西藏波密波棱瓜野生地与栽培地土壤肥力质量分析

关法春，王 超，钟国辉，兰小中

（西藏农牧学院，西藏 林芝 860000）

波棱瓜（Herpetospermum pedunculosum（Ser.）Baill.）具有泻肝火、胆热、解毒之功效，为常用藏药之一[1]，在西藏主要分布于波密、林芝等地。在当今野生波棱瓜资源面临枯竭的背景下，进行野生抚育是一种对环境友好的中药资源再生技术，该技术以往已经在贝母[2]、冬虫夏草[3]等野生抚育方面取得良好效果。在当前药用植物野生抚育生理生态学基础理论相对薄弱的背景下，中药材人工栽培环境对其野生生长环境的模拟，是中药材野生抚育能否成功的关键。土壤是农业生产的基础[4-5]，土壤肥力条件的模拟是中药材野生抚育非常重要的一环，采用定量方法对不同生境下的土壤肥力质量进行客观评价，是今后准确指导波棱瓜人工栽培地土壤合理培肥的前提。

本文应用基于实码加速遗传算法（Real coding based accelerating genetic algorithm，RAGA）的投影寻踪模型（Projection pursuit，PP）[6-7]对土壤肥力质量进行综合评判，该方法是用于分析和处理非线性、非正态高维数据，曾被应用于图像处理[8-9]、航海导航[10]、水质评测[11]等领域。运用投影寻踪法对波棱瓜野生地与栽培地土壤肥力质量进行综合比较，明确两者之间的土壤肥力质量差异，可为后续栽培地土壤培肥措施的正确运用，提供理论评价依据和技术决策参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2010年5月在西藏波密县野生波棱瓜典型分布的12个区域内，使用土钻，每个区域随机采取多个样点0～15 cm的混合土样，土样过4 mm筛分出植物根系和残体，样品风干后过80目土壤筛后待测。

1.2 测定指标和方法

土壤肥力指标采用常规方法进行[12]，有机质采用重铬酸钾外热氧化法测定；全氮采用凯氏定氮法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；全磷采用酸溶-钼锑抗比色法测定；速效磷采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法测定；全钾采用氢氧化钠-火焰光度法测定；速效钾采用乙酸铵-火焰光度法测定。

1.3 数据处理

数据采用土壤肥力质量综合评价PP模型进行分析处理，PP模型具体建模步骤参见文献[6]和文献[7]。

2 结果与分析

野生地与栽培地土壤肥力指标见表1。首先将评价指标的测定值进行归一化处理，对于土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾等指标，采用公式（1-a）归一化处理。

表1 不同类型土壤肥力指标Table1 Nutrient index of experimental soils

采用MATLAB 6.5软件编程处理数据，选定父代初始种群规模为n＝400，交叉概率pc＝0.80，变异概率pm＝0.80，优秀个体数目选定为20个，α＝0.05，加速次数为20，得出最大投影指标函数值Q（a*）＝488.4206，各个状态变量的最佳投影方向代入式（2）后即得各个实验样本综合评价的函数投影值z*（j）＝（1.7609，0.3682）。样本优序关系见图1。

图1 不同类型土壤肥力质量函数投影值排序Fig.1 Values on soil fertility quality under different types of fields

野生地与栽培地的土壤肥力质量函数投影值排序图表明，野生地土壤肥力质量综合评价值为1.7609，栽培地仅为0.2682，野生地土壤肥力质量极显著高于栽培地（n＝6，P＜0.01）。由此说明，野生地土壤的肥力质量远高于栽培地。

3 讨论与结论

3.1 评价方法的适用性

土壤评价方法有多种，但不同方法适用对象亦不同。投影寻踪模型评价结果客观、定量、准确，且能够最大限度地利用全部选取指标的数据信息，保证土壤肥力的信息利用最充分，因而适合对土壤肥力的总体状况来评价，而非对土壤单一肥力指标进行分析和评价[13]。

3.2 投影寻踪技术的客观性和准确性

土壤肥力指标构成复杂，进行土壤肥力评价时涉及到大量的数据。投影寻踪模型将土壤质量评价指标作为多个投影参数来寻求其最佳投影方向，并由最佳投影指标函数值的大小来反映各个土壤样本质量的好坏。与灰色关联法[13]、层次分析[14]模糊分析[15]等方法相比，由于避免了评价指标权重赋值带来的人为主观因素干扰问题，并避免变异信息的遗失，投影寻踪评价结果更加客观、准确[16]。

3.3 对生产实践的指导

根据野生地与栽培地的土壤肥力质量综合评价结果，结合野生地与栽培地的土壤肥力单一指标（见表1），在今后波棱瓜的野生抚育过程中，重点需要采取增施有机肥的策略来提高栽培地的土壤肥力水平，从而在土壤有机质含量提高的同时，调节其它土壤养分指标含量，尽可能接近野生地的土壤肥力水平，而不能简单采取增施化肥的策略，这样做对提高土壤有机质含量无益，无法从根本上改善土壤理化性质。

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