珍稀瀕危植物梵凈山冷杉的土壤改良方法

[摘要]為探究梵凈山冷杉土壤中碳、氮、磷含量并對其土壤進行改良，促進梵凈山冷杉的立地研究保護與旅游開發的協調發展，本文通過設計一種能噴灑土壤改良劑的梵凈山冷杉翻土裝置，進行梵凈山冷杉土壤改良。研究表明，與現有技術相比，本試驗中能噴灑土壤改良劑的梵凈山冷杉高山翻土裝置，能夠同時噴灑土壤改良劑和翻土，給使用帶來了便利，不浪費人工，節約成本、便于安裝，可以有效地節省時間，同時能顯著改良梵凈山冷杉土壤中的氮、磷含量。

[關鍵詞]氮、磷;土壤改良劑;梵凈山冷杉;方法

中圖分類號：S635.1 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201810

梵凈山冷杉（Abies fanjingshanensis），國家一級保護植物，為中國貴州省特有品種，亦為第四紀殘遺植物[1]，僅殘存于梵凈山的局部地段，分布區極其狹窄，數量稀少，加上結實率低、自然更新不良，需加以保護才不致滅絕，被列入《中國植物紅皮書》并成為國家一級保護植物。全球重點保護的針葉樹種梵凈山冷杉屬陰性樹種，耐蔭性強、喜陰濕，一般多為純林[2]。但是國家一級重點保護植物、貴州梵凈山的特有樹種梵凈山冷杉，目前出現成片頂梢枯死現象[3]。2001年，部分冷杉的枝葉頂部開始枯萎，新生的種苗數也急劇減少;從2006年開始，梵凈山冷杉林出現成片死亡，幼苗很少，發芽率低。現今的梵凈山冷杉林，大樹十分稀少，翻開土里的種子大部分是一些空癟的膜狀物[4]。近年，大批珍稀梵凈山冷杉枯死，甚至成片死亡，造成冷杉死亡原因可能有四個：一是全球變暖，冷杉生存環境惡化;二是種子缺乏良好管理，由于冷杉的特殊生物性，種子的發芽率非常低;三是梵凈山冷杉長期生長在高海拔地帶，土壤根際微生物較少，致使梵凈山土壤養分利用率低[5];四是人為破壞[6-7]。冷杉的特點是“傷一發而動全身”，即使弄斷一根樹枝，也會誘發整棵樹的死亡，隨著生態旅游業的快速發展，梵凈山的游客逐年增加，加劇了對梵凈山冷杉生存環境的威脅[8-10]。為此，本研究要解決的技術問題是克服現有梵凈山冷杉生長過程中養分利用率低、水土流失嚴重的問題，提供一種快速、操作簡單、增加梵凈山冷杉土壤養分的改良方法。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地選擇在梵凈山自然保護區，地處貴州省江口縣、印江自治縣、松桃自治縣交界處，經緯度坐標為北緯27°46'50\"～28°1'30\"，東經108°35'55\"～108°48'30\"，面積約419km2，地處我國亞熱帶中心，被聯合國教科文組織納為世界“人與生物圈”保護網成員單位，為中國五大佛教名山之一。平均氣溫15.7℃，年降雨量1 830mm左右，平均相對濕度超過80%（迎風坡）。

1.2 試驗材料

供試材料：梵凈山冷杉（一年生苗木）;土壤改良劑：樹鋸末、草木灰、生物質炭。

1.3 試驗設計

土壤改良工藝流程：設計梵凈山冷杉翻土裝置→配制土壤改良劑→施入土壤改良劑→測定改良效果。

2 結果與分析

2.1 設計能噴灑土壤改良劑的梵凈山冷杉翻土裝置

能噴灑土壤改良劑的梵凈山冷杉翻土裝置示意見圖1，裝置側面示意見圖2，仰視示意見圖3。在圖1～3中，1為箱體、2為第一螺絲、3為第一固定軸、4為固定塊、5為擋泥板、6為轉動軸、7為活動擋板、8為第一固定板、9為第一旋耕刀、10為第二固定軸、11為觀察窗、12為進藥管、13為噴頭、14為固定支板、15為固定柱、16為第二螺絲、17為第二固定板、18為第二旋耕刀、19為第三固定板、20為滾輪。

梵凈山高山翻土裝置包括箱體，所述箱體的下表面陣列分布三個噴頭，三個噴頭分別通過水管與箱體的下表面固定連接。箱體的前側面中部設有固定支板，固定支板的上表面通過第一螺絲與第一固定板固定連接。第一固定板的上表面中部設有固定塊，固定塊的中部設有凹槽，固定塊的中部左右橫穿有第一固定軸。第二固定軸的兩端穿過固定柱，第二固定軸的表面左端均勻分布四個第二固定板，第二固定軸左端的四個第二固定板通過第二螺絲固定連接有第一旋耕刀。所述箱體的上表面陣列分布三個進藥管，左側面設有觀察窗，擋泥板通過轉動軸與活動擋板轉動連接，滾輪的左側設有皮帶輪。

2.2 梵凈山冷杉土壤改良研究

在使用時，通過第一固定軸和固定塊將翻土裝置固定在拖拉機的后部，將滾輪旁邊的皮帶輪與拖拉機上的電機輸出端連接，能夠使第二固定軸上的第一旋耕刀和第二旋耕刀高速運轉，通過進藥管將溶劑放入箱體中。當第一旋耕刀和第二旋耕刀進入運轉，使剛噴灑上溶劑的土翻轉至地下，防止蒸發過快，導致藥劑失效，節約成本、便于安裝。噴灑土壤改良劑和翻土同時進行，可以有效地節省時間，第一旋耕刀和第二旋耕刀兩種刀片，能夠將土壤打得更碎，使藥劑作用發揮得更好。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變形。

2.3 土壤改良劑對梵凈山冷杉土壤養分的影響

為定量反映土壤改良劑對梵凈山冷杉土壤各項指標含量波動程度的影響，通過分析改良土壤有機碳、全氮、全磷的含量之間差異得出實驗結果，結果見表1。由表1可知，改良劑對梵凈山冷杉土壤有機碳、全氮、全磷影響較大，對堿解氮和有效磷影響較小。

3 結 論

目前高山翻土的挖機多采用犁頭翻土，翻土淺、安裝不方便、使用不方便、耗時耗力。高山土壤養分流失嚴重，需要噴灑土壤改良劑，但是人工噴灑速度慢、勞動強度要求高、費工費時。能噴灑土壤改良劑的梵凈山冷杉高山翻土裝置給使用帶來了便利，不浪費人工、節約成本、便于安裝，可以有效地節省時間，很好地保育梵凈山冷杉。

參考文獻

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A Soil Improvement Method for the Rare and Endangered Plant Abies Fabri

Zeng Xianping1， Zhang Zhenming2， Sun Chao3

（1.Zunyi Energy Work Station， Zunyi， Guizhou 563000;2.Institute of Biology， Guizhou Academy of Sciences， Guiyang， Guizhou 550009;3.The Key Laboratory of Chemistry for Natural Products of Guizhou Province and Chinese Academy of Sciences， Guiyang， Guizhou 550025）

Abstract： To explore the current situation of carbon， nitrogen and phosphorus content in fir soil of Fanjingshan Mountain and improve its soil， and promote the coordinated development of site research， protection and tourism development of Fir of Fanjingshan Mountain， this paper designs a soil-turning device of Fir of Fanjingshan Mountain， which can spray soil amendment agent， to improve fir soil of Fanjingshan Mountain. The research shows that compared with the existing technology， the Fanjingshan Alpine dump device which can spray soil improver in this experiment can simultaneously spray soil improver and dump soil， save time and effort， bring convenience to use， not waste labor， save cost， easy to install， and can effectively save time. It can significantly improve the nitrogen and phosphorus content of Abies fabri soil in Fanjingshan.

Key Words： nitrogen and phosphorus， soil amendment， abies falciparum， method