江西省藍莓林地土壤限制因子分析

羅玉姣，肖青亮，牛德奎，李艷麗

（江西農業大學a.國土資源與環境學院；b. 江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045）

江西省藍莓林地土壤限制因子分析

羅玉姣a，肖青亮a，牛德奎a，李艷麗b

（江西農業大學a.國土資源與環境學院；b. 江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045）

為了解江西省藍莓林地土壤養分狀況，從而為藍莓平衡施肥提供技術指導，采用土壤養分狀況系統研究法（ASI）對江西省藍莓林土壤養分限制因子進行了診斷與分析，還就缺素對植株的影響情況進行了盆栽實驗。診斷結果表明：供試藍莓林地土壤中有機質的含量均較低，Ca、P、N、K、Mg元素嚴重缺乏，這些養分因子為其主要限制因子；Cu、B、Zn普遍缺乏，為其潛在的限制因子；而S、Mn、Fe元素的含量相對豐富。盆栽實驗結果表明：不施Ca、P、N、K的指示作物——高粱的產量則分別減少85.62%、40.51%、34.00%、33.86%。

藍莓林；土壤系統研究法；養分限制因子；江西省南昌市

藍莓Semen trigonellae又名越橘、藍漿果，為杜鵑花科越橘屬植物。藍莓原產于北美洲，是一種具有極高經濟價值的小漿果果樹。藍莓除了含有較高的糖、花青素和維生素C之外，還富含維生素E、維生素A、維生素B1及SOD，因此，藍莓被聯合國糧農組織列為人類五大健康食品之一[1-2]。有關科學研究結果表明，藍莓具有延緩神經衰老、防止心臟病發生、預防癌癥及明目等獨特功效[3-4]。因此，藍莓有“水果皇后”和“美瞳之果”等美譽。

土壤系統研究法于1988年引入我國并開始在合作項目中得以應用，現已在農林業生產中得到了一定的推廣與應用[5]，如有關油茶林[6]、筍用林[7]、菠菜[8]、冬小麥[9]等土壤養分系統研究便取得了一定的成就，但其在藍莓林的研究中尚未得到應用。

藍莓在生長過程中需要從土壤中吸收各種養分以保證其正常生長，土壤養分含量將直接影響藍莓生長過程中養分的正常供應，進而影響藍莓的產量和品質。因此，全面、準確地了解藍莓林地土壤養分狀況和限制因子及其吸附特性，是科學合理指導其養分管理的前提和關鍵。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與處理

土壤樣品采集于江西省南昌市新祺周江西思科農業發展有限公司的藍莓林地，該區屬中亞熱帶低山丘陵，土壤類型為第四紀紅色粘土母質發育的紅壤。土樣采集時間為2013年10月，選擇3個取樣區，隨機多點混合取樣，考慮到藍莓根系分布淺，根系不發達，主要吸收上層土壤養分，因此分別取0～20和20～40 cm的土樣，每層的土樣各約70 kg，經風干后過2 mm篩，取1.5 kg風干的土壤樣品用于化學分析及吸附實驗，其余用于盆栽實驗。

1.2 土壤常規分析和吸附實驗

將上述制備好的1.5 kg風干土樣送往中國農業科學院土壤肥料研究所土壤測試中心進行土壤養分的測定，測定與分析項目包括pH值、活性酸、活性Ca 和Mg及有效P、K、Cu、Fe、Zn、S和B。土壤對K、P、S、B、Zn、Cu和Mn的吸附測定均參照ASI方法進行，吸附結果作為盆栽實驗養分施用的依據。

1.3 盆栽實驗

盆栽實驗于2014年4～6月在江西農業大學林學院的溫室內進行，在土壤分析和吸附實驗的基礎上進行，采用高粱作為指示植物。實驗設OPT、－N、－P、－K、＋S、－B、－Cu、＋Fe、＋Mn、－Mo、－Zn、－Ca、－Mg、CK共14個處理，其中OPT為最佳處理，從OPT中加入（“＋”）或減去（“－”）某種元素，以此驗證其是否為最佳處理，CK為無肥對照處理，每個處理設 3 次重復[5]，各種養分的推薦加入量如表1。用底部穿孔的塑料杯裝入每杯300 mL的風干土樣，所需水分由過濾嘴的毛管作用供給。－N和CK處理，在高粱生長過程中需添加蒸餾水；其他處理則采用0.3 g/L的NH4NO3溶液供水。播種前首先將高粱種子在溫室培養箱中培養24 h，待種子發芽后播入1.5 cm 深的土壤中，每杯播10粒，待其全部出苗后定苗8棵。期間保證水分的供給，定植35天后收獲地上部分并烘干至恒重，同時對地下部分的根系進行清洗，烘干至恒重。以最佳處理OPT的生物量為 100，分別計算各處理地上和地下部分的相對產量。采用LSD檢驗法進行統計分析，并判斷分析藍莓林地土壤養分的限制因子[5]。

表 1 溫室盆栽實驗不同土層中各種養分的推薦用量?Table 1 Recommended levels of each nutrients at different soil layers in the greenhouse pot experiment

2 結果與分析

2.1 藍莓林地土壤養分含量的測定結果與分析評價

有關研究結果[10]表明，藍莓必須在有機質含量達3%、pH值在4.0～5.5的土壤條件下才能健康生長。不同土層的樣土中各種養分含量的測定結果見表2。表2表明，江西省南昌市藍莓林地土壤的pH值為4.05，顯強酸性，適宜藍莓的生長，但土壤中有機質的含量非常低，只有0.39%～0.69%，氨態氮、P、K、Ca、Mg的養分含量均遠低于養分虧缺臨界值，表明這些養分元素嚴重缺乏。土壤中的S、Fe、Mn元素含量均高于臨界值的3倍，表明這些養分元素含量豐富。Cu、Zn、B元素在0～20和20～40 cm深的土層中的含量均接近臨界值，但并沒有達到其臨界值的3倍，樣地中是否缺乏這些元素還需要通過盆栽實驗來進一步驗證。

總之，養分測定結果表明，實驗所在的藍莓林樣地土壤養分貧瘠，且各種養分水平不一，養分限制因子較多，因此，在藍莓經營管理過程中應注重林地的養分管理，做到平衡施肥，以提高藍莓的產量和品質。

2.2 江西省藍莓林地土壤的吸附固定特性

由于土壤具有復雜的物理、化學及生物學特性，當養分元素被加入土壤中時，土壤對其幾乎是同一程度地發生吸附固定作用的，這會直接影響肥料有效性的發揮。因此，為了確定向土壤中加入的營養元素的數量，以便能提供足夠有效的養分含量，我們就土壤對K、P、S、B、Cu、Mn和Zn這7種重要養分元素的吸附固定能力進行了吸附實驗，不同土層的樣土對各種養分元素的吸附曲線如圖1所示，其吸附特征曲線見表3。由于對S的提取量較高，故對其沒有制作吸附曲線。

表 2 不同土層的樣土中各種養分元素的測定結果Table 2 Determined result of each nutrient elements at different soil layers

圖 1 不同土層的樣土對 K、P、B 、Cu、Mn 和 Zn 的吸附曲線Fig. 1 Adsorption curves of soil samples at different soil layers to K, P, B, Cu, Mn and Zn

表 3 不同土層樣土的吸附特征曲線模擬方程Table 3 Simulation equations of adsorption characteristics of soil samples at different soil layers

由表3的吸附曲線可知，藍莓林地上下兩個土層的樣土對各種養分的吸附固定能力各不相同，并且上層土壤對養分的吸附固定能力相對較強，這可能與下層土壤質地更粘重有關。藍莓林地上下兩個土層土壤對不同養分的吸附固定能力也不同，土壤對P的吸附固定作用很強，而對K的吸附作用主要表現在加入量約小于40時，吸附固定能力很強，并且原始土樣中P、K元素含量均不豐富，處于虧缺狀態。但這僅僅是對土壤養分狀況分析的結果，具體每種元素對土壤養分狀況的影響程度，還需通過盆栽實驗加以驗證。

2.3 溫室盆栽實驗結果

根據上述土壤養分含量的測定結果和吸附實驗結果，確定最佳處理OPT的各種養分用量，如果土壤中某種元素的原始含量超過其臨界值3倍，則在最佳處理中就不加入該元素，如果原始土樣中某種元素含量不足，則參照土壤對其吸附固定能力將該元素調到最佳處理含量。按照上述方法設計溫室盆栽實驗方案，盆栽實驗進行35天后分別收獲指示物高粱的地上部分和地下部分，并將地上部分烘干稱重，地下部分則洗根烘干稱重。

2.3.1 地上部分

分別取0～20和20～40 cm土層的樣土進行溫室盆栽實驗，不同養分處理的地上部分生物量的測定結果及其LSD分析結果分別見表4與表5。

表 4 0～20 cm土層的樣土不同養分處理下地上部分的生物量及其LSD分析結果Table 4 Biomass of aboveground parts and LSD analysis result in different nutrient treatments of 0-20 cm soil layer

盆栽實驗結果表明，不同養分處理的生物量間存在極顯著差異，0～20 cm土層土壤的主要養分限制因子為N、P、K、Ca、B、Cu，其虧缺程度從大到小依次為Ca＞P＞N＞K＞Cu＞B，不施Ca、P、N、K、Cu、B這些元素則分別減產82.66 %、34.67%、34.09%、28.38%、20.12%、16.31%。實驗中不施Mo、Zn元素的，雖沒有明顯減產，但已表現出產量下降的趨勢，如果N、P、K、Ca、B、Cu這些元素得以補充，則Mo、Zn元素很可能會成為潛在的土壤養分限制因子。供試土壤中富含Fe、Mn，增施這些元素反而對高粱的生長不利，導致其嚴重減產，與OPT處理間的差異顯著水平已達到5%，這可能是由Fe、Mn元素含量過高而引起的植物中毒所致，因此，田間實驗中建議不施Fe、Mn。

表 5 20～40 cm土層的樣土不同養分處理下地上部分的生物量及其LSD分析結果Table 5 Biomass of aboveground parts and LSD analysis result in different nutrient treatments of 20-40 cm soil layer

20～40 cm土層土壤的養分限制因子有N、P、K、Ca、Cu，其虧缺程度從大到小依次為Ca＞P＞K＞N＞Cu，不施Ca、P、K、N、Cu這些元素則分別減產88.38%、45.92%、38.99%、33.97%、21.20%。而其Fe、Mn含量充足，若Fe、Mn過剩則會導致其減產。在兩個土層的樣土中不施入任何元素，則均明顯減產，對照的相對生物量分別只有15.36%和10.67%。

2.3.2 地下部分

考慮到藍莓為淺根系植物，分析養分對其地下部分生物量的影響具有相當重要的意義。不同土層樣土中不同養分處理的高粱地下部分生物量的測定結果見表6。由表6 可知，地下部分的生物量，一般以最佳處理的為最大，以不施鈣處理的地下生物量為最小，這與其地上部分生物量的測定結果是一致的。但也有一定的差別，比如說0～20 cm土層－N處理的地下部分生物量偏大，這可能與植物適應逆境的能力有關，根系發達可以保證其對養分的充分吸收。

表 6 不同土層土樣不同養分處理的地下部分生物量Table 6 Biomass of aboveground parts in different nutrient treatments of different soil layers g

綜上所述，Ca、P、N、K是江西省南昌市藍莓林地土壤養分的主要限制因子，其次為Cu、B。

參照土壤養分分析測定結果與盆栽實驗結果，我們可以發現，藍莓林地土壤養分含量的原始測定值與盆栽實驗結果基本一致，但是兩者的結果也有一定的差別，比如土壤養分分析測定結果顯示，0～20和20～40 cm土層土壤中都缺乏Mg，但是盆栽實驗結果剛好相反，這可能因為土壤養分受到土壤其他理化性質和氣候、環境等因素的影響，因此，單靠土壤養分分析測定結果來判定土壤養分狀況存在一定的局限性，所以必須繼續開展盆栽實驗加以驗證[11-14]。并且，由于盆栽實驗采用的指示作物高粱的生長條件與大田藍莓生長條件有很大的差異，故對土壤養分狀況還有待于田間實驗作進一步的研究。

3 結論與討論

土壤養分測定結果表明，江西省南昌市藍莓林地有機質含量極低，為0.39%～0.69%，嚴重影響了藍莓的正常生長，Ca、N、P、K、Mg元素嚴重缺乏，Cu、B、Zn普遍缺乏，因此，在施肥時建議增施Ca、N、P、K、Mg大中量元素肥料及Cu、B、Zn等微量元素肥料，只有均衡施加各種養分因子，才能對藍莓的生長發揮有效的作用。

不同土層土壤對各種養分元素的吸附能力不同。兩個土層的樣土對B、Cu、Mn、Zn的吸附固定能力均較小，而對P的吸附固定作用都很強，其對K的吸附作用主要表現在加入量約大于100時，吸附固定能力很強，并且20～40土層樣土的吸附固定量比0～20 cm土層的大。

盆栽實驗結果表明，藍莓林地土壤的主要限制因子是Ca、P、N、K，其次為Cu、B。施肥時應注意平衡施肥，合理適量補充植物生長過程中所需的養分元素，以免引起作物減產，而且過多施肥也會造成肥料的浪費。

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Analysis of nutrient limiting factors in blueberry forest soil of Jiangxi Province

LUO Yu-jiaoa, XIAO Qing-lianga, NIU De-kuia, LI Yan-lib
(a. College of Land Resources and Environmental Sciences; b. Key Laboratory of Forest Cultivation,Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China)

In order to fi nd out soil nutrient status of blueberry forest in Jiangxi Province, and to provide a technological guidance for balanced fertilization of blueberry, the nutrient limiting factors were diagnosed and analyzed by adopting the system diagnosis method of soil nutrient status, and effects of nutrient de fi ciency on plants were also researched by a pot experiment. The results showed that content of organic matter was lower in the tested blueberry forest soil, and Ca, P,N, K and Mg elements were severely de fi cient and were the main limiting factors. Cu, B and Zn elements were general lack, and they were the potential limiting factors. But S, Mn and Fe elements were relativity suf fi cient. The results of the pot experiment showed that yield would be reduced by 85.62%, 40.51%, 34.00%, 33.86% respectively, if Ca, P, N and K were not fertilized for sorghum.

blueberry forest; soil system diagnosis method; nutrient limiting factors; Jiangxi Province

S663.2

A

1003—8981(2015)02—0086—06

2014-11-24

國際植物營養研究所（IPNI）項目（Jiangxi-29）；南昌市科技局對外科技合作項目（2013-136）。

羅玉姣，碩士研究生。

牛德奎，教授，博士研究生導師。E-mail：ndk2157@sina.com

羅玉姣,肖青亮,牛德奎,等.江西省藍莓林地土壤限制因子分析[J].經濟林研究,2015,33(2):86－91.

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.02.015

http: //qks.csuft.edu.cn

[本文編校：伍敏濤]