专利名称：黑土肥力评价指标体系的制作方法
技术领域：
本发明属于农业生产技术领域，是一种黑土肥力评价指标体系。
背景技术：
东北黑土是世界三大片黑土之一，主要分布在黑龙江和吉林两省，面积约1000万公顷，是我国主要的商品粮和畜产品基地。在黑龙江省耕地总面积中，黑土大约占43％，是比较肥沃的土壤。这只是一种定性的说法，缺少科学的评价指标的支持。由于对土壤资源利用的方式多样，利用某一个特定的指标来评价土壤肥力相当困难。Larson和Pierce(1991)提出了用于控制土壤侵蚀或防止地表水和地下水污染的指标土壤质地、结构和强度、植物有效水和最大扎根深度为植物指标；有效性养分、全碳、不稳定有机碳、PH和电解传导率为化学指标。
赵其国等(1997)在土壤质量与持续环境研究中指出，长期以来，科学家大多认为人为活动主要引起空气与水资源的质量退化，很少有人认识到土壤质量也会在不同的利用与管理条件下发生严重退化。直到最近几年，关于土壤质量在持续生产中的作用及其与植物、人类健康之间的关系，才不断受到重视。特别是在具体的生产实践中，人们开始认识到土壤质量是一种指示土壤条件动态变化的最敏感的方法，它既能反映土壤管理的变化，也能反映土壤恢复退化的能力。正是在这种认识基础上，美国在1991年和1992年连续召开了两届关于土壤质量问题的学术研讨会，并发表了一系列文章。
孙波等在我国东南丘陵山区土壤肥力的综合评价一文中指出，土壤肥力资源的评价方法很多，所选择的评价指标也不一致。以往的评价方法大多认为划分土壤肥力评价指标的数量级别以及各指标的权重系数，然后利用简单的加法、乘法合成一项综合性的指标评价土壤肥力的高低。一般评价指标分为三个层次，第一层为土壤肥力的综合指标；第二层中包含相互独立的两项，一项表示土壤养分的状况，另一项表示土壤供应植物养分时所处的物理和化学环境条件；第三层为相互交叉的单项肥力指标。
本发明仅就东北黑土提出一些评价指标，对黑土区农业生产具有重要的指导意义。
发明内容
本发明主要是通过对黑龙江省黑土区0-20cm660个样点的采集、测试分析，应用经典统计学主成分分析的方法对农田黑土的8项养分指标进行分析，同时对黑土区肥力性状进行评价。根据累积贡献率来选取主成分，可选取前五个主成分。前五个主成分所包含的信息量占总体信息量的93.09％。
从标准差看，第一主成分(Z1)约相当于2.5个原始指标所反映的信息。第一主成分的贡献率是48.43％，也就是说，全磷、碱解氮、全氮、全碳、碳氮比这五项指标在肥力指标评价中具有重要的作用。上述五项指标，在第一主成分中可以反映全部养分的一半；第二主成分(Z2)约相当于0.48个原始指标所反映的信息。第二主成分的贡献率是16.89％，可反映全部信息量的16.89％；第三主成分(Z2)约相当于0.14个原始指标所反映的信息。第三主成分的贡献率是10.83％，可反映全部信息量的10.83％；第四主成分(Z2)约相当于0.10个原始指标所反映的信息。第四主成分的贡献率是9.08％，可反映全部信息量的9.08％；第五主成分(Z2)约相当于0.29个原始指标所反映的信息。第五主成分的贡献率是7.86％，可反映全部信息量的7.86％。
表1各项肥力指标的公因子方差及其主成分的特征值和贡献率
将所测定的黑土区0-20cm的660个样点土样，利用SAS软件程序，对数据进行主成分分析(见表1)，然后根据主成分分析数据，求出黑土肥力表征值F值，根据表1，可以得到YZ1＝X1×0.4266+X2×(-0.1788)+…+X8×0.3595YZ2＝X1×0.2744+X2×0.5222+…+X8×(-0.1653)…………
YZ5＝X1×0.0340+X2×(-0.0598)+…+X8×0.8067由以上方程和表1中的贡献率值，可以求出F值，见表2F＝YZ1×48.43％(Z1贡献率)+YZ2×16.89％(Z2贡献率)+…+YZ5×7.85％(Z5贡献率)通过F值可以对黑土肥力进行综合评价，对黑土地力的分级具有一定的指导意义。
表2黑土肥力等级分级
根据F值的大小，我们将其分为5个等级，其中F值为＞1，定为最肥，有83个样点，占总样点的12.63％；F值为0-1之间，定为较肥，有191个样点，占总样点的29.07％；F值为-0.5-0之间的，定为肥力中等，有161个样点，占总样点的24.51％；F值为-1--0.5之间的，定为肥力较差，有143个样点，占总样点的21.77％；F值为＜-1，定为肥力最差，有79个样点，占总样点的12.02％。
实施方式本发明2003年-2005年，在中国科学院东北地理与农业生态研究所中国科学院知识创新重大项目(KZCX1-SW-19-3-01)中应用，效果显著，符合农业生产实践的要求，对测土施肥、科学施肥具有重要的指导意义，对整个黑土区的农业生产具有非常重要的理论意义和现实意义；同时政府部门对农田黑土肥力性状的宏观调控、决策具有一定的现实意义。
权利要求
1.一种土壤肥力评价指标体系，其特征在于将黑土区内测定的土样数据利用SAS软件程序进行分析，求出黑土肥力表征值F(暂定名)，用此来评价黑土肥力的指标F＞1，最肥；0＞F＞1，较好；-0.5＞F＞0，肥力中等；-0.5＞F＞-1，肥力较差；F＜-1，肥力最差。
全文摘要
本发明拟利用经典统计学方法研究了黑龙江省黑土区的肥力评价指标和评价方法，对黑土肥力的相关指标进行重点研究和筛选，确定农田黑土的评价指标和评价方法。通过对所采集的黑土样点，应用SAS软件程序数据进行分析，然后根据主成分分析数据，求出黑土肥力表征值F值，根据F值的大小，我们将其分为5个等级。从5个等级的肥力差异性可以对黑土区域的肥力性状进行科学的评价。
文档编号G01N33/24GK1920557SQ200510017059
公开日2007年2月28日 申请日期2005年8月22日 优先权日2005年8月22日
发明者隋跃宇, 张兴义, 焦晓光 申请人:中国科学院东北地理与农业生态研究所