油用牡丹对碱性土壤pH值及水溶性盐分含量的耐受性分析*

刘玉梅，刘高峰，周天华，赵法新

(1.菏泽学院农业与生物工程学院，山东 菏泽 274000；2.山东省巨野县林业局，山东 巨野 274900)

油用牡丹对碱性土壤pH值及水溶性盐分含量的耐受性分析*

刘玉梅1，刘高峰1，周天华1，赵法新2

(1.菏泽学院农业与生物工程学院，山东 菏泽 274000；2.山东省巨野县林业局，山东 巨野 274900)

通过对山东省龙美农业发展有限公司油用牡丹栽培基地‘凤丹’牡丹植株生长状况不同的地块进行分级和土壤取样分析，确定了判断偏碱性土壤是否适合栽培牡丹的关键指标及阈值范围.认为牡丹在土壤pH值低于9.0时可正常生长；在偏碱性土壤条件下，植株生长状况与土壤溶液电导率(EC)和Na+含量显著相关.对于菏泽及周边地形地貌、土质相似的偏碱性土壤，在评估是否适栽牡丹时，可将EC值作为首选指标，当EC低于500 μs/cm时，对牡丹生长没有抑制，当EC高于500 μs/cm，需加测Na+含量，当Na+含量低于150 mg/kg时可以栽植牡丹.

油用牡丹；土壤；水溶性盐分；耐受阈值

牡丹(Paeoniasuffruticosa)是芍药科、芍药属落叶亚灌木，素有“花王”的美誉.2011年3月，国家卫生部发布《关于批准元宝枫籽油和牡丹籽油为新资源食品的公告》(卫生部公告2011年第9号)，牡丹开始作为一种新的油料作物在全国范围内推广.研究表明，牡丹籽油总不饱和脂肪酸含量80%以上，α-亚麻酸含量32%以上，有的达到67%[1～4]，属于优质木本植物油.目前，全国油用牡丹栽培面积达到5.3万hm2，主要分布在山东菏泽、河南洛阳、安徽亳州、铜陵、六合、甘肃兰州(紫斑牡丹)等地，其中菏泽约占全国总面积的一半以上.在山东省木本油料作物规划中，至2020年，油用牡丹发展目标为26.7万hm2，其中菏泽13.3万hm2.但在油用牡丹大面积推广的过程中，由于缺乏相关经验，也没有详细的文献资料可供参考，无法准确判断土壤是否适合栽植牡丹，出现因土壤不合适导致的苗木长势弱、大面积死苗等现象，造成了巨大的经济损失.究其原因，是菏泽地区由于黄河不断决口改道，加之地下水位较浅，造成土壤偏碱性和水溶性盐分偏高的环境.目前，在油用牡丹盐碱耐受能力方面的研究较少，缺乏通过土壤快速检测以判断能否栽植牡丹的特征指标及判断阈值.本研究选取牡丹定植后长势不同的连续过渡地块，对土壤样品进行检测和分析，以明确牡丹对各项土壤指标的耐受能力，探明影响牡丹移栽后植株生长状况的关键土壤指标及其判断阈值，为油用牡丹的大面积推广提供技术支持，为牡丹籽油研究提供参考.

1 材料与方法

1.1实验地点概况

实验取样地点为山东省菏泽市巨野县龙固镇山东龙美农业发展有限公司油用牡丹园，地处鲁西南大平原，地貌为平坡地，由黄河历代改道决口冲积而成，土母质为第四纪松散土层发育成为潮土，质地为砂质壤土[5].2013年秋季栽植油用牡丹‘凤丹’三年生苗，2014年观察发现一植株生长状况渐变区域，即生长良好——黄叶——死苗渐变区域.2014年秋季对死苗区域补栽，补栽的苗木仍然生长不良，至2015年取样时已整株死亡.

1.2土壤样品采集

2015年6月22日对产业园内油用牡丹栽培基地进行土壤样品采集.根据植株地上部分生长状况，将取样地块划分成5类，分别编号、描述见表1：

表1 样块地情况

每个地块宽度大于2.5 m，长度大于20 m.至取样时为止，牡丹植株根系主要分布在0～30 cm土层.在每一地块选取生长均匀、典型的植株，在距离植株茎基部10 cm处分,分别取0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土层土样，每3株牡丹根际所取土样混合，充分混匀，用四分法舍弃多余土样，保留1 kg左右.每个地块取3个重复.土样自然风干，剔除石块和动植物残体，过2 mm尼龙筛后保存备用.

1.3测定项目及方法

土壤指标测定参考鲍士旦[6]的方法：土壤pH值采用pHS-3C pH计测定，电导率(EC值)采用DDSJ-318电导率仪测定，Na+、K+含量用火焰光度法测定，Ca2+、Mg2+含量用酸性铬兰K滴定法和铬黑T滴定法测定，以上测定均重复3次，取平均值；可溶性盐含量采用烘干称重法测定，以土壤中所含易溶性盐分的质量占干土质量的百分数表示，重复5次，取平均值.

2 结果与分析

2.1土壤pH值对牡丹生长的影响

一般认为，油用牡丹适宜的pH值范围为6.5～8.0或更高一点[7].由表2可知，所有土壤样品均表现碱性，pH值在8.07～9.01之间，这与之前调查的牡丹区牡丹园土壤(pH 8.5左右)并没有太大差异.植株长势与土壤pH值没有表现出显著相关性(见表3).可见牡丹对于偏碱性土壤适应性较强，在局部pH值9.01土壤中仍可正常生长.10～20 cm土层pH值与植株生长状况相关性较高.

2.2土壤EC值、可溶性盐含量对牡丹生长的影响

EC值是土壤中水溶性盐含量的指标，可用于判定土壤中盐类离子是否限制作物生长.随着植株生长状况变差，土壤EC值呈增加趋势(见表2).植株生长状况与0～10 cm、10～20 cm土层EC值显著相关，与0～30 cm土层EC值极显著相关(见表3).当0～30cm土层EC值达到825.1μs/cm时植株黄叶，1132.2μs/cm时叶片干枯，1461μs/cm时植株死亡.0～30cm土层可溶性盐含量与植株生长状况显著相关(见表3).其值在0.183% 时植株生长良好，0.326% 时则表现黄叶.因此，EC值和可溶性盐含量可以作为判断土壤是否适合栽植牡丹的指标.

2.3土壤中钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)含量对牡丹生长的影响

钙(Ca)、镁(Mg)是植物生长所需的中量元素[8～9]，Ca2+在细胞壁和细胞膜功能构成、蛋白质合成、信号转导、细胞电位调节等方面发挥重要作用[10～12]，Mg2+是植物叶绿素的重要组分，并在蛋白质合成过程中发挥重要作用[12～13].Ca2+、Mg2+在北方土壤中含量相对丰富，但随土壤碱性增强，其有效性降低[14～15].由表2可知，除5号土样外，其余土样均表现随土壤层次降低，Ca2+含量显著降低的趋势.Mg2+含量也是在0～10 cm土层较高，10～30 cm土层较低.随植株长势渐差，Mg2+含量呈升高趋势，Ca2+含量变化无明显规律.0～30 cm土层Mg2+含量与植株生长状况显著相关(见表3).

2.4土壤中钾离子(K+)、钠离子(Na+)含量对牡丹生长的影响

钾(K)是植物所需的大量元素之一，是植物基本代谢中多种关键酶的辅因子[16]，在光合、渗透调节、酶活化、蛋白质合成、离子平衡等方面起重要作用[17～19].钠(Na)则对于调节细胞渗透压、保持细胞完整具有重要作用，但土壤中含量过多则对植物产生毒害[20].由表2、表3可知，不同地块土壤中K+含量变化不大，均属于偏低水平，且与植株生长状况相关性不显著.随植株长势渐弱，Na+含量表现激增趋势.当0～30 cm土层Na+平均含量在87 mg/kg左右时，植株生长良好，500 mg/kg以上植株生长明显受抑，1 141 mg/kg时植株死亡.0～10 cm、0～30 cm土层Na+含量与植株生长状况极显著相关，10～20 cm、20～30 cm土层Na+含量与植株生长状况显著相关.Na+在不同土层的分布并不均匀，1、2号土样10～20 cm土层的Na+含量最高，而3、4、5号土壤0～10 cm土层的Na+含量最高.

表2 不同地块土壤pH值、电导率及水溶性离子含量

表3 土壤指标与牡丹生长状况相关性分析

注：*表示在0.05水平上显著相关，**表示在0.01水平上极显著相关.

3 讨论

3.1实验所测土壤是否适合栽植牡丹的关键离子指标及阈值的分析

实验所测土壤pH值在8.07～9.01之间，其中pH值9.01的2号土壤中植株生长良好，说明‘凤丹’牡丹对土壤碱性的适应性较强.在实验涉及范围内，并没有单独因土壤pH值高而对植株生长产生明显的不良影响.牡丹植株的生长状况与土壤EC值、可溶性盐含量、Mg2+含量和Na+含量均表现显著相关，与0～30 cm土层EC值、0～10 cm和0～30 cm土层Na+含量极显著相关.Mg2+是植物必需的营养元素，且所测土样中含量并未超出正常范围，一般不作为限制作物生长的离子指标.EC值与可溶性盐含量基本呈正相关关系.综合考虑测定的准确性、简便程度和重复性等方面，EC值的测定更加可靠便捷.土壤中少量Na+对植物营养有增进作用，含量过高则表现生长抑制，甚至发生毒害[21～23].盐碱土对植物造成伤害的主要离子就是Na+[24].本实验中，土壤Na+含量在152.3 mg/kg以下未发生生长抑制，含量在256.8 mg/kg时出现生长不良.土壤中Na+含量的升高势必会引起EC值增加.因此，可将0～30 cm土层的EC值、Na+含量作为评价土壤是否限制栽培牡丹的关键指标.

为简便、快速判断土壤是否适合栽培牡丹，对于菏泽及周边地形地貌、土质相似的土壤，可将EC值作为首选判断指标，如果EC在500 μs/cm以下，基本可以认为对牡丹生长没有限制，如果EC高于500 μs/cm，则需进行Na+含量检测.如果Na+含量在150 mg/kg以下，认为可以栽植牡丹.该方法已在实践中多次应用，并取得良好效果.

3.2油用牡丹适生土壤的判断仍需结合其它指标

目前中原地区发展的油用牡丹基本都是‘凤丹’，该品系属于江南品种群，适应性较广，目前主要分布在山东、北京、河北、河南、安徽等地，种植区域土壤性状多样.随着土地流转和大型农场的建立，油用牡丹已经进入快速发展阶段.在判断某地块土壤是否适合栽植牡丹的过程中，要综合考虑地势、土质、地下水位、灌溉水质、重金属污染等因素，如其它条件均适合，可采用本文方法快速判断土壤是否适合栽植牡丹.

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AnalysisofToleranceofOilPeonytopHValueandWaterSolubleSaltContentinAlkalineSoil

LIU Yu-mei1, LIU Gao-feng1, ZHOU Tian-hua1, ZHAO Fa-xin2

(1. School of Agriculture and Biology Engineering, Heze University, Heze Shandong 274000, China;2. Juye Forestry Bureau, Juye Shandong 274900, China)

This article measures and analyses some soil samples from oil peony field in Longmei Agricultural development in Shandong. The key indicators and their value range of whether peony can be cultivated in the alkaline soil are determined. It is considered that peony could grow normally when the soil pH value is below 9.0. The plant growth status is significantly related to soil solution conductivity (EC) and Na+content. EC value can be used as a primary index to assess whether peony can be planted in alkaline soil in Heze and the surrounding. When EC value is lower than 500 μs/cm, it doesn’t inhibit the growth of peony. When EC value is higher than 500 μs/cm, the content of Na+needs measuring as well, and peony can be planted when the Na+content is lower than 150mg/kg.

oil peony; soil; water soluble salt; tolerance threshold

1673-2103(2017)05-0081-05

2017-03-12

菏泽学院科研基金项目(XY13KJ06)

刘玉梅(1979-)，女，山东兖州人，博士，副教授，研究方向:观赏园艺植物栽培.

S727.3

A