喀斯特山區(qū)刺梨種植基地的土壤養(yǎng)分狀況

丁小艷，楊 皓，陳海龍，王 義，黃先飛，胡繼偉，江 帆

（貴州師范大學(xué) 貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點實驗室，貴州 貴陽550001）

刺梨（Rosa roxburghii Tratt）屬薔薇科植物，主要分布于我國西南地區(qū)［1］，以貴州分布最多、產(chǎn)量最大［2］。刺梨是貴州省“十二五”期間重點開發(fā)的集藥、食和觀賞為一體的特色資源。刺梨果、刺梨葉和刺梨根作為民族藥材收載于《貴州省中藥材、民族藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［3］。研究發(fā)現(xiàn)，刺梨具有調(diào)節(jié)機體免疫功能、抗動脈粥樣硬化、抗腫瘤、解毒、鎮(zhèn)靜和延緩衰老等功效［4］，其在食品、藥品、保健品及化妝品領(lǐng)域具有重要的開發(fā)和利用價值［5］。其眾多價值不僅為人們生活提供了不同物質(zhì)享受，也為農(nóng)民收入提供保障，更為防治喀斯特山區(qū)石漠化及水土流失起到一定促進(jìn)作用。

目前，國外對刺梨的研究報道較少，國內(nèi)的研究主要集中于刺梨的化學(xué)成分、經(jīng)濟利用、品種繁殖和產(chǎn)品開發(fā)等方面［6］。關(guān)于刺梨種植地土壤研究方面，樊衛(wèi)國等［7－8］研究發(fā)現(xiàn)，刺梨養(yǎng)分和水分對貴農(nóng)5號刺梨樹體硝酸還原酶活性與氮素營養(yǎng)具有較明顯的影響；刺梨耐旱能力較弱，土壤干旱脅迫對刺梨根、莖和葉中營養(yǎng)元素及活性的影響極大。劉國琴等［9］研究發(fā)現(xiàn)，土壤干旱脅迫可降低刺梨葉中N、P、K、Ca、Cu、B、Mo的含量；干旱脅迫程度不同，對刺梨葉中不同營養(yǎng)元素的影響程度也不相同。本課題前期對刺梨及土壤重金屬進(jìn)行了相關(guān)研究［10］。但關(guān)于喀斯特山區(qū)刺梨種植地土壤養(yǎng)分狀況的研究鮮見報道。

刺梨的品質(zhì)決定其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而土壤是刺梨賴以生存的母體，土壤中養(yǎng)分直接影響刺梨的生長及其品質(zhì)。為此，筆者于2013年8月通過采集貴州喀斯特地區(qū)3個典型刺梨種植基地表層土壤，對其土壤養(yǎng)分進(jìn)行測定分析，以期為喀斯特地區(qū)刺梨種植合理施肥，以及進(jìn)一步系統(tǒng)評價刺梨種植地土壤營養(yǎng)狀況提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗材料

1．1．1 土壤樣品 刺梨種植基地的土壤。根據(jù)不同刺梨種植基地土壤類型、海拔、經(jīng)緯度、氣候、種植面積和地域分布特點，試驗分別以貴州省畢節(jié)市黔西縣、畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)和黔南州龍里縣（以下簡稱黔西縣、七星關(guān)區(qū)和龍里縣）3個刺梨種植基地的土壤為研究對象，通過采用谷歌Gis（ver12．12．0302）精確定位采樣點，記錄各點基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并運用Mapinfo和Arcgis10．1制作采樣點分布圖（圖示）。各種植基地地層統(tǒng)計信息見表1［11］。

圖示 喀斯特山區(qū)刺梨種植基地土樣采集地的分布Fig． The distribution of soil sampling places of R．roxburghii planting bases from karst mountain mountainous area

表1 喀斯特山區(qū)刺梨種植基地的地層統(tǒng)計信息Table 1 The stratum statistical information of R．roxburghii planting bases from karst mountainous area

1．1．2 儀器 原子吸收光譜儀ZEEnit700P，德國耶拿analytikjena分析儀器股份公司；精密級數(shù)字酸度計320S，梅特勒－托利多儀器有限公司；Startorius CP225D 型十萬分之一天平，德國賽多利斯；CARY100型紫外分光光度儀，瓦里安；GZX－GFC－101－2－BS型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海博泰實驗設(shè)備有限公司；220V．AC 電子萬用電爐，天津市泰斯特儀器有限公司。

1．1．3 試劑 鹽酸、硝酸、高氯酸均為優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)股份有限公司；過氧化氫為分析純，成都金山化學(xué)試劑有限公司；氫氟酸為分析純，上海申博化工有限公司；水為去離子水。

1．2 土樣采集與預(yù)處理

2013年3月對不同地方刺梨種植基地種植狀況進(jìn)行初步考察，根據(jù)不同種植基地土壤類型、海拔、經(jīng)緯度、氣候、種植面積和地域分布特點，采用分層隨機抽樣布點法確定采樣點個數(shù)（黔西縣、七星關(guān)區(qū)和龍里縣分別為8個、10個和15個采樣點），共33個采樣點。2013年8月，利用不銹鋼土鉆，在每個樣點運用梅花形和S 形布點方法，0～40cm 剖面，自上而下采取土壤樣品。將樣品充分混勻，放置實驗室自燃風(fēng)干，木棒壓磨，過1mm 尼龍篩，研磨，過0．149mm 土壤篩，備用。

1．3 土壤養(yǎng)分測定

土壤有機質(zhì)測定參照文獻(xiàn)［12］測定，土壤pH、全氮、全磷、全鉀、有效磷、水解氮和速效鉀測定及樣品 制 備 分 別 參 照LY／T1239—1999、GB7173—1987、LY／T1232—1999、NY／T87—1998、LY／T1233—1999、LY／T1299—1999 和LY／T1236—1999標(biāo)準(zhǔn)，土壤中Ca、Mg、Na的測定及樣品制備參照NY／T296—1995進(jìn)行。每1份樣品重復(fù)測定3次。

1．4 評價指標(biāo)

參考相關(guān)文獻(xiàn)［13－17］，結(jié)合貴州特殊的喀斯特地質(zhì)地貌類型和養(yǎng)分現(xiàn)狀整理得到貴州刺梨種植基地土壤pH分級標(biāo)準(zhǔn)：強酸性（極不適宜），pH＜4．5；

表2 刺梨種植基地土壤養(yǎng)分的分級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification standards of the soil nutrients of R．roxburghii planting bases

偏酸性（不適宜），pH 4．5～5．5；微酸性（適宜），pH 5．5～6．5；偏堿性（不適宜），pH 6．5～8．5；強堿性（極不適宜），pH＞8．5。以及土壤養(yǎng)分分級評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（表2）。

1．5 數(shù)據(jù)分析

測量結(jié)果以平行樣測定值的平均值表示，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過異常值檢驗后，利用SPSS18．0 和Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 喀斯特山區(qū)刺梨種植基地的土壤養(yǎng)分

對33個土壤樣品進(jìn)行測定分析得出喀斯特山區(qū)3個刺梨種植基地土壤的pH 與養(yǎng)分情況（表3）。

2．1．1 土壤pH 喀斯特山區(qū)刺梨基地土壤處于弱酸到堿性環(huán)境（pH 5．70～9．04），pH 平均為6．86（RSD 為11．66%），高于貴州省土壤環(huán)境背景值（均值6．2）［18］。黔西縣、七星關(guān)區(qū)和龍里縣土壤的pH 平均分別為6．96、7．29和6．68（RSD 均在10%左右），多數(shù)樣點的土壤都是微酸性。黔西縣3個樣點堿性較強，七星關(guān)區(qū)有4個樣點pH 較高，其中，第2個樣點明顯高于其他樣點，龍里縣各樣點之間差異較?。≧SD 為7．97%）。

2．1．2 土壤有機質(zhì) 喀斯特地區(qū)刺梨基地土壤有機 質(zhì) 含 量 在5 2．7 5～1 5 1．7 9g／kg，平 均 為96．80g／kg（RSD 為25．57%），高于全國第二次土壤普查標(biāo)準(zhǔn)1級（＞40，極豐富）［19］。從有機質(zhì)角度看，貴州喀斯特環(huán)境刺梨基地的土壤肥力良好。有機質(zhì)含量從高到低依次為龍里縣＞黔西縣＞七星關(guān)區(qū)，其 平 均 含 量 和RSD 分 別 為114．11g／kg 和16．80%、100．53g／kg 和4．41%、67．86g／kg 和17．97%。

表3 喀斯特山區(qū)刺梨種植基地土壤的pH 與養(yǎng)分含量Table 3 The pH value and soil nutrients of R．roxburghii planting bases from karst mountainous area g／kg

2．1．3 全氮和水解氮 喀斯特地區(qū)刺梨基地土壤全氮和水解氮平均含量分別為0．16 g／kg 和0．02g／kg，土壤全氮含量依次為龍里縣＞黔西縣＞七星關(guān)區(qū)，分別為0．20g／kg、0．14g／kg和0．10g／kg；水解氮含量依次為黔西縣＞龍里縣＞七星關(guān)區(qū)。當(dāng)前未有學(xué)者對刺梨基地土壤營養(yǎng)元素的研究報道，參考相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)［20－21］發(fā)現(xiàn)，貴州省耕地土壤全氮含量是刺梨基地的12．13倍。表明，研究區(qū)刺梨基地的土壤全氮含量相對偏低。

2．1．4 全磷和有效磷 喀斯特地區(qū)刺梨基地土壤全磷和有效磷的平均含量分別為1．38g／kg（RSD為38．50%）和0．035g／kg（RSD 為78．43%），有效磷含量差異程度比全磷大。土壤全磷含量依次為龍里縣＞黔西縣＞七星關(guān)區(qū)，有效磷含量依次為七星關(guān)區(qū)＞黔西縣＞龍里縣。

2．1．5 全鉀和速效鉀 喀斯特地區(qū)刺梨基地土壤全鉀和速效鉀的平均含量分別為16．40g／kg（RSD為25．08%）和0．1g／kg（RSD 為73．27%），速效鉀含量差異程度比全鉀大，土壤全鉀含量依次為黔西縣＞七星關(guān)區(qū)＞龍里縣，速效鉀含量依次為龍里縣＞黔西縣＞七星關(guān)區(qū)。

2．1．6 Ca、Mg和Na的含量 貴州喀斯特山區(qū)刺梨種植基地土壤的Ca、Mg和Na平均含量分別為0．61g／kg、6．15g／kg和8．62g／kg，RSD 分別為45．26%、49．83%和25．64%。土壤Ca和Mg含量的依次為黔西縣＞龍里縣＞七星關(guān)區(qū)，Na含量的依次為七星關(guān)區(qū)＞黔西縣＞龍里縣。

2．2 刺梨種植基地土壤養(yǎng)分的盈虧

2．2．1 土壤pH 及有機質(zhì) 貴州喀斯特環(huán)境刺梨種植基地部分土壤的pH 在適宜刺梨生長的微酸性范圍（5．5～6．5）［22］，部分土壤偏堿性。從表4 可見，pH 適宜性較好的為黔西縣，占全部樣本數(shù)的50%；其次為龍里縣和七星關(guān)區(qū)，分別占樣本總數(shù)的40%和20%。土壤偏堿性比例由從到小依次為七星關(guān)區(qū)＞龍里縣＞黔西縣，分別占樣本總數(shù)的70%、60%和50%?？λ固靥妓猁}地區(qū)土壤有機質(zhì)含量普遍較高，所有采樣地區(qū)有機質(zhì)含量均達(dá)極豐富程度。這與前人［23－24］的研究結(jié)果相符合。

2．2．2 刺梨種植基地土壤的營養(yǎng)元素盈虧 從表5可見，刺梨種植基地土壤全氮和水解氮均極度缺乏。土壤總磷全部處于適宜及以上范圍，其中，有66．67%處于過量狀態(tài)。部分采樣點有效磷處于缺乏狀態(tài)，但大部分處于適宜狀態(tài)，也有部分處于高量乃至過量狀態(tài)。土壤全鉀均處于較為適宜的范圍，但有效鉀缺乏程度較為嚴(yán)重，處在很低和較低狀態(tài)的分別占24．24%和45．45%，這可能與土壤酸堿性有關(guān)，土壤全鈣和全鎂缺乏較為嚴(yán)重，大部分地區(qū)全鈣處于缺乏狀態(tài)，所有地區(qū)全鎂都處于缺乏和極缺狀態(tài)，而土壤中鈉都表現(xiàn)為極豐富，全部屬于高量狀態(tài)。

表4 喀斯特山區(qū)刺梨種植基地土壤的pH 和有機質(zhì)等級Table 4 Classification of the soil pH and organic matter of R．roxburghii planting base from karst mountainous area

表5 喀斯特山區(qū)刺梨種植基地土壤營養(yǎng)成分的總體等級Table 5 Classification of the soil nutrients of R．roxburghii planting base from karst mountainous area

3 結(jié)論與討論

1）該研究區(qū)域各基地均表現(xiàn)缺氮。據(jù)樊衛(wèi)國［25］等報道，刺梨在缺氮脅迫下使得所處介質(zhì)pH上升。其可能是導(dǎo)致部分土壤偏堿性的原因之一。

2）土壤有機質(zhì)含量較高，建議農(nóng)戶少施有機質(zhì)含量較高的肥料。全氮和水解氮均處于極度缺乏狀態(tài)，而氮是影響果樹生長發(fā)育的重要元素之一，且刺梨對氮肥反應(yīng)敏感［26］。因此，合理補充氮肥已成為刺梨生長迫切因素。

3）土壤總磷含量較為適宜，但有效磷偏低。一方面可能是樹體將有效磷吸收利用，另外也有可能是土壤膠體將其吸附而導(dǎo)致其含量偏低，具體原因有待進(jìn)一步研究。

4）大部分樣點全鉀處于適宜狀態(tài)，部分樣點處于較高水平。這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶定期施硫酸鉀有關(guān)。莊伊美等［27］研究發(fā)現(xiàn)，植物有效鉀含量低的情況下無法利用肥料中的氮素。可見，營養(yǎng)元素的平衡對植物的生長極其重要。

5）針對研究區(qū)刺梨基地土壤總磷和總鉀含量基本適宜，有效磷和速效鉀含量均偏低，氮含量極缺的狀況，建議對刺梨施有機復(fù)合肥時，注意調(diào)節(jié)好氮磷鉀肥的施用比例，對改善和調(diào)節(jié)好3者的營養(yǎng)平衡尤為重要?？筛鶕?jù)樹齡大小和刺梨長勢適當(dāng)加大氮肥的施用量。李蕓等［28］建議刺梨種植基地N∶P∶K施肥比例為8∶1∶5，以促進(jìn)N、P和K 的均衡利用。刺梨基地土壤全鈣和全鎂養(yǎng)分不足，很大程度上與農(nóng)戶在施肥時不重視含Ca與Mg營養(yǎng)元素肥料的施用，以及土壤經(jīng)過長期演化，表層（10～20cm）土壤中Ca和Mg隨著水土流失有密切關(guān)系。前人研究發(fā)現(xiàn)，pH 偏酸性可能會導(dǎo)致土壤中有效鉀、水解氮、Ca與Mg的含量偏低［27］，本研究與前人研究的結(jié)果相符，即刺梨種植地土壤pH 是影響土壤營養(yǎng)元素含量的重要因素。因此，建議土壤補充施用含鈣和含鎂的復(fù)合肥并注意調(diào)節(jié)其pH。

6）本研究受各方面因素限制，采樣地區(qū)較少，采樣次數(shù)單一。今后將全面考察采樣區(qū)域，并分期對相同點進(jìn)行采樣考察，以得出不同時期土壤營養(yǎng)素情況，為進(jìn)一步研究刺梨種植施肥提供全面依據(jù)。

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