[发明专利]一种农田土壤健康评价方法

权利要求书

1.一种农田土壤健康评价方法，其特征在于，包括步骤：

选取土壤评价系统，所述土壤评价系统包括多个土壤健康指标；

通过特尔菲法对所述土壤评价系统中的土壤健康指标进行筛选，得到筛选过的土壤健康指标；

对筛选过的土壤健康指标的原始数据进行标准化处理，将标准化后的数据进行主成分分析，将符合预设条件的主因子所包含的指标作为第二土壤健康评价指标，所述预设条件为主成分分析得到的主因子的特征值大于第一预设值，且主因子累计贡献率大于第二预设值；

对所述第二土壤健康评价指标进行逐步回归分析，得到第三土壤健康评价指标，并根据所述第三土壤健康评价指标构建土壤健康评价数据集；

获取土壤样品和作物样品，并测定第三土壤健康评价指标的指标值；

根据所述第三土壤健康评价指标的指标值，通过预设的评分规则得到土壤样本的土壤健康指数和土壤健康等级；

所选取的土壤评价系统，为康奈尔土壤健康评价系统；

所选第三土壤健康评价指标，包括：

土壤质地、土壤含水量、土壤表层硬度、土壤次表层硬度、0.25-2mm粒径的团聚体稳定性、有机质含量、活性炭含量、潜在可矿化氮矿化速率、根系健康指数、pH值、可提取磷、可提取钾、微量元素指数、重金属指数、产量指数、品质指数、商品合格率；

所述通过预设的评分规则得到土壤样本的土壤健康指数和土壤健康等级，具体为：

对所述第三土壤健康评价指标的指标值进行评分；

通过第一公式得到土壤样本的土壤健康指数，所述第一公式为：

其中，s为土壤健康指数，i表示第三土壤健康评价指标中的第i个健康评价指标，f_i表示土壤样品或作物样品在第三土壤健康评价指标中的第i个健康评价指标的评分；w_i表示第三土壤健康评价指标中的第i个健康评价指标的预设权重；

当土壤重金属指标的指标值大于0.7时，土壤健康等级评定为不健康，否则：

当土壤健康指数低于第三预设值时，土壤健康等级评定为不健康；

当土壤健康指数不低于第三预设值且低于第四预设值时，土壤健康等级评定为亚健康；

当土壤健康指数不低于第四预设值时，土壤健康等级评定为健康；

所述对所述第三土壤健康评价指标的指标值进行评分，具体为：

根据所述第三土壤健康评价指标的指标值，得到所述指标值对应的隶属值；

将所述隶属值作为对所述第三土壤健康评价指标的评分；

所述根据所述第三土壤健康评价指标的指标值，得到所述指标值对应的隶属值，具体实施为：

对于土壤质地、pH值所对应的隶属值，为根据指标值查询预设的第一对应关系得到；

对于0.25-2mm粒径的团聚体稳定性、有效含水量、有机质、根系健康指数、活性炭、全氮、可提取磷、可提取钾、微量元素指数、重金属指数、产量指数、品质营养指数、商品合格率所对应的隶属值，为将指标值代入第一隶属函数得到；

对于土壤表层硬度、土壤次表层硬度、重金属指数所对应的隶属值，为将指标值代入第二隶属函数得到；

其中，第一对应关系为：

第一隶属函数为：

其中，x_i1、x_i2分别为第三土壤健康评价指标中第i个指标所预设的临界值；

第二隶属函数为：

其中，x_i1、x_i2分别为第三土壤健康评价指标中第i个指标所预设的临界值；

所述第三土壤健康评价指标中的第i个健康评价指标的预设权重，由以下方法得到：

根据主成分分析得到的主因子的特征值和贡献率，求出各项评价指标的公因子方差，通过熵权法对第三土壤健康评价指标进行赋权得到每个健康评价指标的预设权重w_i，其中，w_i满足∑w_i＝1。