丹參土壤肥力的實驗研究

丹參土壤肥力的實驗研究

作者：張興國，程方敘，仇有文，喬懷耀【摘要】

目的研究高產(chǎn)丹參適宜的土壤有機質(zhì)和氮素肥力條件。方法在四川丹參主產(chǎn)區(qū)，定點測定窩子丹參及其優(yōu)級品產(chǎn)量，并同時采集0～30cm和30～50cm的土壤，采用水合熱法、H2SO4-HClO4-H2O2消化，20%NaCl浸提-堿解蒸餾法，測定川丹參土壤的有機質(zhì)、全氮和速氮含量，t檢驗法。結(jié)果首次報道了紫色土適宜丹參高產(chǎn)的肥力指標(biāo)、函數(shù)模型以及丹參土壤的肥力對比研究結(jié)果，適宜于丹參高產(chǎn)的肥力指標(biāo)為：OM10～20g?kg-1，全氮1.0～1.5g?kg-1，速效氮200～500μg?g-1，C/N比率6∶1～7∶1。丹參土壤耕作層A的有機質(zhì)與全氮含量呈極顯著的正相關(guān)，回歸方程為：N（g?kg-1）=0.0547OM（g?kg-1）+0.0503(n=15，r=0.77191)，OM：4.59～45.52g?kg-1)。結(jié)論土壤有機質(zhì)含量高低與丹參色澤、規(guī)格等級和產(chǎn)量有關(guān)，土壤供氮力低是丹參產(chǎn)量提高的突出問題。研究證明：土壤協(xié)調(diào)適中的C/N比率，較高的有機質(zhì)、全氮貯量以及供氮力強是丹參高產(chǎn)的重要營養(yǎng)條件之一。GAP栽培丹參采用科學(xué)增施有機肥和氮肥，為丹參優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奠定了良好的營養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)。【關(guān)鍵詞】

丹參土壤肥力產(chǎn)量優(yōu)級品Abstract:ObjectiveTostudytheedaphicconditionwhichissuitabletoSalviamiltiorrhizaBunge.ofhighqualityandyieldfromtwopoints:theorganicmaterialandnitrogen.MethodsInZhongJiangcountyofSichuanprovince,theoutputofthewholetaprootandtherootofhighspecinacertainplace,atthesametimethesoilwascollectedfromtheplacewiththedepth0～30cmand30～50cmfromtheground.Tomensuratethecontentoftheorganicmaterial,thetotalandeffectiveN,H2SO4-HClO4-H2O2decompoundingmethod,20%NaCldistillingandAlkalihydrolysisdistillingmethodwereadopted.T-testingmethodwasadoptedforthedata.ResultsThepurplesoilwassuitablefortheyeildofSalviamiltiorrhiziaBunge.Theindexesforthehighyieldwere:OM1.0～1.5g?kg-1,effectiveN200～500μg?g-1,C/Nratio6:1～7:1.TheorganicfertilizerinthesoilAwasrelatedtothetotalNsignificantly,theequationwasN(g?kg-1)=0.0547OM(g?kg-1)+0.0503(n=15,r=0.7719),OM:4.59～45.52g?kg-1.ConclusionThecontentoftheorganicmaterialisrelativetothecolor,specandoutputofSalviamiltiorrhizaBunge.TheimportanttrophicconditionaremoderaterationofCandNandmoreorganicmaterial,storageoftotalNandtheeffectiveN.The

organicfertilizerandnitrogenousfertilizerwerefertilizedscientificallyintheGAPofSalviamiltiorrhizaBunge,whichcanprovideevidenceforthegoodnutritionalbasetothehighquality.Keywords:SalviamiltiorrhizaBunge；

Soil；

Fertility；

Estimate土壤有機質(zhì)既是植物礦質(zhì)營養(yǎng)和有機營養(yǎng)的倉庫，也是土壤中異養(yǎng)型微生物必不可少的碳源和能源物質(zhì)，同時也是土壤結(jié)構(gòu)形成的重要因素。它直接影響著土壤的耐肥性、保墑性、緩沖性、耕性、通透性及土壤溫度等［1］。氮元素為動植物生長發(fā)育必需的大量營養(yǎng)元素，土壤中的氮素總貯量及其形態(tài)與作物產(chǎn)量在某種條件下呈一定的正相關(guān)，而土壤全氮和速效氮含量與有機質(zhì)含量及質(zhì)量密切相關(guān)。我國農(nóng)業(yè)土壤耕層有機質(zhì)含量一般為15～35g?kg-1，紫色土多數(shù)低于10g?kg-1，全氮含量＜2g?kg-1［2］，因此，土壤有機質(zhì)、全氮和速效氮含量是評價肥力高低的重要指標(biāo)。丹參主要栽培于四川紫色土地區(qū)。試驗研究與應(yīng)用推廣證明，土壤缺有機質(zhì)氮已成為丹參商品優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的主要限制因子之一，科學(xué)增施有機肥，追施氮肥是增加丹參土壤有效肥力，保證生藥高產(chǎn)的重要而有效的基本措施，本文通過土壤養(yǎng)分含量測定方法的綜合比較，選擇了水合熱法，H2SO4-HClO4-H2O2消化［1］，20%NaCl浸提-堿解蒸餾法［1］，測定了中江丹參土壤的有機質(zhì)，全氮和速氮含量，對丹參土壤適宜高產(chǎn)的有機質(zhì)和氮素肥力指標(biāo)進行了評價研究。結(jié)果如下。1

器材1.1

原植物

本專題研究中江丹參為唇形科鼠尾草屬植物丹參SalviamiltiorrhizaBunge.的一年生干燥根及根莖［3］。1.2

土壤樣品

采自中江丹參產(chǎn)區(qū)，海拔450～500m由白堊紀母質(zhì)K1cg發(fā)育的紫色土。1.3

儀器

半微量定氮蒸餾裝量，電動振蕩機，分析天平（武漢分析儀器廠產(chǎn)），電爐，半微量酸式滴定管等。1.4

試劑藥品

K2Cr2O7，NaCl，H2SO4，H2O2，HClO4等均為A.R級。2

方

法2.1

實驗設(shè)計2.1.1

高產(chǎn)與低產(chǎn)丹參

調(diào)研土壤為紫色土土類，高產(chǎn)丹參土壤為紅紫泥土屬半沙半泥土土種，低產(chǎn)丹參土壤為黃紫泥土屬黃沙土土種。兩種土壤類型均為主產(chǎn)區(qū)藥農(nóng)按照傳統(tǒng)種植技術(shù)自由生產(chǎn)丹參。實驗取樣重復(fù)n=10。2.1.2

傳統(tǒng)種植丹參與野生丹參

在丹參主產(chǎn)區(qū)，隨機選擇藥農(nóng)采用傳統(tǒng)種植技術(shù)栽培丹參（樣方：10m2）和按照自然生態(tài)分布的野生丹參（樣方：50m2）確定樣品采集測產(chǎn)進行比較，供試土壤為紫色土類紅紫泥土屬半沙半泥土土種。實驗取樣重復(fù)n=10。2.2

丹參調(diào)研測產(chǎn)12月，選擇晴天仔細將丹參全部植株采挖起來，從植物貼地面處剪去地上部分莖葉，去凈根部泥土和須根，放置陰涼通風(fēng)處，風(fēng)干后扎成捆子，即為窩子丹參，直徑≥5mm，長度≥50mm的根條即為丹參優(yōu)級商品。2.3

土壤樣品采集與制備在采挖丹參的同時，按土壤不同發(fā)生學(xué)層次A（0～30cm)、B（＞30cm)多點隨機取樣法采集（n=10），置陰涼處風(fēng)干，處理，分別制成20篩目（測速效氮）、100篩目（測有機質(zhì)和全氮）至完全過篩，土樣貯于棕色磨口瓶中備用。2.4

丹參土壤的肥力測定2.4.1

土壤有機質(zhì)測定-水合熱法平行稱取5份土樣（n=5），每份土樣重0.5000g，放入250ml錐形瓶中，加1mol?L-1K2Cr2O74.00ml，立即搖勻1min，將錐形瓶塞緊后，置50℃恒溫箱中30min后，另加100ml蒸餾水，2滴鄰菲羅啉指標(biāo)劑，用0.5000mol?L-1FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點（亮綠-棕紅），同作空白，其土壤有機質(zhì)含量和有機碳含量為：

土壤有機質(zhì)（g?kg-1）=0.0319×(V0-VFeSO4)×1/G×100%土壤有機碳(g?kg-1)=土壤有機質(zhì)(g?kg-1)×1/1.724

式中：V0空白滴定用FeSO4用溶液體積(平均值為8.43ml，n=8)，VFeSO4滴定樣品液所消耗的FeSO4溶液體積（ml），G為土壤樣品重量（g）。2.4.2

土壤的氮全量測定待測液制備：H2SO4-HClO4-H2O2消化法。平行稱取5份土樣（n=5），每份土樣重（平行測定水分系數(shù)［1］）1.000g，將土樣放入100ml開氏瓶內(nèi)，經(jīng)蒸餾水潤濕，加H2SO4(濃)6.00ml，搖動5min，使大部分碳酸鹽分解，加水4.00ml，搖勻后小心滴入2滴60%HClO4，蓋上小漏斗，置電爐上，消煮至冒白煙，取下冷卻后加入2.00ml30%H2O2溶液，再繼續(xù)消化20min，冷卻后加入10ml稀釋，洗入50ml容量瓶中定容備用。

全氮含量測定：堿解蒸餾法。吸取上層清液10.00ml，加入到蒸餾器中，再加入10mlNaOH溶液，蒸餾，用2%H3BO3吸收蒸餾液至30～40ml，加入定氮指示劑1滴，用0.0202mol?L-1HCl滴定至終點(綠色→紫紅)，同作空白對照。測得V0平均值為0.05ml。計算土壤全氮含量：N（g?kg-1）=2.828×(VHCl-V0)×1/G×水分系數(shù)×分取分倍數(shù)2.4.3

土壤速效氮含量測定待測液制備：20%NaCl浸提法稱取土樣20.00g，放入250ml錐形瓶中，加20%NaCl溶液100ml，加塞振搖30min后，過濾備用。速效氮含量測定：堿解蒸餾法。吸取濾液20ml，加入8ml10mol?L-1的NaOH液，1.2g還原劑，蒸餾，用20%的H3BO3，吸收蒸餾液，同上法，用0.022mol?L-1HCl溶液滴定，同作空白平行對照。V0的平均值為0.02ml(n=8)。計算土壤速效氮含量：百事通土壤速效氮（μg?g-1）=2228×(VHCl-V0)×1/G×水分系數(shù)×分取分倍數(shù)2.5

統(tǒng)計學(xué)方法按文獻方法處理數(shù)據(jù)，用(±s)表示實驗數(shù)據(jù),t檢驗法和相關(guān)回歸r分析［4］，進行差異顯著性統(tǒng)計檢驗和相關(guān)性r分析，P＜0.001,差異極顯著；P＜0.01,差異顯著；P＜0.05,差異較顯著；P＞0.05，無差異顯著。3

結(jié)果3.1

高產(chǎn)丹參與低產(chǎn)丹參3.1.1

丹參產(chǎn)量的調(diào)查研究主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶種植丹參產(chǎn)量測定的統(tǒng)計結(jié)果見表1所示。表1

高產(chǎn)與低產(chǎn)丹參的產(chǎn)量和優(yōu)級品的調(diào)查統(tǒng)計（略）從表1可知：丹參典型調(diào)研在生藥產(chǎn)量和商品規(guī)格有極顯著的差異（P＜0.001），高產(chǎn)丹參比低產(chǎn)丹參的窩子丹參及其優(yōu)級商品的產(chǎn)量高278.76%，4522.52%，表明農(nóng)民自發(fā)種植的丹參產(chǎn)量差異很大，并與土壤肥力有關(guān)。3.1.2

丹參土壤的肥力狀況測定土壤有機質(zhì)、全氮和速效氮含量結(jié)果見表2。表2

高產(chǎn)與低產(chǎn)丹參土壤肥力狀況（略）3.1.3

丹參土壤不同發(fā)生層次的肥力比較同一丹參土壤肥力水平B層均顯著低于A層，從A層到B層，高產(chǎn)丹參土壤的有機質(zhì)降低82.64%，全氮降低60.71%，速效氮降低20.02%，C/N比率降低13.97%；高產(chǎn)丹參土壤的有機質(zhì)降低53.60%，全氮降低71.93%，速效氮降低8.92%，C/N比率降低5.45%。3.1.4

丹參土壤同一發(fā)生層次的肥力比較高產(chǎn)丹參土壤的肥力水平顯著高于低產(chǎn)丹參土壤（P＜0.001）。土壤耕作層A比較：有機質(zhì)含量高117.66%，全氮含量高37.76%，速效氮含量高349.79%，C/N比率高58.92%；土壤底層B比較：有機質(zhì)含量高83.05%，全氮含量高47.36%，速效氮含量高308.19%，C/N比率高47.03%。3.1.5

丹參土壤的肥力評價高產(chǎn)丹參土壤的C/N比率為6.77～5.94∶1，面低產(chǎn)丹參土壤的C/N比率僅為4.26～4.04∶1，故土壤協(xié)調(diào)適中的C/N比率，較高的有機質(zhì)，全氮貯量以及供氮力強是丹參高產(chǎn)的重要營養(yǎng)條件之一。3.2

丹參土壤的肥力狀況川丹參主要栽培于紫色土，而自然土壤所產(chǎn)與栽培丹參差別較大，與丹參主產(chǎn)區(qū)旱地未種植過丹參的紫色土肥力水平比較結(jié)果見表3。表3

川丹參、野丹參土壤與旱作紫色土肥力比較（略）3.2.1

丹參土壤的有機質(zhì)與全氮含量的相關(guān)函數(shù)模型丹參土壤的有機質(zhì)與全氮含量呈極顯著的正相關(guān)，回歸方程為：N（g?kg-1）=0.0547OM（g?kg-1）+0.0503(n=15，r=0.77191)，OM4.59～45.52g?kg-13.2.2

川丹參土壤的有機質(zhì)、全氮、速效氮含量狀況栽培川丹參土壤有機質(zhì)含量比旱地紫色土高110.61%，比野丹參土壤低60.71%。一般紫色土缺有機質(zhì)、缺氮成為作物產(chǎn)量提高的主要限制因子之一，而自然土壤肥力水平雖極顯著高于栽培丹參土壤，但所產(chǎn)丹參商品色澤、等級規(guī)格和產(chǎn)量均極顯著低于栽培丹參。由此說明土壤有機質(zhì)含量高低與丹參生藥商品色澤、規(guī)格等級和產(chǎn)量有關(guān)。試驗證明：土壤有機質(zhì)以10～20g?kg-1（四級）為宜，過高過低的土壤有機質(zhì)均不利于優(yōu)質(zhì)丹參生藥商品的形成。栽培丹參土壤全氮含量比野丹參土壤低158.52%1），高于其他旱作紫色土6.30%。在紫色土上栽培丹參適宜的全氮含量為1.0～1.5g?kg-1(三級)。C/N比率：丹參土壤均較接近顯著高于其他旱地紫色土，這主要是由于某種原因藥糧施肥習(xí)慣的差異性造成。適宜丹參生長的C/N比率為4.5∶1～8∶1。栽培丹參土壤的堿解氮含量比野丹參土壤和農(nóng)作物旱地紫色土低56.07%和37.94%，由此可知丹參土壤供氮力低是生藥商品產(chǎn)量提高的突出問題，在生產(chǎn)上應(yīng)根據(jù)丹參土壤這一肥力特性，通過改善協(xié)調(diào)肥力因素的方式來促進有機質(zhì)的礦質(zhì)化而釋放氮素營養(yǎng)，采用看土看苗科學(xué)補施速效氮肥以校正。研究結(jié)果證明：栽培丹參土壤適宜的速效氮含量為200～500μg?g-1。4

結(jié)

論本專題對丹參土壤適宜高產(chǎn)的有機質(zhì)和氮素肥力指標(biāo)進行了評價研究，對于指導(dǎo)丹參科學(xué)施肥與獲得藥材的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)