854%，主要反映了pH、全氮、全磷、速效鉀和有效錳的信息，第三主成分的貢獻(xiàn)率為18.033%，主要反映了有效磷、有機(jī)質(zhì)的信息。20～40cm土層深度，第一主成分的貢獻(xiàn)率為52.058%，主要反映了全鉀、有效磷、速效鉀、有效銅、有效錳、有效鐵和交換性鎂的信息，第二主成分的貢獻(xiàn)率為29.611%，主要反映了有效鋅和交換性鈣的信息，第三主成分的貢獻(xiàn)率為18.331%，主要反映了pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和水解性氮的信息。兩土層三個(gè)主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率均達(dá)到了100%，可用于說明系統(tǒng)的變異信息，能比較準(zhǔn)確的反映土壤肥力的綜合狀況。

表1 土壤健康評(píng)價(jià)因子相關(guān)系數(shù)

表2 總方差解釋表

表3 主成分載荷矩陣

以各主成分的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)，對(duì)SPSS所提取的因子得分進(jìn)行加權(quán)求和，得到反映土壤肥力水平的綜合得分（見表5）。結(jié)果表明，0～20cm主成分綜合得分：間種一造>間種兩造>不間種>間種三造，間種一造的土壤肥力狀況最好，兩造、不間種次之，三造的健康狀況最差。20～40cm主成分綜合得分：間種一造>間種兩造>間種三造>不間種，間種一造的土壤肥力狀況最好，兩造、三造次之，不間種的健康狀況最差。

表4 主成分特征向量

表5 0～20cm和20～40cm土層土壤肥力水平綜合得分

3 討論

利用主成分分析法對(duì)“膠”、“蕉”間種模式土壤肥力水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，所選評(píng)價(jià)因子之間具有不同程度的顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系，各養(yǎng)分含量之間關(guān)系密切，相互促進(jìn)或制約，可以綜合反映土壤肥力水平。其中，pH值與微量元素之間關(guān)系密切。pH值與有效銅呈正相關(guān)，與有效鐵、有效鋅和交換性鎂呈極顯著正相關(guān)，與袁穎紅、莊伊美、林萬(wàn)樹等研究一致[8-10]。土壤pH是與微量元素關(guān)系密切，過酸或過堿性環(huán)境下，微量元素可發(fā)生吸附、流失、固定、沉淀等作用，嚴(yán)重影響微量元素移動(dòng)能力，降低微量元素有效性[11-13]；此外，大量元素與微量元素之間關(guān)系密切。水解性氮與有效銅、有效鐵、交換性鈣鎂呈極顯著正相關(guān)，與有效鋅呈顯著正相關(guān)，有效磷與交換性鈣呈顯著正相關(guān)，速效鉀與有效錳呈極顯著正相關(guān)。

通過計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)主成分綜合得分，除了0～20cm間種三造膠園外，橡膠中小苗間種香蕉膠園土壤肥力均高于橡膠單作，橡膠中小苗間種香蕉確實(shí)提高了橡膠土壤肥力。主要原因有：（1）間種香蕉可增加膠園土壤覆蓋，有保肥保水作用；（2）香蕉凋落物大量回歸土壤，再加上間種香蕉需人為施用有機(jī)肥，提高了膠園有機(jī)質(zhì)含量；（3）間種香蕉作為膠園行間土壤管理的一種方式，減少了雜草滋生，降低了膠園水分和養(yǎng)分的損耗[5]。間種不同造數(shù)香蕉膠園土壤肥力水平由高到低依次為：間作一造>間作兩造>間作三造，間種一造的土壤肥力狀況最好，兩造次之、三造最差。主要原因是隨著香蕉種植年限的延長(zhǎng)，宿根蕉管理比較粗放和投入少，以及實(shí)際種植密度與理論種植密度之間的偏差逐漸增大，造成養(yǎng)分流失增多，肥料利用效率下降[14]，建議海南宿根蕉應(yīng)加強(qiáng)在施肥、病害等方面的管理，實(shí)現(xiàn)土壤養(yǎng)分的良性循環(huán)，將有利于橡膠間作香蕉模式的可持續(xù)利用與發(fā)展。

土壤肥力是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反應(yīng)，本研究?jī)H選取了14個(gè)化學(xué)指標(biāo)對(duì)“膠”、“蕉”間種模式膠園土壤肥力狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，要想更全面、準(zhǔn)確的反映間種膠園土壤肥力整體水平，還需引入物理指標(biāo)和生物指標(biāo)。