云南昭通天麻不同產區土壤肥力特征與評價

田孟華，王家金，張公信，戴 堃，劉旭燕，張昌飛，田治蛟，余顯倫，劉大會*

(1. 昭通市天麻研究院，云南 昭通 657000；2. 云南省農業科學院 藥用植物研究所, 云南 昆明 650205；3. 昭通市天麻特產局，云南 昭通 657000)

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云南昭通天麻不同產區土壤肥力特征與評價

田孟華1，王家金2*，張公信1，戴 堃3，劉旭燕1，張昌飛1，田治蛟3，余顯倫1，劉大會2**

(1. 昭通市天麻研究院，云南 昭通 657000；2. 云南省農業科學院 藥用植物研究所, 云南 昆明 650205；3. 昭通市天麻特產局，云南 昭通 657000)

對云南昭通天麻不同產區進行土壤取樣，并針對土壤所在的地理信息、生長環境和土壤理化指標進行測定分析和評價。結果表明，彝良和鎮雄2個傳統產區的土壤全氮、堿解氮、有效磷和速效鈉含量都相對較高；新產區中的大關、永善與傳統產區土壤肥力特點較為相近，威信、鹽津2產地與傳統產區土壤肥力水平差異較大。相關性分析表明，有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鋅及速效鈉之間呈極顯著正相關，全鉀與其它土壤肥力分析指標呈負相關。對不同產區土壤肥力含量進行聚類分析，可分為4大類，彝良9個傳統產區與大關壽山鄉益株產區的土壤全氮、堿解氮、有機質極豐富，具有較高的土壤肥力相似性。昭通天麻產區以彝良為中心，為酸性黃壤，土壤中有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鋅和速效鈉是產區土壤肥力特征評價的主要因素，其中大關、永善2個產區可作為新區主要發展區域。

昭通天麻；不同產區；土壤肥力；評價

天麻為蘭科植物天麻(GastrodiaelataBl. )的干燥塊莖，具有息風止痙、平抑肝陽、祛風通絡的功效，為中國傳統名貴大宗藥材[1]。天麻異養型蘭科植物，沒有根和葉，其生長主要營養來源是消耗侵入的蜜環菌[2]。土壤是天麻生長發育的重要的環境生態條件，是天麻賴以生存的基質，天麻的生長發育需要土壤不斷地供給一定數量的水分、養料及微生物，三相(固相、液相和氣相)組成成分的變化直接影響天麻的生長繁殖[3-4]。現代研究表明，天麻除由蜜環菌獲得營養外，還可以直接從周圍的土壤中攝取營養物質，稱之為第二營養源[5]。鄭亞玉等研究發現土壤有機質含量、pH值與天麻素含量在野生或栽培樣本群內都具有顯著正相關[6]。天麻產區生態環境分析表明，土壤是影響天麻生長及品種質量的主要因素[7-8]。目前，關于天麻產區地理和土壤養分狀況評價主要集中在陜西、貴州、四川等地區，而對云南地區的報道較少。

昭通位于烏蒙山區，云南省東北部，地勢西南高、東北低，屬典型的山地構造地形，山高谷深，土壤以黃壤、紅壤、紫色土為主，具備種植優質天麻的地貌類型和土壤類型條件。昭通得天獨厚的自然條件，所產天麻質量優良，是中國人工種植天麻最早地區之一和全國天麻重要產地[9]。《中華道地藥材》記載：天麻主產于四川、云南、湖北、陜西、貴州等省，東北及華北亦產。現以四川、貴州、云南產為道地藥材[10]。為了進一步發展昭通天麻種植，規范天麻種植地的選擇和種植區劃，筆者采用模糊數學方法與主成分分析法相結合，對昭通的彝良縣、鎮雄縣2個天麻傳統產區和永善縣、威信縣、鹽津縣、大關縣4個新產區的地理概況和土壤養分進行調查分析和評價，旨在為昭通天麻的質量評價、GAP基地建設和生產區劃提供基礎信息。

1 材料與方法

1.1 采樣點及采樣數量

昭通天麻傳統產區為彝良、鎮雄2個縣，種植面積分別為2000和667 hm2左右；近年來永善、鹽津、威信、大關4個縣開始發展成為天麻新產區，種植面積各縣均不超過333.5 hm2。根據傳統產區和新產區天麻種植基地面積大小及土壤狀況，結合生產實際，采集了6個縣36個代表性產區的土壤樣品，具體見表1。

土壤樣品的采集考慮空間分布上的不均勻性，按照“隨機”、“等量”和“多點混合”原則進行“S”形布點采樣[11]，每個土樣設置5～8個采樣點，去除土表枯枝和樹葉，采集0～20 cm的表土，將各采樣點的土樣混合均勻，按“四分法”保留1 kg，自然風干后磨細，分別過20目、100目篩后保存待分析。

表1 昭通天麻不同產區土壤樣品采樣點的地理信息和生境概況

續表1 Continued table 1

編號No.縣區Counties產地Producingarea經度Longitude緯度Latitude海拔(m)Altitude土壤性質和類型Propertyandtypeofsoil落葉層(cm)Leafcover腐殖質層(cm)HumuscoverYHZ-2海子鎮中溝-2104°15'27°31'1698砂性黃棕壤22YHQ海子鎮清河104°17'27°34'1605砂性黃壤57YQH-1蕎山鄉猴街-1104°14'27°36'1931砂性黃壤1510YQH-2蕎山鄉猴街-2104°14'27°36'1930砂性黃壤1010ZMM鎮雄木卓鎮墨黑村104°47'27°44'1521砂性黃壤35ZSW-1杉樹鄉瓦橋村-1104°23'27°37'1590砂性黃壤25ZSW-2杉樹鄉瓦橋村-2104°26'27°40'1691砂性黃壤25ZWS碗廠鎮上廠村104°26'27°40'1582砂性黃壤35ZMS芒部鎮三滴水村104°49'27°38'1470砂性黃壤310YLL永善蓮峰鎮六井村103°08'27°54'2163砂性黃壤25YMS馬楠鄉石灰窯103°36'28°02'2384砂性黃壤24YSZ水竹鄉中梁子103°42'27°56'1950砂性黃壤17YNL鹽津牛寨鄉龍茶104°24'28°09'918砂性黃壤24YLX落雁鄉陸溪溝104°16'28°11'1074砂性黃壤12WZX威信扎西鎮小壩105°03'27°52'1291砂性黃壤23WLB林鳳鎮斑鳩104°54'27°49'1513砂性黃壤35DSY大關壽山鄉益珠103°50'27°55'1667砂性黃壤510

1.2 測定項目及方法

土壤pH值采用電位法，土壤有機質采用外加熱重鉻酸鉀容量法，土壤全氮采用凱氏定氮法，土壤全磷、全鉀采用氫氧化鈉熔融后鉬銻抗比色法和火焰光度法，土壤堿解氮采用堿解擴散法，土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，土壤速效鉀、速效鈉采用乙酸銨浸提-火焰光度法，土壤交換性鈣、鎂采用乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法，有效態錳、鋅、鐵、銅的測定采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法[12]。

1.3 數據分析方法

試驗數據均采用Excel 2010、SPSS 19.1進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 昭通天麻不同產區的生境概況

昭通天麻主要產區的地理分布和地理信息、生境概況見表1。昭通天麻產區是以彝良縣為中心，沿北緯27°31′～28°11′，東經103°08′～105°03′地理位置分布；海拔范圍918～2384 m，其中永善產區海拔最高，鹽津產區海拔最低，多數在1400～2000 m；土壤類型以砂性黃壤為主，少量砂性黃棕壤，沒有粘性土壤；高海拔區域多為陽面種植，中海拔區域多為半陰半陽面種植，低海拔區域多為陰面種植，坡度在15°～60°，其中一半以上坡度在30°左右；腐殖質層厚度1～20 cm，以5～15 cm腐殖質厚度居多，占總數60 %以上；枯枝落葉厚度1～20 cm。

2.2 昭通天麻不同產區土壤肥力特征

2.2.1 土壤pH值和有機質 土壤pH值和有機質是植物生長的基礎條件，直接影響養分元素的存在形態和植物有效利用，是土壤化學性質的一個綜合反映[13]。昭通天麻主要種植區土壤pH值在4.00～4.74，平均pH值為4.31，整體差異較小，具有較好的代表性和普遍性。天麻一般生長于微酸環境，pH值為5.0～6.0，蜜環菌最適生長于pH值 5.0～5.5，抑制生長的pH值 <2.9或pH值 >7.4[14]。朱光新對昭通地區土壤pH值測定和分區結果表明，彝良、大關等地大部分土壤pH值 <5.0，低于其它天麻產區，彝良天麻品質最優，這可能與較低的土壤酸度長期影響微生物菌群和溶解的礦物離子有密切的關系[15]。

有機質含量最低和最高均在彝良產區，分別為30.20和138.30 g/kg。就變異系數來看，彝良變異最大，為34.90 %，其它產區較小，能較好的代表當地有機質整體水平。根據全國第二次土壤普查養分分級標準，所有產區有機質均處于豐富和極豐富水平，其中大關縣、永善縣、彝良縣和鎮雄縣有機質平均含量極豐富，植被茂盛，地表覆蓋物厚，氣候寒冷濕潤，有利于天麻的生長。

表2 昭通天麻不同產區的土壤理化性狀

2.2.2 土壤大量養分 表2顯示，彝良縣全氮含量1.37～5.59 g/kg，平均值3.23 g/kg，堿解氮含量99.40～651.30 mg/kg，平均值352.80 mg/kg，變異較大；鎮雄縣全氮含量1.77～3.40 g/kg，平均值2.63 g/kg，堿解氮含量120.20～244.80 mg/kg，平均值185.16 mg/kg，變異較小；永善縣全氮含量2.73～3.91 g/kg，平均值3.18 g/kg，堿解氮含量197.30～253.70 mg/kg，平均值217.10 mg/kg，變異較小；威信縣全氮含量平均值2.30 g/kg，堿解氮含量平均值146.85 mg/kg；鹽津縣全氮含量平均值1.56 g/kg，堿解氮含量平均值99.40 mg/kg；大關縣樣品全氮含量4.73 g/kg，堿解氮含量550.40 mg/kg。全氮和堿解氮含量平均水平以大關縣、彝良縣較高，永善縣、鎮雄縣居中，威信縣、鹽津縣較低。

彝良縣全磷含量0.33～1.71 g/kg，平均值0.82 g/kg，有效磷含量4.30～16.40 mg/kg，平均值9.12 mg/kg，變異較大；鎮雄縣全磷含量0.40～1.23 g/kg，平均值0.68 g/kg，有效磷含量4.60～15.70 mg/kg，平均值8.34 mg/kg，變異較大；永善縣全磷含量0.81～1.22 g/kg，平均值0.95 g/kg，有效磷含量5.30～7.70 mg/kg，平均值6.23 mg/kg，變異較小；威信縣樣品全磷含量平均值0.90 g/kg，有效磷含量平均值12.70 mg/kg；鹽津縣樣品全磷含量平均值0.35 g/kg，有效磷含量平均值4.10 mg/kg；大關縣樣品全磷含量0.78 g/kg，有效磷含量13.20 mg/kg。從各縣整體平均水平來看，永善、威信、彝良和大關的全磷較高，鎮雄居中，鹽津最低，平均含量最高的永善是鹽津的2.7倍；有效磷的平均含量以大關最高，威信、彝良和鎮雄較高，永善居中，鹽津最低。

彝良縣全鉀含量3.50～19.70 g/kg，平均值9.36 g/kg，速效鉀含量48.00～247.00 mg/kg，平均值104.35 mg/kg，變異較大；鎮雄縣全鉀含量9.80～24.00 g/kg，平均值17.60 g/kg，速效鉀含量38.00～82.00 mg/kg，平均值63.60 mg/kg，全鉀含量較高，變異較小；永善縣全鉀含量4.80～27.20 g/kg，平均值13.10 g/kg，速效鉀含量57.00～148.00 mg/kg，平均值96.33 mg/kg，變異較大；威信縣樣品全鉀含量平均值28.80 g/kg，速效鉀含量平均值100.50 mg/kg；鹽津縣樣品全鉀含量平均值12.90 g/kg，速效鉀含量平均值42.50 mg/kg；大關縣樣品全鉀11.00 g/kg和速效鉀237.00 mg/kg。全鉀和速效鉀整體未呈對應關系，大關縣和彝良縣全鉀較低，但速效鉀含量較高，鎮雄縣全鉀較高，速效鉀相對較低，這可能與土壤酸度和土壤類型等因素差異有關。

交換性鈣、鎂含量調查結果表明，各縣交換性鈣含量83.86～413.23 mg/kg，彝良縣和永善縣整體變異較大，彝良、永善、威信和大關4縣交換性鈣含量較高，鹽津縣最低；交換性鎂含量18.66～22.96 mg/kg，整體變異較小，平均值由低到高依次為大關縣>永善縣>彝良縣>威信縣>鎮雄縣>鹽津縣。

根據全國第二次土壤普查養分分級標準，昭通天麻產區的全氮、全磷、堿解氮含量為豐富和極豐富，全鉀為適量水平，有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂大部分處于適量和缺乏。大關縣和彝良縣的大量養分含量特點極為相似，永善縣和鎮雄縣也具有相似的養分特點，威信縣無明顯相似性，鹽津縣與其它5個產區差異較大。

2.2.3 土壤微量養分 對土壤樣本中的有效鐵、錳、鋅、銅、鈉進行含量分析，有效鐵含量在71.22～173.88 mg/kg，整體變異較小，平均值由低到高依次為鎮雄縣>鹽津縣>永善縣>大關縣>彝良縣>威信縣。有效錳、銅、鈉整體變異均較大，其中，彝良縣的有效錳和有效銅變異系數最大，分別為77.97 %和95.77 %；永善縣的有效鈉變異最大，變異系數為115.58 %。各縣有效鋅含量0.69～6.55 mg/kg，整體變異較小，其中大關縣有效鋅含量最高，彝良縣和鎮雄縣居中，威信縣和鹽津縣較低，永善縣最低。

2.3 土壤養分間相關性分析

對36份土壤樣品的15個肥力指標進行相關性分析，有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、有效銅、有效鋅互成極顯著正相關，速效鈉與有機質和有效鋅呈顯著或極顯著正相關。速效鉀與pH值、交換性鈣、交換性鎂、速效錳、有效銅、有效鋅呈顯著或極顯著正相關。有效鐵與pH值、全氮、全磷、堿解氮、速效鉀呈顯著或極顯著負相關。

2.4 昭通天麻不同產區土壤養分組間聚類分析

以歐氏距離平方作為衡量土壤養分狀況，采用組間連接法對36份土壤樣品聚類分析(圖1)。當閾值為10時，36份土壤樣品被聚為4類，其中ZMM、ZSW-1、ZSW-2、ZWS、ZMS、YXS、YZC、YZM-1、YZM-2、YLT-1、YLD、YXD-2、YHZ-1、YQH-1、YNL、YLX、YSZ和WZX共18個樣品被分為Ⅰ類，占總樣品數的50.00 %，表現為有機質、全氮、堿解氮、速效鉀、交換性鈣和交換性鎂整體處于中等偏低。當閾值為5時，Ⅰ類又被聚為ZMM、ZSW-1、ZWS、ZMS、YSZ、WZX、YNL、YLX、YXS、YZC和YZM-1第一小類，其特征為有機質、全氮、堿解氮、速效鉀、交換性鈣和交換性鎂含量整體偏低，有效鐵含量在所有樣品中較高；ZSW-2、YZM-2、YLT-1、YLD、YXD-2、YQH-1為第二小類，該類堿解氮含量整體居于中等，明顯高于第一小類；YLG、YXJ-1、YXD-1、YHZ-2、YHQ、WLB、YLL和YMS等8個樣品被分為Ⅱ類，占樣品總數的22.22 %，該類pH值值、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂含量較高，堿解氮含量處于中等水平；YZM-3、YLT-2、YLB、YXL、YXG、YXJ-2、YXD-3、YQH-2和DSY等9個樣品被分為Ⅲ類，占總樣品數的25.00 %，該類堿解氮、全氮和有機質含量較高，有效鐵含量偏低； YLS被單獨聚為IV類，占總樣品數的2.8 %，該類在被檢測的15項指標中除有效鐵相對其它各產地較低，全鉀、速效鈉居中，其它13項指標均較高。

表3 各理化指標相關系數矩陣

注：*表示在P<0.05水平顯著相關；**表示在P<0.01水平極顯著相關。

Notes:*meant significant difference atP<0.05 level, ** meant significant difference atP<0.01 level.

圖1 天麻產區土壤養分聚類圖Fig.1 Clustering map about soil nutrient of G. elata Bl. producing area

3 討 論

由于品種不同，天麻種植生態條件差異較大，品質和產量差異也較大。北京郊區天麻種植產地海拔52 m，遼寧恒仁、吉林撫松、陜西勉縣等地天麻種植海拔多在1000 m以下[3]。昭通天麻主要在陰冷潮濕，全年多雨，相對濕度70 %以上，海拔1400～2400 m，坡度5°～30°，以黃砂壤為主，表層腐殖質豐厚的竹林、灌木林和人工林中仿野生種植。根據張光明、王興文等研究[16-18]，昭通天麻中天麻素含量明顯高于《中國藥典》2010版規定的0.2 %標準；Zn、Fe、Mn、Mo、Sr、Se 微量元素較其它地區高，B和重金屬含量相對較低；天麻多糖含量相對較高。與其它產區的天麻有如此大的差異，可能是天麻品種不同，更重要的是昭通市具有獨特的烏天麻種植自然氣候和土壤環境。

文章對彝良、鎮雄、永善、大關、威信、鹽津6個縣種植產地土壤進行采樣，分析、比較各產地土壤養分及元素含量特點。對36個產區的15項理化指標測定和數據統計分析，明確了昭通天麻生長于相對較強的酸性土壤環境，有機質、全氮、堿解氮、有效磷和速效鈉含量在傳統產區彝良縣、鎮雄縣和大關縣壽山鄉益珠產區中整體處于較高水平。永善縣產區中的有機質、全氮、堿解氮、全磷、交換性鈣、交換性鎂含量相對較高，有效鋅含量最低。威信縣產區的全磷、有效磷、全鉀、速效鉀和交換性鈣含量相對較高，其余指標相對較低。鹽津縣產區除pH值、全鉀、有效鐵外，其它含量均相對較低。

土壤養分中有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鋅及速效鈉互呈極顯著正相關；全鉀與其它分析指標均呈負相關或非顯著性相關。昭通天麻新老產地交叉聚類，大關縣壽山鄉益珠與彝良縣鐘鳴鄉麻窩等8個彝良縣老產區聚為第Ⅲ類，該類土壤堿解氮、全氮和有機質含量較高，有效鐵含量偏低；彝良縣龍安鄉山娃坳單獨聚為第IV類，該類除有效鐵相對其它各產地較低和全鉀、速效鈉接近中等水平外，其它13項指標均較高。第Ⅲ、第IV類中的9個彝良縣產區為傳統昭通天麻主產區，表明大關縣壽山鄉益珠產區的土壤養分特點和9個傳統產區具有較高的相似性，可作為新區拓展規劃區域。

研究認為有機質、全氮、堿解氮、有效磷、有效鋅、速效鈉和全鉀是評價產區土壤養分的主要因素。為了更加準確的評價天麻生態適宜性，合理選擇天麻新產區，還需對新產區的天麻進行品質檢測與綜合評價，以期為天麻的種植和制定天麻生產區劃提供更加詳細的信息與科學依據。

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(責任編輯 王家銀)

Characteristics and Evaluation on Soil Fertility ofGastrodiaelataBl. for Different Production Regions in Zhaotong

TIAN Meng-hua1, WANG Jia-jin2*, ZHANG Gong-xin1, DAI Kun3, LIU Xu-yan1,ZHANG Chang-fei1, TIAN Zhi-jiao3, YU Xian-lun1, LIU Da-hui2**

(1. Zhaotong Tianma Research Institute, Yunnan Zhongtong 657000, China; 2. Institute of Medicinal Plants,Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Kunming 650205, China; 3. Zhongtong Tianma Specialty Bureau, Yunnan Zhongtong 657000, China)

Soil samples were collected from the differentgastrodiaelataBl. producing areas in Zhaotong,Yunnan province. The related indexes as soil geographic information, growth environment, physical and chemical properties were analyzed and evaluated. The results indicated that the content of total N, alkali-hydrolyzale N, available P and effective Na in samples collected from Yiliang and Zhenxiong two traditional producing areas was relatively higher. The soil fertility characteristics of Daguan, Yongshang were relatively similar to that of the traditional in production areas. However, the soil fertility characteristics in Weixin and Yanjin were totally different from traditional areas. Correlation analysis showed that the organic matter, total N, alkali-hydrolyzale N, available Zn, available P and effective Na had high significant positive correlation. Total K had negative correlation with other analysis indexes. Clustering analysis was carried out on the different region soil fertility levels and they were classified into 4 major categoriesthe. Total N, alkali-hydrolyzale N, organic matter in soil was extremely rich in the nine Yiliang traditional regions and the Daguan Yizhu producing area; the soil fertility of the above regions had the high similarities. Yiliang was the center region of ZhaotonggastrodiaelataBl. Producing areas. The soil presented the acid and yellow sand type; soil organic matter, total N, alkali-hydrolyzale N, available P, available Zn and effective Na were the main factors for production areas soil fertility evaluation, so Daguan and Yongshan could be as the new main production areas.

ZhongtongGastrodiaeelataBl.; Different producing area; Soil fertility; Evaluation

1001-4829(2016)11-2653-07

10.16213/j.cnki.scjas.2016.11.026

2015-02-09

國家科技支撐計劃(2013BAK13B04);云南省科技計劃重點項目(2012CG022);云南省科技創新人才計劃(2014HB040)

田孟華(1984-)，男，碩士，工程師，云南楚雄人，主要從事天麻的質量評價與栽培研究；*為共同第一作者，E-mail:2354665275@qq.com,**為通訊作者， E-mail：juhuacha2007@sohu.com。

S567.23

A