重慶市多穗柯生長區土壤有機質含量和養分含量的差異分析

朱嘉磊， 袁金鳳， 牛亞潔， 劉忠華， 沈應柏

(1.北京林業大學 林學院， 北京 10083; 2.北京林業大學 生物科學與技術學院, 北京 100083)

重慶市多穗柯生長區土壤有機質含量和養分含量的差異分析

朱嘉磊1， 袁金鳳2， 牛亞潔2， 劉忠華2， 沈應柏2

(1.北京林業大學 林學院， 北京 10083; 2.北京林業大學 生物科學與技術學院, 北京 100083)

摘要：[目的] 研究多穗柯在重慶市生長環境的土壤養分和有機質含量的差異，為該區野生甜茶的資源管理提供參考。 [方法] 采集多穗柯生長區土壤樣品，對土壤樣品化學性質進行測定。 [結果] (1) 經過不同地區土壤剖面有機質含量比較，重慶市奉節龍池鄉華吉村多穗柯生長區土壤表層有機質在各個地區含量最多，為3.95 g/kg，并對多穗柯茶生長區土壤化學性質具有很大的影響。 (2) 各個地區多穗柯生長區土壤剖面化學性質存在顯著性差異，尤其是土壤全N含量在土壤表層和深層存在及其顯著性差異。 (3) 土壤全N含量在重慶梁平龍勝鄉龍勝村樣地表層出現最大值，達到了0.94 g/kg;土壤速效鉀含量也是在重慶市梁平龍勝鄉龍勝村樣地表層出現最大值，達到了115 mg/kg；土壤速效磷含量在重慶北碚東陽鎮艾路村樣地出現最大值，為4.7 g/kg。 [結論] 依據多穗柯甜茶生長區土壤肥力狀況差異，結合樣地實際情況分析表明，重慶市梁平龍勝鄉龍勝村地區的土壤肥力水平在各個調查樣地是最優的。

關鍵詞：多穗柯甜茶; 土壤肥力; 顯著性差異

多穗柯(Lithocarpuspolystachyu)，別名甜茶(通稱)、甜葉子樹(云南)、胖稠(廣東)、甜味菜、大葉稠子、甘茶(貴州)、多穗石柯等，系殼斗科石柯屬常綠喬木[1-2]。多穗柯甜茶為多穗柯的葉經加工而成的代茶飲料和保健食品，民間常采集多穗柯的嫩葉食用，其茶甘甜清爽，香氣濃郁，色澤鮮艷，回味持久，風味獨特，據稱有生津止渴消除疲勞之功效[3]。該植物萌發力強,每年春、秋可摘兩次嫩葉,摘去嫩葉后又從葉腋中生長出新枝條,即使是砍伐整個植株,又能從根部萌發出多數新的植株,此特性為利用提供了資源保證[4]。以野生狀態分布于我國長江以南各省區海拔500～2 500 m以上的低山密林中，尤以江西、廣西、湖南、安徽等省資源豐富，廣東、云南、四川、福建等省次之。印度、泰國也有分布[5]。古代清水巖志載[6]：巖上出有甜茶，茶樹似灌木，采以嫩芽而制之，沖泡后，味道甚甜，故稱甜茶，一杯只用一二葉，太多過濁，可清暑解渴。前人對甜茶的研究主要集中在對于甜茶的成分物質研究，即集中在多穗柯成分——黃酮的研究。例如韋寶偉[7]研究多穗柯總黃酮的降糖作用，但是對于甜茶在某個地區的資源分布以及甜茶生長環境因子——土壤養分和有機質含量研究比較少。本研究主要對多穗柯在重慶市地區的資源分布情況和生長環境因子土壤的養分含量進行分析，由于土壤N，P，K是林木生長關鍵的養分和土壤生產力的主要指標[8]，且與有機質含量具有重要關系，研究結果也可為當地野生甜茶的資源管理提供參考，為開發重慶地區多穗柯資源奠定基礎。

1研究區概況與方法

1.1　研究區自然概況

重慶市地處青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶,地跨105°17′—110°11′E與28°10′—32°13′N,全市海拔75～2 797 m,國土面積82 300 km2,山地占75.8%,丘陵占18.2%,臺地占3.6%,平原占2.4%。土壤為酸性黃壤[9]。重慶屬北半球副熱帶內陸地區,年平均氣溫為18 ℃;1月份氣溫最低,月均值為7 ℃,最低極限氣溫為-3.8 ℃;7—8月氣溫最高,多在27～38 ℃,最高極限氣溫可達43.8 ℃;雨季集中在夏秋,年降雨量為1 000～1 100 mm,尤以夜雨為多；秋末至春初多霧,年均霧日68 d.地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林,主要由栲屬(Castanopsis)、青岡櫟屬(Cyclobalanopsis)、櫟屬(Quercus)、木蘭屬(Magnolia)等樹種構成[10]。當地植被主要有：馬尾松、白背葉、野漆樹、鹽膚木、楤木、杜鵑花、柃木、黃檀、懸鉤子、求米草、五節芒、珍珠菜、烏毛蕨、澤蘭、三脈紫菀等。

1.2　樣地調查與選設

2013年7—8月在根據前人多穗柯樣本采集的資料記載，結合當地的路線圖，對重慶市具有多穗柯甜茶分布的區縣進行了踏查和實施多穗柯資源調查，并且在調查時候根據多穗柯所處的坡位進行標準樣地調查、挖掘標準剖面、采集標準土樣等工作。調查以樣方調查為主，樣方面積為10 m×10 m，在每個樣地內進行每木檢尺，同時記載樣地海拔、坡向、坡度等環境因子；灌木樣方面積為2 m×2 m，共取5個，在大樣方每個角及中間取；草本樣方面積設1 m×1 m，在每個灌木樣方4個角取，按常規記載灌木和草本的種類、高度、數量和蓋度等。植被相關信息詳見表1。

表1　部分區縣森林土壤調查樣地自然概況

1.3　土樣采集與測定

在對多穗柯資源調查的同時，分別在樣地內挖掘3個土壤剖面，進行土壤樣品采集。由于土壤流失等多發生在表層土壤，故分別采集0—20 cm,20—40 cm,40—60 cm土壤樣品，總計24個剖面72個樣品。各采集地均為自然狀態植被，受到人為活動干擾或者人為干擾影響比較少。土樣測定前，根據常規方法處理土樣在實驗室自然風干以后，進行磨細、過不同孔徑篩子等工作。有機質測定是采用硫酸—重鉻酸鉀濕熱法；土壤全氮含量用KDY-9830凱氏定氮儀測定；土壤有效磷含量采用鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀含量采用火焰光度計法測定。所有土壤樣品的測定方法是采用國家林業行業標準《森林土壤分析方法》[11]，每個樣品做3個重復，取平均值。

1.4　數據處理

數據處理與圖表繪制在Excel軟件中完成，采用SPSS 16.0進行單因素方差分析，各土壤養分、有機質的差異以及進行不同剖面不同深度的多重比較檢驗。

2結果與分析

2.1　不同剖面土壤有機質含量差異

土壤有機質的含量只占土壤總量的很少比例，但它對土壤形成、土壤肥力、環境保護及農林業可持續發展等方面都有著極其重要作用的意義。研究表明(表2)，這些剖面所處在的地區有機質含量非常少，都低于4 g/kg，該數據值與戴萬宏[12]等提出的我國西南地區森林土壤有機質算術平均值含量53.6 g/kg(7.4~184.7 g/kg)數據相比偏低，結合多穗柯生長情況來說明，其可能的原因是多穗柯處于生長階段，不存在或者很少產生凋落物的情況，導致有機質含量偏低。此外，重慶實奉節龍池鄉華吉村多穗柯甜茶生長環境土壤表層有機質在各個地區是最多的，為3.95 g/kg。通過表2可以發現，剖面1，2，4在土壤表層土壤有機質含量差異及其顯著，但是在深層顯著不強。

2.2　不同剖面土壤全N含量變化

土壤的全氮含量是衡量土壤氮素供應的指標之一，其大小主要決定于土壤有機質的作用時間和強度[13]。由表3可以看出，土壤全氮含量在剖面3表層最大，剖面5在40—60 cm處出現最小值，土壤全氮含量在該地區平均值是0.7 g/kg。隨著土壤深度的增加，土壤全氮含量逐漸出現降低的趨勢，這與祝滔[14]在西南地區研究的結論是相接近的。除剖面1，2，6，9以外，剖面不同深度的土壤全N含量存在差異，但是在土壤0—20 cm和20—40 cm層不存在明顯差異。

表2　研究區不同剖面土壤有機質含量差異

注：不同小寫字母表示差異顯著。下同。

表3　研究區不同剖面土壤全N含量變化

2.3　不同剖面土壤速效K含量變化

速效養分的高低能夠判斷出近期土壤營養的供應情況，與作物生長及產量有一定的相關性[15-16]。土壤速效鉀也屬于速效養分的組成之一。從表4可以看出,土壤速效鉀在剖面3出現最大值。在剖面4的40—60 cm出現最低值。鉀的含量在各個剖面當中都比較低，這主要是因為西南地區雨水比較多，加上土壤質地比較輕、通透性比較好，土壤中速效鉀易被淋洗而流失掉。剖面7不同深度的土壤速效鉀不存在顯著性差異，可能的原因是由于剖面7所對應甜茶正處于生長階段，沒有明顯的枯落物養分歸還土壤現象，間接導致土壤深度與速效鉀沒有直接關系。

表4　研究區不同剖面土壤速效K含量變化

2.4　不同剖面土壤速效P含量變化

磷是植物生長發育必需的三大營養元素之一，以多種方式參與植物體內的代謝過程[17]。我國大部分地區土壤供磷不足，不僅影響著作物產量，而且降低農產品品質[18-19]。土壤有效磷含量才是衡量土壤磷素供應狀況的較好指標,其在土壤肥力診斷與施肥方面具有較重要的意義[13]。表5顯示，土壤速效P含量在剖面5表層出現最大值，在剖面1的40—60 cm出現最低值，通過顯著性分析說明各個剖面土壤深度和速效磷顯著性不是很明顯，主要是對于南方的土壤，磷的利用率極低，而且磷在土壤中易被固定而很難被植物利用。所以在土壤不同深度速效磷含量差別不大，土壤整體速效磷含量偏低。結合表5可以看出，速效磷含量在各個剖面都不超過5 mg/kg，所以建議進行多穗柯甜茶資源管理時候應該重點注意磷肥的施用。

表5　研究區不同剖面土壤有效P含量變化

3討 論

土壤養分含量與土壤物理性質有著密切的關系，主要表現在積累和分解上[20]。有機質是土壤的重要組成部分，在植物養分的供給、土壤物理性質的改善、防止土壤侵蝕、實現土壤及人類社會的可持續發展等方面具有重要的意義[21-22]。結合前面有機質在不同剖面的含量分布，本研究發現有機質相對多的剖面，土壤的N，P，K含量相應的多，這與前人的研究是一致的[12,23-24]。這主要是因為土壤有機質作為植物營養的主要來源，在協調植物生長方面提供了主要的營養元素，包括土壤N，P，K等營養元素，而土壤氮磷鉀作為植物生長的主要營養元素，是土壤化學性質和土壤肥力主要的載體。此外，研究表明在林分發育過程中隨著森林郁閉度、光照、凋落物的變化,土壤有機質也處于變化之中。胡慧蓉等[24]發現,林地土壤有機質含量的變化隨杉木年齡的增加而逐漸升高.這主要是種植杉木林后增加了土壤歸還物,而森林郁閉又使林下處于溫涼潮濕狀態,減緩了枯落物的分解速率,有利于有機質的積累。而本研究的多穗柯由于處于生長期，不存在較大林齡的多穗柯林區，所有有機質含量差別不是很大且都偏低。

土壤各個層次表現了土壤化學性質的空間性，各個地區多穗柯生長區土壤化學性質存在顯著性差異，尤其是土壤化學性質在土壤表層和深層存在顯著性差異。由于剖面所處的不同地區代表的森林群落類型、密度、物種多樣性、枯枝落葉層的發育以及林內小氣候等因素,不同森林群落林下土壤化學學性質存在很大的差異[9,25-26]。通過對不同剖面的相同深度有關化學性質相關性分析(表2—4)，結合采集土壤樣品地區的化學性質分析，經過綜合比較，重慶地區多穗柯甜茶最適應生長環境是重慶市梁平縣龍勝鄉龍勝村。本研究認為是由于各個剖面所處地區生態環境條件不同而導致的，生態環境條件影響多穗柯生長環境，包括土壤化學性質等因素。在人為管理方面，對多穗柯甜茶人為經營管理措施應該更加精細，建議使用一定量的磷肥或者將林木殘體進行粉碎，覆蓋在甜茶植株周圍，使得這些養分逐漸歸還到土壤里面，為甜茶后期生長供應養分，便于提高地區多穗柯甜茶的產量，從而提高甜茶的經濟效益。

4結 論

通過不同地區土壤剖面化學性質數據比較，得出重慶奉節龍池鄉華吉村多穗柯甜茶生長環境土壤表層有機質在各個地區是最多的(3.95 g/kg)，對多穗柯甜茶生長環境土壤養分含量具有很大的影響；各個地區多穗柯甜茶生長區土壤化學性質存在顯著性差異，尤其是土壤全氮含量在土壤表層和深層存在及其顯著性差異；多穗柯甜茶生長環境土壤化學養分含量與各個剖面不同深度具有顯著性差異；土壤全N含量在重慶梁平龍勝鄉龍勝村樣地表層出現最大值，達到了0.94 g/kg;土壤速效K含量也是在重慶梁平龍勝鄉龍勝村樣地表層出現最大值，達到了115 mg/kg；土壤速效P含量在重慶市北碚區東陽鎮艾路村樣地出現最大值，為4.7 g/kg；依據多穗柯甜茶生長環境土壤肥力狀況差異，結合樣地實際情況，對各個數據進行綜合比較，認為重慶市梁平縣龍勝鄉龍勝村地區的土壤肥力在調查樣地是最優的。

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Analysis on Content Differences of Soil Organic Matter and Nutrients in Growth Zone ofLithocarpusPolystachyusin Chongqing City

ZHU Jialei1, YUAN Jinfeng2, NIU Yajie2, LIU Zhonghua2, SHEN Yingbai2

(1.CollegeofForestry,BeijingForestryUniversity,Beijing100083，China; 2.CollegeofBiologicalSciencesandTechnology,BeijingForestryUniversity,Beijing100083，China)

Abstract：[Objective] The contents of soil organic matter(SOM) and nutrients in the growth zones of Lithocarpus polystachyus in Chongqing City were investigated in order to guide the soil nutrition management for sugar-beet plantation. [Methods] Soil samples in the growth fields of Lithocarpus polystachyus were sampled and the soil nutrients were assayed. [Results] (1) Growth zone of Huaji County was observed with the biggest SOM content of 3.95 g/kg. (2) Significant differences in soil nutrients in growth zones of Lithocarpus polystachyus were found and soil total nitrogen content between top layer and deep horizons was significant different. (3) Both soil total nitrogen and available potassium had its maximum contents at Longsheng County, with the values of 0.94 g/kg and 115 mg/kg, respectively. Zone with the maximum soil available phosphorus appeared at Ailu County, had the content of 4.7 mg/kg. [Conclusion] Soil fertility in Longsheng County zone is as best as Lithocarpus polystachyus grow in the investigated zones of Chongqing City.

Keywords:Lithocarpus polystachyus; soil fertility; significant difference

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)06-0036-05

中圖分類號：S714.3

通信作者：劉忠華(1969—),男(漢族),北京市人,博士,副教授，主要從事植物資源學方面的研究。E-mail:liuzh6@bjfu.edu.cn。

收稿日期：2014-09-25修回日期：2014-10-23

資助項目：國家林業公益性行業專項“珍貴林藥多穗柯資源培育及開發利用研究”(201204612)

第一作者：朱嘉磊(1989—),男(漢族),江西省蓮花縣人，碩士研究生，研究方向為植物營養學。E-mail:zhujialei99@163.com。