桐梓縣方竹筍基地土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)

何雨茹 顏雄 樊磊磊 李文昭 柳葉紅 歐陽勝男

摘 要 為明確貴州省桐梓縣方竹筍基地的土壤養(yǎng)分特征和肥力質(zhì)量狀況，選用三個(gè)不同海拔的方竹筍生長地進(jìn)行土壤樣品采集，對(duì)其有機(jī)質(zhì)及N、P、K等營養(yǎng)元素的含量進(jìn)行比較分析，并運(yùn)用模糊評(píng)價(jià)法對(duì)土壤肥力進(jìn)行分級(jí)與評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：隨著海拔的升高，土壤pH值和有效K含量呈下降趨勢(shì);有機(jī)質(zhì)、有效N含量呈逐漸升高趨勢(shì);有效P含量呈先降后升趨勢(shì)?？傮w來說，桐梓縣方竹筍生長地的土壤肥力質(zhì)量狀況良好，方竹筍生長地IFI值的范圍為0.570～0.656，海拔為1 100 m的土壤肥力質(zhì)量為Ⅲ級(jí)，處于中等水平，1 300 m、1 500 m的土壤肥力質(zhì)量為Ⅱ級(jí)，處于中上等水平。

關(guān)鍵詞 桐梓縣;方竹筍;種植基地;土壤肥力;Fuzzy綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S158.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.25.016

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(jí)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(huì)授予桐梓“中國大婁山方竹之鄉(xiāng)”稱號(hào)。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(duì)方竹筍的生長發(fā)育影響很大，進(jìn)而會(huì)使方竹筍的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生差異。但目前對(duì)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(píng)價(jià)，對(duì)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(gè)梯度，共設(shè)置3個(gè)梯度，即涵蓋婁山關(guān)1 100～1 500 m的海拔區(qū)間，每個(gè)梯度采用“S”型采樣法設(shè)置5個(gè)樣點(diǎn)進(jìn)行采樣，共計(jì)采集15個(gè)土壤樣品，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行風(fēng)干研磨。

1.2? 評(píng)價(jià)指標(biāo)和測(cè)定方法

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

1.3? 土壤肥力質(zhì)量評(píng)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(píng)價(jià)指標(biāo)，采用Fuzzy綜合評(píng)價(jià)法評(píng)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(píng)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：

[f（x）=1.0 0.9（x-x10.1）/（x2-x1）+0.1? ?x≥x2x1≤x≤x2x

（1）式中，x為各評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際測(cè)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(píng)價(jià)需要，得到S型函數(shù)中4個(gè)不同評(píng)價(jià)指標(biāo)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的相應(yīng)取值（見表1）。

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：

[f（x）=1.0-0.9（x-x3）/（x4-x3）1.00.9（x-x1）/（x2-x1）+0.10.1? ?x3x4] （2）

（2）式中，x1～x4分別為各評(píng)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(píng)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(duì)值，繼續(xù)求出每一個(gè)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(gè)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(shì)，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)。

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(dòng)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(shì)。

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(gè)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?？傮w來說，隨著海拔的升高，土壤有效N含量呈升高趨勢(shì)，其原因是土壤有機(jī)質(zhì)的含量與熟化程度的不同對(duì)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(huì)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)。

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(shì)。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(shì)，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(shì)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(jí)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(píng)價(jià)等級(jí)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(jí)，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(jí)，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(jí)，處于中上等水平?？傮w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。

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(shì)，土壤有機(jī)質(zhì)、有效N的含量呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，土壤有效P的含量呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)。

3）本研究區(qū)的土壤運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)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(jí)，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(jí)，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。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）