云南不同種源小白及生長(zhǎng)與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系

宋志姣 馬前濤 吳 麗 項(xiàng) 輝

（保山學(xué)院 資源環(huán)境學(xué)院，云南 保山 678000）

小白及（Bletilla formosana）是蘭科（Orchidaceae）白及屬（Bletilla）多年生草本植物[1]，主要分布于陜西、臺(tái)灣、廣西、四川、貴州、云南和西藏等省份，以干燥的假鱗莖入藥，是分布區(qū)內(nèi)重要的少數(shù)民族習(xí)用藥材[2]。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)中藥材市場(chǎng)的持續(xù)升溫，白及屬植物藥用需求量逐漸加大。在商業(yè)利益的驅(qū)使下，過(guò)度采挖和生境破壞使得小白及的野生資源瀕臨滅絕[3]，而資源短缺與市場(chǎng)需求的供需矛盾促使人工種植成為解決這一問(wèn)題重要的途徑。以種植代替采挖，減少對(duì)野生資源的過(guò)度消耗，為可持續(xù)發(fā)展白及屬藥用植物資源提供了有效的途徑和方法[2，4]。然而，大面積種植小白及的過(guò)程中，許多藥農(nóng)因未充分考慮土壤條件導(dǎo)致小白及生長(zhǎng)不良、生產(chǎn)力低下。

土壤是中草藥生長(zhǎng)的主要場(chǎng)所，中草藥的生長(zhǎng)與土壤的理化性質(zhì)密切相關(guān)。土壤物理性質(zhì)中的容重主要影響植物根系的穿透、發(fā)育和生長(zhǎng)[5，6]，而土壤飽和持水量、非毛管孔隙度、自然含水量和排水能力則主要影響植物根對(duì)水分和養(yǎng)分的利用率、根際微生物組成等[7]。土壤化學(xué)性質(zhì)中的有機(jī)質(zhì)和pH值是土壤化學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)，一定程度上反映了土壤的肥力和養(yǎng)分狀況，對(duì)中藥太子參（Pseudostellaria heterophylla）的研究表明太子參的農(nóng)藝性狀受土壤有機(jī)質(zhì)和pH影響顯著[8]，蔬菜有關(guān)研究也表明其產(chǎn)量與土壤的pH值在一定范圍內(nèi)呈極顯著正相關(guān)[9]。

目前，小白及的研究主要圍繞小白及藥用價(jià)值[10]、同屬植物鑒定[11]、組織培養(yǎng)與快速繁殖[12]等方面展開(kāi)，缺乏對(duì)野生小白及土壤的研究，更未關(guān)注小白及生長(zhǎng)與土壤理化性質(zhì)相關(guān)關(guān)系。土壤相關(guān)信息的缺乏，嚴(yán)重制約了小白及規(guī)?；N植和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此，本研究在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上展開(kāi)野生小白及生長(zhǎng)與土壤性質(zhì)研究，闡釋滇西地區(qū)野生小白及生長(zhǎng)與土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系，為人工種植小白及的土壤選擇、養(yǎng)分管理提供參考，同時(shí)為野生小白及資源保護(hù)策略的制定提供借鑒。

1 材料方法

1.1 樣地選擇及調(diào)查

于2017年5月至2017年8月，在對(duì)云南省保山市、文山州小白及天然分布進(jìn)行踏查的基礎(chǔ)上，選取了8個(gè)種源地進(jìn)行樣地調(diào)查，隨機(jī)設(shè)置2 m×2 m樣地21塊（見(jiàn)表1），對(duì)樣地內(nèi)所有小白及進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定。株高、葉片長(zhǎng)用直尺測(cè)量（0.1 cm），地徑、葉片寬用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量（0.01 mm），并計(jì)算葉片長(zhǎng)寬比[4]，采集部分樣地內(nèi)白及帶回試驗(yàn)地栽種。

表1 野生小白及樣地調(diào)查信息

1.2 土壤樣品的采集和測(cè)定

從樣地左上角到右下角方向按上、中、下挖三個(gè)土壤剖面，分別于0～10 cm、10～20 cm用環(huán)刀取上下兩層體積100 cm3的土樣（小白及假鱗莖位于地下0～10 cm的位置，須根則主要分布在10～20 cm范圍），密封、包裝、編號(hào)、帶回實(shí)驗(yàn)室分別測(cè)量，試驗(yàn)共計(jì)采集土樣114個(gè)。

土壤物理性質(zhì)：烘干法和環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、各持水量指標(biāo)、自然含水量和排水能力[13,14]。

土壤化學(xué)性質(zhì)：電位法測(cè)定土壤pH值[15]；土壤有機(jī)質(zhì)參考國(guó)標(biāo)測(cè)定[16]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

取每個(gè)樣地上、下兩層土樣的平均值作為樣地土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)特征值，數(shù)據(jù)用SPSS16.0軟件進(jìn)行方差分析、多重比較和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種源小白及生長(zhǎng)差異分析

不同種源小白及的生長(zhǎng)性狀存在顯著差異（見(jiàn)表2）。小田壩種源小白及的平均株高為22.86 cm，顯著高于小尖山、三角山以外的其他種源；該種源的地徑也顯著高于除四格山以外的所有其它種源，為2.57 mm。以葉片來(lái)看，葉片數(shù)最多的是四格山種源，平均葉片數(shù)為3.3片，瓦馬種源的葉片數(shù)最少，平均葉片數(shù)為2.3片；葉片最長(zhǎng)的是三角山種源，平均葉長(zhǎng)為26.19 cm，水長(zhǎng)種源平均葉長(zhǎng)最短，為6.88 cm；葉片最寬的為小田壩種源，葉片平均寬度為16.99 mm，葉片最窄的是小么所種源，為9.63 mm；葉片長(zhǎng)寬比最大的為三角山種源，最小的為水長(zhǎng)種源。

表2 小白及生長(zhǎng)性狀多重比較

各生長(zhǎng)指標(biāo)的Pearson相關(guān)分析（見(jiàn)表3）表明：長(zhǎng)寬比與地徑、長(zhǎng)寬比與葉片數(shù)之間相關(guān)關(guān)系不顯著，長(zhǎng)寬比與葉片寬度之間呈極顯著負(fù)相關(guān)；其余各指標(biāo)之間均呈極顯著正相關(guān)。這說(shuō)明在野生狀態(tài)下生長(zhǎng)狀況較好的小白及，在株高、地徑、葉片數(shù)、葉片長(zhǎng)和葉片寬指標(biāo)上均表現(xiàn)良好，這與實(shí)地調(diào)查的結(jié)果一致。

表3 各生長(zhǎng)指標(biāo)的Pearson相關(guān)分析

2.2 野生小白及土壤理化性質(zhì)分析

云南野生小白及土壤的理化指標(biāo)中土壤容重和土壤pH值總體都呈現(xiàn)出上層土壤大于下層土壤的趨勢(shì)；與之相反，土壤非毛管孔隙度、自然含水量和有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)上層土壤低于下層土壤的總體趨勢(shì)（見(jiàn)表4）。野生小白及生長(zhǎng)的土壤，其容重的范圍為0.68～1.26 g/cm3，平均為1.02 g/cm3，8個(gè)種源野生小白及土壤容重差異顯著，小田壩種源的容重顯著低于其他種源。土壤飽和持水量的范圍為336.00～960.48 g/kg，平均為572.20 g/kg，8個(gè)種源野生小白及的飽和持水量差異顯著，小田壩種源的上層和下層土壤飽和持水量都為最高。非毛管孔隙度的范圍為5.58～21.67%，平均為12.51%，各種源非毛管孔隙度差異顯著。自然含水量的范圍為21.47～49.31%，平均為34.02%；排水能力的范圍為98.30～445.94 g/kg，平均為218.92 g/kg。

表4 土壤理化指標(biāo)多重比較

野生小白及土壤的化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為：不同種源小白及土壤有機(jī)質(zhì)的范圍為96.32～18.80 g/kg，平均有機(jī)質(zhì)含量為54.51 g/kg，不同種源間的土壤有機(jī)質(zhì)含量差異顯著，小田壩種源顯著高于其他種源。8個(gè)種源小白及土壤pH值范圍為5.80～8.02，pH均值為7.21，各個(gè)種源的pH值差異顯著；其中，小于6.5的種源有2個(gè)；pH值介于6.5和7.5的種源有3個(gè)；pH值大于7.5的種源有3個(gè)。

2.3 小白及生長(zhǎng)性狀與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系

小白及生長(zhǎng)的各個(gè)指標(biāo)與土壤物理性質(zhì)的多個(gè)指標(biāo)之間存在顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系，且上層土壤與下層土壤的相關(guān)性不一致（見(jiàn)表5）。其中，土壤的排水能力與小白及生長(zhǎng)之間的關(guān)系最為緊密，除與葉長(zhǎng)寬比之間不顯著以外，其他生長(zhǎng)指標(biāo)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。非毛管孔隙度與小白及各個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系次之，土壤的非毛管孔隙度與小白及的地徑、葉片數(shù)、葉寬均呈極顯著正相關(guān)，土壤的非毛管孔隙度與小白及株高分別呈極顯著正相關(guān)和顯著正相關(guān)，葉長(zhǎng)寬比還與上層土壤非毛管孔隙度呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表5 土壤理化性質(zhì)與生長(zhǎng)指標(biāo)相關(guān)關(guān)系

土壤有機(jī)質(zhì)與小白及株高、地徑和葉寬呈極顯著正相關(guān)，與葉長(zhǎng)寬比呈極顯著負(fù)相關(guān)，上層土壤有機(jī)質(zhì)還與葉片數(shù)顯著正相關(guān)，說(shuō)明生長(zhǎng)在富含有機(jī)質(zhì)的土壤中的小白及其株高、地徑、葉片數(shù)和葉寬較生長(zhǎng)于有機(jī)質(zhì)含量少的土壤中的小白及表現(xiàn)更好。小白及喜歡生長(zhǎng)于中性偏堿的土壤中，平均pH值為7.20；土壤pH值與小白及株高、地徑、葉長(zhǎng)、葉寬以及葉長(zhǎng)寬比均呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明土壤pH值顯著影響小白及的多個(gè)生長(zhǎng)性狀。結(jié)合小白及土壤的pH值分布規(guī)律，認(rèn)為小白及更喜中性偏堿的土壤。

3 討論

眾多學(xué)者的研究表明，土壤理化性質(zhì)與植物生長(zhǎng)相關(guān)，這種相關(guān)關(guān)系對(duì)于人工種植過(guò)程中土壤的選擇和養(yǎng)分管理有重要意義[14,17]。土壤理化性質(zhì)是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素，同時(shí)也是土壤肥力的重要指標(biāo)。土壤物理性質(zhì)不同將導(dǎo)致水分、空氣、熱量甚至肥力的差異[7]。同時(shí)，土壤物理性質(zhì)與土壤中的生物種類、數(shù)量、活性密切相關(guān)[18]。野生小白及生長(zhǎng)指標(biāo)與土壤物理性質(zhì)相關(guān)性研究表明：上層土壤對(duì)生長(zhǎng)性狀的影響大于下層土壤，呈現(xiàn)明顯的垂直特征。這可能是由于小白及主要的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存器官為假鱗莖，而假鱗莖位于上層土壤中。在一定范圍內(nèi)隨著土壤容重增加，野生小白及的株高、地徑、葉片數(shù)、葉寬呈顯著或極顯著減小的趨勢(shì)，這一結(jié)果與玉米的相關(guān)研究結(jié)果一致[19]，也說(shuō)明小白及適宜生長(zhǎng)于疏松、排水良好的土壤中[1]。在選擇種植土壤時(shí)，需特別注意土壤物理性質(zhì)中的土壤容重、非毛管孔隙度、土壤排水能力等指標(biāo)，同時(shí)在人工種植小白及的過(guò)程中可以適當(dāng)進(jìn)行松土，或者覆蓋稻草、松針等，以減少土壤板結(jié)。

有機(jī)質(zhì)是土壤養(yǎng)分的重要來(lái)源，是土壤固相的重要組成部分，隨著土壤有機(jī)質(zhì)的增加，小白及葉寬增加而葉長(zhǎng)減小，這與煙草的相關(guān)研究結(jié)果一致[20]。pH值影響土壤的養(yǎng)分流轉(zhuǎn)和微生物活動(dòng)，可以改變土壤中微生物酶的活性，影響凋落物和動(dòng)植物殘?bào)w的分解。小白及是蘭科白及屬植物，蘭科為單子葉植物的第一大科，不同蘭科植物適宜的土壤pH值范圍不一致，野生狀態(tài)下小白及喜歡生長(zhǎng)于中性微偏堿的土壤中，與同科五唇蘭（Phalaenopsis pulcherrima）喜偏酸性土壤的結(jié)果不同[21]，與同屬植物白及（B.striata）喜歡生長(zhǎng)于弱堿性土壤的研究結(jié)果相似[22]。

通過(guò)對(duì)土壤理化性狀與小白及生長(zhǎng)進(jìn)行了研究，且土壤化學(xué)性狀中未對(duì)元素進(jìn)行測(cè)量和分析，在未來(lái)研究中，還需增加其他環(huán)境因子如土壤元素、溫度、降雨、坡向、坡度、坡位、陽(yáng)光等，并從樣地、種源、分布區(qū)各個(gè)尺度上進(jìn)行分析研究，系統(tǒng)揭示小白及生長(zhǎng)與環(huán)境之間的關(guān)系，為小白及人工種植和經(jīng)營(yíng)管理提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。以便采取適宜的經(jīng)營(yíng)管理措施，提高人工種植小白及的品質(zhì)及產(chǎn)量。