贵州玄参主产地土壤养分丰缺现状及评价

张家春，刘盈盈，黄冬福，王　永，吴　楠，任　璐，张珍明*

(1.贵州省植物园，贵州 贵阳　550001；2.贵州省生物研究所，贵州 贵阳　550009；3.贵州省辣椒研究所；贵州 贵阳　550025)



贵州玄参主产地土壤养分丰缺现状及评价

张家春1，刘盈盈2，黄冬福3，王永1，吴楠1，任璐1，张珍明2*

(1.贵州省植物园，贵州 贵阳550001；2.贵州省生物研究所，贵州 贵阳550009；3.贵州省辣椒研究所；贵州 贵阳550025)

摘要：为了解贵州地产玄参种植土壤养分的丰缺现状，以玄参产地土壤为对象，分析了土壤pH值、有机质和氮磷钾含量，并评价了土壤养分的丰缺现状，讨论了土壤各养分间的关系。结果表明：玄参产地土壤属于弱酸性土壤，土壤有机质含量处于24.86～120.12g/kg之间，土壤有机质含量较高；玄参产地土壤全氮含量处于1.64～1.88g/kg之间，全磷处于0.11～0.21g/kg之间，全钾处于14.34～16.73g/kg之间；玄参产地土壤碱解氮含量处于123.73～269.37mg/kg之间，有效磷处于7.17～21.37mg/kg之间，速效钾处于90.56～251.38mg/kg之间；玄参产地土壤有机质、全氮和碱解氮含量比较丰富，全钾、有效磷和速效钾含量适宜，全磷含量属于缺乏水平。玄参产地土壤各养分中pH值与有机质、土壤有机质与土壤全磷、土壤全磷与土壤全钾成极显著正相关。贵州玄参产地土壤肥力水平总体较高，能够提供玄参生长过程中所需要的养分。

关键词：玄参；土壤；养分；现状；评价

玄参为传统常用中药，别名浙玄参、元玄参和乌玄参[1]。玄参系多年生、深根性玄参科草本植物玄参(Scrophularia ningpoensis Hemsl)的干燥根，以根入药，性寒味苦，具有凉血滋阴、清热解毒之功效，用于治疗热病伤阴、津伤便秘、目赤、咽痛等症状[2]。玄参有效成分主要含有环烯醚萜类、苯丙素苷，此外还含有三萜皂苷，微量挥发油、黄酮类、脂肪酸等化学成分以及铜、锰、镉等多种微量元素，挥发油主要有棕榈酸、油酸、亚油酸、肉桂酸等酸。药理研究显示玄参具有保肝、抗血小板聚集、抗缺血、抗氧化及对心血管系统的影响和镇痛、抗炎、抑菌、增强免疫等药理作用，尤其对脑缺血损伤具有一定保护作用[3]。

土壤作为中药材生产的基础物质，是药用植物生长和品质形成所需营养元素的最主要供给者[4-6]。土壤养分是土壤的基本属性和本质特征，是土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力，它影响植物的根系营养及生理代谢活动，促进植物的生长发育，而且还是药用植物有效成分的构成因子，从而影响植物化学成分的形成和积累，最终影响有效成分的含量及中药材药效。因此，从土壤学角度出发，研究玄参产地土壤特性的差异以及玄参产地土壤养分的丰缺状况对玄参的规模化种植具有科学的意义。国内目前对玄参的研究主要集中在生药学研究、品质研究、化学成分研究和药理作用研究方面[7-11]，针对玄参土壤养分的诊断以及评价的研究尚少见报道，为此，本研究从土壤的养分角度出发，对比研究了地道玄参产地土壤养分丰现状，并对其土壤养分进行评价与诊断，指导种植基地合理施肥，促进玄参优质高产生长，为玄参为植区栽培管理及玄参标准化、规模种植提供科学依据。

1材料与方法

1.1研究区域概况

研究区域为贵州省玄参主产地道真县阳溪镇，道真县位于贵州省最北部，地处东经107°21′～107°51′，北纬28°36′～29°13′之间，是云贵高原向四川盆地过渡的斜坡地带，县境气候类型属亚热带湿润季风气候，年平均气温8～16.4℃、降雨量800～1400mm、日照时数1076h、无霜期270d以上。山脉属大娄山系中支和东支余脉，最高海拔1939.9m，最低海拔317.9m，平均海拔1000m左右。玄参为道真县大宗药材，目前现有玄参种植面积300 hm2，出产于全县十二个乡镇，以阳溪、洛龙为主产区。研究区域土壤为发育于第四纪红色粘土及石灰岩风化物的黄壤。

1.2土样的采集与制备

1.2.1土样的采集

保证采样点具有典型性和代表性，同时兼顾空间分布的均匀性等原则的基础上，采用GPS定位，于2012年5月，采集相同生长环境下玄参土壤样品、党参土壤样品及周边林地土壤样品。每个点采集0～20cm土壤混合样。合计采集51个土壤样品，其中，玄参土样15个、党参土样15个，林地土样21个。

1.2.2样品制备

将采集的样品分别装入干净的布袋，带回实验室风干，剔除植物残体、大砾石等非土壤物质，同时避免灰尘和酸、碱等污染。取风干样品充分混合后用木棍辗压过1mm尼龙筛，按四分法取出部分土样进一步用玛瑙钵研细，过0.25mm尼龙筛，将过筛样品置于密封袋中并作好标签，放入干燥器中保存备用。

1.3指标测定

土壤pH值用电极电位法(土水比1∶2.5)，土壤有机质用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法，土壤全氮用开氏法，碱解氮用碱解扩散法，土壤全磷用酸溶-钼锑抗比色法测定，有效磷用盐酸-氟化氨提取-钼锑抗比色法，土壤全钾用氢氟酸高氯酸消煮-火焰分光光度法，速效钾用乙酸铵浸提-火焰光度法。以上测定方法参见《土壤农化分析》[12]。

1.4土壤质量评价方法

根据贵州地产玄参种植土壤养分含量测得的实验结果，结合全国第2次土壤普查土壤养分分级标准和耕地土壤肥力等级分级标准，评价贵州地产玄参种植土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾的丰缺水平和肥力等级。其中土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾肥力等级分为3级，分别代表丰富、中等、缺乏。全国第2次土壤普查土壤养分分级标准和耕地土壤养分分级标准具体见表1和表2。

表1全国第2次土壤普查养分分级标准

表2耕地土壤肥力等级分级指标

2结果与分析

2.1玄参产地土壤养分丰缺状况

2.1.1土壤pH值与有机质

土壤pH值是衡量土壤酸碱度的重要指标，是土壤重要的化学性质之一。土壤酸碱度对土壤微生物活动、土壤酶活性，土壤有机质分解及土壤矿质营养元素的释放与转移有一定的影响，进而影响土壤肥力状况[13-14]。土壤pH值主要与气候、成土母质、土壤微生物活动、施肥、灌溉、气温及降雨等多种因素有关。从图1可以看出，贵州玄参产地土壤属于弱酸性土壤，玄参种植土壤pH平均值为5.30，林地土壤pH平均值为4.39，林地土壤属于较强酸性，党参种植土壤pH平均值最大为6.72。

土壤有机质是土壤固相的重要组分，它能够直接影响和改变土壤的一系列物理、化学和生物学性质，对土壤质量的保持与土壤养分的控制起到重要作用[15]。贵州玄参产地土壤有机质含量统计如图2，贵州玄参种植土壤有机质含量处于24.86～48.84g/kg之间，平均含量为35.78g/kg ；林地土壤有机质含量丰富，林地土壤有机质含量为79.49g/kg，处于39.64～120.12g/kg之间；党参种植土壤有机质含量最低，平均含量为28.63g/kg。林地土壤有机质含量比玄参种植土壤有机质含量高，主要是由于林地土壤表层凋落物的分解为林地土壤补充了有机质[16]。

2.1.2土壤养分全量差异

土壤养分全量是土壤肥力评价的指标，土壤养分全量主要与植物体内养分循环、成土母岩类型(主要是磷和钾)及施肥措施的影响有关[17]。贵州玄参产地土壤养分全量含量统计如表3所示。贵州玄参种植土壤养分全量含量均比党参种植土壤和林地土壤高，党参种植土壤全氮和全磷含量都大于林地土壤，林地土壤全钾含量高于党参种植土壤。贵州玄参种植土壤全氮平均含量为1.88 g/kg，处于1.39～2.10g/kg；党参种植土壤全氮平均含量为1.73 g/kg，处于1.24～1.86g/kg；林地土壤全氮平均含量为1.64 g/kg，处于1.11～2.01g/kg。

贵州玄参种植土壤全磷平均含量为0.21g/kg，玄参种植土壤全磷平均含量约是林地的2倍，党参种植土壤全磷含量与林地土壤全磷含量基本相等。玄参种植土壤全钾与林地土壤中含量相差不大，玄参种植土壤全钾处于14.30～19.86g/kg，林地土壤全钾处于14.94～17.87g/kg，玄参种植土壤和林地全钾含量都大于党参种植土壤。从贵州玄参产地土壤养分全量统计结果分析，通过人工种植使得土壤养分全量含量比自然林地土壤有所增加，主要是与种植过程中施肥有关。

2.1.3土壤养分有效态含量

土壤速效养分是作物能够直接吸收的养分，其含量的高低是土壤养分供给强度的指标。从贵州玄参产地土壤养分有效态含量统计结果(表3)来看，贵州玄参种植土壤中碱解氮平均含量为163.60 mg/kg，土壤有效磷平均含量为21.37mg/kg，土壤速效钾含量平均为251.38 mg/kg；党参种植土壤中碱解氮平均含量为123.73mg/kg，土壤有效磷平均含量为17.52mg/kg，土壤速效钾含量平均为187.36mg/kg；林地碱解氮平均含量为269.37mg/kg，土壤有效磷平均含量为7.17mg/kg，土壤速效钾含量平均为90.56mg/kg。林地土壤碱解氮含量最高，林地>玄参>党参；有效磷和速效钾玄参种植土壤最大，有效磷和速效钾变化规律相同，都是玄参>党参>林地。

表3贵州玄参产地土壤养分含量统计表

玄参种植土壤中养分有效态含量与林地相差较大，特别是有效磷和速效钾。林地碱解氮平均含量比玄参种植土壤碱解氮含量大，林地土壤有效磷和速效钾平均含量比玄参种植土壤有效磷和速效钾平均含量低。林地土壤碱解氮含量比玄参种植土壤高105.77mg/kg，玄参种植土壤有效磷平均含量是林地土壤的2.98倍，玄参种植土壤速效钾平均含量是林地土壤的2.77倍。林地土壤碱解氮含量比玄参种植土壤高，主要是林地土壤pH较低，加快了林地土壤有机质的分解。玄参种植土壤有效磷和速效钾含量比林地土壤高，说明玄参种植土壤养分供给能力比林地土壤强。

2.2玄参产地土壤肥力评价

根据贵州玄参产地土壤养分含量状况，结合全国第二次土壤普查土壤养分分级标准，贵州玄参产地土壤肥力水平较高，结果如表4所示。贵州玄参种植土壤有机质、全氮及有效磷均属于丰富，土壤碱解氮和速效钾属于极丰富，土壤全钾处于最适宜的水平。贵州玄参种植土壤中全磷肥力水平比较低，属于缺乏水平。参照土壤肥力分级参考指标，贵州玄参种植土壤有机质和速效钾为Ⅰ级，而土壤碱解氮和有效磷为Ⅱ级。土壤全磷量包括有机磷和无机磷两大类，全磷含量高时并不意味着磷素供应充足[18]。贵州玄参种植土壤全磷含量低，有效磷是土壤中可被植物吸收的那部分磷，贵州玄参种植土壤有效磷含量高，表明玄参种植土壤磷供应充足。

根据全国第2次土壤普查土壤养分分级标准，玄参种植土壤、党参种植土壤及林地土壤其土壤养分丰缺水平不同。林地土壤有机质比玄参种植土壤和党参种植土壤有机质肥力水平高，林地土壤有机质属于极丰富，玄参种植土壤有机质属于丰富，党参种植土壤有机质属于最适宜。玄参种植土壤、党参种植土壤及林地土壤中土壤全氮丰缺水平相同，都是属于丰富。林地土壤和玄参种植土壤中，土壤全钾为最适宜水平，党参种植土壤全钾为适宜水平。林地土壤和玄参种植土壤碱解氮为极丰富，党参种植土壤碱解氮为丰富。玄参种植土壤速效钾属于极丰富，党参种植土壤属于丰富，林地土壤为适宜水平。

参照土壤肥力分级参考指标，玄参种植土壤、党参种植土壤及林地土壤其土壤肥力等级不同(表5)。林地土壤和玄参种植土壤有机质为Ⅰ级，党参种植土壤有机质含量为Ⅲ级。林地土壤碱解氮为Ⅰ级，玄参种植土壤碱解氮为Ⅱ级，党参种植土壤碱解氮为Ⅲ级。玄参种植土壤有效磷肥力等级高于党参种植土壤和林地土壤，玄参种植土壤为Ⅱ级，林地土壤和党参种植土壤为Ⅲ级。玄参种植土壤和党参种植土壤速效钾肥力水平相同均为Ⅰ级水平，均高于林地土壤速效钾肥力水平的。从土壤养分丰缺水平及土壤肥力分级指标，贵州玄参种植土壤肥力水平较高，能够提供玄参生长过程中所需要的养分。

表4贵州玄参产地种植土壤养分丰缺水平

表5贵州玄参产地种植土壤肥力等级

2.3土壤养分的相关性研究

植物生长所需要的养分主要来源于土壤中，而土壤养分之间存在一定的相关性。从贵州玄参产地土壤养分间相关性(表6)分析可知，玄参产地土壤pH值与土壤有机质含量成极显著正相关，与土壤碱解氮、全钾及速效钾含量成显著正相关，主要是由于土壤pH值与土壤表层残落物的分解有关。土壤有机质与土壤全磷为极显著正相关性，与土壤全钾和土壤速效钾存在显著正相关性，土壤有机质包括各种动植物的残体、微生物体及其会分解和合成的各种有机质，对土壤形成、土壤肥力及农林业可持续发展等都有重要的影响。土壤全磷与土壤全钾成极显著正相关性，土壤碱解氮与土壤速效钾为显著正相关性，土壤全磷与土壤速效钾成显著正相关性，土壤全钾与土壤速效钾为显著正相关性。土壤酸碱度适度的土壤有利于土壤养分的释放，能够提高土壤中的土壤养分含量，能够促进玄参植株的生长。玄参种植期间，可以合理科学的配施有机肥，以增加土壤有机质含量，改善土壤的肥力水平，以达到高产优质的栽培效果。

表6贵州玄参产地种植土壤养分相关性分析

注：* 为0.05水平上显著相关， ** 为0.01水平上显著相关

3结论

3.1贵州玄参产地土壤属于弱酸性土壤，玄参种植土壤pH平均值为5.30，能够满足玄参生长的最适pH，玄参种植土壤有机质含量处于24.86～48.84g/kg之间，平均含量为35.78g/kg ；林地土壤有机质含量丰富，处于39.64～120.12g/kg之间；党参种植土壤有机质含量最低，平均含量为28.63g/kg，林地土壤和玄参种植土壤有机质为Ⅰ级，党参种植土壤有机质含量为Ⅲ级，玄参种植基地土壤有机质丰富，应适当增加党参种植基地有机质的输入。

3.2玄参种植土壤全氮平均含量为1.88 g/kg，处于1.39～2.10g/kg；党参种植土壤全氮平均含量为1.73 g/kg，处于1.24～1.86g/kg；林地土壤全氮平均含量为1.64 g/kg，处于1.11～2.01g/kg。党参种植土壤全磷含量与林地土壤全磷含量基本相等，是林地的2倍，土壤全钾处于14.30～19.86g/kg，林地土壤全钾处于14.94～17.87g/kg，玄参种植土壤和林地全钾含量都大于党参种植土壤。

3.3玄参种植土壤中碱解氮平均含量为163.60 mg/kg，林地土壤碱解氮为Ⅰ级，玄参种植土壤碱解氮为Ⅱ级，党参种植土壤碱解氮为Ⅲ级。土壤有效磷平均含量为21.37mg/kg，玄参种植土壤有效磷平均含量是林地土壤的2.98倍，玄参种植土壤有效磷肥力为Ⅱ级。玄参土壤速效钾含量平均为251.38 mg/kg，党参土壤速效钾含量平均为187.36mg/kg，玄参种植土壤和党参种植土壤速效钾肥力水平相同均为Ⅰ级水平。

3.4从土壤养分丰缺水平及土壤肥力分级指标，贵州玄参种植总体土壤肥力水平较高，能够提供玄参生长过程中所需要的养分。党参种植基地土壤养分中等，适当增加氮肥和磷肥的输入即可。

参考文献

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The Current Situation and Evaluation of Abundance of Soil Nutrients of Scrophulariaceae in Main Producing Areas of Guizhou

ZHANG Jia-chun1, LIU Ying-ying2, HUANG Dong-fu3, WANG Yong1,WU Nan1, REN Lu1, ZHANG Zhen-ming2*

(1.GuizhouBotanicalGarden,Guiyang,Guizhou550004,China;2.GuizhouInstituteofBiology,Guiyang,Guizhou550009，China;3.GuizhouInstituteofPepper,Guiyang,Guizhou550006，China)

Key words:Scrophularia ningpoensis Hemsl; soil; nutrients; status; evaluation

Abstract:To realize the current situation of soil nutrients and evaluation of abundance of soil nutrients of Scrophulariaceae production areas of Guizhou, the soil samples of Scrophulariaceae producction areas was taken as test materials, the soil pH, organic matter and content of NPK were analyzed and the relationship among soil nutrient was discussed. The results showed that the soil of Scrophulariaceae production areas was weak in acid, abundance of soil organic matter, soil total N and soil available N, the content of soil total k, soil available P and soil rapidly available K were at a suitable level, but the soil total P was insufficient. The test data were as follow: the soil organic matter, soil total N content, soil total P content, soil total k content was between 24.86～120.12g/kg, 1.64～1.88g/kg, 0.11～0.21g/kg, 14.34～16.73g/kg, respectively; The soil available N content was between 123.73～269.37mg/kg, soil available P content was between7.17～21.37mg/kg and soil rapidly available K content was between 90.56～251.38mg/kg. There were a very significant positive correlation between soil pH and soil organic matter, soil organic matter and soil total P, soil total P and soil total k. It can be concluded that the soil fertility was higher to provide nutrients for Scrophulariaceae.

收稿日期：2016-01-09

基金项目：贵州省省院合作项目(黔科合院地合[2013]7002);贵州省社发攻关项目(黔科合SY[2013]3152号);贵州省科技厅社发攻关资助项目(黔科合SY字[2013]3157号);贵州省科技厅国际省校区域合作协议项目( 黔科合省院合[2014]7002号); 贵州省基金项目(黔科合SY字[2012]2244)

通讯作者：张珍明(1986-)，男，博士研究生,助理研究员,主要从事土壤化学与生态学方面研究.E-mail:zhang6653579@163.com

第一作者：张家春(1988-)，男，助理研究员，研究方向：土壤肥力与植物生产方面研究。E-mail: zhangjiachun198806@163.com。