长沙市苗木基地土壤肥力的调查与评价

张德军 ，周卫军 ，纪雄辉

（1.湖南农业大学资源环境学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省农业科学院基建规划处，湖南 长沙 410125；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125）

随着社会经济的迅速发展和人们生活水平的显著提高，人们对生态条件和居住环境的质量要求也大幅度提高[1]。在工业化、城市化的进程中，苗木花卉产业作为一个前景广阔的新兴产业迅速发展[2-5]，成为我国农业经济中除粮油、蔬菜、水果之后的第四大支柱产业[6]，尤其为城郊农业经济的发展带来新的契机。土壤是农业活动最基本的生产资料和人类不可或缺的自然资源，它为绿色植物生长提供养分、水分和物理、化学等条件[7]，因而土壤肥力状况直接决定着苗木的生长发育，更影响着苗木产业的生产效益。

长沙市提出“山、水、洲、城”和创建国家级园林城市的奋斗目标，对该区园林绿化苗木生产行业带来了机遇，同时也为苗木产业的发展条件提出更高的要求。因此，本研究根据长沙市苗木基地的分布格局和生产规模，选取了7个代表性的苗木基地，调查了苗圃土壤的物理性状和养分特征，以期全面地摸清长沙市主要苗圃基地的土壤肥力状况，并对其土壤肥力状况作科学合理的评价，旨在为长沙市的苗木基地土壤肥力改善和苗木生产的持续性发展提供数据基础和理论依据。

1 研究区域概况

长沙市苗木基地主要分布在以浏阳市为中心的柏加、镇头、古巷、永安，以及长沙县内的跳马、梨、黄兴等乡镇；随着农村经济不断的发展，宁乡和望城也出现了许多的苗圃产业基地。长沙市现在的花卉苗木产业从业人员已超过20万，种植面积过1.7×104hm2，年产值过20亿元，已经成为全国较大的苗木花卉基地和生态农业、生态旅游基地之一。同时，随着苗木产业的不断发展，这已成为长沙市经济发展的又一个强势增长点。

2 研究方法

2.1 土壤样品采集

根据长沙市苗木基地的分布格局和生产规模，选取了宁乡十里苗圃、望城百果园苗圃、浏阳永安林业苗圃、永安湘牌苗圃、镇头苗圃、柏加苗圃和跳马苗圃，共7个苗木基地为研究对象。在每个苗木生产基地，依据不同的苗木生产情况，选择主要的苗木生产地块3～5个，分别采集0～20 cm耕作层多点混合土壤样品，共采集土壤混合样品25个；并用环刀采集原装土壤测定土壤的容重、孔隙度、土壤含水量等指标；同时，使用手持GPS定位，并记录采样点的坡度坡向、海拔高度、土层厚度、植被发育情况、土壤类型等立地条件。基地概况见表1。

表1 苗木基地概况

2.2 土壤样品分析方法

分析指标分别为土壤容重、孔隙度、pH值、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、缓效钾（SK）。其中土壤容重、孔隙度采用环刀法测定；pH值采用电极电位法测定；SOC采用重络酸钾氧化－外加热法测定；TN使用碳氮仪测定；TP采用NaOH熔融－钼锑抗显色－紫外分光光度法测定；TK采用NaOH熔融－原子吸收法测定；AN采用碱解－扩散法测定；AP采用0.5mol/L NaHCO3提取－钼锑抗显色－紫外分光光度法测定；AK采用NH4Ac浸提－原子吸收法测定。

表2 土壤肥力质量评价指标等级的划分标准

2.3 土壤肥力综合评价方法

各苗木基地土壤肥力指标值按各地取样平均值，土壤肥力综合指标值（IFI）计算主要从土壤养分出发，选择pH值、全量氮磷钾、速效氮磷钾及缓效钾等指标，然后对选择指标采用SPSS13.0软件标准化，并求出各肥力的相关矩阵，再求出各指标的主成分贡献率和累计贡献率，加权计算各苗木基地的土壤肥力指标值，具体操作参照文献[8-9]。研究制定的土壤肥力高低标准如下：IFI≥0.80为高，0.80>IFI≥0.60为较高，0.60>IFI≥0.40为中等，0.40>IFI≥0.20为较低，IFI<0.20为低等5个级别。

3 结果与分析

3.1 苗木基地的土壤物理性状

土壤结构在很大程度上取决于土壤颗粒的不同垒结[10]，通常以土壤容重、孔隙度和机械组成等来表征，是反映土壤物理性状及土壤肥力的一个重要方面。由调查可知（表1、表3），除永安林业苗圃母质为紫色砂岩风化物之外，长沙苗木基地的成土母质大部分为为第四纪红壤，且土壤质地均比较粘重，主要为中粘土或是重粘土，小于0.002mm粒径的粘粒质量含量最高达449.1 g/kg，最小也达到了265.9 g/kg；土壤容重在1.11～1.29 g/cm3之间，大部分在1.20 g/cm3以上，表明苗木基地均存在一定的土壤板结情况；土壤孔隙度在51.5%～58.3%之间，均超过了50%，表明土壤通气状况较好。

表3 苗木基地的土壤物理性状

3.2 苗木基地的土壤化学性状

3.2.1 土壤酸碱度 由分析结果可知（表4），长沙市苗木基地土壤pH值在4.49～5.79之间，最大的为湘牌苗圃基地，最小的为林业苗圃基地，均表现出较强的偏酸性。在苗木产业尚未发展之前，长沙市农业主要种植水稻，所以，较多的苗木基地均由水稻田改建而成，而第四纪红土发育而成的水稻土壤的pH值范围应该在6.5～7.5之间。但由调查结果可知，各基地土壤pH值有所下降，这可能与南方的酸雨程度加等原因有关，使得各基地的土壤有酸化的趋势。因此，苗圃的经营管理中可以适量的施用石灰等碱性物质，来预防土壤进一步酸化，避免由于土壤酸化造成的土壤质量下降。

表4 苗木基地土壤的化学性状

3.2.2 土壤有机质 土壤有机质是最重要的土壤肥力成分，是植物N、P、K等营养元素的给源并影响到土壤向植物供应其他养分，一定程度上直接或间接地影响到土壤的许多属性。由表4可知，长沙市各苗木基地土壤有机质含量参差不齐，但均处在低等水平和中下等水平（参照表2），其中以林业苗圃最低，仅为6.1 g/kg，湘牌苗圃最高，为19.0 g/kg。不同的气候、土壤类型、地貌类型以及不同的人为干扰措施等因素均能造成土壤有机质的含量差异。就不同地域而言，浏阳永安湘牌苗圃土壤有机质含量最高，而林业苗圃有机质质量分数仅为其1/3，这主要是由于湘牌苗圃基地之前是水稻田，每年投入的化肥量较大，土壤较肥沃，土壤结构性也较好，且该苗圃的管理水平也相对较高，故有机质含量较高；而林业苗圃土壤由紫色砂砾岩母质发育而成，土壤中含有大量未被风化的薄片尾岩，且又位于丘岗坡地上，在苗圃改建的过程中，经平整开梯等人为干扰，土壤表层造成破坏，有机质含量较低，造成了苗圃土壤有机质含量明显的差异。从不同的苗木类型而言，以种植金叶女贞、红檵木、月季等灌木的苗木基地有机质质量含量较高，这与基地中每年连续施用有机肥等原因有关。种植草皮的基地，由于草皮出售时不断地带走表层土壤，使得原本较肥沃、有机质物质质量含量较高的表层土壤减少，直接降低了整个土层有机质的含量。而种植樟树、柏树等乔木的基地有机质质量含量较低，主要是乔木施肥大多采用穴施，有机肥施用较少，因此整个基地土壤有机质平均质量含量较低，另一方面，也跟乔木的枯枝落叶较少，即回归土壤的有机物质较少有关。

3.2.3 土壤养分 N、P、K是植物必需、且需求量最大的3种营养元素，土壤中这3种营养元素的质量含量和供给能力直接影响着植物的生长，因此，土壤中氮磷钾的质量含量一直作为衡量土壤肥力高低的重要指标。

土壤氮素主要存在于土壤的有机质和土壤胶体复合体内，其对植物生长发育影响十分明显，是限制植物生长和产量形成的首要因素。调查结果显示，长沙市苗木基地土壤氮素总体水平不高，均在1.0 g/kg左右，属于中下等水平，其中十里苗木基地土壤全N质量含量最高，平均达到1.65 g/kg，处于中上等水平，林业苗圃土壤的全N质量含量最低，平均仅0.43 g/kg，属于较低水平，表现出明显的缺氮。碱解N是植物直接吸收的氮素，直接表征土壤供氮水平。由表3可知，各基地碱解N质量含量也处于较低水平，其中十里苗圃最高，为107.0 mg/kg，处于中上等水平，林业苗圃最低，仅为23.0 mg/kg，对取样点统计，碱解N质量含量低于80 mg/kg的土壤占了68%，高于100mg/kg的仅占12%，这表明大部分土壤的供氮能力普遍较弱，所以在今后的施肥管理中，应当补充速效氮肥。

磷是植物体内许多重要有机化合物的组分，土壤磷的供应能力直接影响着作物的生长发育。由表4可知，林业苗圃基地的全P质量含量仅为0.25 g/kg，处于低等水平，这主要是乔木需磷较少，基地磷肥施入较少；而其他苗木基地全P质量含量在0.65～0.86 mg/kg之间，处在中等水平和和较高水平，其中以百果园苗圃基地最高，为0.86 g/kg。土壤有效磷直接反映土壤磷素的有效性，总而言之，长沙市苗木基地土壤有效P质量含量是较高的，除林业苗圃基地土壤有效P仅为2.5mg/kg外，其他基地均高于20mg/kg，处于高等水平，其中又以百果园最高，达到52.6mg/kg，主要是由于柑橘、葡萄、李子等的生长发育需磷量大，基地施用大量磷肥所致。显然，长沙市苗木基地土壤供磷能力较强，但是同时也给该区域带来了水体的富营养化和磷素污染的威胁，因此应当因地制宜，采取科学合理的预防措施。

由表4可知，长沙市苗木基地土壤全K质量含量在18.4～34.2 g/kg之间，处于高等水平；其原因有两方面：一是该区域土壤本来的全K质量含量较高，二是栽种苗木，施用钾肥量大，导致了各个基地土壤全K含量均较高。各苗木基地的速效K质量含量也在中等水平，表明土壤供K能力能够满足当前苗木生长的需要。而土壤缓效K作为土壤供钾的潜力指标，对土壤供钾能力的衡量有着重要的意义。从调查结果分析，长沙市苗木基地缓效K平均质量含量达到了442.7 mg/kg，最高的达到了664.5 mg/kg，最低的为194.8 mg/kg，达到了中等水平，其中柏加、十里等4个基地均超过400 mg/kg的高等水平标准。因此，可以说明目前各基地供K潜力相当高，不存在缺钾风险，但考虑钾肥资源紧缺及钾肥价格价高等因素，可以适当的控制钾肥用量，更应该采取合理的方法促进土壤缓效K的释放来平衡苗木对钾素的需求。

3.3 苗木基地土壤肥力综合评价

研究采用Fuzzy综合评价法，选取pH值、有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K、缓效K共9项指标为土壤肥力综合评价的参考指标，计算出各基地的土壤肥力综合指标值及所属的等级见图1。宁乡十里苗木基地土壤肥力水平最高，综合指标值为0.835，达到高等肥力水平；望城百果园、浏阳柏加及长沙跳马苗木基地土壤肥力综合值分别为0.688、0.726、0.746，均属于较高肥力水平；浏阳湘牌和镇头苗木基地土壤肥力综合指标值分别为0.576、0.512，为中等水平；而林业苗木基地土壤肥力综合指标值为0.274，属于较低水平。总而言之，长沙市苗木基地土壤肥力水平均处于中等及以上水平，基本上能满足目前的苗木栽培要求。

图1 各苗木基地土壤肥力综合指标值

4 结论与讨论

科学地调查和评价苗圃土壤肥力水平，是苗圃选址、施肥和土壤改良的重要依据[11]。随着生态环境不断地被破坏和人们对居住环境的要求不断提高的矛盾日趋加重，苗木产业的发展将会不断壮大，所以对土壤苗木基地土壤肥力的研究是苗木产业持续发展的重要内容。

土壤肥力水平及其变换趋势是衡量系统可持续性的重要指标[12]。由调查可知，长沙苗木基地的土壤趋于酸化，为了防治由酸化带来的土壤质量下降，应当适量地施用石灰等碱性物质；各基地土壤有一定程度的板结，这主要是长期施用化肥所致。同时，由于缺少有机肥的施入，土壤中有机质含量较低，尤其是种草皮的基地有机质流失严重。因此，在今后的施肥管理中，要适当地调整肥料配施结构，多施有机肥，来维持和提高土壤有机质含量，也能起到改良土壤结构，改善土壤理化性状的作用。

长沙市苗木基地土壤肥力综合评价结果显示，大部分基地土壤肥力处于较高的水平，能满足苗木生产的需求；但是，从各种养分调查结果而言，养分呈现出一定程度的不平衡现象，有机质、氮素比较贫瘠，供氮能力较差，土壤供钾能力及供钾潜力都比较强；而磷素富集反而给该区域的水体环境安全带来了一定的威胁，成了今后苗木栽培必须引起重视的问题之一。另外，不同的苗木类型的基地，土壤肥力水平也表现出较大的差异，尤其是乔木生产基地土壤肥力较低，由于土壤管理中缺乏足够的重视，土壤质量退化趋势非常明显。所以，包括基地土壤结构改善、平衡施肥、针对不同苗木配方施肥等工作将是长沙市苗木今后生产过程中的重点。

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