桐梓县方竹笋基地土壤肥力质量评价

何雨茹，颜 雄，樊磊磊，李文昭，柳叶红，欧阳胜男

（遵义师范学院，贵州遵义 563006）

金佛山方竹是禾本科竹亚科寒竹属植物，被称为“世界一绝，中国独有”，是世界竹类的稀有种，在全世界仅能在贵州省桐梓县和重庆市南川区金佛山国家级原始生态自然保护区生长，主要分布在大娄山地区，政府的重视和方竹笋的快速发展为桐梓县打赢脱贫攻坚战提供了强大的力量[1]。2014 年桐梓方竹笋被国家质量监督检验检疫总局批准为中国国家地理标志产品。2019 年，中国林学会授予桐梓“中国大娄山方竹之乡”称号。至2020年，桐梓县方竹笋面积达百万亩，预计鲜笋产量可达5 万吨，产值约6 亿元，涉及竹农近20万人。桐梓方竹笋正迎来更大更好的发展机遇，之后桐梓县规划将紧紧围绕“一二三产融合发展”的思路，加强方竹笋产业发展，成功打造中国竹笋交易中心，向更新更高的目标跨越前进[2]。

方竹笋的生产与发展越来越受到桐梓县政府和人民的重视，而土壤作为方竹笋生长的物质基础，其养分的丰缺程度及肥力水平对方竹笋的生长发育影响很大，进而会使方竹笋的产量和品质产生差异。但目前对桐梓方竹笋土壤的研究还很少，因此，开展方竹笋种植地土壤理化性质研究及肥力质量评价，对于科学培育方竹笋及方竹笋产业可持续发展有着重要意义。

1 材料与方法

1.1 土壤样品的采集与处理

选取贵州省桐梓县娄山关地区方竹笋生长地的土壤，于海拔1 100 m 处作为起点设置海拔梯度，海拔每升高200 m 作为一个梯度，共设置3 个梯度，即涵盖娄山关1 100～1 500 m 的海拔区间，每个梯度采用“S”型采样法设置5 个样点进行采样，共计采集15 个土壤样品，运回实验室进行风干研磨。

1.2 评价指标和测定方法

土壤理化性质的测定，依据《土壤农化分析》[3]的测定方法。采用电位法测定土壤pH 值；采用重铬酸钾氧化法测定土壤有机质含量；采用碱解扩散法测定土壤有效氮；采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定土壤有效磷；采用火焰光度法测定土壤有效钾。

1.3 土壤肥力质量评价方法

1.3.1 隶属度的确定

运用pH、有机质、有效NPK 各项评价指标，采用Fuzzy 综合评价法评价桐梓县方竹笋基地土壤肥力质量；根据已有研究结果，确定各评价指标隶属度的计算使用哪种隶属度函数及函数图像中不同转折点的取值，最后用隶属度函数来计算出其隶属度值[4]。

方竹笋基地土壤的有机质、有效N、有效P 和有效K 的隶属度的计算采用S 型隶属度函数，函数表达式为：

（1）式中，x为各评价指标实际测得的数值，x1、x2分别为x的转折点取值。根据已有的研究结果并结合土壤肥力质量评价需要，得到S 型函数中4 个不同评价指标转折点的相应取值（见表1）。

表1 S型函数转折点的取值

使用抛物线型隶属度函数计算土壤中pH 的隶属度值，函数表达式为：

（2）式中，x1～x4分别为各评价指标的抛物线型隶属度函数中转折点的值。根据已有研究结果并结合评价需要，确定其转折点的取值分别为：x1=4.5，x2=5.5，x3=6.5，x4=7.5。

1.3.2 权重的确定

建立相关系数矩阵R，将矩阵R中本身i的相关系数去掉并求出其余相关系数的绝对值，继续求出每一个指标与其他指标的相关系数的平均值，以及每一个平均值占所有平均值的比例，即得到权重值Wi[5]。

1.3.3 土壤肥力综合值的计算

将每一水平梯度的权重值与隶属度值的乘积相加得到的和即是IFI值，即公式IFI＝ΣWi×Ni。

2 结果与分析

2.1 土壤肥力分析

2.1.1 土壤pH值和有机质含量分析

土壤酸碱性是土壤的基本属性之一，方竹笋生长在土层深厚，疏松湿润的中性或酸性土壤中最为适宜[6]。由表2 可知，研究地的土壤pH 整体呈中性，其中1 100 m 海拔处的pH 值与1 500 m 海拔处的pH 值存在显著差异。总体看来，随着海拔的升高，其pH 值呈下降趋势，并且不同海拔地区的土壤pH 值均在适宜方竹笋生长的范围内。

表2 桐梓县方竹笋基地不同海拔土壤pH、有机质分布

有机质是衡量土壤肥力高低的指标。由表2 可以看出，研究地海拔为1 100 m、1 300 m、1 500 m 处的有机质含量均为中等水平，1 100 m 海拔处与1 500 m海拔处的有机质含量存在显著性差异。主要原因是由于研究地为原生竹林，覆被程度比较高，存在大量的植被凋落物与腐殖质，且基本不受人为扰动的影响，因此土壤的有机质含量并不缺乏；总体来说，随着海拔的升高，土壤温度逐渐降低，有利于森林土壤碳库的积累[7]，从而有机质含量呈逐渐升高的趋势。

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，研究地三个海拔的土壤有效N含量均处于丰富水平，1 500 m 海拔处与1 100 m、1 300 m 海拔处的土壤有效N 含量均存在显著性差异。总体来说，随着海拔的升高，土壤有效N 含量呈升高趋势，其原因是土壤有机质的含量与熟化程度的不同对土壤有效N 含量有很大的影响，一般来说，土壤总有机质含量高的地区，土壤有效N 含量也会比较高[8]。此外，不同海拔的土壤有效N 含量存在差异的原因还与土壤温度、有机质矿化速度、植物吸收等因素有关。

表3 桐梓县方竹笋基地不同海拔土壤有效养分分布

研究地海拔1 300 m处的土壤有效P含量最低，处于缺乏水平，1 100 m、1 500 m海拔处的有效P含量均为较缺乏水平。1 300 m海拔与1 100 m和1 500 m海拔的土壤有效P 含量均存在显著性差异，并且随着海拔的升高，其有效P 含量呈先下降后升高的趋势。一般土壤P 含量的差异主要是由各海拔区不同的土壤母质与地形因子引起的，再者由于中海拔区域的气候条件不利于促进土壤全P 的矿化，使得中海拔区土壤有效P含量显著低于低海拔和高海拔区。

研究地海拔1 100 m 处的有效K 含量最高，达到较丰富水平，1 300 m、1 500 m 海拔处的有效K 含量均为中等水平。1 100 m 海拔处与1 500 m 海拔处的土壤有效K 含量存在显著性差异。整体看来，随着海拔的升高，其有效K 含量呈下降的趋势，原因主要是不同海拔地区的土壤分化程度不同，且方竹笋中的K 含量高，而研究地高海拔地区的方竹笋长势更好，需要吸收大量的K 素养分，从而导致土壤有效钾含量随着海拔的升高而逐渐降低。

2.2 土壤肥力质量等级的确定

利用公式IFI＝ΣWi×Ni求得IFI 值，根据表4 的土壤肥力质量综合评价等级标准计算分析得到桐梓县方竹笋不同海拔种植地的土壤肥力质量等级，列于表5。由表5可知，桐梓县不同海拔方竹笋种植地的IFI值的范围为0.570～0.656，海拔1 100 m 处的土壤肥力质量为Ⅲ级，处于中等水平，海拔为1 300 m、1 500 m 处的土壤肥力质量为Ⅱ级，处于中上等水平。总体来看，桐梓县方竹笋种植地土壤肥力质量状况良好，适宜方竹笋的生长。

表4 土壤肥力质量综合值（IFI）评价等级标准

表5 桐梓县方竹笋种植地不同海拔土壤肥力质量等级

3 小结

1）整体来说，本研究区的土壤pH 呈中性，适宜方竹笋的生长，土壤有机质和有效K 的含量处于中等水平，有效N含量比较丰富，有效P的含量比较缺乏。

2）垂直方向上，随着海拔的上升，本研究区的土壤pH 值、有效K 含量呈现出逐渐降低的趋势，土壤有机质、有效N 的含量呈现出逐渐升高的趋势，土壤有效P的含量呈现出先降低后升高的趋势。

3）本研究区的土壤运用模糊综合评价法评价的结果是：海拔为1 100 m 处的土壤肥力质量为Ⅲ级，处于中等水平，海拔为1 300 m、1 500 m 处的土壤肥力质量为Ⅱ级，处于中上等水平，其中海拔为1 500 m处的肥力质量最好。

总体来看，桐梓县方竹笋种植地土壤肥力质量状况较好，适宜方竹笋的生长。