土壤肥力是土地资源可持续发展的关键因素，直接影响着作物的产量和品质，其动态变化受土壤类型、耕作、灌溉、施肥和气候等多种因素的影响[1-2]。近20 年来，中国的水果种植面积迅猛发展，从2000年的0.89×107 hm2增加到2022 年的1.3×107 hm2 [3]。水果的产量和品质与土壤环境因素息息相关，如过量施肥、频繁的机械除草和喷施高毒农药会引起果园土壤环境质量不断下降[4-5]。因此，提高果园土壤管理水平对构建土壤健康体系和实现果园的可持续发展具有重要意义[6-7]。
土壤肥力评价是培肥管理的基础，是土壤科学管理的重要体现[8-9]。土壤肥力评价方法主要包括：综合肥力指数法[10]、主成分分析-聚类分析法[11]、模糊综合评价法[12]、因子分析法[13]、关联度法[14]、内梅罗指数法[15]、地统计学评价法[16]等。由于土壤类型、栽培管理和土地利用方式等因素的不同，难以选择统一的方法进行土壤肥力评价；评价指标选取和权重赋值不同，也造成评价结果差异较大[17]。例如，王潇璇等[18]将地统计学与地理信息系统（GIS）相结合应用于肥力评价，发现部分山核桃林土壤缺磷现象严重。张玲等[19]通过分析土壤养分综合指数发现，部分桃园土壤出现次生盐渍化和中微量元素缺乏的现象。郝奇等[20]基于层次分析法（AHP）-熵权法研究发现，土壤pH、碱解氮和有机质是影响蜜橘园土壤肥力的主要因素。王杰等[21]应用模糊综合评判法发现，广安区柑橘土壤有机质、全氮和碱解氮缺乏，需补充相应养分。土壤肥力的评价指标众多，且各指标间关系复杂，使得指标间存在信息重叠现象[22]。主成分分析是一种实现降维的统计方法，可将多个变量转为少数几个变量，简化原始高维变量且最大限度地保留原始数据[23]；聚类分析是将集合组分为由类似对象组成的多个类的过程[24-25]。将主成分-聚类分析法相结合，降低了人为因素的干扰，提高了评价结果的准确性，所以该方法在土壤肥力评价中被广泛应用[26-27]。
果树种植是实现乡村振兴和促进农民增收的重要产业支柱。丽水市莲都区是浙江省水果产业大区，拥有“全国无公害水果示范县”、“浙江省蔬菜、水果、食用菌产业强县”等称号。根据丽水市2023 年统计年鉴，莲都区2022年水果种植面积为5247hm2，年产量为1.19×105 t，其中柑橘、桃、杨梅、枇杷是主要栽培品种，种植面积占全区水果总种植面积的91.06%。通过前期调查发现，莲都区多数果园普遍重化肥、轻有机肥，较少施用中微量元素肥料，使得果园土壤出现养分不均衡、土壤酸化与板结等问题，严重危害果树的生长发育，造成产量减少和果实品质下降。本研究以丽水市莲都区典型果园土壤为调查对象，通过选取土壤评价指标，分析土壤养分之间的相关性，运用主成分-聚类分析法评价果园土壤肥力状况，以期为浙南地区果园土壤养分管理和施肥提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 研究区概况
莲都区位于浙江省西南部，瓯江中游，经纬度为（119°32′~120°08′E，28°06′~28°44′N），海拔为40~1389 m，地形以丘陵山地为主、面积占比87.2%，间有小块河谷平原，呈现“九山半水半分田”的特征。气候属中亚热带季风气候类型，温暖湿润，雨量充沛，四季分明，具有明显的山地立体气候特征，年平均气温为19.4 ℃，年平均降雨量为1 969.5 mm，年日照时数1 604.2 h，无霜期285 d。根据土壤二普调查结果，莲都区共有红壤、水稻土、黄壤、潮土、粗骨土、山地草甸土、基性岩土、紫色土8 个土类，其中果园的土壤类型以水稻土、红壤、粗骨土、紫色土为主。
1.2 土壤采集及分析
在莲都区58个规模化果园进行调查取样，其中桃园26 个、柑橘园17 个，杨梅园9 个，枇杷园6 个。共采集果园土壤样品75 份（图1），其中桃园土壤33份，柑橘园土壤18份，杨梅园土壤16份，枇杷园土壤8份。在水果收获期，采用S形取样法于每个果园随机选取长势相同的5 株果树，在每株树树冠的滴水线附近选取5~6个取土点，采集0~30 cm土层的土壤样品，采样时避开施肥区域。将自5 株果树附近采集的土壤等量混合，去除杂草、树根和砾石等杂物，充分混匀后采用“四分法”选取1.5 kg作为一个土壤样品。土壤样品自然风干后挑拣出石子、动植物残体等，混匀磨碎过筛备用。用GPS（由北京宇杰北斗科技有限公司生产，型号：K20B）记录样点坐标，并调查果园的立地条件、施肥管理和产量等情况（表1）。土壤容重（BD）、土壤质地、土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、阳离子交换量（CEC）、水溶性盐总量（TS）、土壤交换性钙（Ca）、交换性镁（Mg）、有效硫（S）、有效铁（Fe）、有效锰（Mn）、有效铜（Cu）和有效锌（Zn）的含量参照《土壤农化分析》方法进行测定[28]。
表1 莲都区主要果园施肥情况
Table 1 Fertilizer rate in different types of orchards
果园类型Orchard type树龄Tree age/a坡度Slope/（°）桃园Peach orchard柑橘园Citrus orchard杨梅园Bayberry orchard枇杷园Loquat orchard 5~15 15~20 10~15 5~20 6~15 15~25 15~25 6~15有机肥投入Organic input/（kg·hm-2）N 290.00 164.59 157.50 262.30 P2O5 84.17 63.97 131.25 82.10 K2O 158.33 99.26 131.25 123.80化肥投入Chemical input/（kg·hm-2）N 418.33 305.16 240.00 326.81 P2O5 160.00 131.55 168.75 116.25 K2O 380.00 295.93 461.25 390.00肥料总投入Total input/（kg·hm-2）N 708.33 469.74 397.50 589.12 P2O5 244.17 195.52 300.00 198.38 K2O 538.33 395.19 592.50 513.83合计Total 1 490.83 1 060.45 1 290.00 1 301.33
图1 土壤采样点位分布
Fig.1 Location of sampling points in the study area
1.3 土壤养分指标分级标准
参考全国土壤养分分级标准确定本研究的土壤养分分级标准。其中，pH分级标准为：pH＜4.5为极强酸性，4.5~5.5 为强酸性，＞5.5~6 为酸性，＞6~6.5为弱酸性，＞6.5~7.5 为中性。土壤容重分级标准：＜1 g·cm-3为过松，1~1.25 g·cm-3为适宜，＞1.25~1.35 g·cm-3为偏紧实，＞1.35~1.45 g·cm-3为紧实，＞1.45 g·cm-3为过紧实。其他土壤养分分级标准见表2。
表2 土壤养分分级标准
Table 2 Classification criteria of soil nutrient
等级GradeⅠ（极丰Extremely rich）Ⅱ（丰富Rich）Ⅲ（中等Medium）Ⅳ（缺乏Lack）Ⅴ（很缺乏Critical lack）等级GradeⅠ（极丰Extremely rich）Ⅱ（丰富Rich）Ⅲ（中等Medium）Ⅳ（缺乏Lack）Ⅴ（很缺乏Critical lack）w（有机质）SOM/（g·kg-1）＞40＞30~40＞20~30＞10~20 6~10 w（交换性镁）Mg/（mg·kg-1）＞200＞100~200＞50~100 25~50＜25 w（全氮）TN/（g·kg-1）＞2.00＞1.50~2.00＞1.00~1.50＞0.75~1.00 0.50~0.75 w（有效硫）S/（mg·kg-1）＞30＞16~30 8~16＜8 w（碱解氮）AN/（mg·kg-1）＞150＞120~150＞90~120＞60~90 30~60 w（有效铁）Fe/（mg·kg-1）＞20.0＞10.0~20.0＞4.5~10.0 2.5~4.5＜2.5 w（有效磷）AP/（mg·kg-1）＞40＞20~40＞10~20＞5~10 3~5 w（有效锰）Mn/（mg·kg-1）＞30＞15~30＞5~15 1~5＜1 w（速效钾）AK/（mg·kg-1）＞200＞150~200＞100~150＞50~100 30~50 w（有效铜）Cu/（mg·kg-1）＞1.8＞1.0~1.8＞0.2~1.0 0.1~0.2＜0.1 w（交换性钙）Ca/（mg·kg-1）＞2000＞1000~2000＞250~1000 100~250≤100 w（有效锌）Zn/（mg·kg-1）＞3.0＞1.0~3.0＞0.5~1.0 0.3~0.5＜0.3
1.4 数据处理及分析
采用Excel 19.0 进行描述性统计分析。运用ArcGIS 10.5 绘制土壤采样点位分布图。利用SPSS 27 进行Pearson 相关性分析、主成分分析和聚类分析，采用单因素方差分析（One way ANOVA）检验差异显著性，比较不同果园土壤肥力指标的差异（Duncan 法，p＜0.05）；利用Origin Pro 2024 绘制土壤质地图、百分比堆积柱状图、箱体图和相关性分析图。
2 结果与分析
2.1 土壤物理特征评价
不同类型果园之间的土壤容重无显著差异（p＞0.05，表3）。杨梅园、柑橘园和桃园的土壤松紧适宜，其样点占比分别为75.00%、72.22%和57.58%，枇杷园的土壤偏紧实，处于偏紧实以上的样点占比为62.50%（图2）。如表3和图2所示，柑橘园的土壤黏粒和粉粒最高，杨梅园的土壤砂粒最高。根据美国制定的土壤质地分类标准，柑橘园的土壤质地类型为黏壤土、壤土、砂质黏壤土和砂质壤土，桃园、杨梅园和枇杷园的土壤质地类型为壤土、砂质黏壤土和砂质壤土。土壤粉黏比反映土壤风化发育程度，其数值大小与土壤风化程度成反比。枇杷园的粉黏比最低，土壤风化程度最高；杨梅园的粉黏比最高，土壤风化程度最低。从变异系数来看，四种果园的土壤黏粒、粉粒、砂粒和粉黏比的变异均属中等变异。
表3 不同类型果园土壤物理特性
Table 3 Soil physical properties in different types of orchards
注：同列不同小写字母表示不同果园类型差异显著（p＜0.05）。
Note:Different small letters in the same column indicate significant differences among different orchard types at 0.05 level.
果园类型Orchard type桃园Peach orchard柑橘园Citrus orchard杨梅园Bayberry orchard枇杷园Loquat orchard变异系数CV/%土壤容重BD/（g·cm-3）1.22±0.08 a 1.21±0.08 a 1.22±0.06 a 1.26±0.15 a 7.04黏粒Clay/%20.19±3.66 a 20.74±3.16 a 18.98±2.58 a 20.68±3.18 a 16.34粉粒Silt/%26.84±5.53 a 27.15±3.71 a 27.05±4.40 a 26.89±4.60 a 17.52砂粒Sand/%50.91±8.00 a 49.92±6.29 a 51.91±5.59 a 50.29±7.21 a 13.70粉黏比Soil silt-clay ratio 1.35±0.24 a 1.32±0.16 a 1.44±0.28 a 1.31±0.17 a 16.70
图2 不同类型果园土壤质地特征
Fig.2 Soil texture characteristics in different types of orchards
2.2 土壤主要元素特征评价
如图3 和图4 所示，四种果园的土壤pH 平均值均低于5.5，呈强酸性，杨梅园的土壤pH显著低于枇杷园（p＜0.05）。所有点位的杨梅园土壤pH均低于5.5，土壤酸化程度最高，其次为桃园和柑橘园，属极强酸性的点位占比分别为84.85%和66.67%，所有点位的枇杷园土壤pH均小于6.0。四种果园的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、阳离子交换量和水溶性盐总量均无显著差异（p＞0.05）。四种果园的土壤有机质等级大部分处于Ⅲ~Ⅱ等，仅12.12%的桃园、11.11%的柑橘园和6.25%的杨梅园处于Ⅳ等。桃园、柑橘园、杨梅园、枇杷园的土壤全氮等级大部分高于Ⅲ等，其样点占比分别为：87.88%、83.33%、93.75%和100.00%，仅3.03%的桃园处于Ⅴ等，5.56%的柑橘园处于Ⅵ等。四种果园的土壤碱解氮等级大部分高于Ⅱ等，其中桃园最高，点位占比为87.88%，柑橘园最低，点位占比为83.33%，仅6.06%的桃园和5.56%的柑橘园处于Ⅳ等。杨梅园的土壤有效磷含量显著高于柑橘园（p＜0.05）。四种果园的土壤有效磷含量丰富，仅6.06%的桃园处于Ⅳ等。大部分果园的土壤速效钾处于Ⅲ~Ⅰ等，只有12.5%的杨梅园处于Ⅳ等，12.12%的桃园处于Ⅳ~Ⅴ等。四种果园的阳离子交换量均值超过15 cmol·kg-1。与《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332—2006）对比发现，四种果园的水溶性盐总量均值小于1 g·kg-1，表明未出现土壤盐渍化现象，部分果园土壤具有盐渍化倾向，杨梅园的点位占比最高，为16.67%；桃园的点位占比最低，为6.10%。
图3 不同类型果园土壤养分特征
Fig. 3 Characteristics of soil nutrients in different types of orchards
图4 不同类型果园土壤养分等级占比
Fig.4 Proportion of soil nutrients in different types of orchards
2.3 土壤中微量元素特征评价
如图5 和图6 所示，枇杷园、桃园和柑橘园的土壤交换性钙含量的均值均显著高于杨梅园（p＜0.05），其中96.97%的桃园、94.44%的柑橘园和87.50%的枇杷园处于Ⅲ~Ⅱ等，50%的杨梅园处于Ⅳ等。不同类型果园之间的土壤交换性镁、有效硫、有效铁、有效锌含量的差异性均不显著（p＞0.05）。杨梅园的土壤交换性镁均值和高等级占比均低于其他果园，37.50%的点位处于Ⅳ等；其他三种果园超过83%的点位处于Ⅲ~Ⅱ等。桃园的土壤有效硫均值和高等级占比均低于其他果园，45.45%的点位处于Ⅳ等，其他三种果园超过80%的点位处于Ⅲ~Ⅰ等。四种果园的土壤有效铁含量丰富，均处于Ⅰ等。桃园、柑橘园、杨梅园、枇杷园的土壤有效锌等级大部分高于Ⅱ等，其样点占比分别为93.94%、100.00%、87.50%和87.50%，仅12.5%的枇杷园处于Ⅳ等。枇杷园的土壤有效锰和有效铜含量显著高于杨梅园（p＜0.05）。大部分果园的土壤有效锰处于Ⅲ~Ⅰ等，仅12.5%的枇杷园点位处于Ⅴ等，25%的杨梅园处于Ⅳ等。四种果园的土壤有效铜超过85%的点位位于Ⅲ~Ⅰ等，只有12.5%的枇杷园处于Ⅴ等，6.25%的杨梅园处于Ⅳ等。
图5 不同类型果园土壤中微量元素特征
Fig.5 Characteristics of soil medium and trace elements in different types of orchards
图6 不同类型果园土壤中微量元素等级样点占比
Fig.6 Proportion of soil medium and trace elements in different types of orchards
2.4 主成分和聚类分析评价
如图7 所示，土壤容重与交换性镁具有显著的正相关性。pH 与交换性钙、交换性镁、有效锌具有极显著正相关性，与有效磷、有效铁具有显著负相关性。有机质与全氮、碱解氮、速效钾具有极显著正相关性，与阳离子交换量具有显著正相关性，与有效硫具有显著负相关性。全氮与碱解氮、速效钾具有极显著正相关性。有效磷与速效钾具有极显著正相关性，与交换性钙具有显著负相关性。水溶性盐总量与有效硫、有效锌具有极显著正相关性，与交换性钙、交换性镁具有显著正相关性。交换性钙与交换性镁、有效锌具有极显著正相关性，与有效锰具有显著正相关性。交换性镁与有效锌具有显著正相关性。有效铁与有效铜具有显著正相关性。以上结果表明所测16个指标之间存在不同程度的相关性，可满足主成分分析的要求。
图7 果园土壤养分相关性分析
Fig.7 Correlation analysis of soil nutrients in orchards
本研究选取了土壤容重、有机质等16 项指标，以评价四种果园的土壤肥力质量。鉴于涉及指标多，各指标关系复杂，首先运用SPSS 软件对原始数据进行标准化处理，经KMO 和Bartlett 球形检验结果分别为0.603 和446.80（df=120，p＜0.01），土壤养分之间存在相关性，表明利用主成分分析评价本研究中果园土壤肥力可行。
如表4 所示，根据特征值≥1 的原则，本研究共提取出5 个主成分，累计方差贡献率为65.388%，可以反映原始数据的大部分信息。第一主成分累计贡献率为19.123%，pH及交换性钙、交换性镁、有效锰和有效锌主成分载荷相对较高，其中pH反映了土壤化学环境，钙、镁、锰和锌反映了中微量元素对土壤肥力的影响。第二主成分的贡献率为14.912%，有机质、全氮、碱解氮和阳离子交换量具有较大正值，其中有机质是土壤肥力重要指标，全氮和碱解氮反映土壤氮素的供给能力，阳离子交换量反映土壤保持养分的能力。第三主成分的贡献率为10.931%，水溶性盐总量和有效硫载荷较大，说明第三主成分是对水溶性盐总量和有效硫含量的描述。第四主成分的贡献率为10.812%，土壤容重、有效磷和速效钾具有较大的正向量值，其中土壤容重反映土壤物理环境，有效磷和速效钾反映了土壤向作物提供速效养分的能力。第五主成分的贡献率为9.608%，有效铁和有效铜载荷较大。
表4 土壤肥力各指标的各主成分分析及特征向量
Table 4 Result of principal component analysis,factor load and eigenvectors of matrix in soil fertility factors
因子Factor容重BD pH有机质SOM全氮TN碱解氮AN有效磷AP速效钾AK水溶性盐总量TS阳离子交换量CEC交换性钙Ca交换性镁Mg有效硫S有效铁Fe有效锰Mn有效铜Cu有效锌Zn特征值Eigenvalue贡献率Contribution rate/%累计贡献率Cumulative rate/%因子载荷Factor loadings PC1 0.379 0.824 0.017 0.028-0.141-0.241-0.116 0.242 0.097 0.915 0.802-0.026-0.131 0.444 0.219 0.577 3.060 19.123 19.123 PC2-0.213 0.125 0.864 0.826 0.570 0.134 0.320-0.124 0.492 0.028-0.120-0.217-0.041-0.184 0.244 0.192 2.386 14.912 34.036 PC3-0.432-0.164-0.155-0.115-0.074 0.200-0.037 0.793 0.019 0.056 0.051 0.814 0.067 0.097 0.112 0.357 1.749 10.931 44.967 PC4 0.493-0.173 0.153 0.238 0.111 0.764 0.781 0.054-0.287-0.161-0.048 0.077-0.027 0.179-0.083-0.108 1.730 10.812 55.779 PC5 0.212-0.177-0.063 0.169 0.399 0.012-0.138 0.227-0.395 0.033 0.133-0.029 0.835-0.246 0.511 0.064 1.537 9.608 65.388特征向量Eigenvectors of matrix PC1 0.216 0.512 0.011 0.018-0.088-0.150-0.072 0.150 0.060 0.568 0.498-0.016-0.082 0.276 0.136 0.358 PC2-0.138 0.092 0.639 0.611 0.422 0.099 0.237-0.092 0.364 0.021-0.089-0.161-0.031-0.136 0.180 0.142 PC3-0.327-0.137-0.129-0.096-0.062 0.167-0.031 0.662 0.016 0.047 0.043 0.680 0.056 0.081 0.093 0.298 PC4 0.375-0.150 0.133 0.206 0.097 0.663 0.677 0.047-0.248-0.139-0.042 0.067-0.024 0.155-0.072-0.094 PC5 0.171-0.139-0.049 0.133 0.314 0.009-0.109 0.179-0.311 0.026 0.105-0.022 0.658-0.194 0.402 0.050
用每个指标的载荷值除以主成分相对应开根号后的特征值，得到每个指标对应的特征向量，将标准化后的因子数据与特征向量相乘，可得各个主成分综合得分方程为：
将标准化的数据代入方程，即F=0.292×F1+0.228×F2+0.167×F3+0.165×F4+0.147×F5，得到四种果园综合得分（表5），F 值越高表示肥力越高，土壤肥力综合得分依次为枇杷园＞柑橘园＞桃园＞杨梅园。以欧氏距离作为衡量不同果园土壤肥力差异的指标，采用最短距离法对各果园土壤肥力进行系统聚类（图8）。土壤肥力综合得分依次为枇杷园＞桃园＞杨梅园＞柑橘园，四种果园可聚为3类：枇杷园和桃园为一类，土壤肥力质量为第一等；杨梅园为一类，土壤肥力质量为第二等；柑橘为第三类，土壤肥力质量为第三等。
表5 不同果园土壤肥力的各主成分、综合得分及排序
Table 5 Principal components,composite scores and ranking of soil fertility in different types of orchards
果园类型Orchard type柑橘园Citrus orchard枇杷园Loquat orchard桃园Peach orchard杨梅园Bayberry orchard主成分1 The primary principal component 0.54主成分2 The secondary principal component-0.08主成分3 The third principal component 0.53主成分4 The fourth principal component-0.56主成分5 The fifth principal component 0.00综合得分Integrative value 0.14排名Rank 0.880.58-0.510.28-0.030.34 0.180.01-0.25-0.120.170.02-1.43-0.230.170.73-0.34-0.37 2134
图8 不同果园土壤肥力聚类分析
Fig.8 Cluster analysis of soil fertility in different orchards
3 讨 论
氮、磷和钾是作物生长必需的三大元素，与土壤肥力密切相关[27]。有机质是土壤肥力的物质基础，含有作物生长所需要的多种元素[29]。本研究中，四种果园的土壤有机质和全氮含量较丰富，大部分等级处于Ⅲ~Ⅱ等，只有12.12%的桃园、11.11%的柑橘园和6.25%的杨梅园的土壤有机质处于Ⅳ等，3.03%的桃园土壤全氮处于Ⅴ等，5.56%的柑橘园土壤全氮处于Ⅵ等。四种果园的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量极为丰富，大部分等级处于Ⅱ~Ⅰ等，只有6.06%的桃园和5.56%的柑橘园土壤碱解氮处于Ⅳ等，6.06%的桃园土壤有效磷处于Ⅳ等，12.5%的杨梅园土壤速效钾处于Ⅳ等，12.12%的桃园土壤速效钾处于Ⅳ~Ⅴ等。在农业生产中，针对部分桃园、杨梅园和柑橘园土壤有机质、氮、磷、钾元素不足的问题，建议应增加有机肥投入，按照测土配方施肥，施加单质肥；针对土壤氮磷钾元素过量，应减少高浓度肥料施用，避免过量氮和磷随地表径流进入水体，污染生态环境[30]。
土壤中微量元素是提高果树产量和改善果实品质的关键因素[31-32]。本研究结果表明，所有果园的土壤交换性钙镁、有效硫、铁、锰、铜和锌均能满足果树生长的需求，其中部分枇杷园出现锰和铜缺乏的现象。建议在日常管理中重视中微量元素肥料的施用，如桃园加强对钙镁肥和锰肥的施用；柑橘园加强对镁肥和锰肥的施用；杨梅园加强对钙镁肥、锰肥和铜肥的施用；枇杷园加强对锰肥、铜肥和锌肥的施用；对所有果园应加强硫肥的施用。
由土壤pH 下降引起的土壤酸化成为影响土壤肥力和果树产量的重要障碍因子[33-34]。有研究发现，柑橘、杨梅、桃和枇杷最适宜的土壤pH 范围分别为5.5~6.5、4.5~5.5、5.5~6.5 和5.5~7.5[16，21，31，35]。本研究中，四种果园的土壤pH 均值＜5.5，除杨梅园外，其他三种果园的土壤pH 均不在适宜范围内。土壤酸化与气候、成土母质和土壤类型等因素密切相关，研究区属中亚热带季风气候类型，温暖湿润，土壤盐基离子淋溶比较彻底；土壤类型主要为水稻土和红壤，强酸性黏壤土占比高，土壤吸附H+和Al3+量较多[36-37]。经前期施肥调查（表1），莲都区果园肥料用量较高，且施用酸性肥料过多造成土壤中H+大量累积，进一步加剧了土壤酸化[33]。针对酸化问题，应减少酸性肥料的施用，增施有机肥，施用生石灰或土壤调理剂中和土壤酸性，改善土壤结构，提高土壤保肥能力。
容重反映土壤物理性状的整体状况[38]。本研究中，四种果园的土壤容重介于1.21~1.26 g·cm-3，均适于果树生长，仅25.00%的枇杷园土壤处于紧实和坚实状态。阳离子交换量代表了土壤保持养分的能力[39]，本研究中四种果园的阳离子交换量较高，介于15.26~15.53 cmol·kg-1，表明土壤具有较强的保肥和持水能力。水溶性盐总量是作物种植和土壤改良的重要依据，是土壤盐渍化的重要指标[19]。研究区四种果园的水溶性盐总量均值≤1 g·kg-1，未出现土壤盐渍化现象，但部分果园土壤具有盐渍化倾向，其中杨梅园的点位占比最高，为16.67%。建议加强肥水管理，选择合适肥料品种，提高化肥利用率，减少盐分离子的累积。
四种果园土壤肥力存在较大差异，这与果园土壤养分情况、肥料投入、地貌等因素差异有关[19]。研究表明，肥料投入显著改变土壤养分含量，从而影响土壤肥力等级[25-26]。本研究中，枇杷园和桃园有机肥投入高于杨梅园和柑橘园，其中枇杷园有机肥投入分别是杨梅园和柑橘园的1.11 和1.43 倍，桃园有机肥投入分别是杨梅园和柑橘园的1.27和1.62倍。桃园的化肥投入和肥料总投入最高，柑橘园化肥投入和肥料总投入最低。根据《土壤养分指标分级标准》，枇杷园和桃园的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰和有效铜均值高于柑橘果园，枇杷园的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾和交换性镁处于Ⅲ~Ⅰ等级的占比最高。枇杷园和桃园的土壤pH 值处于酸性和微酸性点位占比最高，酸化程度低于其他两种果园。柑橘园土壤养分含量和高等级占比低于其他果园，其中11.11%点位的土壤有机质处于Ⅳ等，5.56%点位的土壤全氮处于Ⅵ等，5.56%点位的土壤碱解氮处于Ⅳ等，83.33%点位的土壤pH 处于强酸性，从而造成杨梅园土壤肥力等级较低。有研究表明，海拔、坡度等地形条件通过改变地表水热条件，对土壤成土过程、养分矿化迁移产生影响，随着海拔和坡度的增加，水土流失加剧，不利于土壤养分的积累，从而影响土壤肥力[20，40]。本研究中，枇杷园和桃园多种植于低丘缓坡，有利于农户进行施肥等管理活动，且低坡减缓了土壤养分的流失，而柑橘园和杨梅大部分种植于丘陵山地上，坡度较大限制土壤养分的累积。
4 结 论
莲都区四种果园土壤肥力差异较大，枇杷园和桃园土壤肥力质量较高，柑橘园肥力质量较低。所有果园的有机质、全氮含量需进一步提升，碱解氮、有效磷和速效钾含量极为丰富，部分果园出现中微量元素缺乏现象，土壤酸化严重，具有盐渍化倾向。以主成分综合得分为评价标准，土壤肥力综合得分依次为枇杷园＞柑橘园＞桃园＞杨梅园。按照系统聚类分析，四种果园分类为：枇杷园和桃园土壤肥力质量为第一等；杨梅园土壤肥力质量为第二等；柑橘园土壤肥力质量为第三等。
[1] 于路加，王翠平，马海军，杨怀秋.银川市黄河滩地土壤性状空间分布特征与肥力质量评价[J].土壤，2024，56(1)：202-213.YU Lujia，WANG Cuiping，MA Haijun，YANG Huaiqiu.Spatial distribution of soil properties and evaluation of fertility quality of Yellow River floodplains in Yinchuan city[J]. Soils，2024，56(1)：202-213.
[2] TUDI M，LI H Y，LI H R，WANG L，YANG L S，TONG S M，YU Q J，RUAN H D. Evaluation of soil nutrient characteristics in Tianshan Mountains，north-western China[J].Ecological Indicators，2022，143：109431.
[3] 国家统计局.中国统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2023.National Bureau of Statistics of China. China Statistical Yearbook[M].Beijing：China Statistics Press，2023.
[4] MORUGÁN-CORONADO A，LINARES C，GÓMEZ-LÓPEZ M D，FAZ Á，ZORNOZA R.The impact of intercropping，tillage and fertilizer type on soil and crop yield in fruit orchards under Mediterranean conditions：A meta-analysis of field studies[J].Agricultural Systems，2020，178：102736.
[5] FAN Y N，ZHANG Y X，KALKHAJEH Y K，HU W Y，TIAN K，YU D S，HUANG B. Effective indicators and drivers of soil organic matter in intensive orchard production systems[J]. Soil and Tillage Research，2024，238：105999.
[6] 刘明庆，韩笑，杨育文，高丽，李妍，席运官，张纪兵，黄思杰.不同土地利用方式土壤肥力调查与评价：以浙江省建德市葛塘村为例[J].生态与农村环境学报，2023，39(3)：394-401.LIU Mingqing，HAN Xiao，YANG Yuwen，GAO Li，LI Yan，XI Yunguan，ZHANG Jibing，HUANG Sijie.Investigation and evaluation of soil fertility under different land-use patterns：A case study of getang village，Jiande city，Zhejiang province[J]. Journal of Ecology and Rural Environment，2023，39(3)：394-401.
[7] 王佳媛.柑橘园土壤健康指标体系构建与评价[D].武汉：华中农业大学，2023.WANG Jiayuan. Construction and evaluation of soil health index system in citrus orchard[D].Wuhan：Huazhong Agricultural University，2023.
[8] 段碧辉，孙奥，王芳，赵敏，杨军，项剑桥.荆门市耕地不同利用方式土壤质量综合评价[J].土壤，2023，55(6)：1371-1379.DUAN Bihui，SUN Ao，WANG Fang，ZHAO Min，YANG Jun，XIANG Jianqiao. Soil quality comprehensive evaluation of farmlands under different use patterns in Jingmen city，Hubei Province[J].Soils，2023，55(6)：1371-1379.
[9] SUJATHA M，JAIDHAR C D. Machine learning- based approaches to enhance the soil fertility：A review[J]. Expert Systems with Applications，2024，240：122557.
[10] 王远鹏，黄晶，柳开楼，韩天富，都江雪，马星竹，郝小雨，周宝库，刘彩文，蒋先军，张会民.东北典型县域稻田土壤肥力评价及其空间变异[J]. 植物营养与肥料学报，2020，26(2)：256-266.WANG Yuanpeng，HUANG Jing，LIU Kailou，HAN Tianfu，DU Jiangxue，MA Xingzhu，HAO Xiaoyu，ZHOU Baoku，LIU Caiwen，JIANG Xianjun，ZHANG Huimin. Evaluation and spatial variability of paddy soil fertility in typical county of Northeast China[J].Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2020，26(2)：256-266.
[11] 周旭东，韩天华，申云鑫，施竹凤，贺彪，杨明英，裴卫华，何永宏，杨佩文.基于主成分-聚类分析的植烟土壤障碍因子诊断[J].中国土壤与肥料，2023(9)：1-11.ZHOU Xudong，HAN Tianhua，SHEN Yunxin，SHI Zhufeng，HE Biao，YANG Mingying，PEI Weihua，HE Yonghong，YANG Peiwen. Diagnosis of soil obstacle factors in flue-cured tobacco rotation system based on principal component analysis and cluster analysis[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China，2023(9)：1-11.
[12] 赵敬坤，陈松柏，李忠意，王洋，张涛，王帅.模糊综合评价法判断重庆花椒种植区土壤肥力水平[J].中国农机化学报，2021，42(10)：206-212.ZHAO Jingkun，CHEN Songbai，LI Zhongyi，WANG Yang，ZHANG Tao，WANG Shuai. Soil fertility characteristics in Zanthoxylum bungeanum planting area of Chongqing with the analysis of fuzzy synthetic evaluation[J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization，2021，42(10)：206-212.
[13] 胡爽.基于因子分析的土壤养分评价研究[D].长春：吉林农业大学，2021.HU Shuang. Evaluation of soil nutrients based on factor analysis[D].Changchun：Jilin Agricultural University，2021.
[14] 李慧，魏天军.宁夏压砂地枣园土壤肥力的层次-关联度分析[J].中国果树，2020(5)：87-92.LI Hui，WEI Tianjun.Analysis on soil fertility of jujube orchard in gravel-sand mulched in Ningxia by using analytic hierarchy process and gray interrelated analytical method[J].China Fruits，2020(5)：87-92.
[15] 邓星亮，杨安富，杨丽，孟龙威，袁漫遥，陈俊男，吴晓晨.海南岛典型农用地土壤综合肥力评价[J].热带作物学报，2023，44(7)：1497-1505.DENG Xingliang，YANG Anfu，YANG Li，MENG Longwei，YUAN Manyao，CHEN Junnan，WU Xiaochen. Soil nutrient analysis and comprehensive fertility evaluation of four types of agricultural land in Hainan island[J]. Chinese Journal of Tropical Crops，2023，44(7)：1497-1505.
[16] 彭健健，徐坚，王晓晓，傅伟军，张申，彭欣怡，徐懿，姜霓雯，方嘉，吴家森.杨梅主产区土壤肥力空间异质性及其影响因素：以浙江仙居和临海为例[J].果树学报，2023，40(7)：1421-1433.PENG Jianjian，XU Jian，WANG Xiaoxiao，FU Weijun，ZHANG Shen，PENG Xinyi，XU Yi，JIANG Niwen，FANG Jia，WU Jiasen. Spatial variation of soil fertility and its influencing factors in Myrica rubra region：A case study in Xianju county and Linhai city[J]. Journal of Fruit Science，2023，40(7)：1421-1433.
[17] 王斌强，何绍浪，林小兵，黄尚书，王馨悦，刘艳琴，黄欠如，成艳红.井冈蜜柚园土壤肥力和微生物特征调查研究[J].中国果树，2023(6)：59-66.WANG Binqiang，HE Shaolang，LIN Xiaobing，HUANG Shangshu，WANG Xinyue，LIU Yanqin，HUANG Qianru，CHENG Yanhong. Investigation on soil fertility and microbial characteristics in Jinggang pomelo orchards[J]. China Fruits，2023(6)：59-66.
[18] 王潇璇，何诗杨，叶子豪，胡颖槟，傅伟军，吴家森.村域尺度山核桃林地土壤肥力空间变异特征及影响因素[J].浙江农林大学学报，2023，40(4)：811-819.WANG Xiaoxuan，HE Shiyang，YE Zihao，HU Yingbin，FU Weijun，WU Jiasen. Spatial variability and affecting factors of soil fertility in Chinese hickory stands at village scale[J]. Journal of Zhejiang A&F University，2023，40(4)：811-819.
[19] 张玲，褚杰，孙昊，张文江，周萌，路超，程明远，白杨，刘善江.北京市大兴区不同类型果园土壤肥力和环境质量研究[J].中国土壤与肥料，2023(8)：14-22.ZHANG Ling，CHU Jie，SUN Hao，ZHANG Wenjiang，ZHOU Meng，LU Chao，CHENG Mingyuan，BAI Yang，LIU Shanjiang.Soil fertility and environmental quality of different types of orchards in Daxing district，Beijing[J].Soil and Fertilizer Sciences in China，2023(8)：14-22.
[20] 郝奇，周京华，吴小龙，曹灯，黄长干，朱美英，辜青青，颜安琦，龚霞.江西新余蜜桔园土壤养分分布特征及综合肥力评价[J].江西农业大学学报，2023，45(1)：88-100.HAO Qi，ZHOU Jinghua，WU Xiaolong，CAO Deng，HUANG Changgan，ZHU Meiying，GU Qingqing，YAN Anqi，GONG Xia. Soil nutrient distribution characteristics and comprehensive fertility evaluation in Xinyu tangerine orchard，Jiangxi province[J].Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis，2023，45(1)：88-100.
[21] 王杰，张春燕，卢加文，陈书，王棋.广安区柑橘土壤养分状况及综合肥力评价[J].土壤通报，2021，52(6)：1360-1367.WANG Jie，ZHANG Chunyan，LU Jiawen，CHEN Shu，WANG Qi. Nutrient status and comprehensive fertility evaluation of the citrus soil in Guang’an district[J]. Chinese Journal of Soil Science，2021，52(6)：1360-1367.
[22] 黄安，杨联安，杜挺，王安乐，张彬，袁刚.基于主成分分析的土壤养分综合评价[J].干旱区研究，2014，31(5)：819-825.HUANG An，YANG Lian’an，DU Ting，WANG Anle，ZHANG Bin，YUAN Gang. Comprehensive assessment of soil nutrients based on PCA[J].Arid Zone Research，2014，31(5)：819-825.
[23] 陈欢，曹承富，张存岭，李玮，乔玉强，杜世州，赵竹.基于主成分-聚类分析评价长期施肥对砂姜黑土肥力的影响[J].土壤学报，2014，51(3)：609-617.CHEN Huan，CAO Chengfu，ZHANG Cunling，LI Wei，QIAO Yuqiang，DU Shizhou，ZHAO Zhu. Principal component-cluster analysis of effects of long-term fertilization on fertility of lime concretion black soil[J]. Acta Pedologica Sinica，2014，51(3)：609-617.
[24] 刘大海，李宁，晁阳.SPSS 15.0 统计分析从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2008.LIU Dahai，LI Ning，CHAO Yang.SPSS 15.0 statistical analysis from entry to mastery[M]. Beijing：Tsinghua University Press，2008.
[25] 刘志平，张鹏飞，周怀平，解文艳，杨振兴，马晓楠，胡雪纯.基于主成分-聚类分析的褐土肥力质量评价[J]. 中国土壤与肥料，2022(11)：167-173.LIU Zhiping，ZHANG Pengfei，ZHOU Huaiping，XIE Wenyan，YANG Zhenxing，MA Xiaonan，HU Xuechun. Fertility quality evaluation of cinnamon soil based on principal component-cluster analysis[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China，2022(11)：167-173.
[26] 吴海燕，金荣德，范作伟，彭畅，高洪军，张秀芝，李强，朱平.基于主成分和聚类分析的黑土肥力质量评价[J].植物营养与肥料学报，2018，24(2)：325-334.WU Haiyan，JIN Rongde，FAN Zuowei，PENG Chang，GAO Hongjun，ZHANG Xiuzhi，LI Qiang，ZHU Ping.Assessment of fertility quality of black soil based on principal component and cluster analysis[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2018，24(2)：325-334.
[27] 顾美英，徐万里，马凯，欧提库尔·玛合木提，张志东，朱静，唐琦勇，楚敏，张丽娟.基于主成分-聚类分析评价不同定植年限核桃土壤微生物生态[J].新疆农业科学，2022，59(2)：474-484.GU Meiying，XU Wanli，MA Kai，Otkur·Mahmut，ZHANG Zhidong，ZHU Jing，TANG Qiyong，CHU Min，ZHANG Lijuan.Soil microbial ecological evaluation of walnut with different planting years based on principal component-cluster analysis[J].Xinjiang Agricultural Sciences，2022，59(2)：474-484.
[28] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 3 版. 北京：中国农业出版社，2000.BAO Shidan. Soil and agricultural chemistry analysis[M]. 3rd ed.Beijing：China Agriculture Press，2000.
[29] 赵瑞芬，程滨，滑小赞，王森，王钊.基于主成分分析的山西省核桃主产区土壤肥力评价[J].山西农业大学学报（自然科学版），2020，40(6)：61-68.ZHAO Ruifen，CHENG Bin，HUA Xiaozan，WANG Sen，WANG Zhao. Evaluation of soil fertility status in main walnut production areas in Shanxi based on principal component analysis[J]. Journal of Shanxi Agricultural University (Natural Science Edition)，2020，40(6)：61-68.
[30] 蔡美芳，刘晓伟，吴孝情，吴仁人，陈中颖，卢文洲.基于土壤养分平衡的畜禽养殖承载力研究[J]. 土壤学报，2018，55(6)：1431-1440.CAI Meifang，LIU Xiaowei，WU Xiaoqing，WU Renren，CHEN Zhongying，LU Wenzhou.Livestock and poultry carrying capacity of land based on soil nutrient balance[J].Acta Pedologica Sinica，2018，55(6)：1431-1440.
[31] 陆泰良，陆安祥，阳爱民，梁瑞郑，李海炎，万保雄.广西桂林市主要桃园土壤养分状况及重金属、抗生素污染评价[J].江苏农业科学，2021，49(19)：232-241.LU Tailiang，LU Anxiang，YANG Aimin，LIANG Ruizheng，LI Haiyan，WAN Baoxiong.Soil environment and potential ecological risk assessment of main peach orchards in Guilin City，Guangxi Zhuang Autonomous Region[J]. Jiangsu Agricultural Sciences，2021，49(19)：232-241.
[32] 王珏，周卫军，商贵铎，谭洁，唐豆，曹胜.不同母质柑橘园土壤养分特征及肥力综合评价[J].生态学杂志，2022，41(5)：933-940.WANG Jue，ZHOU Weijun，SHANG Guiduo，TAN Jie，TANG Dou，CAO Sheng. Comprehensive evaluation of soil nutrient characteristics and fertility of citrus orchard with different parent materials[J].Chinese Journal of Ecology，2022，41(5)：933-940.
[33] 毛伟，郁洁，李文西，左文刚，仇美华，张丽，范新会，陈明，王绪奎，柏彦超.近40 年江苏农田土壤pH 时空变化特征及驱动因素[J].植物营养与肥料学报，2023，29(2)：264-272.MAO Wei，YU Jie，LI Wenxi，ZUO Wengang，QIU Meihua，ZHANG Li，FAN Xinhui，CHEN Ming，WANG Xukui，BAI Yanchao. Spatial and temporal variation of cropland pH and the driving factors in Jiangsu over the past 40 years[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers，2023，29(2)：264-272.
[34] LIANG F，LI B Z，VOGT R D，MULDER J，SONG H，CHEN J S，GUO J H.Straw return exacerbates soil acidification in major Chinese croplands[J]. Resources，Conservation and Recycling，2023，198：107176.
[35] 张启，胡佳卉，杨佳佳，周庆权，郎跃平，李晓颖.兰溪枇杷园土壤养分评价分析与改良建议[J]. 浙江农业科学，2024，65(2)：354-361.ZHANG Qi，HU Jiahui，YANG Jiajia，ZHOU Qingquan，LANG Yueping，LI Xiaoying. Evaluation analysis and improvement suggestions on soil nutrients in Lanxi loquat orchard[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences，2024，65(2)：354-361.
[36] 郑梅迎，林伟，徐茜，彭玉龙，刘明宏，龚鹏飞，刘跃东，孔凡玉，张继光.基于CNKI 数据库的土壤酸化文献计量分析[J].土壤，2020，52(4)：811-818.ZHENG Meiying，LIN Wei，XU Qian，PENG Yulong，LIU Minghong，GONG Pengfei，LIU Yuedong，KONG Fanyu，ZHANG Jiguang. Bibliometric analysis of soil acidification research based on CNKI database[J].Soils，2020，52(4)：811-818.
[37] MENG C，TIAN D S，ZENG H，LI Z L，YI C X，NIU S L.Global soil acidification impacts on belowground processes[J]. Environmental Research Letters，2019，14(7)：074003.
[38] 柴华，何念鹏.中国土壤容重特征及其对区域碳贮量估算的意义[J].生态学报，2016，36(13)：3903-3910.CHAI Hua，HE Nianpeng.Evaluation of soil bulk density in Chinese terrestrial ecosystems for determination of soil carbon storage on a regional scale[J].Acta Ecologica Sinica，2016，36(13)：3903-3910.
[39] 康婷，周春火，魏宗强，缪玉琳，卢志红.江西省土壤阳离子交换量区域分布特征及其影响因素[J].中国农学通报，2021，37(14)：66-71.KANG Ting，ZHOU Chunhuo，WEI Zongqiang，MIAO Yulin，LU Zhihong. Regional distribution characteristics and influencing factors of soil cation exchange capacity in Jiangxi[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin，2021，37(14)：66-71.
[40] 张妍娥，杨鹏，马延龙，康乐，张利瑞，王泉灵，张松林.兰州市耕地养分综合评价及其影响因素研究[J].土壤通报，2023，54(5)：1023-1031.ZHANG Yan’e，YANG Peng，MA Yanlong，KANG Le，ZHANG Lirui，WANG Quanling，ZHANG Songlin. Soil nutrient comprehensive evaluation of cultivated land and influencing factors in Lanzhou[J].Chinese Journal of Soil Science，2023，54(5)：1023-1031.