云南不同种源小白及生长与土壤理化性质的关系

宋志姣 马前涛 吴 丽 项 辉

（保山学院 资源环境学院，云南 保山 678000）

小白及（Bletilla formosana）是兰科（Orchidaceae）白及属（Bletilla）多年生草本植物[1]，主要分布于陕西、台湾、广西、四川、贵州、云南和西藏等省份，以干燥的假鳞茎入药，是分布区内重要的少数民族习用药材[2]。近年来，随着国内中药材市场的持续升温，白及属植物药用需求量逐渐加大。在商业利益的驱使下，过度采挖和生境破坏使得小白及的野生资源濒临灭绝[3]，而资源短缺与市场需求的供需矛盾促使人工种植成为解决这一问题重要的途径。以种植代替采挖，减少对野生资源的过度消耗，为可持续发展白及属药用植物资源提供了有效的途径和方法[2，4]。然而，大面积种植小白及的过程中，许多药农因未充分考虑土壤条件导致小白及生长不良、生产力低下。

土壤是中草药生长的主要场所，中草药的生长与土壤的理化性质密切相关。土壤物理性质中的容重主要影响植物根系的穿透、发育和生长[5，6]，而土壤饱和持水量、非毛管孔隙度、自然含水量和排水能力则主要影响植物根对水分和养分的利用率、根际微生物组成等[7]。土壤化学性质中的有机质和pH值是土壤化学性质的重要指标，一定程度上反映了土壤的肥力和养分状况，对中药太子参（Pseudostellaria heterophylla）的研究表明太子参的农艺性状受土壤有机质和pH影响显著[8]，蔬菜有关研究也表明其产量与土壤的pH值在一定范围内呈极显著正相关[9]。

目前，小白及的研究主要围绕小白及药用价值[10]、同属植物鉴定[11]、组织培养与快速繁殖[12]等方面展开，缺乏对野生小白及土壤的研究，更未关注小白及生长与土壤理化性质相关关系。土壤相关信息的缺乏，严重制约了小白及规模化种植和产业发展。因此，本研究在野外调查的基础上展开野生小白及生长与土壤性质研究，阐释滇西地区野生小白及生长与土壤物理、化学性质的相关关系，为人工种植小白及的土壤选择、养分管理提供参考，同时为野生小白及资源保护策略的制定提供借鉴。

1 材料方法

1.1 样地选择及调查

于2017年5月至2017年8月，在对云南省保山市、文山州小白及天然分布进行踏查的基础上，选取了8个种源地进行样地调查，随机设置2 m×2 m样地21块（见表1），对样地内所有小白及进行生长指标测定。株高、叶片长用直尺测量（0.1 cm），地径、叶片宽用电子游标卡尺测量（0.01 mm），并计算叶片长宽比[4]，采集部分样地内白及带回试验地栽种。

表1 野生小白及样地调查信息

1.2 土壤样品的采集和测定

从样地左上角到右下角方向按上、中、下挖三个土壤剖面，分别于0～10 cm、10～20 cm用环刀取上下两层体积100 cm3的土样（小白及假鳞茎位于地下0～10 cm的位置，须根则主要分布在10～20 cm范围），密封、包装、编号、带回实验室分别测量，试验共计采集土样114个。

土壤物理性质：烘干法和环刀法测定土壤容重、各持水量指标、自然含水量和排水能力[13,14]。

土壤化学性质：电位法测定土壤pH值[15]；土壤有机质参考国标测定[16]。

1.3 数据处理

取每个样地上、下两层土样的平均值作为样地土壤的物理和化学性质特征值，数据用SPSS16.0软件进行方差分析、多重比较和相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同种源小白及生长差异分析

不同种源小白及的生长性状存在显著差异（见表2）。小田坝种源小白及的平均株高为22.86 cm，显著高于小尖山、三角山以外的其他种源；该种源的地径也显著高于除四格山以外的所有其它种源，为2.57 mm。以叶片来看，叶片数最多的是四格山种源，平均叶片数为3.3片，瓦马种源的叶片数最少，平均叶片数为2.3片；叶片最长的是三角山种源，平均叶长为26.19 cm，水长种源平均叶长最短，为6.88 cm；叶片最宽的为小田坝种源，叶片平均宽度为16.99 mm，叶片最窄的是小么所种源，为9.63 mm；叶片长宽比最大的为三角山种源，最小的为水长种源。

表2 小白及生长性状多重比较

各生长指标的Pearson相关分析（见表3）表明：长宽比与地径、长宽比与叶片数之间相关关系不显著，长宽比与叶片宽度之间呈极显著负相关；其余各指标之间均呈极显著正相关。这说明在野生状态下生长状况较好的小白及，在株高、地径、叶片数、叶片长和叶片宽指标上均表现良好，这与实地调查的结果一致。

表3 各生长指标的Pearson相关分析

2.2 野生小白及土壤理化性质分析

云南野生小白及土壤的理化指标中土壤容重和土壤pH值总体都呈现出上层土壤大于下层土壤的趋势；与之相反，土壤非毛管孔隙度、自然含水量和有机质呈现上层土壤低于下层土壤的总体趋势（见表4）。野生小白及生长的土壤，其容重的范围为0.68～1.26 g/cm3，平均为1.02 g/cm3，8个种源野生小白及土壤容重差异显著，小田坝种源的容重显著低于其他种源。土壤饱和持水量的范围为336.00～960.48 g/kg，平均为572.20 g/kg，8个种源野生小白及的饱和持水量差异显著，小田坝种源的上层和下层土壤饱和持水量都为最高。非毛管孔隙度的范围为5.58～21.67%，平均为12.51%，各种源非毛管孔隙度差异显著。自然含水量的范围为21.47～49.31%，平均为34.02%；排水能力的范围为98.30～445.94 g/kg，平均为218.92 g/kg。

表4 土壤理化指标多重比较

野生小白及土壤的化学性质表现为：不同种源小白及土壤有机质的范围为96.32～18.80 g/kg，平均有机质含量为54.51 g/kg，不同种源间的土壤有机质含量差异显著，小田坝种源显著高于其他种源。8个种源小白及土壤pH值范围为5.80～8.02，pH均值为7.21，各个种源的pH值差异显著；其中，小于6.5的种源有2个；pH值介于6.5和7.5的种源有3个；pH值大于7.5的种源有3个。

2.3 小白及生长性状与土壤理化性质之间的关系

小白及生长的各个指标与土壤物理性质的多个指标之间存在显著或极显著相关关系，且上层土壤与下层土壤的相关性不一致（见表5）。其中，土壤的排水能力与小白及生长之间的关系最为紧密，除与叶长宽比之间不显著以外，其他生长指标均呈极显著正相关关系。非毛管孔隙度与小白及各个生长指标之间的相关关系次之，土壤的非毛管孔隙度与小白及的地径、叶片数、叶宽均呈极显著正相关，土壤的非毛管孔隙度与小白及株高分别呈极显著正相关和显著正相关，叶长宽比还与上层土壤非毛管孔隙度呈极显著负相关。

表5 土壤理化性质与生长指标相关关系

土壤有机质与小白及株高、地径和叶宽呈极显著正相关，与叶长宽比呈极显著负相关，上层土壤有机质还与叶片数显著正相关，说明生长在富含有机质的土壤中的小白及其株高、地径、叶片数和叶宽较生长于有机质含量少的土壤中的小白及表现更好。小白及喜欢生长于中性偏碱的土壤中，平均pH值为7.20；土壤pH值与小白及株高、地径、叶长、叶宽以及叶长宽比均呈显著或极显著负相关，说明土壤pH值显著影响小白及的多个生长性状。结合小白及土壤的pH值分布规律，认为小白及更喜中性偏碱的土壤。

3 讨论

众多学者的研究表明，土壤理化性质与植物生长相关，这种相关关系对于人工种植过程中土壤的选择和养分管理有重要意义[14,17]。土壤理化性质是影响植物生长发育的重要因素，同时也是土壤肥力的重要指标。土壤物理性质不同将导致水分、空气、热量甚至肥力的差异[7]。同时，土壤物理性质与土壤中的生物种类、数量、活性密切相关[18]。野生小白及生长指标与土壤物理性质相关性研究表明：上层土壤对生长性状的影响大于下层土壤，呈现明显的垂直特征。这可能是由于小白及主要的营养储存器官为假鳞茎，而假鳞茎位于上层土壤中。在一定范围内随着土壤容重增加，野生小白及的株高、地径、叶片数、叶宽呈显著或极显著减小的趋势，这一结果与玉米的相关研究结果一致[19]，也说明小白及适宜生长于疏松、排水良好的土壤中[1]。在选择种植土壤时，需特别注意土壤物理性质中的土壤容重、非毛管孔隙度、土壤排水能力等指标，同时在人工种植小白及的过程中可以适当进行松土，或者覆盖稻草、松针等，以减少土壤板结。

有机质是土壤养分的重要来源，是土壤固相的重要组成部分，随着土壤有机质的增加，小白及叶宽增加而叶长减小，这与烟草的相关研究结果一致[20]。pH值影响土壤的养分流转和微生物活动，可以改变土壤中微生物酶的活性，影响凋落物和动植物残体的分解。小白及是兰科白及属植物，兰科为单子叶植物的第一大科，不同兰科植物适宜的土壤pH值范围不一致，野生状态下小白及喜欢生长于中性微偏碱的土壤中，与同科五唇兰（Phalaenopsis pulcherrima）喜偏酸性土壤的结果不同[21]，与同属植物白及（B.striata）喜欢生长于弱碱性土壤的研究结果相似[22]。

通过对土壤理化性状与小白及生长进行了研究，且土壤化学性状中未对元素进行测量和分析，在未来研究中，还需增加其他环境因子如土壤元素、温度、降雨、坡向、坡度、坡位、阳光等，并从样地、种源、分布区各个尺度上进行分析研究，系统揭示小白及生长与环境之间的关系，为小白及人工种植和经营管理提供科学依据和技术支撑。以便采取适宜的经营管理措施，提高人工种植小白及的品质及产量。