長沙市苗木基地土壤肥力的調查與評價

張德軍 ，周衛軍 ，紀雄輝

（1.湖南農業大學資源環境學院，湖南 長沙 410128；2.湖南省農業科學院基建規劃處，湖南 長沙 410125；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125）

隨著社會經濟的迅速發展和人們生活水平的顯著提高，人們對生態條件和居住環境的質量要求也大幅度提高[1]。在工業化、城市化的進程中，苗木花卉產業作為一個前景廣闊的新興產業迅速發展[2-5]，成為我國農業經濟中除糧油、蔬菜、水果之后的第四大支柱產業[6]，尤其為城郊農業經濟的發展帶來新的契機。土壤是農業活動最基本的生產資料和人類不可或缺的自然資源，它為綠色植物生長提供養分、水分和物理、化學等條件[7]，因而土壤肥力狀況直接決定著苗木的生長發育，更影響著苗木產業的生產效益。

長沙市提出“山、水、洲、城”和創建國家級園林城市的奮斗目標，對該區園林綠化苗木生產行業帶來了機遇，同時也為苗木產業的發展條件提出更高的要求。因此，本研究根據長沙市苗木基地的分布格局和生產規模，選取了7個代表性的苗木基地，調查了苗圃土壤的物理性狀和養分特征，以期全面地摸清長沙市主要苗圃基地的土壤肥力狀況，并對其土壤肥力狀況作科學合理的評價，旨在為長沙市的苗木基地土壤肥力改善和苗木生產的持續性發展提供數據基礎和理論依據。

1 研究區域概況

長沙市苗木基地主要分布在以瀏陽市為中心的柏加、鎮頭、古巷、永安，以及長沙縣內的跳馬、梨、黃興等鄉鎮；隨著農村經濟不斷的發展，寧鄉和望城也出現了許多的苗圃產業基地。長沙市現在的花卉苗木產業從業人員已超過20萬，種植面積過1.7×104hm2，年產值過20億元，已經成為全國較大的苗木花卉基地和生態農業、生態旅游基地之一。同時，隨著苗木產業的不斷發展，這已成為長沙市經濟發展的又一個強勢增長點。

2 研究方法

2.1 土壤樣品采集

根據長沙市苗木基地的分布格局和生產規模，選取了寧鄉十里苗圃、望城百果園苗圃、瀏陽永安林業苗圃、永安湘牌苗圃、鎮頭苗圃、柏加苗圃和跳馬苗圃，共7個苗木基地為研究對象。在每個苗木生產基地，依據不同的苗木生產情況，選擇主要的苗木生產地塊3～5個，分別采集0～20 cm耕作層多點混合土壤樣品，共采集土壤混合樣品25個；并用環刀采集原裝土壤測定土壤的容重、孔隙度、土壤含水量等指標；同時，使用手持GPS定位，并記錄采樣點的坡度坡向、海拔高度、土層厚度、植被發育情況、土壤類型等立地條件。基地概況見表1。

表1 苗木基地概況

2.2 土壤樣品分析方法

分析指標分別為土壤容重、孔隙度、pH值、有機質（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、全鉀（TK）、堿解氮（AN）、有效磷（AP）、速效鉀（AK）、緩效鉀（SK）。其中土壤容重、孔隙度采用環刀法測定；pH值采用電極電位法測定；SOC采用重絡酸鉀氧化－外加熱法測定；TN使用碳氮儀測定；TP采用NaOH熔融－鉬銻抗顯色－紫外分光光度法測定；TK采用NaOH熔融－原子吸收法測定；AN采用堿解－擴散法測定；AP采用0.5mol/L NaHCO3提取－鉬銻抗顯色－紫外分光光度法測定；AK采用NH4Ac浸提－原子吸收法測定。

表2 土壤肥力質量評價指標等級的劃分標準

2.3 土壤肥力綜合評價方法

各苗木基地土壤肥力指標值按各地取樣平均值，土壤肥力綜合指標值（IFI）計算主要從土壤養分出發，選擇pH值、全量氮磷鉀、速效氮磷鉀及緩效鉀等指標，然后對選擇指標采用SPSS13.0軟件標準化，并求出各肥力的相關矩陣，再求出各指標的主成分貢獻率和累計貢獻率，加權計算各苗木基地的土壤肥力指標值，具體操作參照文獻[8-9]。研究制定的土壤肥力高低標準如下：IFI≥0.80為高，0.80>IFI≥0.60為較高，0.60>IFI≥0.40為中等，0.40>IFI≥0.20為較低，IFI<0.20為低等5個級別。

3 結果與分析

3.1 苗木基地的土壤物理性狀

土壤結構在很大程度上取決于土壤顆粒的不同壘結[10]，通常以土壤容重、孔隙度和機械組成等來表征，是反映土壤物理性狀及土壤肥力的一個重要方面。由調查可知（表1、表3），除永安林業苗圃母質為紫色砂巖風化物之外，長沙苗木基地的成土母質大部分為為第四紀紅壤，且土壤質地均比較粘重，主要為中粘土或是重粘土，小于0.002mm粒徑的粘粒質量含量最高達449.1 g/kg，最小也達到了265.9 g/kg；土壤容重在1.11～1.29 g/cm3之間，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結情況；土壤孔隙度在51.5%～58.3%之間，均超過了50%，表明土壤通氣狀況較好。

表3 苗木基地的土壤物理性狀

3.2 苗木基地的土壤化學性狀

3.2.1 土壤酸堿度 由分析結果可知（表4），長沙市苗木基地土壤pH值在4.49～5.79之間，最大的為湘牌苗圃基地，最小的為林業苗圃基地，均表現出較強的偏酸性。在苗木產業尚未發展之前，長沙市農業主要種植水稻，所以，較多的苗木基地均由水稻田改建而成，而第四紀紅土發育而成的水稻土壤的pH值范圍應該在6.5～7.5之間。但由調查結果可知，各基地土壤pH值有所下降，這可能與南方的酸雨程度加等原因有關，使得各基地的土壤有酸化的趨勢。因此，苗圃的經營管理中可以適量的施用石灰等堿性物質，來預防土壤進一步酸化，避免由于土壤酸化造成的土壤質量下降。

表4 苗木基地土壤的化學性狀

3.2.2 土壤有機質 土壤有機質是最重要的土壤肥力成分，是植物N、P、K等營養元素的給源并影響到土壤向植物供應其他養分，一定程度上直接或間接地影響到土壤的許多屬性。由表4可知，長沙市各苗木基地土壤有機質含量參差不齊，但均處在低等水平和中下等水平（參照表2），其中以林業苗圃最低，僅為6.1 g/kg，湘牌苗圃最高，為19.0 g/kg。不同的氣候、土壤類型、地貌類型以及不同的人為干擾措施等因素均能造成土壤有機質的含量差異。就不同地域而言，瀏陽永安湘牌苗圃土壤有機質含量最高，而林業苗圃有機質質量分數僅為其1/3，這主要是由于湘牌苗圃基地之前是水稻田，每年投入的化肥量較大，土壤較肥沃，土壤結構性也較好，且該苗圃的管理水平也相對較高，故有機質含量較高；而林業苗圃土壤由紫色砂礫巖母質發育而成，土壤中含有大量未被風化的薄片尾巖，且又位于丘崗坡地上，在苗圃改建的過程中，經平整開梯等人為干擾，土壤表層造成破壞，有機質含量較低，造成了苗圃土壤有機質含量明顯的差異。從不同的苗木類型而言，以種植金葉女貞、紅檵木、月季等灌木的苗木基地有機質質量含量較高，這與基地中每年連續施用有機肥等原因有關。種植草皮的基地，由于草皮出售時不斷地帶走表層土壤，使得原本較肥沃、有機質物質質量含量較高的表層土壤減少，直接降低了整個土層有機質的含量。而種植樟樹、柏樹等喬木的基地有機質質量含量較低，主要是喬木施肥大多采用穴施，有機肥施用較少，因此整個基地土壤有機質平均質量含量較低，另一方面，也跟喬木的枯枝落葉較少，即回歸土壤的有機物質較少有關。

3.2.3 土壤養分 N、P、K是植物必需、且需求量最大的3種營養元素，土壤中這3種營養元素的質量含量和供給能力直接影響著植物的生長，因此，土壤中氮磷鉀的質量含量一直作為衡量土壤肥力高低的重要指標。

土壤氮素主要存在于土壤的有機質和土壤膠體復合體內，其對植物生長發育影響十分明顯，是限制植物生長和產量形成的首要因素。調查結果顯示，長沙市苗木基地土壤氮素總體水平不高，均在1.0 g/kg左右，屬于中下等水平，其中十里苗木基地土壤全N質量含量最高，平均達到1.65 g/kg，處于中上等水平，林業苗圃土壤的全N質量含量最低，平均僅0.43 g/kg，屬于較低水平，表現出明顯的缺氮。堿解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，各基地堿解N質量含量也處于較低水平，其中十里苗圃最高，為107.0 mg/kg，處于中上等水平，林業苗圃最低，僅為23.0 mg/kg，對取樣點統計，堿解N質量含量低于80 mg/kg的土壤占了68%，高于100mg/kg的僅占12%，這表明大部分土壤的供氮能力普遍較弱，所以在今后的施肥管理中，應當補充速效氮肥。

磷是植物體內許多重要有機化合物的組分，土壤磷的供應能力直接影響著作物的生長發育。由表4可知，林業苗圃基地的全P質量含量僅為0.25 g/kg，處于低等水平，這主要是喬木需磷較少，基地磷肥施入較少；而其他苗木基地全P質量含量在0.65～0.86 mg/kg之間，處在中等水平和和較高水平，其中以百果園苗圃基地最高，為0.86 g/kg。土壤有效磷直接反映土壤磷素的有效性，總而言之，長沙市苗木基地土壤有效P質量含量是較高的，除林業苗圃基地土壤有效P僅為2.5mg/kg外，其他基地均高于20mg/kg，處于高等水平，其中又以百果園最高，達到52.6mg/kg，主要是由于柑橘、葡萄、李子等的生長發育需磷量大，基地施用大量磷肥所致。顯然，長沙市苗木基地土壤供磷能力較強，但是同時也給該區域帶來了水體的富營養化和磷素污染的威脅，因此應當因地制宜，采取科學合理的預防措施。

由表4可知，長沙市苗木基地土壤全K質量含量在18.4～34.2 g/kg之間，處于高等水平；其原因有兩方面：一是該區域土壤本來的全K質量含量較高，二是栽種苗木，施用鉀肥量大，導致了各個基地土壤全K含量均較高。各苗木基地的速效K質量含量也在中等水平，表明土壤供K能力能夠滿足當前苗木生長的需要。而土壤緩效K作為土壤供鉀的潛力指標，對土壤供鉀能力的衡量有著重要的意義。從調查結果分析，長沙市苗木基地緩效K平均質量含量達到了442.7 mg/kg，最高的達到了664.5 mg/kg，最低的為194.8 mg/kg，達到了中等水平，其中柏加、十里等4個基地均超過400 mg/kg的高等水平標準。因此，可以說明目前各基地供K潛力相當高，不存在缺鉀風險，但考慮鉀肥資源緊缺及鉀肥價格價高等因素，可以適當的控制鉀肥用量，更應該采取合理的方法促進土壤緩效K的釋放來平衡苗木對鉀素的需求。

3.3 苗木基地土壤肥力綜合評價

研究采用Fuzzy綜合評價法，選取pH值、有機質、全N、全P、全K、堿解N、有效P、速效K、緩效K共9項指標為土壤肥力綜合評價的參考指標，計算出各基地的土壤肥力綜合指標值及所屬的等級見圖1。寧鄉十里苗木基地土壤肥力水平最高，綜合指標值為0.835，達到高等肥力水平；望城百果園、瀏陽柏加及長沙跳馬苗木基地土壤肥力綜合值分別為0.688、0.726、0.746，均屬于較高肥力水平；瀏陽湘牌和鎮頭苗木基地土壤肥力綜合指標值分別為0.576、0.512，為中等水平；而林業苗木基地土壤肥力綜合指標值為0.274，屬于較低水平。總而言之，長沙市苗木基地土壤肥力水平均處于中等及以上水平，基本上能滿足目前的苗木栽培要求。

圖1 各苗木基地土壤肥力綜合指標值

4 結論與討論

科學地調查和評價苗圃土壤肥力水平，是苗圃選址、施肥和土壤改良的重要依據[11]。隨著生態環境不斷地被破壞和人們對居住環境的要求不斷提高的矛盾日趨加重，苗木產業的發展將會不斷壯大，所以對土壤苗木基地土壤肥力的研究是苗木產業持續發展的重要內容。

土壤肥力水平及其變換趨勢是衡量系統可持續性的重要指標[12]。由調查可知，長沙苗木基地的土壤趨于酸化，為了防治由酸化帶來的土壤質量下降，應當適量地施用石灰等堿性物質；各基地土壤有一定程度的板結，這主要是長期施用化肥所致。同時，由于缺少有機肥的施入，土壤中有機質含量較低，尤其是種草皮的基地有機質流失嚴重。因此，在今后的施肥管理中，要適當地調整肥料配施結構，多施有機肥，來維持和提高土壤有機質含量，也能起到改良土壤結構，改善土壤理化性狀的作用。

長沙市苗木基地土壤肥力綜合評價結果顯示，大部分基地土壤肥力處于較高的水平，能滿足苗木生產的需求；但是，從各種養分調查結果而言，養分呈現出一定程度的不平衡現象，有機質、氮素比較貧瘠，供氮能力較差，土壤供鉀能力及供鉀潛力都比較強；而磷素富集反而給該區域的水體環境安全帶來了一定的威脅，成了今后苗木栽培必須引起重視的問題之一。另外，不同的苗木類型的基地，土壤肥力水平也表現出較大的差異，尤其是喬木生產基地土壤肥力較低，由于土壤管理中缺乏足夠的重視，土壤質量退化趨勢非常明顯。所以，包括基地土壤結構改善、平衡施肥、針對不同苗木配方施肥等工作將是長沙市苗木今后生產過程中的重點。

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