栽参对当年土壤化学性质的影响

孟繁勇，曲同宝，聂小兰，苏 玲，阚 鸿，王建国，李 刚，王建华，白雅静，肖波华，赵 英

（1.吉林农业大学，长春130118；2.吉林炳华中药开发(集团)有限公司，长白朝鲜族自治县134500；3.抚松县人参研究所，抚松134500；4.吉林省益盛汉参生物科技有限公司，集安134200）

人参连续多年在同一地点生长，对养分的选择性吸收导致土壤化学性质逐渐劣变、营养元素失去平衡，是人参发生病害、质量和产量下降的主要原因。种植作物对土壤化学性质会产生较大影响，施用化肥可以改善土壤的化学性状，施用有机肥能提高土壤有机质的含量，土壤有机质与土壤速效养分有极显著的正相关关系[1～3]。依据人参的需肥规律科学施肥，能够显著改善土壤化学性质，提高人参质量和产量[4～12]。本实验研究了栽参对当年土壤化学性质的影响，以期为合理施肥、保持和提高土壤肥力提供依据。实验受该区生态条件，如坡度、降雨和气候等因素的影响，测定的数据可能会有一定误差，本文仅供参考。

1 材料与方法

1.1 实验地点概况

实验于2017～2018年在吉林炳华中药开发(集团)有限公司长白县大河北参场实验基地进行。实验区位于东经 127°16′，北纬 41°39′，属寒温带湿润气候区，海拔427.4m，年降水量741.0mm，年平均气温4.1℃，1月份平均气温-17.2℃，7月份平均气温21.8℃，≥10℃积温2617℃，年平均日照2318.7h，无霜期121d。坡度18.5°。该区气候温差变化较大，灾害性天气主要是冬季漫长、寒冷，若防寒不当易发生人参冻害。

1.2 实验材料

供试土壤为暗棕壤，实验采用“二、三”栽培制，即用2年苗移栽3年，栽参前每亩（667m2）施用有机肥2吨，养分含量：有机质 38.1%、N 1.27%、P2O50.74%、K2O 2.18%、Ca 2.79%、Mg 0.64%、S 0.14%、Zn 72.58mg/kg、B 13.33 mg/kg、Mo 0.63 mg/kg,pH6.9,C/N 17.4∶1。每亩（667m2）施用80公斤石灰调碱。其它按参地正常管理进行。

栽参前土壤化学性质如表1所示。

1.3 实验处理

实验设2个地点，每个地点设3个重复，每个重复5点采样，四分法取样，采样深度0～25cm。施用有机肥和石灰以后，2017年10月14日栽参前采集土壤样品；地上部枯萎后，2018年10月9日行间采集土壤样品。

1.4 分析方法

有机质用电热板加热—重铬酸钾容量法，速效氮用碱解扩散法，速效磷用0.5M NaHCO3浸提—钼锑抗比色法，速效钾用NH4OAc浸提—火焰光度法，pH值用pHS-3B型pH计测定，交换性铝含量用1 mol/L KCl浸提，中和滴定法测定。

2 实验结果

2.1 栽参当年土壤化学性质的变化

两块实验地土壤有机质含量与栽参前比较均有降低（表2），分别下降4.7%和3.8%，下降幅度为1.9%～6.6%，平均下降4.3%；土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量与栽参前比较（表3-5），碱解氮含量分别下降5.6%和6.4%，下降幅度为2.6%～9.6%，平均下降6.0%；速效磷含量分别下降3.9%和3.0%，下降幅度为0.5%～5.9%，平均下降3.5%；速效钾含量分别下降9.4%和9.6%，下降幅度为7.8%～11.6%，平均下降9.5%。氮、磷、钾之间比较（表6），下降幅度为钾＞氮＞磷。

表2 栽参当年土壤有机质含量的变化Table2.Thechangeof soil organic matter contentinsoil after onegrowingseason

表3 栽参当年土壤碱解氮含量的变化Table3.Thechangeofalkali-hydrolyzableNcontentinsoilafteronegrowingseason

表4 栽参当年土壤速效磷含量的变化Table4.Thechangeof available Pcontent in soil after onegrowingseason

表5 栽参当年土壤速效钾含量的变化Table5.Thechangeof available K content in soil after onegrowingseason

2.2 栽参当年土壤酸度的变化

两块实验地土壤pH与栽参前比较均有降低 （表6），分别下降了3.6%和4.8%，下降幅度为2.6%～5.6%，平均下降4.2%；随着土壤酸度的增加，土壤交换性铝(Al3+)含量明显增加（表7），约为栽参前的2.5倍。

表6 栽参当年土壤pH的变化Table 6.The change of soil PH after one growing season

表7 栽参当年土壤交换性铝(Al3+)含量的变化Table7.Thechangeof exchangeable Al3+content insoil after onegrowingseason

3 讨论

栽参当年土壤有机质含量与栽参前比较平均下降了4.3%。有机质是土壤肥力的重要组成那分,是衡量土壤质量的重要指标，在改善土壤物理性质、改良土壤结构、提高土壤保肥能力和缓冲性能、促进作物健康生长方面具有重要作用。人参长期在同一地点生长，土壤有机质的下降会导致植株免疫力下降，病害严重[10～12]。人参长期在同一地点生长，对养分的选择性吸收会导致土壤化学性质逐渐劣变、养分平衡失去。土壤化学肥力下降和营养元素不平衡是影响人参生长的主要障碍性因素[4～8]。本实验中，栽参当年土壤速效养分含量呈下降趋势，碱解氮、速效磷和速效钾含量与栽参前比较平均分别下降了6.0%、3.5%和9.5%，氮、磷、钾之间比较，下降幅度为钾＞氮＞磷，说明人参对钾的吸收多于氮和磷。此外，土壤中养分离子淋溶、地表径流造成水土流失、风蚀带走表层养分、氮素挥发以及土壤管理失误等也是土壤化学性质劣变的主要原因，应当采取措施加以防范。

土壤pH较栽参前呈下降趋势，平均下降了4.2%，土壤交换性铝约为栽参前的2.5倍。土壤酸化影响植物对养分吸收与利用，主要原因在于[13～19]：a.酸性土中铝离子与交换性盐基离子争夺胶体上的负电荷，导致钙、镁、钾等盐基离子淋失，使盐基饱和度下降；b.由于钙的淋失，土壤团粒结构和团聚体减少，导致土壤物理性质劣变，保水保肥能力下降；c.酸性土壤中活性铁、铝增加，磷酸根很容易与其结合，并形成不溶性沉淀，降低磷的有效性；d.酸性土壤胶体负电荷少，盐基饱和度下降，使土壤缓冲性能弱；e.酸性土壤大中微量营养元素有效性降低，Al及其它重金属活性提高，对植物体形成毒害；f.土壤中细菌和放线菌适合于在中性和微碱性环境中生长繁殖，在酸性土壤中活性降低，从而影响到有机物的分解和土壤肥力，而真菌在强酸性土壤中占据优势，导致病害严重。

土壤中铝的溶出对作物生长产生较大影响，土壤中溶出的铝可被作物吸收,被作物根吸收的铝主要分布在根内,只有较少部分转移到地上部分。赵日峰等在研究土壤Al3+对人参的危害一文中指出，人参红皮病株的茎、叶铝含量与健株茎叶铝含量无明显差异，病株中铝的积累主要分布在病根及其周皮中，老参地常常出现的生理性和侵染性烧须等疾病都和土壤中存在的过量Al3+有直接关系[20]。因此，栽参导致土壤酸化，酸化又使土壤中铝以Al3+的形式大量溢出，进而使土壤微生物的生活环境趋于恶化，也为致病菌的大量繁殖创造了适宜的土壤环境。综合以往的研究结果，生产上应当注意：a.除了在播种和移栽前施足底肥之外，还应当在人参生长期内追施有机肥，补充土壤有机质，改善土壤理化性状，防止土壤酸化，为人参生长创造良好的土壤环境；b.根据人参需肥规律和根重变化规律[4、19]、以及土壤供肥性能特性和肥料利用率采取平衡施肥和测土施肥的方法，在施足底肥的基础上，确定氮、磷、钾和中、微量元素的适宜用量和比例，进行土壤追施和叶面喷施，补充基肥的不足；c.用石灰或酸性土壤调理剂[20]等改良酸性土壤，在降低土壤酸度的同时使铝离子以聚合物的形式存在，降低对人参的危害；d.除底肥应当调节酸碱度以外，生长期追肥应选用生理中性或碱性肥料，如：钙镁磷肥、磷酸二铵、磷酸二氢钾、以及微生物肥料等，防止土壤酸化。