江西省蓝莓林地土壤限制因子分析

罗玉姣，肖青亮，牛德奎，李艳丽

（江西农业大学a.国土资源与环境学院；b. 江西省森林培育重点实验室，江西 南昌 330045）

江西省蓝莓林地土壤限制因子分析

罗玉姣a，肖青亮a，牛德奎a，李艳丽b

（江西农业大学a.国土资源与环境学院；b. 江西省森林培育重点实验室，江西 南昌 330045）

为了解江西省蓝莓林地土壤养分状况，从而为蓝莓平衡施肥提供技术指导，采用土壤养分状况系统研究法（ASI）对江西省蓝莓林土壤养分限制因子进行了诊断与分析，还就缺素对植株的影响情况进行了盆栽实验。诊断结果表明：供试蓝莓林地土壤中有机质的含量均较低，Ca、P、N、K、Mg元素严重缺乏，这些养分因子为其主要限制因子；Cu、B、Zn普遍缺乏，为其潜在的限制因子；而S、Mn、Fe元素的含量相对丰富。盆栽实验结果表明：不施Ca、P、N、K的指示作物——高粱的产量则分别减少85.62%、40.51%、34.00%、33.86%。

蓝莓林；土壤系统研究法；养分限制因子；江西省南昌市

蓝莓Semen trigonellae又名越橘、蓝浆果，为杜鹃花科越橘属植物。蓝莓原产于北美洲，是一种具有极高经济价值的小浆果果树。蓝莓除了含有较高的糖、花青素和维生素C之外，还富含维生素E、维生素A、维生素B1及SOD，因此，蓝莓被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一[1-2]。有关科学研究结果表明，蓝莓具有延缓神经衰老、防止心脏病发生、预防癌症及明目等独特功效[3-4]。因此，蓝莓有“水果皇后”和“美瞳之果”等美誉。

土壤系统研究法于1988年引入我国并开始在合作项目中得以应用，现已在农林业生产中得到了一定的推广与应用[5]，如有关油茶林[6]、笋用林[7]、菠菜[8]、冬小麦[9]等土壤养分系统研究便取得了一定的成就，但其在蓝莓林的研究中尚未得到应用。

蓝莓在生长过程中需要从土壤中吸收各种养分以保证其正常生长，土壤养分含量将直接影响蓝莓生长过程中养分的正常供应，进而影响蓝莓的产量和品质。因此，全面、准确地了解蓝莓林地土壤养分状况和限制因子及其吸附特性，是科学合理指导其养分管理的前提和关键。

1 材料与方法

1.1 土壤样品的采集与处理

土壤样品采集于江西省南昌市新祺周江西思科农业发展有限公司的蓝莓林地，该区属中亚热带低山丘陵，土壤类型为第四纪红色粘土母质发育的红壤。土样采集时间为2013年10月，选择3个取样区，随机多点混合取样，考虑到蓝莓根系分布浅，根系不发达，主要吸收上层土壤养分，因此分别取0～20和20～40 cm的土样，每层的土样各约70 kg，经风干后过2 mm筛，取1.5 kg风干的土壤样品用于化学分析及吸附实验，其余用于盆栽实验。

1.2 土壤常规分析和吸附实验

将上述制备好的1.5 kg风干土样送往中国农业科学院土壤肥料研究所土壤测试中心进行土壤养分的测定，测定与分析项目包括pH值、活性酸、活性Ca 和Mg及有效P、K、Cu、Fe、Zn、S和B。土壤对K、P、S、B、Zn、Cu和Mn的吸附测定均参照ASI方法进行，吸附结果作为盆栽实验养分施用的依据。

1.3 盆栽实验

盆栽实验于2014年4～6月在江西农业大学林学院的温室内进行，在土壤分析和吸附实验的基础上进行，采用高粱作为指示植物。实验设OPT、－N、－P、－K、＋S、－B、－Cu、＋Fe、＋Mn、－Mo、－Zn、－Ca、－Mg、CK共14个处理，其中OPT为最佳处理，从OPT中加入（“＋”）或减去（“－”）某种元素，以此验证其是否为最佳处理，CK为无肥对照处理，每个处理设 3 次重复[5]，各种养分的推荐加入量如表1。用底部穿孔的塑料杯装入每杯300 mL的风干土样，所需水分由过滤嘴的毛管作用供给。－N和CK处理，在高粱生长过程中需添加蒸馏水；其他处理则采用0.3 g/L的NH4NO3溶液供水。播种前首先将高粱种子在温室培养箱中培养24 h，待种子发芽后播入1.5 cm 深的土壤中，每杯播10粒，待其全部出苗后定苗8棵。期间保证水分的供给，定植35天后收获地上部分并烘干至恒重，同时对地下部分的根系进行清洗，烘干至恒重。以最佳处理OPT的生物量为 100，分别计算各处理地上和地下部分的相对产量。采用LSD检验法进行统计分析，并判断分析蓝莓林地土壤养分的限制因子[5]。

表 1 温室盆栽实验不同土层中各种养分的推荐用量†Table 1 Recommended levels of each nutrients at different soil layers in the greenhouse pot experiment

2 结果与分析

2.1 蓝莓林地土壤养分含量的测定结果与分析评价

有关研究结果[10]表明，蓝莓必须在有机质含量达3%、pH值在4.0～5.5的土壤条件下才能健康生长。不同土层的样土中各种养分含量的测定结果见表2。表2表明，江西省南昌市蓝莓林地土壤的pH值为4.05，显强酸性，适宜蓝莓的生长，但土壤中有机质的含量非常低，只有0.39%～0.69%，氨态氮、P、K、Ca、Mg的养分含量均远低于养分亏缺临界值，表明这些养分元素严重缺乏。土壤中的S、Fe、Mn元素含量均高于临界值的3倍，表明这些养分元素含量丰富。Cu、Zn、B元素在0～20和20～40 cm深的土层中的含量均接近临界值，但并没有达到其临界值的3倍，样地中是否缺乏这些元素还需要通过盆栽实验来进一步验证。

总之，养分测定结果表明，实验所在的蓝莓林样地土壤养分贫瘠，且各种养分水平不一，养分限制因子较多，因此，在蓝莓经营管理过程中应注重林地的养分管理，做到平衡施肥，以提高蓝莓的产量和品质。

2.2 江西省蓝莓林地土壤的吸附固定特性

由于土壤具有复杂的物理、化学及生物学特性，当养分元素被加入土壤中时，土壤对其几乎是同一程度地发生吸附固定作用的，这会直接影响肥料有效性的发挥。因此，为了确定向土壤中加入的营养元素的数量，以便能提供足够有效的养分含量，我们就土壤对K、P、S、B、Cu、Mn和Zn这7种重要养分元素的吸附固定能力进行了吸附实验，不同土层的样土对各种养分元素的吸附曲线如图1所示，其吸附特征曲线见表3。由于对S的提取量较高，故对其没有制作吸附曲线。

表 2 不同土层的样土中各种养分元素的测定结果Table 2 Determined result of each nutrient elements at different soil layers

图 1 不同土层的样土对 K、P、B 、Cu、Mn 和 Zn 的吸附曲线Fig. 1 Adsorption curves of soil samples at different soil layers to K, P, B, Cu, Mn and Zn

表 3 不同土层样土的吸附特征曲线模拟方程Table 3 Simulation equations of adsorption characteristics of soil samples at different soil layers

由表3的吸附曲线可知，蓝莓林地上下两个土层的样土对各种养分的吸附固定能力各不相同，并且上层土壤对养分的吸附固定能力相对较强，这可能与下层土壤质地更粘重有关。蓝莓林地上下两个土层土壤对不同养分的吸附固定能力也不同，土壤对P的吸附固定作用很强，而对K的吸附作用主要表现在加入量约小于40时，吸附固定能力很强，并且原始土样中P、K元素含量均不丰富，处于亏缺状态。但这仅仅是对土壤养分状况分析的结果，具体每种元素对土壤养分状况的影响程度，还需通过盆栽实验加以验证。

2.3 温室盆栽实验结果

根据上述土壤养分含量的测定结果和吸附实验结果，确定最佳处理OPT的各种养分用量，如果土壤中某种元素的原始含量超过其临界值3倍，则在最佳处理中就不加入该元素，如果原始土样中某种元素含量不足，则参照土壤对其吸附固定能力将该元素调到最佳处理含量。按照上述方法设计温室盆栽实验方案，盆栽实验进行35天后分别收获指示物高粱的地上部分和地下部分，并将地上部分烘干称重，地下部分则洗根烘干称重。

2.3.1 地上部分

分别取0～20和20～40 cm土层的样土进行温室盆栽实验，不同养分处理的地上部分生物量的测定结果及其LSD分析结果分别见表4与表5。

表 4 0～20 cm土层的样土不同养分处理下地上部分的生物量及其LSD分析结果Table 4 Biomass of aboveground parts and LSD analysis result in different nutrient treatments of 0-20 cm soil layer

盆栽实验结果表明，不同养分处理的生物量间存在极显著差异，0～20 cm土层土壤的主要养分限制因子为N、P、K、Ca、B、Cu，其亏缺程度从大到小依次为Ca＞P＞N＞K＞Cu＞B，不施Ca、P、N、K、Cu、B这些元素则分别减产82.66 %、34.67%、34.09%、28.38%、20.12%、16.31%。实验中不施Mo、Zn元素的，虽没有明显减产，但已表现出产量下降的趋势，如果N、P、K、Ca、B、Cu这些元素得以补充，则Mo、Zn元素很可能会成为潜在的土壤养分限制因子。供试土壤中富含Fe、Mn，增施这些元素反而对高粱的生长不利，导致其严重减产，与OPT处理间的差异显著水平已达到5%，这可能是由Fe、Mn元素含量过高而引起的植物中毒所致，因此，田间实验中建议不施Fe、Mn。

表 5 20～40 cm土层的样土不同养分处理下地上部分的生物量及其LSD分析结果Table 5 Biomass of aboveground parts and LSD analysis result in different nutrient treatments of 20-40 cm soil layer

20～40 cm土层土壤的养分限制因子有N、P、K、Ca、Cu，其亏缺程度从大到小依次为Ca＞P＞K＞N＞Cu，不施Ca、P、K、N、Cu这些元素则分别减产88.38%、45.92%、38.99%、33.97%、21.20%。而其Fe、Mn含量充足，若Fe、Mn过剩则会导致其减产。在两个土层的样土中不施入任何元素，则均明显减产，对照的相对生物量分别只有15.36%和10.67%。

2.3.2 地下部分

考虑到蓝莓为浅根系植物，分析养分对其地下部分生物量的影响具有相当重要的意义。不同土层样土中不同养分处理的高粱地下部分生物量的测定结果见表6。由表6 可知，地下部分的生物量，一般以最佳处理的为最大，以不施钙处理的地下生物量为最小，这与其地上部分生物量的测定结果是一致的。但也有一定的差别，比如说0～20 cm土层－N处理的地下部分生物量偏大，这可能与植物适应逆境的能力有关，根系发达可以保证其对养分的充分吸收。

表 6 不同土层土样不同养分处理的地下部分生物量Table 6 Biomass of aboveground parts in different nutrient treatments of different soil layers g

综上所述，Ca、P、N、K是江西省南昌市蓝莓林地土壤养分的主要限制因子，其次为Cu、B。

参照土壤养分分析测定结果与盆栽实验结果，我们可以发现，蓝莓林地土壤养分含量的原始测定值与盆栽实验结果基本一致，但是两者的结果也有一定的差别，比如土壤养分分析测定结果显示，0～20和20～40 cm土层土壤中都缺乏Mg，但是盆栽实验结果刚好相反，这可能因为土壤养分受到土壤其他理化性质和气候、环境等因素的影响，因此，单靠土壤养分分析测定结果来判定土壤养分状况存在一定的局限性，所以必须继续开展盆栽实验加以验证[11-14]。并且，由于盆栽实验采用的指示作物高粱的生长条件与大田蓝莓生长条件有很大的差异，故对土壤养分状况还有待于田间实验作进一步的研究。

3 结论与讨论

土壤养分测定结果表明，江西省南昌市蓝莓林地有机质含量极低，为0.39%～0.69%，严重影响了蓝莓的正常生长，Ca、N、P、K、Mg元素严重缺乏，Cu、B、Zn普遍缺乏，因此，在施肥时建议增施Ca、N、P、K、Mg大中量元素肥料及Cu、B、Zn等微量元素肥料，只有均衡施加各种养分因子，才能对蓝莓的生长发挥有效的作用。

不同土层土壤对各种养分元素的吸附能力不同。两个土层的样土对B、Cu、Mn、Zn的吸附固定能力均较小，而对P的吸附固定作用都很强，其对K的吸附作用主要表现在加入量约大于100时，吸附固定能力很强，并且20～40土层样土的吸附固定量比0～20 cm土层的大。

盆栽实验结果表明，蓝莓林地土壤的主要限制因子是Ca、P、N、K，其次为Cu、B。施肥时应注意平衡施肥，合理适量补充植物生长过程中所需的养分元素，以免引起作物减产，而且过多施肥也会造成肥料的浪费。

[1]陈 卫.蓝莓及其营养保健功能[J].中外食品,2003,(7):34－35.

[2]顾 姻,贺善安.蓝浆果与蔓越桔[M].北京:中国农业出版社,2001:1－6.

[3]刘莉莉.蓝莓的营养成分及其保健功能研究[J].农业科技与装备,2013,(9):62－65.

[4]王姗姗.蓝莓的保健功能及其开发应用[J].中国食物与营养,2010,(6):17－19.

[5]加拿大钾磷研究所北京办事处.土壤养分状况系统研究法[M].北京:中国农业科技出版社,1992.

[6]胡冬南,刘亮英,张文远,等.江西油茶林地土壤养分限制因子分析[J].经济林研究,2013,31(1):1－6.

[7]胡冬南,郭小敏,刘细燕.笋用林土壤养分限制因子的研究[J].江西农业大学学报,2001,23(1):105－108.

[8]阮云泽,孙桂芳.土壤养分状况系统研究法在菠菜平衡施肥上的应用[J].植物营养与肥料学报,2005,11(4): 530－535.

[9]谷 洁,高 华,方日尧,等.冬小麦产量的土壤养分限制因子与施肥研究[J].西北农业大学学报,1998, (1): 74－77.

[10]李亚东.蓝莓(越橘)栽培与加工利用[M].长春:吉林科学技术出版社,2001:70－73.

[11]尹力初,罗兰芳,彭 宇,等.张家界旱地土壤的养分因子研究[J].土壤,2011,43(4):525－528.

[12]涂淑萍,叶长娣,张文元,等.黄竹林土壤养分限制因子研究[J].江西农业大学学报,2014,36(3):565－569.

[13]刘 伟,陈世品,陈 辉,等.土壤养分与油茶产量与种仁含油率的相关性研究[J].中南林业科技大学学报, 2015, 35(3):59－63.

[14]覃其云,曹继钊,李 军,等.马尾松人工幼林土壤肥力变化及其综合评价研究[J].中南林业科技大学学报, 2013, 33(3):64－69.

Analysis of nutrient limiting factors in blueberry forest soil of Jiangxi Province

LUO Yu-jiaoa, XIAO Qing-lianga, NIU De-kuia, LI Yan-lib
(a. College of Land Resources and Environmental Sciences; b. Key Laboratory of Forest Cultivation,Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China)

In order to fi nd out soil nutrient status of blueberry forest in Jiangxi Province, and to provide a technological guidance for balanced fertilization of blueberry, the nutrient limiting factors were diagnosed and analyzed by adopting the system diagnosis method of soil nutrient status, and effects of nutrient de fi ciency on plants were also researched by a pot experiment. The results showed that content of organic matter was lower in the tested blueberry forest soil, and Ca, P,N, K and Mg elements were severely de fi cient and were the main limiting factors. Cu, B and Zn elements were general lack, and they were the potential limiting factors. But S, Mn and Fe elements were relativity suf fi cient. The results of the pot experiment showed that yield would be reduced by 85.62%, 40.51%, 34.00%, 33.86% respectively, if Ca, P, N and K were not fertilized for sorghum.

blueberry forest; soil system diagnosis method; nutrient limiting factors; Jiangxi Province

S663.2

A

1003—8981(2015)02—0086—06

2014-11-24

国际植物营养研究所（IPNI）项目（Jiangxi-29）；南昌市科技局对外科技合作项目（2013-136）。

罗玉姣，硕士研究生。

牛德奎，教授，博士研究生导师。E-mail：ndk2157@sina.com

罗玉姣,肖青亮,牛德奎,等.江西省蓝莓林地土壤限制因子分析[J].经济林研究,2015,33(2):86－91.

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.02.015

http: //qks.csuft.edu.cn

[本文编校：伍敏涛]