桐梓縣方竹筍基地土壤肥力質(zhì)量評價

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，選用三個不同海拔的方竹筍生長地進(jìn)行土壤樣品采集，對其有機(jī)質(zhì)及N、P、K等營養(yǎng)元素的含量進(jìn)行比較分析，并運用模糊評價法對土壤肥力進(jìn)行分級與評價。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;有機(jī)質(zhì)、有效N含量呈逐漸升高趨勢;有效P含量呈先降后升趨勢。總體來說，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，處于中等水平，1 300 m、1 500 m的土壤肥力質(zhì)量為Ⅱ級，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綜合評價

中圖分類號：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，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個樣點進(jìn)行采樣，共計采集15個土壤樣品，運回實驗室進(jìn)行風(fēng)干研磨。

1.2? 評價指標(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)量評價方法

1.3.1? 隸屬度的確定

運用pH、有機(jī)質(zhì)、有效NPK各項評價指標(biāo)，采用Fuzzy綜合評價法評價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，確定各評價指標(biāo)隸屬度的計算使用哪種隸屬度函數(shù)及函數(shù)圖像中不同轉(zhuǎn)折點的取值，最后用隸屬度函數(shù)來計算出其隸屬度值[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為各評價指標(biāo)實際測得的數(shù)值，x1、x2分別為x的轉(zhuǎn)折點取值。根據(jù)已有的研究結(jié)果并結(jié)合土壤肥力質(zhì)量評價需要，得到S型函數(shù)中4個不同評價指標(biāo)轉(zhuǎn)折點的相應(yīng)取值（見表1）。

使用拋物線型隸屬度函數(shù)計算土壤中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分別為各評價指標(biāo)的拋物線型隸屬度函數(shù)中轉(zhuǎn)折點的值。根據(jù)已有研究結(jié)果并結(jié)合評價需要，確定其轉(zhuǎn)折點的取值分別為：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)。

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)。

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)量綜合評價等級標(biāo)準(zhǔn)計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。

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)的土壤運用模糊綜合評價法評價的結(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。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙樹叢.桐梓方竹發(fā)展記[J].農(nóng)村工作通訊，2020（21）：62-64.

[2] 鄭德忠，孟錦群.遵義綠色產(chǎn)業(yè)充盈“黔北糧倉”[J].當(dāng)代貴州，2020（38）：24-25.

[3] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[4] 顏雄，張楊珠，劉晶，等.洞庭湖區(qū)5個茶葉基地土壤的養(yǎng)分狀況與肥力質(zhì)量評價[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，4（5）：596-601.

[5] 顏雄，張楊珠，劉晶.土壤肥力質(zhì)量評價的研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（5）：82-85.

[6] 莫建國，羅楠.桐梓縣方竹生長的氣候條件及區(qū)劃[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（6）：30-31.

[7] 崔誠.毛竹擴(kuò)張對土壤結(jié)構(gòu)組成及碳氮磷化學(xué)計量特征的影響研究[D].南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2018.

[8] 朱梓弘，朱同彬，楊霖，等.中國土壤堿解氮含量與影響因子的空間關(guān)系研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2019，28（11）：2199-2207.

（責(zé)任編輯：丁志祥）