喀斯特山区刺梨种植基地的土壤养分状况

2015-04-11丁小艳陈海龙黄先飞胡继伟

贵州农业科学 2015年5期

丁小艳，杨皓，陈海龙，王义，黄先飞，胡继伟，江帆

（贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室，贵州贵阳550001）

刺梨（Rosa roxburghii Tratt）属蔷薇科植物，主要分布于我国西南地区［1］，以贵州分布最多、产量最大［2］。刺梨是贵州省“十二五”期间重点开发的集药、食和观赏为一体的特色资源。刺梨果、刺梨叶和刺梨根作为民族药材收载于《贵州省中药材、民族药材质量标准》［3］。研究发现，刺梨具有调节机体免疫功能、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、解毒、镇静和延缓衰老等功效［4］，其在食品、药品、保健品及化妆品领域具有重要的开发和利用价值［5］。其众多价值不仅为人们生活提供了不同物质享受，也为农民收入提供保障，更为防治喀斯特山区石漠化及水土流失起到一定促进作用。

目前，国外对刺梨的研究报道较少，国内的研究主要集中于刺梨的化学成分、经济利用、品种繁殖和产品开发等方面［6］。关于刺梨种植地土壤研究方面，樊卫国等［7－8］研究发现，刺梨养分和水分对贵农5号刺梨树体硝酸还原酶活性与氮素营养具有较明显的影响；刺梨耐旱能力较弱，土壤干旱胁迫对刺梨根、茎和叶中营养元素及活性的影响极大。刘国琴等［9］研究发现，土壤干旱胁迫可降低刺梨叶中N、P、K、Ca、Cu、B、Mo的含量；干旱胁迫程度不同，对刺梨叶中不同营养元素的影响程度也不相同。本课题前期对刺梨及土壤重金属进行了相关研究［10］。但关于喀斯特山区刺梨种植地土壤养分状况的研究鲜见报道。

刺梨的品质决定其产业的发展，而土壤是刺梨赖以生存的母体，土壤中养分直接影响刺梨的生长及其品质。为此，笔者于2013年8月通过采集贵州喀斯特地区3个典型刺梨种植基地表层土壤，对其土壤养分进行测定分析，以期为喀斯特地区刺梨种植合理施肥，以及进一步系统评价刺梨种植地土壤营养状况提供一定理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验材料

1．1．1 土壤样品刺梨种植基地的土壤。根据不同刺梨种植基地土壤类型、海拔、经纬度、气候、种植面积和地域分布特点，试验分别以贵州省毕节市黔西县、毕节市七星关区和黔南州龙里县（以下简称黔西县、七星关区和龙里县）3个刺梨种植基地的土壤为研究对象，通过采用谷歌Gis（ver12．12．0302）精确定位采样点，记录各点基础数据，并运用Mapinfo和Arcgis10．1制作采样点分布图（图示）。各种植基地地层统计信息见表1［11］。

图示喀斯特山区刺梨种植基地土样采集地的分布Fig． The distribution of soil sampling places of R．roxburghii planting bases from karst mountain mountainous area

表1 喀斯特山区刺梨种植基地的地层统计信息Table 1 The stratum statistical information of R．roxburghii planting bases from karst mountainous area

1．1．2 仪器原子吸收光谱仪ZEEnit700P，德国耶拿analytikjena分析仪器股份公司；精密级数字酸度计320S，梅特勒－托利多仪器有限公司；Startorius CP225D 型十万分之一天平，德国赛多利斯；CARY100型紫外分光光度仪，瓦里安；GZX－GFC－101－2－BS型电热恒温鼓风干燥箱，上海博泰实验设备有限公司；220V．AC 电子万用电炉，天津市泰斯特仪器有限公司。

1．1．3 试剂盐酸、硝酸、高氯酸均为优级纯，国药集团化学股份有限公司；过氧化氢为分析纯，成都金山化学试剂有限公司；氢氟酸为分析纯，上海申博化工有限公司；水为去离子水。

1．2 土样采集与预处理

2013年3月对不同地方刺梨种植基地种植状况进行初步考察，根据不同种植基地土壤类型、海拔、经纬度、气候、种植面积和地域分布特点，采用分层随机抽样布点法确定采样点个数（黔西县、七星关区和龙里县分别为8个、10个和15个采样点），共33个采样点。2013年8月，利用不锈钢土钻，在每个样点运用梅花形和S 形布点方法，0～40cm 剖面，自上而下采取土壤样品。将样品充分混匀，放置实验室自燃风干，木棒压磨，过1mm 尼龙筛，研磨，过0．149mm 土壤筛，备用。

1．3 土壤养分测定

土壤有机质测定参照文献［12］测定，土壤pH、全氮、全磷、全钾、有效磷、水解氮和速效钾测定及样品制备分别参照LY／T1239—1999、GB7173—1987、LY／T1232—1999、NY／T87—1998、LY／T1233—1999、LY／T1299—1999 和LY／T1236—1999标准，土壤中Ca、Mg、Na的测定及样品制备参照NY／T296—1995进行。每1份样品重复测定3次。

1．4 评价指标

参考相关文献［13－17］，结合贵州特殊的喀斯特地质地貌类型和养分现状整理得到贵州刺梨种植基地土壤pH分级标准：强酸性（极不适宜），pH＜4．5；

表2 刺梨种植基地土壤养分的分级标准Table 2 Classification standards of the soil nutrients of R．roxburghii planting bases

偏酸性（不适宜），pH 4．5～5．5；微酸性（适宜），pH 5．5～6．5；偏碱性（不适宜），pH 6．5～8．5；强碱性（极不适宜），pH＞8．5。以及土壤养分分级评价指标标准（表2）。

1．5 数据分析

测量结果以平行样测定值的平均值表示，原始数据经过异常值检验后，利用SPSS18．0 和Excel对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2．1 喀斯特山区刺梨种植基地的土壤养分

对33个土壤样品进行测定分析得出喀斯特山区3个刺梨种植基地土壤的pH 与养分情况（表3）。

2．1．1 土壤pH 喀斯特山区刺梨基地土壤处于弱酸到碱性环境（pH 5．70～9．04），pH 平均为6．86（RSD 为11．66%），高于贵州省土壤环境背景值（均值6．2）［18］。黔西县、七星关区和龙里县土壤的pH 平均分别为6．96、7．29和6．68（RSD 均在10%左右），多数样点的土壤都是微酸性。黔西县3个样点碱性较强，七星关区有4个样点pH 较高，其中，第2个样点明显高于其他样点，龙里县各样点之间差异较小（RSD 为7．97%）。

2．1．2 土壤有机质喀斯特地区刺梨基地土壤有机质含量在5 2．7 5～1 5 1．7 9g／kg，平均为96．80g／kg（RSD 为25．57%），高于全国第二次土壤普查标准1级（＞40，极丰富）［19］。从有机质角度看，贵州喀斯特环境刺梨基地的土壤肥力良好。有机质含量从高到低依次为龙里县＞黔西县＞七星关区，其平均含量和RSD 分别为114．11g／kg 和16．80%、100．53g／kg 和4．41%、67．86g／kg 和17．97%。

表3 喀斯特山区刺梨种植基地土壤的pH 与养分含量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区刺梨基地土壤全氮和水解氮平均含量分别为0．16 g／kg 和0．02g／kg，土壤全氮含量依次为龙里县＞黔西县＞七星关区，分别为0．20g／kg、0．14g／kg和0．10g／kg；水解氮含量依次为黔西县＞龙里县＞七星关区。当前未有学者对刺梨基地土壤营养元素的研究报道，参考相关文献数据［20－21］发现，贵州省耕地土壤全氮含量是刺梨基地的12．13倍。表明，研究区刺梨基地的土壤全氮含量相对偏低。

2．1．4 全磷和有效磷喀斯特地区刺梨基地土壤全磷和有效磷的平均含量分别为1．38g／kg（RSD为38．50%）和0．035g／kg（RSD 为78．43%），有效磷含量差异程度比全磷大。土壤全磷含量依次为龙里县＞黔西县＞七星关区，有效磷含量依次为七星关区＞黔西县＞龙里县。

2．1．5 全钾和速效钾喀斯特地区刺梨基地土壤全钾和速效钾的平均含量分别为16．40g／kg（RSD为25．08%）和0．1g／kg（RSD 为73．27%），速效钾含量差异程度比全钾大，土壤全钾含量依次为黔西县＞七星关区＞龙里县，速效钾含量依次为龙里县＞黔西县＞七星关区。

2．1．6 Ca、Mg和Na的含量贵州喀斯特山区刺梨种植基地土壤的Ca、Mg和Na平均含量分别为0．61g／kg、6．15g／kg和8．62g／kg，RSD 分别为45．26%、49．83%和25．64%。土壤Ca和Mg含量的依次为黔西县＞龙里县＞七星关区，Na含量的依次为七星关区＞黔西县＞龙里县。

2．2 刺梨种植基地土壤养分的盈亏

2．2．1 土壤pH 及有机质贵州喀斯特环境刺梨种植基地部分土壤的pH 在适宜刺梨生长的微酸性范围（5．5～6．5）［22］，部分土壤偏碱性。从表4 可见，pH 适宜性较好的为黔西县，占全部样本数的50%；其次为龙里县和七星关区，分别占样本总数的40%和20%。土壤偏碱性比例由从到小依次为七星关区＞龙里县＞黔西县，分别占样本总数的70%、60%和50%。喀斯特碳酸盐地区土壤有机质含量普遍较高，所有采样地区有机质含量均达极丰富程度。这与前人［23－24］的研究结果相符合。

2．2．2 刺梨种植基地土壤的营养元素盈亏从表5可见，刺梨种植基地土壤全氮和水解氮均极度缺乏。土壤总磷全部处于适宜及以上范围，其中，有66．67%处于过量状态。部分采样点有效磷处于缺乏状态，但大部分处于适宜状态，也有部分处于高量乃至过量状态。土壤全钾均处于较为适宜的范围，但有效钾缺乏程度较为严重，处在很低和较低状态的分别占24．24%和45．45%，这可能与土壤酸碱性有关，土壤全钙和全镁缺乏较为严重，大部分地区全钙处于缺乏状态，所有地区全镁都处于缺乏和极缺状态，而土壤中钠都表现为极丰富，全部属于高量状态。

表4 喀斯特山区刺梨种植基地土壤的pH 和有机质等级Table 4 Classification of the soil pH and organic matter of R．roxburghii planting base from karst mountainous area

表5 喀斯特山区刺梨种植基地土壤营养成分的总体等级Table 5 Classification of the soil nutrients of R．roxburghii planting base from karst mountainous area

3 结论与讨论

1）该研究区域各基地均表现缺氮。据樊卫国［25］等报道，刺梨在缺氮胁迫下使得所处介质pH上升。其可能是导致部分土壤偏碱性的原因之一。

2）土壤有机质含量较高，建议农户少施有机质含量较高的肥料。全氮和水解氮均处于极度缺乏状态，而氮是影响果树生长发育的重要元素之一，且刺梨对氮肥反应敏感［26］。因此，合理补充氮肥已成为刺梨生长迫切因素。

3）土壤总磷含量较为适宜，但有效磷偏低。一方面可能是树体将有效磷吸收利用，另外也有可能是土壤胶体将其吸附而导致其含量偏低，具体原因有待进一步研究。

4）大部分样点全钾处于适宜状态，部分样点处于较高水平。这可能与当地农户定期施硫酸钾有关。庄伊美等［27］研究发现，植物有效钾含量低的情况下无法利用肥料中的氮素。可见，营养元素的平衡对植物的生长极其重要。

5）针对研究区刺梨基地土壤总磷和总钾含量基本适宜，有效磷和速效钾含量均偏低，氮含量极缺的状况，建议对刺梨施有机复合肥时，注意调节好氮磷钾肥的施用比例，对改善和调节好3者的营养平衡尤为重要。可根据树龄大小和刺梨长势适当加大氮肥的施用量。李芸等［28］建议刺梨种植基地N∶P∶K施肥比例为8∶1∶5，以促进N、P和K 的均衡利用。刺梨基地土壤全钙和全镁养分不足，很大程度上与农户在施肥时不重视含Ca与Mg营养元素肥料的施用，以及土壤经过长期演化，表层（10～20cm）土壤中Ca和Mg随着水土流失有密切关系。前人研究发现，pH 偏酸性可能会导致土壤中有效钾、水解氮、Ca与Mg的含量偏低［27］，本研究与前人研究的结果相符，即刺梨种植地土壤pH 是影响土壤营养元素含量的重要因素。因此，建议土壤补充施用含钙和含镁的复合肥并注意调节其pH。

6）本研究受各方面因素限制，采样地区较少，采样次数单一。今后将全面考察采样区域，并分期对相同点进行采样考察，以得出不同时期土壤营养素情况，为进一步研究刺梨种植施肥提供全面依据。

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