商洛不同生境野生萱草根際土壤特征

劉長命，王敏，郭寧

（商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西商洛726000）

萱草（Hemerocallis fulva）又名忘憂草、金針、宜男草等，屬于百合科萱草屬單子葉植物，為多年生宿根草本植物[1]。其花期為每年的6～8月，是我國傳統(tǒng)名花，花型、花色比較豐富，是優(yōu)良的地被綠化及庭院觀賞植物，素有中國的“母親花”之稱[2]。萱草是我國傳統(tǒng)的庭院花卉，在中國的栽培歷史已有3 000多年，其花色艷麗，栽培簡(jiǎn)單，春季萌發(fā)早，花期長，且耐半蔭，綠葉成叢極為美觀，是優(yōu)秀的園林綠地花卉，多用于布置花壇、花境或隔離帶等，尤其適宜作為疏林地被植物栽植[3]。

生境是植物生活的具體環(huán)境，對(duì)植物的生境特征進(jìn)行研究，可以掌握植物的生態(tài)學(xué)特性，深入研究植物與環(huán)境的關(guān)系。土壤是植物生長的基礎(chǔ)，是一個(gè)由生物及非生物組成的復(fù)雜綜合體，有集散、轉(zhuǎn)化、傳遞物質(zhì)和能量的作用，它提供了植物生活所必需的礦質(zhì)養(yǎng)分和水分[4]。帥偉等[5]和譚勇等[6]研究表明，在大尺度氣候、地貌形態(tài)特征確定條件下，土壤作為重要的生境因子，其理化特性直接影響著植被分布格局。

商洛地區(qū)的野生花卉植物資源十分豐富，但大多數(shù)都沒有得到科學(xué)保護(hù)和合理開發(fā)，尤其是豐富的野生萱草資源還亟待開發(fā)[7]。萱草是一種非常好的能替代草坪草的園林花卉，若能將其引種馴化并應(yīng)用到園林綠化中，不僅能為園林綠化提供豐富的素材，也能減少草坪草管護(hù)中的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，尤其是水資源。本試驗(yàn)通過對(duì)商洛不同生境野生萱草的分布及根際土壤特征進(jìn)行系統(tǒng)分析，以探明該區(qū)域內(nèi)野生萱草對(duì)土壤環(huán)境的要求，為野生萱草的引種栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐，也為商洛地區(qū)野生萱草的可持續(xù)利用、生物多樣性保護(hù)及園林地被植物應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品

不同生境野生萱草樣本及根際土壤樣品采于商洛六縣一區(qū)，各采集地信息見表1。

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1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 土壤樣品采集及處理

以萱草生長點(diǎn)設(shè)定1 m×1 m的樣方，按對(duì)角線進(jìn)行混合取樣，在樣方中選取5個(gè)點(diǎn)，先用小土鏟去掉表層1 cm左右的土壤，再傾斜向下切取20 cm土壤，最后將各點(diǎn)的土樣混合均勻，按需要量裝入自封袋，并記錄編號(hào)，帶回實(shí)驗(yàn)室。剔除土樣中的植物根莖和石礫，稱取一定量的新鮮土樣置于坩堝中，于電熱恒溫烘箱中105℃烘烤12 h，取出放入到干燥器中，冷卻至室溫稱取干重。根據(jù)含水量（%）=（濕土重－干土重）/干土重×100%計(jì)算土樣含水量。另取一份土壤平鋪于干凈紙上，碾碎，攤成薄層，放于室內(nèi)陰涼通風(fēng)處自行干燥。風(fēng)干后用孔徑為1 mm的篩網(wǎng)過篩，充分混勻后裝入自封袋中備用。

1.2.2 土壤機(jī)械組成的測(cè)定

土壤機(jī)械組成測(cè)定采用比重計(jì)法[8]。稱取一定量的風(fēng)干土樣置于燒杯中，加蒸餾水潤濕土樣，加0.5 mol·L－1氫氧化鈉約30 mL，搖勻后加熱，用玻璃棒不停攪拌，保持沸騰30 min。將冷卻后的消煮液轉(zhuǎn)移到量筒中，定容，用攪拌棒攪拌量筒中的懸液上下幾十次，使懸液混合均勻，從攪拌棒離開液面開始計(jì)時(shí)，分別于第1 min和2 h時(shí)，用比重計(jì)讀取讀數(shù)，測(cè)定懸液比重。

1.2.3 土壤pH值的測(cè)定

（2）熱料冷補(bǔ)。熱料冷補(bǔ)技術(shù)施工時(shí)先將坑槽病害處舊路挖除并清理潔凈，然后添加新瀝青混合料并整平壓實(shí)。該技術(shù)施工成本較低，適合大面積開展且修補(bǔ)效率較高，但存在弱接縫，受天氣影響大，無法對(duì)病害進(jìn)行及時(shí)快速修補(bǔ)。

土壤pH值測(cè)定參照車飛的方法[9]，按照1：1的水土比混合，攪拌均勻，靜置30 min后用PB-10 pH計(jì)測(cè)定。

1.2.4 土壤全氮、全磷、全鉀的測(cè)定

全氮含量測(cè)定采用半微量開氏法測(cè)定[10-11]。稱取一定量的風(fēng)干土樣送入開氏瓶底部，用水濕潤土樣，加入加速劑2 g和濃硫酸5 mL，搖勻，在電爐上加熱對(duì)土樣進(jìn)行消煮。待消煮液冷卻后，進(jìn)行蒸餾，滴定。

全磷含量測(cè)定采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法測(cè)定[12]。稱取一定量的風(fēng)干土樣，于坩堝底部，加無水乙醇3～4滴，潤濕樣品，在樣品上平鋪2 g氫氧化鈉，將坩堝放入高溫電爐加熱，冷卻后，加水轉(zhuǎn)移，過濾，吸取待測(cè)樣品溶液于50 mL容量瓶中，加入二硝基酚指示劑2～3滴，加入5 mL鉬銻抗顯色劑，搖勻，定容，在室溫下放置30 min，在700 nm處進(jìn)行比色。

全鉀含量測(cè)定采用氫氧化鈉熔融-火焰光度法測(cè)定[13]。將一定量土壤樣品置于坩堝底部，然后將固體氫氧化鈉平鋪于土樣的表面，用高溫電爐加熱，升高溫度至450℃，保持此溫度15 min，熔融完畢。等坩堝冷卻后，加水加熱使熔塊溶解，吸取一定量的待測(cè)液進(jìn)行稀釋定容，直接在火焰光度計(jì)上測(cè)定。

1.2.5 土壤速效全氮、全磷、全鉀的測(cè)定

速效氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法[14]。稱取一定量的風(fēng)干土樣于潔凈的擴(kuò)散皿外室均勻地鋪平，加H3BO3指示劑溶液2 mL于擴(kuò)散皿內(nèi)室，蓋上毛玻璃，在擴(kuò)散皿外室露出一條夾縫中迅速加入1 mol·L－1氫氧化鈉溶液10 mL，立即蓋嚴(yán)，輕輕旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散皿，讓堿溶液蓋住所有土壤。然后小心平放在40℃恒溫箱中，堿解擴(kuò)散24 h后，滴定。

速效鉀含量測(cè)定用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定[16]。取一定量的土壤樣品于三角瓶中，加入一定量的1 mol·L－1中性乙酸銨溶液，震蕩30 min，過濾，將濾液在火焰光度計(jì)上測(cè)定。

1.2.6 土壤微量元素（銅、鐵、錳、鋅）的測(cè)定

微量元素含量的測(cè)定采用DTPA-原子吸收分光光度法測(cè)定[17]。稱取一定量土壤樣品于塑料廣口瓶中，加入DTPA浸提劑，在25℃下振蕩2 h，過濾，保留濾液，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

所有測(cè)定重復(fù)3次，用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SAS 10.0進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤機(jī)械組成分析

土壤是由大小不同的顆粒組成，不同土壤顆粒組成通過對(duì)土壤水分的保持、通氣性能以及有機(jī)物質(zhì)固持性能影響植物的生長。從表2可以看出，所調(diào)查的野生萱草生境土壤均以砂粒土壤為主，平均含量高達(dá)88.502%，粉粒和粘粒的含量都較低，但粉粒的平均含量比粘粒高。在所有樣地中，11號(hào)土樣的粘粒含量最低為0.315%；18號(hào)土樣的粉粒含量最低，為1.195%，但砂粒含量最高，達(dá)98.496%，各土樣間顆粒均存在顯著性差異。對(duì)各組分含量范圍分析發(fā)現(xiàn)，粘粒為0.315%～10.516%，粉粒為1.195%～14.237%，砂粒為75.201%～98.496%，土壤顆粒含量在這些變化范圍內(nèi)的野生萱草數(shù)量分布較多。

表2 商洛萱草不同生境土壤顆粒特征

2.2 土壤含水量和pH值分析

根據(jù)表3可知，土壤的含水量在25.08%～68.23%，平均含水量為38.05%，不同生境土壤的含水量有著一定的顯著性差異。所測(cè)定的土樣pH范圍在5.40～7.57，平均值為6.73，呈弱酸性。對(duì)不同生境萱草調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)pH在5.99～6.91生境下的萱草的分布狀況明顯比其他生境下分布多，含水量在33.03%～49.28%環(huán)境下的萱草分布比較多。

2.3 土壤養(yǎng)分含量分析

土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要組成部分，土壤中的氮、磷、鉀元素是植物生長發(fā)育的主要營養(yǎng)元素。從表4可以看出，在全氮、磷、鉀中，鉀含量最高，為0.753%；全氮為0.001%～0.648%，平均值為0.150%；全磷為0.022%～0.206%，平均值為0.109%。研究發(fā)現(xiàn)，野生萱草生境土壤的氮元素和磷元素的含量都很低，鉀元素含量比較高。從顯著性結(jié)果來看，不同生境氮、磷、鉀元素含量有著一定的顯著性差異。對(duì)不同生境野生萱草的分布狀況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)全氮含量為0.120%～0.648%，全磷含量為0.107%～0.206%，全鉀含量為0.529%～1.336%，在這些變化范圍內(nèi)的萱草的分布相對(duì)較多。

表3 土壤含水量和pH值變化

表4 土壤全氮、全磷、全鉀元素的含量

由表5可知，在速效氮、磷、鉀中，速效鉀的含量最高，平均值為83.565 mg·kg－1；速效氮含量為3.076～73.276 mg·kg－1，平均值為26.360 mg·kg－1；速效磷含量為1.806～30.630 mg·kg－1，平均值最低，為7.772 mg·kg－1。從顯著性分析結(jié)果來看，不同生境下速效氮、磷、鉀含量都有著一定的顯著性差異。對(duì)不同生境下萱草的分布來看，速效氮含量為11.026～46.270 mg·kg－1，速效磷含量為5.266～24.566 mg·kg－1，速效鉀含量為31.446～134.276 mg·kg－1，速效氮、磷、鉀在這個(gè)范圍內(nèi)野生萱草數(shù)量分布較多。

表5 土壤速效氮、速效磷、速效鉀元素的含量

2.4 土壤微量元素含量分析

植物必需的微量元素有銅、鋅、鐵、錳等，對(duì)植物的健康生長起著極其重要的作用。由表6可知，不同樣地萱草根際土壤銅含量為0.12～55.93 mg·kg－1，平均值為4.42 mg·kg－1，XC2號(hào)樣點(diǎn)含量最高，達(dá)到55.93 mg·kg－1，其它樣點(diǎn)含量相對(duì)較少；鋅含量為0.31～10.66 mg·kg－1，平均值為5.68 mg·kg－1；鐵含量為6.74～77.31 mg·kg－1，平均值為25.62 mg·kg－1；錳含量為6.63～62.39 mg·kg－1，平均值為25.23 mg·kg－1。根據(jù)顯著性結(jié)果分析來看，不同生境下微量元素的含量都有著一定的顯著性差異。對(duì)萱草的分布分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，銅含量為0.12～3.52 mg·kg－1，鋅含量為4.59～10.66 mg·kg－1，鐵含量為22.55～75.43 mg·kg－1，錳含量為11.90～45.98 mg·kg－1，微量元素含量在這個(gè)范圍內(nèi)變化的，萱草的分 布數(shù)量較多。

表6 土壤微量元素的含量

3 討論與結(jié)論

土壤的機(jī)械組成是土壤的基本物理性質(zhì)之一，土壤中的各級(jí)微粒是土壤的重要組成部分。溫善菊等[18]研究表明土壤中的各級(jí)微粒影響了土壤的許多物理化學(xué)性質(zhì)。本文通過對(duì)不同生境野生萱草根際土壤的機(jī)械組成分析發(fā)現(xiàn)，不同生境土壤中的各級(jí)微粒含量存在明顯差異，但主要以砂粒為主，最高含量達(dá)98.496%。而粘粒和粉粒的最高含量分別為10.516%和14.237%，表明土壤顆粒含量在此范圍均可滿足萱草的生長。

氮、磷、鉀元素是植物生命活動(dòng)中必不可少的元素，它們?cè)谕寥乐械暮烤容^低，這與植物根際土壤具有溶磷和解鉀能力的功能菌有關(guān)[19]。本研究發(fā)現(xiàn)野生萱草根際土壤的全鉀含量和速效鉀含量均較高，表明萱草的生長需要較高的鉀元素含量水平。張姣[20]對(duì)商洛不同縣區(qū)坡地的土壤養(yǎng)分經(jīng)過測(cè)試發(fā)現(xiàn)，所測(cè)區(qū)土壤氮素和磷素含量適宜，鉀含量從西南至東北呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)；鐵含量較豐富，有效錳、有效銅和有效鋅處于適宜水平。表明該區(qū)域土質(zhì)條件適宜萱草的引種栽培，但對(duì)鉀肥的施用量應(yīng)從東北至西南逐漸增加施用量。因此，在野生萱草引種栽培過程中，要根據(jù)土壤特征，對(duì)氮、磷、鉀元素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，尤其是增加鉀肥的施用量。微量元素是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)成分，它與蛋白質(zhì)、核酸、多糖、維生素等的合成密切相關(guān)，對(duì)植物的各種生理代謝過程起重要的調(diào)控作用[21]。對(duì)野生萱草自然生長土壤微量元素研究發(fā)現(xiàn)，萱草對(duì)銅、鋅、鐵、錳等元素均有需求，因此在栽培中也要適當(dāng)補(bǔ)充微量元素肥料的施用。

萱草種類豐富，可藥用、食用，還可以用于花壇、花園等處。近幾年來，萱草作為園林地被植物，使用面積逐年增加，而商洛地區(qū)的野生萱草資源存在豐富的遺傳多樣性，具有重要的開發(fā)利用價(jià)值。本文初步對(duì)商洛不同生境下萱草的土壤特征進(jìn)行了探索，為商洛野生萱草的引種栽培和園林應(yīng)用可起到一定的借鑒作用。