管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤養分調查研究①

閔 炬，董剛強，謝文明，李奕林，紀榮婷,3，施衛明*

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管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤養分調查研究①

閔 炬1，董剛強2，謝文明1，李奕林1，紀榮婷1,3，施衛明1*

(1土壤與農業可持續發展國家重點實驗室(中國科學院南京土壤研究所)，南京 210008；2安利(中國)植物研發中心，江蘇無錫 214115；3 中國科學院大學，北京 100049)

為了解和評價和田地區管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤肥力狀況，指導土壤培肥，以該地區管花肉蓯蓉分布最廣、產量最高的于田縣和民豐縣為研究區域，采集該地區不同種植年限和灌溉方式下的土壤樣本，對其主要物化性質進行調查研究。結果表明：接種管花肉蓯蓉的檉柳林地土壤全氮和有機質含量均值分別為0.31 g/kg和2.42 g/kg，處于缺乏和很缺乏水平；土壤速效鉀和全磷含量均值分別為155 mg/kg和0.55 g/kg，處于適宜及以上水平；土壤有效磷含量在0.4 ~ 8.0 mg/kg，處于適宜和缺乏水平的分別占調查面積的41.2% 和 58.8%。土壤pH為中性或微堿性，種植年限達10 a以上的土壤呈微酸性且已發生次生鹽漬化。相同種植年限下，傳統的漫灌轉為滴灌可使土壤EC值、全氮和硝態氮含量分別降低60.6%、48.8% 和34.7%。

肉蓯蓉；紅柳；土壤肥力；漫灌；滴灌；沙土

管花肉蓯蓉 ((Schenk) Wight)為列當()多年生寄生草本植物(別名紅柳大蕓)，多寄生于檉柳屬植物根部，是沙漠地區的名貴藥材，具有滋補的藥用功能[1-3]，其野生資源主要分布于我國新疆天山以南各縣(主要分布于塔克拉瑪干沙漠周圍一些地區)，在和田地區的產量最高，其中以于田縣和民豐縣分布最廣、產量最高。該地區豐富的光熱資源以及干燥、通透性強的沙土，為其提供了良好的生長環境[4-5]。在管花肉蓯蓉分布區，人們為獲取利益，在采挖野生管花肉蓯蓉的同時，對其寄主植物——檉柳的地表結構造成很大的破壞，野生資源也日益枯竭。

管花肉蓯蓉寄主檉柳為檉柳科檉柳屬(sp.)多年生灌木或小喬木。檉柳是優良的防風固沙植物，同時還是重鹽堿地難得的綠化造林樹種，其最大特點是耐旱、耐鹽堿、耐貧瘠和沙埋[6]。檉柳是分布于新疆各地的鄉土樹種，也是新疆防風固沙造林的主要樹種[7]。

新疆和田地區是管花肉蓯蓉的原產地，大力發展人工種植管花肉蓯蓉，可作為保護和改善當地生態環境，增加當地農民收入，提高當地可持續發展能力的重要途徑。隨著和田地區2×104hm2管花肉蓯蓉基地建設的大力推進，管花肉蓯蓉的生態、經濟和社會效益開始顯現[8]。近幾年來，和田正以年平均0.30×104hm2的速度推廣人工定植寄主植物檉柳[9]，截止目前全地區已種植寄主植物檉柳2×104hm2，接種管花肉蓯蓉約1.1×104hm2。但是目前在管花肉蓯蓉種植方面還存在許多問題。管花肉蓯蓉為多年生寄生草本植物，一次接種在檉柳根部可連續多年進行采收。在生產實踐中發現，隨采收年限增加管花肉蓯蓉產量出現衰退現象。前人在管花肉蓯蓉的栽培、加工技術等方面已做了大量研究，然而對其寄主檉柳林地土壤養分狀況了解較少。土壤培肥是影響管花肉蓯蓉豐產和品質的重要因素。因此，本文對管花肉蓯蓉分布最廣、產量最高的新疆和田地區于田縣和民豐縣進行了其寄主檉柳林地土壤養分調查與分析，以期為管花肉蓯蓉種植區的土壤養分管理提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

和田地區位于新疆維吾爾自治區的最南端，喀喇昆侖山北麓，塔里木盆地南緣。地處78°51′ ~ 85°55′ E，35°20′ ~ 39°29′ N，東西長670 km，南北寬500 km，總面積為24.78 萬km2，海拔1 050 ~ 6 962 m。年降水量28.9 ~ 47.1 mm，年蒸發量2 198 ~ 2 790 mm，年平均氣溫11.5 ~ 12.4℃，冬季極端最低氣溫–23.8℃，夏季極端最高氣溫41.3℃，7月均溫24.5℃，1 月均溫–5.5℃，夏季沙表溫度可達78℃以上，無霜期210 d，年均風速≥1.4 m/s，沙塵暴日數13 d，最多達25 d，浮塵天氣日數143 d。沙丘活動性極強，年均向西南方向移動距離可達5 m，沙漠地貌極易改變。調查取樣涉及于田縣和民豐縣接種管花肉蓯蓉不同年限的17個規模化種植區，涵蓋管花肉蓯蓉種植區735 hm2。采樣前，根據當地土地利用方式圖和行政單元設計采樣單元，采樣時，在每個采樣單元的相對中心位置的代表地塊采樣，采用GPS 定位，按照隨機、等量和5點混合的原則取樣。土壤樣品采集于離檉柳樹干20 ~ 30 cm 處，每個測定土樣隨機采集5株檉柳，混勻后采用四分法最后保留1 kg 土樣用于分析化驗；土樣取樣深度為0 ~ 20 cm，共采集17個規模化管花肉蓯蓉種植區的土壤樣品。土樣取回后自然風干，按要求磨細過篩待測。

表1 土壤樣品概況

1.2 測定指標及分析方法

供試土壤pH采用2.5︰1水土比，酸度計(PHS-3CW-CN，上海)測定；土壤電導率(EC)采用5︰1 水土比、電導率儀(DDS-307W，上海)測定；土壤全氮用濃硫酸消煮凱氏蒸餾定氮法測定；土壤全磷含量使用HClO4-H2SO4法測定；土壤有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法(Olsen法)測定；土壤速效鉀含量采用醋酸銨溶液浸提，火焰光度法測定；土壤有機質測定采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定[10]。

試驗數據分析與作圖均采用Excel 2010軟件完成。

1.3 土壤養分分級標準

土壤養分分級標準依照全國第二次土壤普查土壤pH(表2)及各項土壤肥力指標的等級范圍分級(表3)劃分，并對該地區土壤肥力狀況進行分析。

表2 全國第二次土壤普查土壤pH分級

表3 全國第二次土壤普查養分分級標準

2 結果與分析

2.1 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤pH

土壤pH高低反映土壤酸堿程度，是土壤的重要化學性質之一，對土壤微生物的活性、礦物質和有機質分解起著重要作用，影響土壤養分元素的釋放、固定和遷移等[11]。接種管花肉蓯蓉的檉柳林地土壤pH在中性的比例占53%、微堿性比例占35%、微酸性的比例占12%，檉柳林地土壤隨管花肉蓯蓉種植年限增加出現酸化趨勢，種植13 a和15 a后土壤呈微酸性。在相同種植年限下，與漫灌相比，漫灌結合滴灌可使土壤pH分別增加–3.1%、5.5%、4.3% 和1.2%(圖1)。

2.2 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤電導率

土壤電導率(EC)可用來表征土壤溶液中可溶性鹽濃度。土壤EC值＞0.5 mS/cm是作物生育障礙臨界點[12]。高濃度的可溶性鹽類會使植物受到損傷或造成植株根系的死亡。調查結果表明(圖2)，接種管花肉蓯蓉在10 a以內的檉柳林地土壤EC值在0.24 ~ 0.43 mS/cm，與漫灌相比，進行漫灌和滴灌結合的種植區土壤EC值低49.8%和60.2%；接種管花肉蓯蓉10 a及其以上的檉柳林地土壤EC值在0.63 ~ 1.52 mS/cm，已發生土壤的次生鹽漬化現象，與漫灌相比，漫灌和滴灌結合的種植區土壤EC值低37.2% 和78.4%。

圖1 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤pH

圖2 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤EC值

2.3 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤全氮和硝態氮含量

結合圖3和表3可知，接種管花肉蓯蓉在10 a以內的檉柳林地土壤全氮含量在0.09 ~ 0.40 g/kg，處于很缺乏水平。與漫灌相比，進行漫灌和滴灌結合的種植區土壤全氮低了61.4% 和61.9%；接種管花肉蓯蓉在10 a及其以上的檉柳林地土壤全氮含量在0.58 ~ 0.72 g/kg，為缺乏水平，與漫灌相比，漫灌和滴灌結合的種植區土壤全氮含量低了43.4% 和54.8%，為很缺乏水平。

土壤硝態氮是可以直接被植物根系吸收的氮形態[13]。從調查的結果看，隨接種管花肉蓯蓉的檉柳林地種植年限增加土壤硝態氮含量逐漸增加，種植年限10 a以上的土壤硝態氮累積加劇，比種植年限3 a以內林地土壤硝態氮含量高近20倍(圖4)。與漫灌相比，漫灌和滴灌結合的種植區土壤硝態氮含量低了26.9% ~ 74.9%。

圖3 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤全氮含量

圖4 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤硝態氮含量

2.4 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤有機質含量

土壤有機質是衡量土壤肥力的重要指標之一，接種管花肉蓯蓉的檉柳林地土壤有機質含量在1.43 ~ 4.28 g/kg，處于很缺乏水平(圖5，表3)。從圖4可以看出，隨種植年限增加土壤有機質含量有增加趨勢，種植年限在10 a以上的土壤有機質含量比種植年限在10 a以下的土壤高了82.5%。與漫灌相比，漫灌和滴灌結合的種植區土壤有機質含量低了18.2% ~ 36.4%。

圖5 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤有機質含量

2.5 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤有效磷和全磷含量

土壤中可被植物吸收的磷組分稱為土壤的有效磷，是土壤供磷能力的一個重要指標，對指導施肥有重要意義。本次調查中，管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤有效磷達到適宜水平的占41.2%，處于缺乏和很缺乏水平的比例分別占到35.3% 和23.5%(表3和表4)；管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤全磷處于豐富和最適宜水平，分別占29.4% 和70.6%(表3和表4)。灌溉方式和種植年限對土壤有效磷和全磷含量影響不大，其平均值分別為有效磷4.24 mg/kg、全磷0.55 g/kg(表4)。

表4 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤有效磷和全磷含量

2.6 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤速效鉀含量

速效鉀是土壤供鉀能力的重要指標，速效性鉀主要是吸附在帶負電荷膠體表面的鉀離子和以離子形態存在于土壤溶液中的鉀[14]。經調查該地區土壤速效鉀含量普遍較高，種植面積中達到很豐富、豐富、最適宜水平的分別占11.8%、47.1% 和29.4%(表3和圖6)，速效鉀的平均值為150 mg/kg。

3 討論

從此次的調研結果可以看出，檉柳林地連續種植管花肉蓯蓉5 a后土壤pH出現酸化趨勢(圖1)。土壤酸化可加重土壤板結，使作物根系伸展困難，發根力弱，根系發育不良使其吸收功能降低，會導致作物長勢弱、產量低[15-16]。文獻報道指出導致土壤酸化的原因主要是人為因素，如過量施用氮肥、有機肥投入減少、工業污染造成的酸雨、連作和種植致酸作物等[17-18]。該調查區種植的管花肉蓯蓉不施用任何肥料，種植區位于塔克拉瑪干沙漠南緣無工業污染，連續種植5 a后土壤出現酸化趨勢推測可能是因為長期種植單一植物，通過管花肉蓯蓉帶走的鹽基離子長期得不到補充，導致土壤離子失衡、pH 降低。為此，該區的管花肉蓯蓉種植可嘗試進行間作套種等栽培模式，可能有利于緩解土壤酸化的進程。

圖6 管花肉蓯蓉寄主檉柳林地土壤速效鉀含量

調查結果也表明，新疆和田地區于田縣和民豐縣接種管花肉蓯蓉的檉柳林地土壤速效鉀和全磷含量較高，對照全國第二次土壤普查分級均達到適宜或以上水平(表3、表4和圖6)。該地區土壤中全磷儲備豐富，有效磷達到適宜水平的占41.2%、處于缺乏和很缺乏水平的占58.8%。磷在土壤中的存在形態不同，對植物的有效性也不同，植物體需要的磷主要來自于土壤磷庫中的速效磷，農業生產中一直將土壤中速效磷含量的高低作為土壤磷素豐缺的標準[19]。土壤中磷的生物有效性受諸多因素影響，如pH、有機質、溫度、水分、微生物及植物根系分泌的質子和有機酸等[20]。推測可能是該地區極端干旱沙漠氣候、土壤有機質含量低等原因導致土壤速效磷含量偏低。

據調查接種管花肉蓯蓉的檉柳林地土壤全氮含量在0.09 ~ 0.72 g/kg，平均值為0.31 g/kg，對照全國第二次土壤普查分級該地區土壤全氮處于缺乏和很缺乏水平(表3和圖3)。該區土壤EC值、硝態氮和有機質含量分別為0.13 ~ 1.53 mS/cm、0.30 ~ 27.1 mg/kg和1.43 ~ 4.28 g/kg(圖2、圖4和圖5)，變幅較大，這主要受種植年限和灌溉方式的影響而產生較大差異。從種植年限上，接種管花肉蓯蓉在10 a及其以上的檉柳林地土壤EC值、全氮、硝態氮和有機質含量平均值分別為1.07 mS/cm、0.64 g/kg、18.06 mg/kg和3.45 g/kg，分別比接種10 a以內的高3.6、3.2、4.7和1.8倍(圖2、圖3、圖4和圖5)。根據新疆和田地區管花肉蓯蓉生產技術標準操作規程( SOP)，在田間管理上檉柳林地每年灌溉兩次且不施肥[21]，即使生長期不施肥管花肉蓯蓉寄主檉柳林地隨種植年限增加土壤可溶性鹽、全氮、硝態氮和有機質含量仍表現出明顯累積，這可能是因為檉柳具有很強的耐鹽特性，檉柳從根部吸收鹽分，通過體內運輸，大量地在葉和細枝中蓄積，并通過蒸騰作用排出體外[22]，檉柳葉中和表面有大量的鹽分，秋季落葉后促進了土壤表層鹽分和硝酸鹽等的累積。此外，隨著灌溉水帶來的硝酸鹽和鹽分可能也是種植年限延長而導致土壤表層鹽分和硝酸鹽累積的原因，盡管這次調研沒有同時分析當地灌溉水的水質情況，但從其他類似地區的數據來看，灌溉水含有一定水平的硝酸鹽和其他鹽基離子[23]。從灌溉方式上，在種植年限相同的條件下，漫灌結合滴灌比傳統的漫灌種植區土壤EC值、全氮、硝態氮和有機質含量分別低了60.6%、48.8%、34.7%和4.3%(圖2、圖3、圖4和圖5)。這可能是由于該地區屬極端干旱沙漠氣候，蒸發量較大，灌水后土壤中的鹽分隨水分的蒸發表聚在土壤表面，滴灌方式較漫灌方式可使鹽分表聚現象顯著減緩。經此次調查，接種管花肉蓯蓉種植年限在10 a以上的檉柳林地已發生明顯的次生鹽漬化，管花肉蓯蓉產量衰退嚴重。為避免檉柳林地的次生鹽漬化、保證管花肉蓯蓉的高產穩產，該地區應大力推廣滴灌灌溉方式。此外，因該地區土壤全氮、有機質含量普遍缺乏，可酌情施用氮肥，在肥料品種的選擇上結合該地區推薦的灌溉方式可優先選用水溶性有機肥。

4 結論

新疆和田地區于田縣和民豐縣接種管花肉蓯蓉的檉柳林地土壤pH為中性或微堿性，種植年限達10 a以上的土壤呈微酸性且已發生次生鹽漬化現象。土壤全氮、有機質含量普遍處于缺乏水平，平均值分別為0.31 g/kg 和 2.42 g/kg。土壤速效鉀和全磷含量較高，均達到適宜或以上水平，調查的種植區內接近一半的種植面積土壤有效磷含量達到適宜水平。

種植年限和灌溉方式對土壤全氮、硝態氮、有機質含量以及EC值影響較顯著，接種管花肉蓯蓉在10 a及其以上的檉柳林地土壤全氮、硝態氮含量以及EC值比接種10 a以內的高3倍以上，土壤有機質含量高近2倍。改變灌溉方式，從傳統的漫灌轉為滴灌且在種植年限相同的條件下，可使土壤EC值、全氮和硝態氮含量分別降低60.6%、48.8% 和34.7%，可有效減緩土壤次生鹽漬化的發生。

依據該調查結果，在管花肉蓯蓉寄主檉柳林地養分管理上可嘗試采用滴灌結合有機水溶肥的水肥管理措施。然而，有機水溶肥的適宜用量還需進一步開展研究。

致謝：艾爾肯·買提肉孜、賽買提、王新意和王學武參加了部分野外調查工作，在此表示感謝!

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Soil Nutrients Status in Tamarisk Host Woodland of

MIN Ju1, DONG Gangqiang2, XIE Wenming1, LI Yilin1, JI Rongting1,3, SHI Weiming1*

(1 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Insititute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2 Amway(China)Botanical R&D Center, Wuxi, Jiangsu 214115, China; 3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

To understand and evaluate soil fertility status and improve soil fertility of tamarisk woodland which is the host of, Yutian and Minfeng counties, where are the most widespread and productiveareas in the Hotan region, were selected as the experimental base. Soil samples under different cultivated years and irrigation methods were collected, and soil physical and chemical properties were determined. The results showed that soil total nitrogen and organic matter contents were 0.31 g/kg and 2.42 g/kg, respectively, both belonged to the poor levels according to classification standard of soil fertility of the 2ndNational Soil Survey. Soil available potassium and total phosphorus contents were 155 mg/kg and 0.55 g/kg, respectively, both belonged to the suitable levels. Soil available phosphate content ranged from 0.4 to 8.0 mg/kg, and 41.2% and 58.8% of the samples belonged to suitable level and poor level, respectively. Soil pH is neutral or slightly alkaline, but the soil became slightly acidic and secondary salinization occurred in the field which cultivatedabove 10 years. The shift from traditional flooding irrigation to drip irrigation could reduce soil EC, total nitrogen and nitrate contents by 60.6%, 48.8% and 60.6%, respectively.

; Rose willow; Soil fertility; Flooding; Drip irrigation; Sandy soil

企業院士工作站科研項目(BC20150003Z)資助。

(wmshi@issas.ac.cn)

閔炬(1982—)，女，新疆和碩人，博士，主要從事土壤養分管理與環境效應的研究。Ｅ-mail: jmin@issas.ac.cn

10.13758/j.cnki.tr.2018.01.010

S158.2

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