基于層次分析法的香芋產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分肥力評價

摘要：以廣東省韶關(guān)市樂昌市樂城街道張溪村香芋產(chǎn)區(qū)為研究對象，通過野外調(diào)查的方法研究香芋產(chǎn)區(qū)的成土條件，并運(yùn)用層次分析法（AHP），篩選了土壤有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷和速效鉀4個養(yǎng)分指標(biāo)，研究張溪村香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分特征。結(jié)果表明，香芋產(chǎn)區(qū)地處中亞熱帶常綠闊葉林區(qū)的河谷地帶，成土母質(zhì)以河流沖積物為主，主導(dǎo)成土過程為脫硅富鋁化，主要土壤類型為紅壤。在4個土壤養(yǎng)分指標(biāo)中，有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量屬于中等水平；有效氮和有效磷養(yǎng)分含量均屬于極豐富水平；速效鉀的養(yǎng)分含量屬于缺乏水平。總體來看，樂昌市張溪縣香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分特征整體屬于很豐富級別。

關(guān)鍵詞：層次分析法；成土條件；土壤養(yǎng)分；香芋

中圖分類號： S158文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）10-0323-04

收稿日期：2013-12-08

基金項(xiàng)目：廣東省韶關(guān)市科技計(jì)劃（編號：粵財(cái)教[2012]105號）。

作者簡介：高琳（1986—），女，滿族，遼寧鞍山人，碩士，講師，主要從事土壤與農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)研究。E-mail：lyn19860203@163.com。香芋是我國南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，有些地方的香芋生產(chǎn)更成為出口創(chuàng)匯的支柱產(chǎn)業(yè)。作為輔助糧食的香芋已成為今天人們飯桌上的美食，高品質(zhì)的香芋需求量越來越大，香芋種植面積也越來越大。但并不是所有地區(qū)都能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)香芋，香芋所在地區(qū)的生態(tài)條件在一定程度上決定了該區(qū)域香芋的風(fēng)味和品質(zhì)，也基本上決定了香芋品種在該區(qū)域是否適合種植，所以適宜的生態(tài)條件是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)香芋的前提。土壤是農(nóng)作物生長所必須依賴的生態(tài)條件之一，國內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)許多優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品只限定于某一特定的區(qū)域內(nèi)，即具有獨(dú)特土壤資源特征和質(zhì)量特征的特定區(qū)域，這些特征因素影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

土壤質(zhì)量是土壤性質(zhì)的綜合反映，而土壤質(zhì)量的核心之一是土壤生產(chǎn)力，基礎(chǔ)是土壤肥力。土壤肥力是土壤提供植物養(yǎng)分和生產(chǎn)生物物質(zhì)的能力，是保障作物生產(chǎn)的根本，其高低直接影響著作物生長，影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)、布局和效益等方面。土壤肥力質(zhì)量的高低是諸多因素影響的結(jié)果，并且因素之間很大程度上存在相關(guān)性，因此從眾多因素中篩選出具有代表性、獨(dú)立性、主導(dǎo)性的因子是定量、準(zhǔn)確評價土壤質(zhì)量的關(guān)鍵[1]。劉世梁等提出使用頻率最高，且具有穩(wěn)定性的評價耕作土壤肥力的因子共有10項(xiàng)：有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀、pH值、陽離子交換量（CEC值）、質(zhì)地、耕層厚度[2]。近年來對于土壤質(zhì)量的評價方法也有很多論述[3-5]，如聚類分析、因子分析、主成分分析等，都被用于土壤質(zhì)量的綜合評價[6-8]。而作為一種決策工具，層次分析法具有深刻的理論內(nèi)容和簡單的表現(xiàn)形式，并能統(tǒng)一處理決策中的定性與定量的因素，因此也被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。土壤環(huán)境分析與評價實(shí)際上是一個多因素綜合決策的過程，因而將層次分析法應(yīng)用于土壤質(zhì)量評價不但可行，而且具有簡單、有效、實(shí)用的特點(diǎn)[9]。

本研究選擇能反映土壤肥力質(zhì)量特性的定量因子[10]，運(yùn)用層次分析法，以廣東省韶關(guān)市樂昌市樂城街道張溪村為代表，研究樂昌市香芋產(chǎn)區(qū)的土壤成土條件以及土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量特征及級別，從而為合理施肥、提高香芋品質(zhì)及種植區(qū)劃提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

樂昌市是廣東省香芋的重要產(chǎn)地之一，在廣東省、港澳地區(qū)廣受歡迎，在全國也有一定的知名度。樂昌市位于韶關(guān)市北部，粵北邊陲，毗鄰湖南，地勢中部和北面較高，向東西兩側(cè)遞減，地處中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有山地氣候特征。樂昌市香芋具有悠久的栽培歷史，尤其是張溪村香芋更有“炮彈香芋”之稱。

1.2數(shù)據(jù)獲取

1.2.1野外調(diào)查在收集相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，組建研究人員和地方工作人員，統(tǒng)一到產(chǎn)區(qū)進(jìn)行土壤地形調(diào)查，現(xiàn)場挖掘土壤剖面，通過目測和野外速測的方法鑒定香芋產(chǎn)區(qū)的成土母質(zhì)和土壤類型，在野外難以鑒定的指標(biāo)，取樣回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行室內(nèi)分析鑒定。

1.2.2樣品采集及分析土壤樣品采集于2012年10月，在張溪村典型香芋田塊采集土樣20個。每一個樣點(diǎn)都按農(nóng)化樣的采樣要求，在每個區(qū)域內(nèi)按“S”形布點(diǎn)法，多點(diǎn)混合采樣，采樣深度為耕作層（ 0～30 cm） 。每個樣品是由田塊中心及其周圍半徑10～20 m內(nèi)按“S”形取3～5個耕作層土樣均勻混合后四分法留1 kg。土樣經(jīng)風(fēng)干處理后過1 mm篩，分取部分樣品過0.125 mm篩備用。

土壤屬性的測定方法：有機(jī)質(zhì)含量采用外加熱法測定，有效氮含量采用堿解擴(kuò)散法，速效磷含量采用Olsen法，速效鉀含量采用N4OAC浸提-火焰光度法測定。

1.3土壤養(yǎng)分指標(biāo)及分級標(biāo)準(zhǔn)

土壤有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷和速效鉀4個養(yǎng)分分級指標(biāo)根據(jù)中國第二次土壤普查制定的養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)制定。各養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)[11-13]2結(jié)果與分析

2.1香芋產(chǎn)區(qū)的成土條件特征

不同的農(nóng)作物都要求適合自身生長的特定生態(tài)條件，農(nóng)作物的品質(zhì)優(yōu)劣也與其所處區(qū)域的生態(tài)條件密切相關(guān)。而這些特定的生態(tài)條件就包括氣候、地形地貌和成土母質(zhì)等方面在內(nèi)的成土條件，這些成土因素綜合作用的結(jié)果影響了農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查，張溪村香芋產(chǎn)區(qū)的氣候、地形和母質(zhì)等成土條件特征如下：（1）氣候與土壤直接進(jìn)行著水分和熱量的交換，影響著土壤的物理、化學(xué)風(fēng)化和淋溶過程的強(qiáng)度。香芋產(chǎn)區(qū)地處中亞熱帶常綠闊葉林地區(qū)，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，光、熱、水資源豐富，年平均日照時數(shù)為 1 499.7 h，年均氣溫19.6 ℃，降水量1 500 mm。在這樣的氣候條件下，土壤接收的熱量充足，但土壤的物理、化學(xué)風(fēng)化以及所受的淋洗強(qiáng)度較大，鹽基離子易于流失，土壤趨于酸性，pH值在5.8～6.7之間。（2）地形地貌對光、熱、水等氣象要素會產(chǎn)生垂直方向和水平方向上的再分配，使水分和熱量在一定范圍內(nèi)重新進(jìn)行分配，進(jìn)而影響著香芋的產(chǎn)量和品質(zhì)。香芋產(chǎn)區(qū)位于張溪村的河谷地帶，九瀧十八灘出口的右側(cè)，屬于物質(zhì)與能量的聚集地，該地形發(fā)育的土壤土層深厚，厚度一般在100～150 cm之間，耕層厚度在20～40 cm之間。地形坡度較小，地勢平緩且寬闊平坦，近水源，排灌方便，土壤排水條件良好，雨后或灌溉后土壤能保蓄相當(dāng)?shù)乃帧．a(chǎn)區(qū)所處地帶陽光充足，地溫較高，日照時間長，光合作用強(qiáng)。

（3）成土母質(zhì)的礦物組成及其化學(xué)成分通過影響土壤理化性狀進(jìn)而影響香芋的品質(zhì)。根據(jù)野外調(diào)查，香芋產(chǎn)區(qū)的成土母質(zhì)主要為河流沖積物，發(fā)育的土壤土層深厚而肥沃，質(zhì)地為沙壤土，土壤結(jié)構(gòu)性良好，通氣性強(qiáng)，可促進(jìn)香芋根系的發(fā)育，增強(qiáng)其養(yǎng)分的吸取能力。（4）由于氣候特殊性，即高溫與高濕的氣候條件下，母質(zhì)進(jìn)行著徹底的地球化學(xué)風(fēng)化，母質(zhì)的特征又直接影響著成土過程的速度、性質(zhì)和土壤發(fā)育的方向，而香芋產(chǎn)區(qū)的土壤就在氣候、地形和母質(zhì)等成土因素的綜合作用下，通過脫硅富鋁化的成土過程而發(fā)育成紅壤。

2.2香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分指標(biāo)評價（AHP）

2.2.1建立層次結(jié)構(gòu)模型將土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量作為層次分析的目標(biāo)層（A），把評價因子（有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷和速效鉀）作為層次分析的準(zhǔn)則層（B），把土壤養(yǎng)分元素級別作為層次分析的方案層（C），由這3個層次建立了土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量評價的層次結(jié)構(gòu)模型（圖1）。

2.2.2構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算特征向量構(gòu)造判斷矩陣的主要目的是從有關(guān)的元素中找出相對重要的因素。判斷矩陣的基本形式為：

帶，成土母質(zhì)以河流沖積物為主，主導(dǎo)成土過程為脫硅富鋁化，主要土壤類型為紅壤。在土壤養(yǎng)分指標(biāo)中，有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量屬于中等水平；有效氮和有效磷養(yǎng)分含量均屬于極豐富水平；速效鉀養(yǎng)分含量屬于缺乏水平。總體來看，樂昌市樂城街道張溪村香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分特征整體屬于很豐富級別。

參考文獻(xiàn)：

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[13]章永松，倪吾鐘，林咸永，等. 杭州市郊菜園土壤的有效養(yǎng)分狀況與施肥對策[M]//謝建昌，陳際型. 菜園土壤肥力與蔬菜合理施肥.南京：河海大學(xué)出版社，1997：43- 46.

（3）成土母質(zhì)的礦物組成及其化學(xué)成分通過影響土壤理化性狀進(jìn)而影響香芋的品質(zhì)。根據(jù)野外調(diào)查，香芋產(chǎn)區(qū)的成土母質(zhì)主要為河流沖積物，發(fā)育的土壤土層深厚而肥沃，質(zhì)地為沙壤土，土壤結(jié)構(gòu)性良好，通氣性強(qiáng)，可促進(jìn)香芋根系的發(fā)育，增強(qiáng)其養(yǎng)分的吸取能力。（4）由于氣候特殊性，即高溫與高濕的氣候條件下，母質(zhì)進(jìn)行著徹底的地球化學(xué)風(fēng)化，母質(zhì)的特征又直接影響著成土過程的速度、性質(zhì)和土壤發(fā)育的方向，而香芋產(chǎn)區(qū)的土壤就在氣候、地形和母質(zhì)等成土因素的綜合作用下，通過脫硅富鋁化的成土過程而發(fā)育成紅壤。

2.2香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分指標(biāo)評價（AHP）

2.2.1建立層次結(jié)構(gòu)模型將土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量作為層次分析的目標(biāo)層（A），把評價因子（有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷和速效鉀）作為層次分析的準(zhǔn)則層（B），把土壤養(yǎng)分元素級別作為層次分析的方案層（C），由這3個層次建立了土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量評價的層次結(jié)構(gòu)模型（圖1）。

2.2.2構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算特征向量構(gòu)造判斷矩陣的主要目的是從有關(guān)的元素中找出相對重要的因素。判斷矩陣的基本形式為：

帶，成土母質(zhì)以河流沖積物為主，主導(dǎo)成土過程為脫硅富鋁化，主要土壤類型為紅壤。在土壤養(yǎng)分指標(biāo)中，有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量屬于中等水平；有效氮和有效磷養(yǎng)分含量均屬于極豐富水平；速效鉀養(yǎng)分含量屬于缺乏水平。總體來看，樂昌市樂城街道張溪村香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分特征整體屬于很豐富級別。

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（3）成土母質(zhì)的礦物組成及其化學(xué)成分通過影響土壤理化性狀進(jìn)而影響香芋的品質(zhì)。根據(jù)野外調(diào)查，香芋產(chǎn)區(qū)的成土母質(zhì)主要為河流沖積物，發(fā)育的土壤土層深厚而肥沃，質(zhì)地為沙壤土，土壤結(jié)構(gòu)性良好，通氣性強(qiáng)，可促進(jìn)香芋根系的發(fā)育，增強(qiáng)其養(yǎng)分的吸取能力。（4）由于氣候特殊性，即高溫與高濕的氣候條件下，母質(zhì)進(jìn)行著徹底的地球化學(xué)風(fēng)化，母質(zhì)的特征又直接影響著成土過程的速度、性質(zhì)和土壤發(fā)育的方向，而香芋產(chǎn)區(qū)的土壤就在氣候、地形和母質(zhì)等成土因素的綜合作用下，通過脫硅富鋁化的成土過程而發(fā)育成紅壤。

2.2香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分指標(biāo)評價（AHP）

2.2.1建立層次結(jié)構(gòu)模型將土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量作為層次分析的目標(biāo)層（A），把評價因子（有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷和速效鉀）作為層次分析的準(zhǔn)則層（B），把土壤養(yǎng)分元素級別作為層次分析的方案層（C），由這3個層次建立了土壤養(yǎng)分肥力質(zhì)量評價的層次結(jié)構(gòu)模型（圖1）。

2.2.2構(gòu)造判斷矩陣并計(jì)算特征向量構(gòu)造判斷矩陣的主要目的是從有關(guān)的元素中找出相對重要的因素。判斷矩陣的基本形式為：

帶，成土母質(zhì)以河流沖積物為主，主導(dǎo)成土過程為脫硅富鋁化，主要土壤類型為紅壤。在土壤養(yǎng)分指標(biāo)中，有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分含量屬于中等水平；有效氮和有效磷養(yǎng)分含量均屬于極豐富水平；速效鉀養(yǎng)分含量屬于缺乏水平。總體來看，樂昌市樂城街道張溪村香芋產(chǎn)區(qū)的土壤養(yǎng)分特征整體屬于很豐富級別。

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