武陵山區(qū)巴東縣中藥材種植地土壤肥力的初步分析

宋發(fā)軍，德 格，于鵬飛，周 蘭，柯友勝，張 鵬

(中南民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，生物技術(shù)國家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/武陵山區(qū)特色資源植物種質(zhì)保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430074)

武陵山區(qū)巴東縣中藥材種植地土壤肥力的初步分析

宋發(fā)軍，德 格，于鵬飛，周 蘭，柯友勝，張 鵬*

(中南民族大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，生物技術(shù)國家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/武陵山區(qū)特色資源植物種質(zhì)保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430074)

檢測了巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)大河壩、穿心巖、招鳳臺、白巖子村的29個(gè)中藥材種植地土樣的肥力特征，結(jié)果表明：調(diào)查區(qū)中藥材種植地以酸性土壤為主；有機(jī)質(zhì)、速效鉀和全氮含量豐富，達(dá)到Ⅰ級水平的土樣分別占總樣的100%、96.6%、51.7%；鈣含量均達(dá)到I級水平；總磷含量較高，而總鉀含量較低；硼含量均處于Ⅴ級水平；硒含量豐富；不同村的土壤肥力差異較小，但不同中藥材種植地的土壤肥力差異較大.該結(jié)果可為該地區(qū)中藥材種植的科學(xué)培肥工作提供參考.

武陵山區(qū)；巴東縣；中藥材種植地；土壤肥力

土壤肥力是作物生長的關(guān)鍵，受自然因素、種植制度和施肥方式等的影響[1-3]. 檢測土壤肥力并根據(jù)其豐缺情況進(jìn)行有效培肥，是維持和提高土壤肥力的有效措施[4,5]. 土壤的酸堿性、有機(jī)質(zhì)含量，以及氮、磷、鉀等大量元素和硼、鐵、鋅等微量元素含量均會(huì)影響作物的生長和收成[6-9]，是土壤肥力常用檢測指標(biāo). 由于不同地區(qū)的土壤質(zhì)地和種植作物存在差異，因此，只有針對性地檢測土壤肥力，才可以合理制定適合當(dāng)?shù)剞r(nóng)情的培肥方案[10].

武陵山區(qū)是我國三大地形階梯中的第一階梯向第二階梯的過渡帶，位于東經(jīng)106°56′～111°49′，北緯27°10′～31°28′，平均海拔1000 m左右；屬亞熱帶向暖溫帶過渡的氣候類型，年平均溫度在13～16 ℃之間，年降水量在1100～1600 mm，無霜期280 d左右. 武陵山區(qū)具有許多特色優(yōu)勢資源和農(nóng)產(chǎn)品牌，有“華中藥庫”之稱[11]. 武陵山區(qū)巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)是湖北省主要中藥材種植地之一，該鎮(zhèn)北臨三峽，南瀕清江，資源豐富，氣候溫和.擬以該鎮(zhèn)為研究對象,通過分析中藥材種植地的主要土壤肥力質(zhì)量，揭示武陵山區(qū)的土壤肥力狀況，為該地區(qū)中藥材種植地的合理培肥工作提供理論依據(jù).

1 研究方法

1.1 樣品采集

根據(jù)野三關(guān)鎮(zhèn)中藥材種植地的分布情況，選取大河壩、穿心巖、招鳳臺、白巖子村進(jìn)行采樣，共收集七葉一枝花、丹參、玄參、貝母、銀杏、獨(dú)活、重樓種植地土樣29個(gè). 采用S型布點(diǎn)于每個(gè)采樣區(qū)，隨機(jī)采集地表以下5～20 cm土樣.

1.2 土壤理化性質(zhì)指標(biāo)測定方法

(1)酸堿度檢測采用pH儀檢測土壤的ddH2O浸出液. (2)有機(jī)質(zhì)含量檢測根據(jù)國家土壤有機(jī)質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)(第6部分，標(biāo)準(zhǔn)編號：NYT1121.6-2006)，采用滴定法進(jìn)行檢測. (3)全氮的測定參照土壤全氮測定方法(NY/T 53-1987)，采用半微量開氏法進(jìn)行檢測. (4)總磷的測定參照土壤總磷測定方法(HJ 632-2011)，使用堿熔-鉬銻抗分光光度法進(jìn)行檢測. (5)總鉀的測定根據(jù)土壤全鉀測定法(GB9836-1988)進(jìn)行檢測. (6)速效鉀測定參照土壤速效鉀測定法(NY/T 889-2004)進(jìn)行檢測. (7)鈣、鎂的測定參照土壤全量鈣、鎂的測定法(NY/T 296-1995)進(jìn)行檢測. (8)硒含量的測定根據(jù)國家檢測標(biāo)準(zhǔn)“土壤和沉積物汞、砷、硒、鉍、銻的測定(HJ 680-2013)”方法，采用原子熒光光度儀進(jìn)行檢測. (9)硼的檢測根據(jù)國家檢測標(biāo)準(zhǔn)“土壤有效硼的測定(NY/T 1121.8-2006)”，采用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行檢測.

1.3 土壤肥力評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T391-2000》(簡稱“中農(nóng)行標(biāo)2000”)的園地肥力分級標(biāo)準(zhǔn)以及《土壤學(xué)》的“土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)”、“土壤中量元素含量分級標(biāo)準(zhǔn)”、“土壤微量元素分級標(biāo)準(zhǔn)”中關(guān)于肥力分級標(biāo)準(zhǔn)對研究土樣的肥力進(jìn)行評價(jià).

2 結(jié)果與分析

2.1 土樣的酸堿性分析

結(jié)果表明，巴東縣野三關(guān)鎮(zhèn)中藥材種植地土樣的pH值在4.32～6.98之間，平均值為5.49；其中，招鳳臺村土樣的pH平均值最大，為5.79；白巖子村土樣的pH平均值最小，為4.92.調(diào)查土樣中強(qiáng)酸性土壤樣品占3.1%、酸性占43.8%、微酸性占46.9%、中性占6.2%(圖1A)，以酸性和微酸性土壤為主. 該結(jié)果與蘇仕藝等[12]報(bào)道巴東縣土壤嚴(yán)重酸化現(xiàn)象一致. 七葉一枝花等藥用植物適宜在微酸性土壤中生長，因此，除了施用生石灰以及多施有機(jī)肥料調(diào)整土壤酸堿性外，還應(yīng)選擇種植適合當(dāng)?shù)赝寥捞匦缘闹兴幉?

2.2 土樣的肥力評價(jià)

4個(gè)自然村的中藥材種植地的有機(jī)質(zhì)、全氮、總磷、總鉀和速效鉀含量見表1. (1)有機(jī)質(zhì)含量范圍為28.9～33.7 g/kg，調(diào)查土樣的有機(jī)質(zhì)含量均處于I級水平(>20 g/kg)(圖1B)，說明該地區(qū)中藥材種植地的有機(jī)質(zhì)含量豐富.白巖子村中藥材種植地有機(jī)質(zhì)含量最高(32.5±0.7 g/kg)，與大河壩村的有機(jī)質(zhì)含量差異顯著(p<0.05).(2)全氮含量范圍為0.11%～0.26%，處于Ⅰ級水平(>0.2%)的土樣占51.7%，處于Ⅱ級水平(0.151 %～0.2%)的土樣占31%，處于Ⅲ級水平(0.1 %～0.151%)的土樣占17.3%(圖1C)，全氮含量較豐富，4個(gè)村的全氮含量差異均不顯著(p>0.05).(3)目前我國不同類型土壤中總磷含量在0.31～1.72 g/kg范圍之間[13]. 調(diào)查土樣的總磷含量范圍為0.10～0.87 g/kg，總磷含量低于全國總磷調(diào)查結(jié)果，4個(gè)村的總磷含量差異均不顯著(p>0.05). (4)我國土壤總鉀含量一般在15～20 g/kg[14]. 調(diào)查土樣的總鉀含量范圍為4.09～12.71 g/kg，總鉀含量偏低. 總鉀含量最高(10.08±1.90 g/kg)的大河壩村與穿心巖的總鉀含量差異顯著(p<0.05)，與其他村的總鉀含量差異不顯著. (5)調(diào)查土樣的速效鉀含量范圍為81～302 mg/kg，達(dá)到Ⅰ級(>100 mg/kg)的土樣占96.6%，處于Ⅱ級(50～100 mg/kg)水平的土樣占3.4%(圖1D). 大河壩村的速效鉀含量最高(256.0±43.4 mg/kg)，與白巖子村的速效鉀含量差異顯著(p<0.05).

表1 野三關(guān)鎮(zhèn)4村的中藥材種植地的肥力分析Tab.1 Fertility analysis of the Chinese herbal plantations in four villages of Yesanguan town

注：凡是有一個(gè)相同標(biāo)記字母的即為差異不顯著，凡具有不同標(biāo)記字母的即為差異顯著(p<0.05)

A)酸堿性等級；B)有機(jī)質(zhì)含量等級；C)總氮含量等級；D)速效鉀含量等級圖1 土壤肥力分級Fig.1 Classification of soil fertility content level of soil sample

2.3 土樣的微量元素分析

對該地區(qū)中藥材種植地的鈣、鎂、硼和硒含量檢測結(jié)果表明(表2)：(1)鈣含量范圍為1327.9～4313.1 mg/kg，鈣含量達(dá)到I級水平(>1000 mg/kg)，4個(gè)村的鈣含量差異均不顯著(p>0.05).(2)調(diào)查土樣的鎂含量范圍為3.73～7.70 g/kg. 根據(jù)劉西軍等[15]報(bào)道南方地區(qū)土壤鎂含量在0.6～19.5 g/kg之間，調(diào)查區(qū)樣地的鎂含量處于中等水平，4個(gè)村的鎂含量差異均不顯著(p>0.05). (3)樣地的硼含量范圍為7.8～25.2 mg/kg，含量均處于最高的Ⅴ級水平(>2.0 mg/kg).大河壩村的硼含量最高(18.8±4.4 mg/kg)，與其他3個(gè)村的硼含量差異顯著(p<0.05).(4)硒含量大于0.4 mg/kg時(shí)即為富硒土壤. 調(diào)查土樣的硒含量最小值為1.23 mg/kg，屬于典型富硒土壤.大河壩村中藥材種植地的硒含量最高(1.53±0.24 mg/kg)，與穿心巖村的硒含量差異顯著(p<0.05).

表2 野三關(guān)鎮(zhèn)4村中藥材種植地的微量元素肥力分析Tab.2 Trace element fertility analysis of the Chinese herbal plantations in four villages of Yesanguan town

注：凡是有一個(gè)相同標(biāo)記字母的即為差異不顯著，凡具有不同標(biāo)記字母的即為差異顯著(p<0.05)

2.4 不同藥材種植地土壤肥力分析

進(jìn)一步分析該地區(qū)7種中藥材種植地的9種土壤養(yǎng)分含量差異(表3)，發(fā)現(xiàn)七葉一枝花種植地的有機(jī)質(zhì)平均含量最低，而有機(jī)質(zhì)和鈣的平均含量最高；銀杏種植地的全氮平均含量最高，速效鉀和鈣的平均含量最低，但速效鉀含量仍處于Ⅱ級水平、鈣含量處于I級水平；丹參種植地總鉀、鎂、硼的平均含量最高；玄參種植地速效鉀和硒的平均含量最高，有機(jī)質(zhì)平均含量最低，但仍處于I級水平；貝母種植地總磷的平均含量最高；重樓種植地的總鉀、鎂、硼的平均含量最低，全氮的平均含量最高.說明本調(diào)查區(qū)的不同中藥材種植地的土壤養(yǎng)分含量差異較大，除了中藥植物自身對養(yǎng)分物質(zhì)的利用有差別外，也與樣地施肥狀況有關(guān).該地區(qū)中藥材種植多為散戶、沒有統(tǒng)一的種植規(guī)劃和栽培標(biāo)準(zhǔn).

表3 野三關(guān)鎮(zhèn)4村的7種中藥材種植地的土壤肥力分析Tab.3 Soil fertility analysis of the plantations from seven Chinese herbals in four villages of Yesanguan town

注：凡是有一個(gè)相同標(biāo)記字母的即為差異不顯著，凡具有不同標(biāo)記字母的即為差異顯著(p<0.05)

3 結(jié)論

調(diào)查樣地土樣皆為酸性，適宜種植喜酸環(huán)境的七葉一枝花等中藥材.有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀以及鈣、硼和硒含量豐富，鎂含量適中. 豐富的土壤肥力有助于植物生長發(fā)育，但如過量，不僅浪費(fèi)肥料，而且會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)等不利因素[9]，尤其是一些金屬微量元素過量會(huì)影響植物的生長發(fā)育，比如：濃度過高的鈣和硼會(huì)導(dǎo)致種植物缺水[16]，并對植物產(chǎn)生毒害[17]. 因此，調(diào)查區(qū)的中藥材種植地在1～2個(gè)種植年內(nèi)無須大量補(bǔ)充肥力. 堅(jiān)持每年進(jìn)行肥力測定，為合理的培肥工作提供指導(dǎo)，并針對土壤硒含量豐富的特點(diǎn)，開展富硒特色中藥材的種植產(chǎn)業(yè). 此外，根據(jù)不同村的土壤肥力差異較小而不同中藥材種植地的土壤肥力差異較大的現(xiàn)象，建議推廣GMP種植，實(shí)現(xiàn)該地區(qū)中藥材種植業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展.

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PreliminarySoilFertilityAnalysisofChineseHerbalPlantationsinBadongCountyofWulingMountainArea

SongFajun,DeGe,YuPengfei,ZhouLan,KeYousheng,ZhangPeng

(Key Laboratory for Biotechnology of the State Ethnic Affairs Commission/ Hubei Provincial Key Laboratory for Protection and Application of Special Plant Germplasm in Wuling Area of China, College of Life Sciences, South-Central University for Nationalities, Wuhan 430074, China)

The fertility characteristics of 29 soil samples of Chinese herbal plantations from 4 villages (Daheba, Chuanxinyan, Zhaofengtai and Baiyanzi) of Yesanguan Town were analyzed in Badong county of Wuling mountain area. The majority of these investigated Chinese herbal plantations were acid soils. The contents of organic matter, available potassium and total nitrogen were abundant, and the number of soil samples reaching Grade I level accounted for 100%, 96.6% and 51.7% of the total samples, respectively. The calcium contents of all soil samples were in Grade I level. The total phosphorus contents of the soil samples were high, and the total potassium contents were low. The boron contents of all soil samples were in Grade V level, and the selenium contents were rich. Soil fertility characteristics of the four investigated villages had little difference, however that of the seven Chinese herbals had significant difference. These results provided a reference for scientific fertility betterment of Chinese herbal plantations in the investigated area.

Wuling mountainous area; Badong county; Chinese herbal plantation; soil fertility

2017-08-20 *

張 鵬，研究方向：藥用植物及其內(nèi)生菌研究，E-mail: zhangpenghust@126.com

宋發(fā)軍(1967-)，男，教授，博士，研究方向：應(yīng)用生物化學(xué)，E-mail：songfajun@scuec.edu.com

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(31370118；31770134)；湖北省本科高?！吧锛夹g(shù)專業(yè)綜合改革”試點(diǎn)項(xiàng)目(GJZ15006);中南民族大學(xué)2017年碩士研究生學(xué)術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2017sycxjj033)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(CZW15019)；校企合作項(xiàng)目(HZY14024; HZY17029)；中南民族大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)資助項(xiàng)目(SCX1725, GCX1725, SKYCK17021，SKYCK17017)

P934

A

1672-4321(2017)04-0056-04