桐梓縣方竹筍基地土壤肥力質(zhì)量評價(jià)

何雨茹，顏 雄，樊磊磊，李文昭，柳葉紅，歐陽勝男

（遵義師范學(xué)院，貴州遵義 563006）

金佛山方竹是禾本科竹亞科寒竹屬植物，被稱為“世界一絕，中國獨(dú)有”，是世界竹類的稀有種，在全世界僅能在貴州省桐梓縣和重慶市南川區(qū)金佛山國家級原始生態(tài)自然保護(hù)區(qū)生長，主要分布在大婁山地區(qū)，政府的重視和方竹筍的快速發(fā)展為桐梓縣打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)提供了強(qiáng)大的力量[1]。2014 年桐梓方竹筍被國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)為中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品。2019 年，中國林學(xué)會授予桐梓“中國大婁山方竹之鄉(xiāng)”稱號。至2020年，桐梓縣方竹筍面積達(dá)百萬畝，預(yù)計(jì)鮮筍產(chǎn)量可達(dá)5 萬噸，產(chǎn)值約6 億元，涉及竹農(nóng)近20萬人。桐梓方竹筍正迎來更大更好的發(fā)展機(jī)遇，之后桐梓縣規(guī)劃將緊緊圍繞“一二三產(chǎn)融合發(fā)展”的思路，加強(qiáng)方竹筍產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成功打造中國竹筍交易中心，向更新更高的目標(biāo)跨越前進(jìn)[2]。

方竹筍的生產(chǎn)與發(fā)展越來越受到桐梓縣政府和人民的重視，而土壤作為方竹筍生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，其養(yǎng)分的豐缺程度及肥力水平對方竹筍的生長發(fā)育影響很大，進(jìn)而會使方竹筍的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生差異。但目前對桐梓方竹筍土壤的研究還很少，因此，開展方竹筍種植地土壤理化性質(zhì)研究及肥力質(zhì)量評價(jià)，對于科學(xué)培育方竹筍及方竹筍產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與處理

選取貴州省桐梓縣婁山關(guān)地區(qū)方竹筍生長地的土壤，于海拔1 100 m 處作為起點(diǎn)設(shè)置海拔梯度，海拔每升高200 m 作為一個梯度，共設(shè)置3 個梯度，即涵蓋婁山關(guān)1 100～1 500 m 的海拔區(qū)間，每個梯度采用“S”型采樣法設(shè)置5 個樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，共計(jì)采集15 個土壤樣品，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行風(fēng)干研磨。

1.2 評價(jià)指標(biāo)和測定方法

土壤理化性質(zhì)的測定，依據(jù)《土壤農(nóng)化分析》[3]的測定方法。采用電位法測定土壤pH 值；采用重鉻酸鉀氧化法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用堿解擴(kuò)散法測定土壤有效氮；采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤有效磷；采用火焰光度法測定土壤有效鉀。

1.3 土壤肥力質(zhì)量評價(jià)方法

1.3.1 隸屬度的確定

運(yùn)用pH、有機(jī)質(zhì)、有效NPK 各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)，采用Fuzzy 綜合評價(jià)法評價(jià)桐梓縣方竹筍基地土壤肥力質(zhì)量；根據(jù)已有研究結(jié)果，確定各評價(jià)指標(biāo)隸屬度的計(jì)算使用哪種隸屬度函數(shù)及函數(shù)圖像中不同轉(zhuǎn)折點(diǎn)的取值，最后用隸屬度函數(shù)來計(jì)算出其隸屬度值[4]。

方竹筍基地土壤的有機(jī)質(zhì)、有效N、有效P 和有效K 的隸屬度的計(jì)算采用S 型隸屬度函數(shù)，函數(shù)表達(dá)式為：

（1）式中，x為各評價(jià)指標(biāo)實(shí)際測得的數(shù)值，x1、x2分別為x的轉(zhuǎn)折點(diǎn)取值。根據(jù)已有的研究結(jié)果并結(jié)合土壤肥力質(zhì)量評價(jià)需要，得到S 型函數(shù)中4 個不同評價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的相應(yīng)取值（見表1）。

表1 S型函數(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的取值

使用拋物線型隸屬度函數(shù)計(jì)算土壤中pH 的隸屬度值，函數(shù)表達(dá)式為：

（2）式中，x1～x4分別為各評價(jià)指標(biāo)的拋物線型隸屬度函數(shù)中轉(zhuǎn)折點(diǎn)的值。根據(jù)已有研究結(jié)果并結(jié)合評價(jià)需要，確定其轉(zhuǎn)折點(diǎn)的取值分別為：x1=4.5，x2=5.5，x3=6.5，x4=7.5。

1.3.2 權(quán)重的確定

建立相關(guān)系數(shù)矩陣R，將矩陣R中本身i的相關(guān)系數(shù)去掉并求出其余相關(guān)系數(shù)的絕對值，繼續(xù)求出每一個指標(biāo)與其他指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)的平均值，以及每一個平均值占所有平均值的比例，即得到權(quán)重值Wi[5]。

1.3.3 土壤肥力綜合值的計(jì)算

將每一水平梯度的權(quán)重值與隸屬度值的乘積相加得到的和即是IFI值，即公式IFI＝ΣWi×Ni。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤肥力分析

2.1.1 土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量分析

土壤酸堿性是土壤的基本屬性之一，方竹筍生長在土層深厚，疏松濕潤的中性或酸性土壤中最為適宜[6]。由表2 可知，研究地的土壤pH 整體呈中性，其中1 100 m 海拔處的pH 值與1 500 m 海拔處的pH 值存在顯著差異。總體看來，隨著海拔的升高，其pH 值呈下降趨勢，并且不同海拔地區(qū)的土壤pH 值均在適宜方竹筍生長的范圍內(nèi)。

表2 桐梓縣方竹筍基地不同海拔土壤pH、有機(jī)質(zhì)分布

有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力高低的指標(biāo)。由表2 可以看出，研究地海拔為1 100 m、1 300 m、1 500 m 處的有機(jī)質(zhì)含量均為中等水平，1 100 m 海拔處與1 500 m海拔處的有機(jī)質(zhì)含量存在顯著性差異。主要原因是由于研究地為原生竹林，覆被程度比較高，存在大量的植被凋落物與腐殖質(zhì)，且基本不受人為擾動的影響，因此土壤的有機(jī)質(zhì)含量并不缺乏；總體來說，隨著海拔的升高，土壤溫度逐漸降低，有利于森林土壤碳庫的積累[7]，從而有機(jī)質(zhì)含量呈逐漸升高的趨勢。

2.1.2 土壤有效N、有效P、有效K含量分析

由表3 可以看出，研究地三個海拔的土壤有效N含量均處于豐富水平，1 500 m 海拔處與1 100 m、1 300 m 海拔處的土壤有效N 含量均存在顯著性差異。總體來說，隨著海拔的升高，土壤有效N 含量呈升高趨勢，其原因是土壤有機(jī)質(zhì)的含量與熟化程度的不同對土壤有效N 含量有很大的影響，一般來說，土壤總有機(jī)質(zhì)含量高的地區(qū)，土壤有效N 含量也會比較高[8]。此外，不同海拔的土壤有效N 含量存在差異的原因還與土壤溫度、有機(jī)質(zhì)礦化速度、植物吸收等因素有關(guān)。

表3 桐梓縣方竹筍基地不同海拔土壤有效養(yǎng)分分布

研究地海拔1 300 m處的土壤有效P含量最低，處于缺乏水平，1 100 m、1 500 m海拔處的有效P含量均為較缺乏水平。1 300 m海拔與1 100 m和1 500 m海拔的土壤有效P 含量均存在顯著性差異，并且隨著海拔的升高，其有效P 含量呈先下降后升高的趨勢。一般土壤P 含量的差異主要是由各海拔區(qū)不同的土壤母質(zhì)與地形因子引起的，再者由于中海拔區(qū)域的氣候條件不利于促進(jìn)土壤全P 的礦化，使得中海拔區(qū)土壤有效P含量顯著低于低海拔和高海拔區(qū)。

研究地海拔1 100 m 處的有效K 含量最高，達(dá)到較豐富水平，1 300 m、1 500 m 海拔處的有效K 含量均為中等水平。1 100 m 海拔處與1 500 m 海拔處的土壤有效K 含量存在顯著性差異。整體看來，隨著海拔的升高，其有效K 含量呈下降的趨勢，原因主要是不同海拔地區(qū)的土壤分化程度不同，且方竹筍中的K 含量高，而研究地高海拔地區(qū)的方竹筍長勢更好，需要吸收大量的K 素養(yǎng)分，從而導(dǎo)致土壤有效鉀含量隨著海拔的升高而逐漸降低。

2.2 土壤肥力質(zhì)量等級的確定

利用公式IFI＝ΣWi×Ni求得IFI 值，根據(jù)表4 的土壤肥力質(zhì)量綜合評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算分析得到桐梓縣方竹筍不同海拔種植地的土壤肥力質(zhì)量等級，列于表5。由表5可知，桐梓縣不同海拔方竹筍種植地的IFI值的范圍為0.570～0.656，海拔1 100 m 處的土壤肥力質(zhì)量為Ⅲ級，處于中等水平，海拔為1 300 m、1 500 m 處的土壤肥力質(zhì)量為Ⅱ級，處于中上等水平。總體來看，桐梓縣方竹筍種植地土壤肥力質(zhì)量狀況良好，適宜方竹筍的生長。

表4 土壤肥力質(zhì)量綜合值（IFI）評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)

表5 桐梓縣方竹筍種植地不同海拔土壤肥力質(zhì)量等級

3 小結(jié)

1）整體來說，本研究區(qū)的土壤pH 呈中性，適宜方竹筍的生長，土壤有機(jī)質(zhì)和有效K 的含量處于中等水平，有效N含量比較豐富，有效P的含量比較缺乏。

2）垂直方向上，隨著海拔的上升，本研究區(qū)的土壤pH 值、有效K 含量呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，土壤有機(jī)質(zhì)、有效N 的含量呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢，土壤有效P的含量呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢。

3）本研究區(qū)的土壤運(yùn)用模糊綜合評價(jià)法評價(jià)的結(jié)果是：海拔為1 100 m 處的土壤肥力質(zhì)量為Ⅲ級，處于中等水平，海拔為1 300 m、1 500 m 處的土壤肥力質(zhì)量為Ⅱ級，處于中上等水平，其中海拔為1 500 m處的肥力質(zhì)量最好。

總體來看，桐梓縣方竹筍種植地土壤肥力質(zhì)量狀況較好，適宜方竹筍的生長。