基于主成分和相关分析的土壤肥力和小麦籽粒营养元素综合评价

来源：江苏农业科学杂志2025年第第8期北京时间：

作者：薛志伟;陈杰;郭海斌;贠超;杨春玲

单位：1.安阳市农业科学院，河南安阳 455000； 2.驻马店市农业科学院，河南驻马店 463000

摘要：河南省为我国重要的小麦种植区，研究其土壤肥力和小麦籽粒营养含量状况，能够为农田土壤培肥管理和科学施肥提供理论依据。通过采集和检验分析2020—2022年安阳市和驻马店市典型农田土壤和小麦籽粒样品，测定土壤肥力指标(pH值、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾)和小麦籽粒的营养元素(氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼、硒)含量，运用主成分和相关分析方法，综合客观评价农田土壤肥力水平和小麦籽粒的营养水平。结果表明，安阳市农田耕层土壤pH值平均值为8.21，有机质和全氮平均含量分别为22.77 g/kg和1.32 g/kg，硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾平均含量分别为17.07、3.53、26.07、218.62 mg/kg；小麦籽粒营养元素氮、磷、钾、铁、锰、铜平均含量分别22.16、3.57、4.15、35.24、36.56、3.35 g/kg，小麦籽粒钙、镁、硫、锌、硼、钼、硒平均含量分别为40673、1 220.60、1 616.40、25.80、0.66、0.46、0.03 mg/kg。驻马店市耕层土壤pH值平均值为5.28，有机质和全氮平均含量分别为21.36、1.35 g/kg，硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾平均含量分别为33.27、28.80、60.33、259.49 mg/kg；小麦籽粒营养元素氮、磷、钾、铁、锰、铜平均含量分别22.31、3.67、4.33、38.97、60.33、4.16 g/kg，小麦籽粒钙、镁、硫、锌、硼、钼、硒平均含量分别为355.13、1 141.73、1 529.60、29.85、0.63、0.18、0.02 mg/kg。总体观察，安阳市农田土壤偏碱性，速效钾含量年际间均值变化幅度很大；驻马店市农田土壤偏酸性，硝态氮、铵态氮含量年际间变化幅度很大。安阳市小麦籽粒营养元素氮、磷、钾、铁、锰、铜、锌含量水平低于驻马店市小麦籽粒水平，钙、镁、硫、硼、钼、硒含量水平高于驻马店市小麦籽粒水平，小麦籽粒营养元素含量年际间变化幅度很小。采用主成分分析将土壤肥力指标提取为2个主成分，第1主成分以硝态氮、铵态氮、速效磷贡献大，pH值载荷较高但为负向影响；第2主成分以有机质、全氮、速效钾贡献大。采用主成分分析将小麦籽粒营养元素指标提取为4个主成分，第1主成分以铁、锰、铜、锌、钼元素贡献大，第2主成分以钙、硒元素贡献大，第3主成分以氮、磷、钾、镁、铁、钼元素贡献大，第4主成分以钾、硫、硼元素贡献大。相关性分析结果表明，农田土壤pH值降低会抑制小麦籽粒钙、镁、钼元素的吸收，促进小麦籽粒锰、铜元素的吸收；农田土壤肥力指标与小麦籽粒营养元素含量变化存在复杂的促进和抑制关系。

关键词：土壤肥力;小麦籽粒;营养元素;主成分分析;相关性分析