竹叶花椒适生地海拔与土壤肥力对其品质的影响

［摘 要］ 为探究四川省凉山彝族自治州竹叶花椒适生地的海拔与土壤肥力对其品质的影响，研究采集了凉山彝族自治州境内3个竹叶花椒适生县共40个乡镇的竹叶花椒样品与相应土壤样品，测定竹叶花椒挥发油含量及土壤主要养分含量，并测量了每份样品采集地的海拔。研究发现，竹叶花椒品质主要受海拔、土壤有机质含量的直接影响，在一定海拔范围内，适当提高土壤有机质含量与海拔有利于提高竹叶花椒品质；土壤全氮含量与土壤pH值是影响竹叶花椒品质的间接因子，超过一定海拔范围，土壤pH值过低，不利于其品质的提高；普格县特补乡、孟甘乡与夹铁乡，金阳县南瓦乡、尔觉西乡、老寨子乡、梗堡乡及山江乡的竹叶花椒品质较好，且提高该地土壤全磷与有机质含量可进一步提升竹叶花椒品质。

［关键词］ 竹叶花椒；海拔；土壤养分；挥发油；适生地

［中图分类号］ S573.9；S158 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1674-7909（2022）17--6

0 引言

竹叶花椒（Zanthoxylum armatum DC.），又名竹叶椒、野花椒、岩椒等，属于芸香科（Rutaceae）花椒属（Zanthoxylum）植物，其果实具有明显麻刺感和辛辣味，为四川省民间习用中药和调味品［1］。竹叶花椒果实中的提取成分以醇溶抽提物、不挥发性乙酰抽提物、挥发油、蛋白质和矿物质元素（钙、磷、铁）等为主［2］。《花椒质量等级》（LY/T 1652—2005）中只有挥发油这一项指标体现花椒品质。据报道，四川省雅安市汉源县、凉山彝族自治州（以下简称凉山州）喜德县两地每100 g花椒果实分别可以得到8.02 、

4.27 mL的挥发油［3-4］。一般来说，每100 g竹叶花椒挥发油含量在2～11 mL，不同生境对竹叶花椒挥发油含量的影响差异较大［5］。竹叶花椒产量和品质受气候、土壤、栽培管理措施等诸多因素影响，其中海拔与土壤因素最为关键［6-7］。肥沃的土壤是获得高产高质竹叶花椒的保障。有研究表明，花椒从土壤中吸收相对较多的营养元素主要是氮、磷、钾［8］，而土壤中氮、磷、钾含量是其肥力状况的直接反映指标。此研究根据样地土壤与试验实际情况，选用pH值、全氮含量、全磷含量、全钾含量及有机质含量作为评价竹叶花椒适生地土壤肥力的指标。通过研究竹叶花椒适生地海拔与土壤主要养分含量来探查影响竹叶花椒品质的关键因子，从而达到了解竹叶花椒最适生长海拔范围与最优土壤肥力状况的目的。此外，该研究还可进一步摸清现有凉山州竹叶花椒品质状况，分析海拔、土壤主要养分含量与竹叶花椒品质是否存在一定的相关关系，这不仅有利于科学指导凉山州竹叶花椒产业发展，更有利于增加竹叶花椒的科学研究价值。

1 试验区概况

凉山州属于亚热带季风气候区，处于四川盆地和云南省中部高原交界处，地貌极其复杂多样，地势西北高、东南低，北部高、南部低。目前，凉山州竹叶花椒主要分布于南部的普格县、东部的金阳县及北部的越西县。

普格县试验区地处东经102°22′～102°37′、北纬27°20′～27°44′，海拔1 311.62～2 431.65 m，极端最高温33.3 ℃、最低温-1.9 ℃，年均气温16.8 ℃，年均降水量1 164.4 mm，年日照时间2 120.5 h左右。

金阳县试验区概地处东经102°58′～103°21′、北纬27°24′～27°48′，海拔1 067.68～1 911.01 m，极端最高温33.5 ℃、最低温-13.3 ℃，年气温11.6 ℃，年均降水量约800.0 mm，年均日照时间1 902.0 h左右。

越西县试验区地处东经102°30′～102°40′、北纬28°27′～28°47′，海拔1 798.07～2 149.42 m，极端最高温35.2 ℃、最低温-15.2 ℃，年均气温13.3 ℃，年均降雨量1 105.9 mm，年日照时间1 647.6 h左右。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

竹叶花椒样品与土壤样品于2019年6月4日至7月30日采自凉山州普格县（13个乡镇）、金阳县（18个乡镇）和越西县（9个乡镇）。采用随机采样法取竹叶花椒植株上成熟果实3～5 kg。采适生地土壤样品每份4 kg，采自各竹叶花椒样品根际。

2.2 试验方法

2.2.1 土壤主要养分含量测定。参照国家农业行业标准和林业行业标准，测定竹叶花椒适生地土壤样品的主要养分含量。土壤pH值测定参照《土壤pH的测定》（NY/T 1377—2007），土壤全氮测定参照《森林土壤氮的测定》（LY/T 1228—2015），土壤全磷测定参照《土壤全磷测定法》（NY/T 88—1988），土壤全钾测定参照《森林土壤全钾、全钠的测定》（LY/T 1254—1999），土壤有机质测定参照《土壤检测 第6部分：土壤有机质的测定》（NY/T 1121.6—2006）。

2.2.2 海拔测定。采集竹叶花椒样品与土壤样品后，使用GPS定位系统测定该地海拔。

2.2.3 竹叶花椒挥发油提取。参照张怀予等［9］与王秋亚等［10］的水蒸气蒸馏法进行竹叶花椒挥发油的提取。提取工艺流程如图1所示。

①粉碎、过筛：将采集回实验室的竹叶花椒枝叶、杂物等清理干净，使用破壁机将竹叶花椒粉碎成粉末，过0.212 mm孔径筛，分筛上物与筛下物装袋。

②称量：因竹叶花椒的果实、籽、柄各部分所含挥发油量不同，取用花椒粉末时以筛上物和筛下物1∶2的质量比进行称量，目的是尽可能减少试验误差。

③装料：将称好的20 g花椒粉末装入2 L圆底烧瓶，并加入数颗玻璃珠，调整料液比，浸泡12 h后放入可调式电热套进行加热，开启冷凝管。

④蒸馏：水蒸气随着沸腾进入冷凝管冷却，随后进入油水分离器进行油水分离，挥发油浮在上面，水在下面；当水开始下滴时记录时间，直到结束蒸馏，测量收集的水容积即为蒸汽量。

⑤挥发油：利用微量进样器吸出挥发油底部的水珠，将粗提挥发油通过装有Na2SO4的干燥器，得到纯挥发油，保存于4 ℃冰箱。

2.2.4 竹叶花椒挥发油得率计算。竹叶花椒挥发油得率计算公式为

（1）

2.3 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2010软件对试验数据进行统计和处理；采用SPSS Statistics 23软件进行方差分析、差异显著性检验（最小显著性差异法LSD）及Pearson相关性分析；采用SigmaPlot 12.5、Adobe Photoshop CC 2018软件绘图。

3 试验结果与分析

3.1 3个竹叶花椒适生县海拔与土壤肥力差异

3个竹叶花椒适生县海拔和土壤主要养分含量如图2所示。其中，越西县的土壤pH值显著偏低（P＜0.05），仅为5.86，呈弱酸性，而金阳县土壤呈弱碱性；3个适生县土壤中的全氮含量没有显著差异（P＞0.05）；越西县的土壤全磷含量高于普格县138%，高于金阳县100%，而普格县与金阳的土壤全磷含量县没有显著差异（P＞0.05）；金阳县的土壤全钾含量显著高于另外两个县（P＜0.05），达到

39.74 g/kg；金阳县与越西县的土壤有机质含量无显著差异（P＞0.05），且均显著高于普格县（P＜0.05）；越西县平均海拔为1 947.83 m，显著高于普格县（1 752.60 m）与金阳县（1 510.15 m）（P＜0.05）。

3.2 普格县海拔、土壤肥力与竹叶花椒品质的关系

3.2.1 普格县海拔、土壤肥力及竹叶花椒挥发油含量差异。由表1可知，普格县的大部分乡镇土壤呈中性，其中特补乡的土壤pH值最低，且显著低于除文坪乡与洛甘乡外的其他乡镇（P＜0.05）；五道箐乡的土壤全氮含量达到2.700 g/kg，与文坪乡、洛乌乡无显著差异（P＞0.05），但显著高于其他乡镇（P＜0.05）；特补乡和夹铁乡的土壤全磷含量均超过1 g/kg，显著高于除文坪乡外的其他乡镇（P＜0.05）；五道箐乡除土壤全氮含量最高外，其土壤全钾含量亦最高，除与文坪乡、普基镇、洛乌乡、孟甘乡无显著差异外（P＞0.05），显著高于其他乡镇（P＜0.05）；洛乌乡的土壤有机质含量达到7.250 g/kg，与五道箐乡无显著差异（P＞0.05），显著高于其他乡镇（P＜0.05）。普格县13个乡镇海拔范围为1 311.62～2 594.48 m，其中花山乡与特补乡分别是最低海拔区域和最高海拔区域。在这13个乡镇中，特补乡的100 g竹叶花椒挥发油含量为8.900 mL，显著高于除孟甘乡与夹铁乡外的其他乡镇（P＜0.05），而吉乐乡的挥发油含量显著低于其他12个乡镇（P＜0.05）。

3.2.2 普格县海拔、土壤肥力与100 g竹叶花椒挥发油含量的相关性。普格县海拔、土壤肥力与100 g竹叶花椒挥发油含量的相关关系如表2所示。土壤pH值与土壤全氮含量、土壤有机质含量呈显著的负相关关系（相关性系数分别为0.379、0.376），与海拔呈极显著负相关关系（相关性系数达0.571）；土壤全氮含量与土壤有机质含量具有极强的正相关关系（相关系数达0.803），而与海拔具中等正相关关系（相关系数为0.485）；普格县100 g竹叶花椒挥发油含量仅与土壤全磷含量具有较弱的正相关关系，相关系数为0.351；土壤有机质含量与海拔呈极显著正相关关系，相关系数为0.469。

3.3 金阳县海拔、土壤肥力与竹叶花椒品质的关系

3.3.1 金阳县海拔、土壤主要养分含量及竹叶花椒挥发油含量差异。由表3可知，金阳县大多数乡镇土壤偏弱碱性，其中梗堡乡的土壤pH值最低，呈酸性；红联乡、则祖乡、尔觉西乡与老寨子乡的土壤全氮含量≥2.000 g/kg，且这4个乡之间无显著差异（P＞0.05）；老寨子乡的土壤全磷含量显著高于其他乡镇（P＜0.05），达2.423 g/kg；各乡镇的全钾含量差异较小，其中桃坪乡、天地坝镇、老寨子乡、山江乡与木府乡无显著差异（P＞0.05），且全钾含量均超过50 g/kg；山江乡的土壤有机质含量显著高于其他乡镇（P＜0.05），达15.700 g/kg。18个乡镇海拔范围为1 067.68～1 911.01 m，其中热水河乡与老寨子乡分别是最低海拔区域和最高海拔区域。金阳县18个乡镇间的竹叶花椒挥发油含量差异较小，其中尔觉西乡与山江乡的挥发油含量均超过8 g/kg，显著高于除梗堡乡外的其他乡镇（P＜0.05）。

3.3.2 金阳县海拔、土壤肥力与竹叶花椒挥发油含量的相关性。金阳县海拔、土壤肥力与竹叶花椒挥发油含量的相关关系与普格县具有较大差异。由表4可知，土壤全氮含量与土壤全磷含量、土壤有机质含量具有正相关关系，相关系数分别为0.453、0.348；金阳县竹叶花椒挥发油含量与土壤有机质含量、海拔呈正相关关系，相关系数分别为0.268、0.182。

3.4 越西县海拔、土壤肥力与竹叶花椒品质的关系

3.4.1 越西县海拔、土壤主要养分含量及竹叶花椒挥发油含量差异。越西县9个竹叶花椒适生乡镇海拔、土壤主要养分含量与挥发油含量差异如表5所示。越西县9个乡镇的土壤pH值差异不显著（P＞0.05），且均呈弱酸性；而普雄镇的土壤全氮含量与大屯乡的土壤全磷含量均显著高于其他8个乡镇（P＜0.05）；仅乃托镇与拉白乡的土壤全钾含量超过30 g/kg，且显著高于除依洛地坝镇与铁西乡以外的其他乡镇（P＜0.05）；大屯乡的土壤有机质含量与拉白乡无显著差异（P＞0.05），但显著高于其他7个乡镇（P＜0.05）。越西县9个乡镇海拔范围为1 798.07～2 149.42 m，其中铁西乡与保安乡分别为最低海拔区域和最高海拔区域。此外，保安乡与板桥乡100 g竹叶花椒挥发油含量超过其他7个乡镇，且这两个乡镇间无显著差异（P＞0.05）。