江西省葛田土壤养分评价及其与块根干重的相关性分析

2022-07-14王斌强何绍浪林小兵张昆王馨悦黄尚书成艳红黄欠如

农学学报 2022年2期

王斌强何绍浪林小兵张昆王馨悦黄尚书成艳红黄欠如

摘要：为摸清江西省粉葛生产状况，为实现葛产业提质增效、绿色发展提供依据，调查分析了江西省15个主产县区具有代表性的17块葛田土壤养分状况，研究了其与单株块根干重的相关性，并分析了限制粉葛产量养分因子。结果表明：（1）调查区土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷和全钾均值分别为4.77 g/kg、20.35 g/kg、25.12 mg/kg、17.33 mg/kg、136.91 mg/kg、1.19 g/kg、0.54 g/kg和16.30 g/kg。（2）調查区葛田土壤均呈酸性，土壤养分总体中等偏差，调查区葛田各养分的缺乏比例为35.39%（速效钾）～100%（碱解氮）。（3）相关性分析表明，除速效钾对单株块根干重负显著影响外，其他各养分对块根干重影响差异不显著。因此，建议通过平衡施肥、减少化肥用量及有机无机配施以改善土壤养分状况，施用碱性肥或石灰改良酸性土壤，进而提高葛田土壤生产力。

关键词：粉葛；土壤肥力；江西；pH；产量；相关性

中图分类号：S3，S52文献标志码：A论文编号：cjas2020-0179

Soil Nutrient Status and Its Correlation with Root Dry Weight of Pueraria thomsonii Benth in Jiangxi

WANG Binqiang， HE Shaolang， LIN Xiaobing， ZHANG Kun， WANG Xinyue， HUANG Shangshu， CHENG Yanhong， HUANG Qianru

（Jiangxi Institute of Red Soil/Jiangxi Key Laboratory of Red Soil Arable Land Conservation/Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation in Jiangxi， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanchang， 330046， Jiangxi， China）

Abstract： To find out the production situation of Pueraria thomsonii Benth in Jiangxi Province and provide a basis for improving the quality， efficiency and green development of Pueraria thomsonii Benth industry， the soil nutrient status of 17 representative Pueraria thomsonii Benth fields from 15 main producing counties in Jiangxi were investigated， the correlation between soil nutrient status and the root dry weight per plant of Pueraria thomsonii Benth was studied， and the limiting nutrient factors of yield were analyzed. The results showed that：（1） the average value of soil pH， organic matter， alkaline hydrolysis N， available P， available K， total N， total P and total K in the survey fields was 4.77 g/kg， 20.35 g/kg， 25.12 mg/kg， 17.33 mg/kg， 136.91 mg/kg， 1.19 g/kg， 0.54 g/kg and 16.30 g/kg， respectively；（2） the soil was acidic and the nutrients’contents were at the medium and lower level in the survey fields， and the insufficient ratio of each nutrient index was 35.39% （available K） to 100% （alkaline hydrolysis N）；（3） correlation analysis indicated that only available K had significantly negative effect on the root dry weight per plant of Pueraria thomsonii Benth， and the other nutrients had no significantly different effect on the root dry weight. It is suggested that we should adopt balanced fertilization， reduce the amount of chemical fertilizer and apply organic fertilizer with inorganic fertilizer to improve the soil nutrient status， and use alkaline fertilizer or lime to improve the acid soil and enhance the fertility of Pueraria thomsonii Benth fields.

Keywords： Pueraria thomsonii benth； soil fertility； Jiangxi； pH； yield； correlation

0引言

粉葛（Pueraria thomsonii Benth）属豆科，是一种多年生的藤本落叶植物，并且是药食两源的作物之一[1-2]。粉葛生命力顽强，耐贫瘠，淀粉含量高，适宜种在退耕还林地、山地、红壤旱地，不与人争粮，不与粮争地[3-4]。江西作为粉葛主要生产地之一，随着人们生活水平的提高，越来越多人購买葛相关产品，江西的粉葛种植面积近年来逐年稳步增加。当前粉葛栽培盲目施肥或经验施肥现象严重，大多数葛田有机肥施入不够，过量施用化肥或养分配比不当，导致粉葛产量提不高甚至绝收。土壤是植物根系生长发育的基础，主要以可溶无机物离子或矿质养分来供给植物正常生长所需要的营养元素。为了解江西省葛田土壤肥力水平及养分丰缺状况，2019年12月上旬对江西省粉葛主产区抽取葛田土壤样品，对江西省葛田土壤养分进行分析和丰缺诊断，旨在了解江西省葛田土壤养分现状，为改良葛田土壤、培育高产葛田提供依据，为葛田土壤合理施肥提供参考。

1材料与方法

1.1调查区概况

江西位于中国东南部，长江中下游南岸，界于113°34′36″—118°28′58″E，24°29′14″—30°04′41″N之间，地形以丘陵、山地为主，盆地、谷地广布，略带鄱阳湖平原，土壤以红壤为主。粉葛以搭架栽培为主，但横峰以爬地栽培为主。在采样的同时调查施肥情况。2019年12月上旬霜后采收前选取江西省具有代表性（德安、新建、安义、进贤、鄱阳、横峰、玉山、德兴、樟树、上高、永新、兴国、崇仁、南城、资溪）的15个县区17块葛田，同时兼顾各种土壤类型，如水田、旱地等。调查发现葛田区土壤养分投入主要为复合肥和有机肥，复合肥施用范围为750～2100 kg/hm2，偶有配施有机肥，但投入量较低（750～3000 kg/hm2），目前江西省葛田施肥仍处在盲目施肥、经验施肥的状态。

1.2样品采集

土壤样品：采用“S”型多点混合土样采集方法。取样深度为0～20 cm。在取植株样的同时在根部取土样，每个混合土样由5个样点组成，样点分布范围不少于666.7 m2，从整体上控制整个采样区，采样随机均匀，避免在路边、田埂、沟边、肥堆等特殊部位取样。2019年江西省各主产区总共采样地点有17个。将采集的土壤样品剔除植物残体及砾石等杂物后混合均匀，每个混合样品取1 kg左右。采集的样品放入洁净的布袋或塑料样品袋中，做好标记。

1.3土样制备

将采集的土样自然风干，经磨碎处理制备成待测土样。磨碎过程把土样中的粗有机物如根系和石屑拣出，用粉碎机碎成细土，过分别过2 mm和0.25 mm筛，然后分装入自封袋中贮藏待用。

1.4测定方法

土壤养分的测定均采用常规的方法[5-7]，土壤pH测定用电位法（土水比为1：1）；有机质用重铬酸钾容量法测定；全氮用凯氏定氮法测定；全磷用硫酸+高氯酸消煮法测定；全钾用氢氧化钠熔融法测定；碱解氮用碱解扩散法测定；速效磷用Olsen法测定；速效钾含量用醋酸铵浸提—火焰光度法测定。

1.5统计方法

采用Excel 2007和DPS7.05软件对数据统计分析，Duncan新复极差法多重比较。土壤养分评价方法参照全国土壤第二次土壤普查分级指标[8]（表1），对江西省葛田土壤养分状况进行丰缺分级诊断。

2结果与分析

2.1江西省葛田土壤养分状况和肥力特征

对所有采样点进行土壤养分的常规统计分析（表2），结果表明，江西葛田土壤酸碱度变化范围为pH4.33～5.47，有机质变化范围为6.69～39.53 g/kg，碱解氮、速效磷和速效钾养分含量变化围分别为11.17～ 44.17、1.31～50.56、30.68～223.45 mg/kg，全氮、全磷和全钾含量变化范围分别为0.55～2.16、0.27～1.14、8.19～ 41.45 g/kg。从均值来看，土壤酸碱度均值为pH 4.77，有机质均值为20.35 g/kg，碱解氮、速效磷和速效钾均值分别为25.12、17.33、136.91 mg/kg，全氮、全磷和全钾均值分别为1.19、0.54、16.30 g/kg。速效钾、全氮的均值处于较丰富水平，有机质、速效磷和全钾的均值处于中等水平，全磷的均值处于较缺水平，碱解氮的均值处于极缺水平。8个指标变异系数范围为7.25%～ 83.10 %，除pH属弱变异外，其他7个指标均属于中等变异，变异系数大小依次为速效磷>全钾>有机质>速效钾>全磷>碱解氮>全氮>pH。

比较发现，不同土地类型之间有机质、碱解氮、速效钾、全氮含量差异显著（P<0.05），不同土地类型之间pH、速效磷、全磷、全钾含量差异不显著（P>0.05），见表3。水田土壤肥力整体高于旱地肥力水平，其中水田的有机质、碱解氮、全氮含量显著高于旱地，速效钾显著低于旱地，其他养分及pH差异不显著。

2.2江西省葛田土壤养丰缺分级诊断

从葛田土壤pH分布来看（见表4），土壤pH<4.5的葛田占35.29%，pH 4.5～5.5的葛田占64.71%，说明江西省葛田土壤均呈酸性，且酸性较低，需采取相应措施对葛田土壤pH进行调节，提高养分利用率。全氮含量超过1 g/kg、速效磷含量超过10 mg/kg和速效钾含量超过100 mg/kg的比例分别为58.82%、64.71%和64.71%。土壤有机质含量低于20 g/kg的比例占58.82%，调查区有52.94%的比例处于较缺状态。调查区碱解氮含量均低于45 mg/kg，处于极度缺碱解氮状态。全磷含量低于0.6 g/kg和全钾含量低于15 g/kg的比例分别占64.71%和58.82%。综上所述，江西葛田土壤肥力状态整体表现为：土壤酸化趋势严峻，有机质含量较缺，全量养分含量除全氮外均为较缺状态，速效养分含量除碱解氮外均为中等，但碱解氮含量处于极缺状态。

2.3土壤养分与单株块根干重的相关性

从表5可知，碱解氮与有机质呈极显著正相关（P< 0.01），全氮与有机质、速效氮均呈极显著正相关（P< 0.01），全磷与有机质、碱解氮、速效磷、全氮分别呈极显著正相关（P<0.05）。单株块根干重与pH、有机质、碱解氮氮、全氮呈正相关；与速效磷、速效钾、全磷、全钾呈负相关，但与速效钾呈显著负相关（P<0.05）。

3讨论与结论

土壤养分是影响作物生长发育的重要因子，也是进行合理施肥的基础。土壤肥力主要是由各种养分含量的多少来决定的，明确土壤养分特征及划分养分等级是制定土壤肥料管理措施的依据。调查区葛田土壤肥力质量总体水平较差，2019年7月受洪涝灾害影响、后期又遭受持续高温干旱天气影响，作物产量与地力不相符，且土壤偏酸，pH<5.5的土壤占100%，土壤酸化呈现加剧的趋势。从土壤肥力指标看，土壤速效磷、速效钾和全氮含量适中，有机质、全磷和全钾含量较缺，但是碱解氮极缺，其中pH弱变异外，其他7个指标为中等变异。

土壤有机质含量在决定土壤质量方面起着核心作用，不仅仅在土壤养分供应和保持方面起作用，而且对土壤其他理化性质与微生物活动都起着重要作用，最终影响农产品的产量和品质。调查区粉葛田pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的平均值分别为4.77、20.35 g/kg、25.12 mg/kg、17.33 mg/kg、136.91 mg/kg，这与黄聪等[9]研究结果不一致，可能原因是研究对象的差异，黄聪等是以江西省耕地为研究对象，而本文是以江西粉葛田为研究对象。调查区土壤pH 4.33～5.47，平均为pH 4.77，其中pH<4.5的占35.29%，属于强酸土壤，这与张晗等[10]的研究结果一致。氮含量较低情况下会促使自身固氮菌加强固氮作用，氮肥过量时又会抑制大豆根瘤菌的生长发育[11]，但调查区土壤碱解氮含量均处于极缺状态，没有得到充足的有效态氮素供应，致使调查区产量不高原因之一。已有其他块根作物研究结果表明，施入足够的氮肥，可以促进马铃薯的产量和生长，适量的氮素供应可以促进块根、块茎类作物茎叶正常生长，增强光合作用，提升碳水化合物的积累，从而达到增产的效果[12-13]。任丽花等[13]、刘松琴等[14]研究还发现淀粉类作物的产量和品质与钾密切相关，在钾含量充足时，可以加速单糖向蔗糖、淀粉的合成，并且钾还能促使碳水化合物转运。本研究速效钾、速效磷与单株块根干重呈负相关，与碱解氮呈正相关，说明钾肥和磷肥对粉葛产量的影响大于氮肥，这与黄涛等[15]、罗兴录等[16]的研究结果一致，粉葛块根产量低下田块速效钾含量较高，可能是由于地上碳水化合物积累少，导致粉葛对钾肥的需求降低。顾彩霞等[17]研究发现淀粉含量与土壤中速效磷和速效钾含量呈显著正相关。充足的速效氮、速效磷都能增加粉葛产量，但江西省葛田土壤碱解氮处于较低水平，速效磷、速效钾整体處于中等偏上水平，因此，提高土壤中速效磷、速效钾的含量是葛田施肥与养分管理应优先考虑的措施，但要注意低钾地区应当适量补充钾肥且注意缺水时及时灌水。

调查区葛田施用有机肥或碱性肥料可以提高pH，改善葛田土壤生产力，以利于粉葛生长[18-19]。pH 4.5～ 5.5的耕地，可施用石灰450～750 kg/hm2；对于pH<4.5的耕地，石灰施用量可以酌情提高到750～1500kg/hm2[20]。建议栽培粉葛采用适量的有机肥，配合少量氮肥，足量的钾肥、磷肥作为底肥一次性施入，当年施入足够底肥后可不再追肥。

参考文献

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