江西省葛田土壤養分評價及其與塊根干重的相關性分析

王斌強 何紹浪 林小兵 張昆 王馨悅 黃尚書 成艷紅 黃欠如

摘要：為摸清江西省粉葛生產狀況，為實現葛產業提質增效、綠色發展提供依據，調查分析了江西省15個主產縣區具有代表性的17塊葛田土壤養分狀況，研究了其與單株塊根干重的相關性，并分析了限制粉葛產量養分因子。結果表明：（1）調查區土壤pH、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷和全鉀均值分別為4.77 g/kg、20.35 g/kg、25.12 mg/kg、17.33 mg/kg、136.91 mg/kg、1.19 g/kg、0.54 g/kg和16.30 g/kg。（2）調查區葛田土壤均呈酸性，土壤養分總體中等偏差，調查區葛田各養分的缺乏比例為35.39%（速效鉀）～100%（堿解氮）。（3）相關性分析表明，除速效鉀對單株塊根干重負顯著影響外，其他各養分對塊根干重影響差異不顯著。因此，建議通過平衡施肥、減少化肥用量及有機無機配施以改善土壤養分狀況，施用堿性肥或石灰改良酸性土壤，進而提高葛田土壤生產力。

關鍵詞：粉葛；土壤肥力；江西；pH；產量；相關性

中圖分類號：S3，S52文獻標志碼：A論文編號：cjas2020-0179

Soil Nutrient Status and Its Correlation with Root Dry Weight of Pueraria thomsonii Benth in Jiangxi

WANG Binqiang， HE Shaolang， LIN Xiaobing， ZHANG Kun， WANG Xinyue， HUANG Shangshu， CHENG Yanhong， HUANG Qianru

（Jiangxi Institute of Red Soil/Jiangxi Key Laboratory of Red Soil Arable Land Conservation/Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation in Jiangxi， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanchang， 330046， Jiangxi， China）

Abstract： To find out the production situation of Pueraria thomsonii Benth in Jiangxi Province and provide a basis for improving the quality， efficiency and green development of Pueraria thomsonii Benth industry， the soil nutrient status of 17 representative Pueraria thomsonii Benth fields from 15 main producing counties in Jiangxi were investigated， the correlation between soil nutrient status and the root dry weight per plant of Pueraria thomsonii Benth was studied， and the limiting nutrient factors of yield were analyzed. The results showed that：（1） the average value of soil pH， organic matter， alkaline hydrolysis N， available P， available K， total N， total P and total K in the survey fields was 4.77 g/kg， 20.35 g/kg， 25.12 mg/kg， 17.33 mg/kg， 136.91 mg/kg， 1.19 g/kg， 0.54 g/kg and 16.30 g/kg， respectively； （2） the soil was acidic and the nutrients’contents were at the medium and lower level in the survey fields， and the insufficient ratio of each nutrient index was 35.39% （available K） to 100% （alkaline hydrolysis N）； （3） correlation analysis indicated that only available K had significantly negative effect on the root dry weight per plant of Pueraria thomsonii Benth， and the other nutrients had no significantly different effect on the root dry weight. It is suggested that we should adopt balanced fertilization， reduce the amount of chemical fertilizer and apply organic fertilizer with inorganic fertilizer to improve the soil nutrient status， and use alkaline fertilizer or lime to improve the acid soil and enhance the fertility of Pueraria thomsonii Benth fields.

Keywords： Pueraria thomsonii benth； soil fertility； Jiangxi； pH； yield； correlation

0引言

粉葛（Pueraria thomsonii Benth）屬豆科，是一種多年生的藤本落葉植物，并且是藥食兩源的作物之一[1-2]。粉葛生命力頑強，耐貧瘠，淀粉含量高，適宜種在退耕還林地、山地、紅壤旱地，不與人爭糧，不與糧爭地[3-4]。江西作為粉葛主要生產地之一，隨著人們生活水平的提高，越來越多人購買葛相關產品，江西的粉葛種植面積近年來逐年穩步增加。當前粉葛栽培盲目施肥或經驗施肥現象嚴重，大多數葛田有機肥施入不夠，過量施用化肥或養分配比不當，導致粉葛產量提不高甚至絕收。土壤是植物根系生長發育的基礎，主要以可溶無機物離子或礦質養分來供給植物正常生長所需要的營養元素。為了解江西省葛田土壤肥力水平及養分豐缺狀況，2019年12月上旬對江西省粉葛主產區抽取葛田土壤樣品，對江西省葛田土壤養分進行分析和豐缺診斷，旨在了解江西省葛田土壤養分現狀，為改良葛田土壤、培育高產葛田提供依據，為葛田土壤合理施肥提供參考。

1材料與方法

1.1調查區概況

江西位于中國東南部，長江中下游南岸，界于113°34′36″—118°28′58″E，24°29′14″—30°04′41″N之間，地形以丘陵、山地為主，盆地、谷地廣布，略帶鄱陽湖平原，土壤以紅壤為主。粉葛以搭架栽培為主，但橫峰以爬地栽培為主。在采樣的同時調查施肥情況。2019年12月上旬霜后采收前選取江西省具有代表性（德安、新建、安義、進賢、鄱陽、橫峰、玉山、德興、樟樹、上高、永新、興國、崇仁、南城、資溪）的15個縣區17塊葛田，同時兼顧各種土壤類型，如水田、旱地等。調查發現葛田區土壤養分投入主要為復合肥和有機肥，復合肥施用范圍為750～2100 kg/hm2，偶有配施有機肥，但投入量較低（750～3000 kg/hm2），目前江西省葛田施肥仍處在盲目施肥、經驗施肥的狀態。

1.2樣品采集

土壤樣品：采用“S”型多點混合土樣采集方法。取樣深度為0～20 cm。在取植株樣的同時在根部取土樣，每個混合土樣由5個樣點組成，樣點分布范圍不少于666.7 m2，從整體上控制整個采樣區，采樣隨機均勻，避免在路邊、田埂、溝邊、肥堆等特殊部位取樣。2019年江西省各主產區總共采樣地點有17個。將采集的土壤樣品剔除植物殘體及礫石等雜物后混合均勻，每個混合樣品取1 kg左右。采集的樣品放入潔凈的布袋或塑料樣品袋中，做好標記。

1.3土樣制備

將采集的土樣自然風干，經磨碎處理制備成待測土樣。磨碎過程把土樣中的粗有機物如根系和石屑揀出，用粉碎機碎成細土，過分別過2 mm和0.25 mm篩，然后分裝入自封袋中貯藏待用。

1.4測定方法

土壤養分的測定均采用常規的方法[5-7]，土壤pH測定用電位法（土水比為1：1）；有機質用重鉻酸鉀容量法測定；全氮用凱氏定氮法測定；全磷用硫酸+高氯酸消煮法測定；全鉀用氫氧化鈉熔融法測定；堿解氮用堿解擴散法測定；速效磷用Olsen法測定；速效鉀含量用醋酸銨浸提—火焰光度法測定。

1.5統計方法

采用Excel 2007和DPS7.05軟件對數據統計分析，Duncan新復極差法多重比較。土壤養分評價方法參照全國土壤第二次土壤普查分級指標[8]（表1），對江西省葛田土壤養分狀況進行豐缺分級診斷。

2結果與分析

2.1江西省葛田土壤養分狀況和肥力特征

對所有采樣點進行土壤養分的常規統計分析（表2），結果表明，江西葛田土壤酸堿度變化范圍為pH4.33～5.47，有機質變化范圍為6.69～39.53 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀養分含量變化圍分別為11.17～ 44.17、1.31～50.56、30.68～223.45 mg/kg，全氮、全磷和全鉀含量變化范圍分別為0.55～2.16、0.27～1.14、8.19～ 41.45 g/kg。從均值來看，土壤酸堿度均值為pH 4.77，有機質均值為20.35 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀均值分別為25.12、17.33、136.91 mg/kg，全氮、全磷和全鉀均值分別為1.19、0.54、16.30 g/kg。速效鉀、全氮的均值處于較豐富水平，有機質、速效磷和全鉀的均值處于中等水平，全磷的均值處于較缺水平，堿解氮的均值處于極缺水平。8個指標變異系數范圍為7.25%～ 83.10 %，除pH屬弱變異外，其他7個指標均屬于中等變異，變異系數大小依次為速效磷>全鉀>有機質>速效鉀>全磷>堿解氮>全氮>pH。

比較發現，不同土地類型之間有機質、堿解氮、速效鉀、全氮含量差異顯著（P<0.05），不同土地類型之間pH、速效磷、全磷、全鉀含量差異不顯著（P>0.05），見表3。水田土壤肥力整體高于旱地肥力水平，其中水田的有機質、堿解氮、全氮含量顯著高于旱地，速效鉀顯著低于旱地，其他養分及pH差異不顯著。

2.2江西省葛田土壤養豐缺分級診斷

從葛田土壤pH分布來看（見表4），土壤pH<4.5的葛田占35.29%，pH 4.5～5.5的葛田占64.71%，說明江西省葛田土壤均呈酸性，且酸性較低，需采取相應措施對葛田土壤pH進行調節，提高養分利用率。全氮含量超過1 g/kg、速效磷含量超過10 mg/kg和速效鉀含量超過100 mg/kg的比例分別為58.82%、64.71%和64.71%。土壤有機質含量低于20 g/kg的比例占58.82%，調查區有52.94%的比例處于較缺狀態。調查區堿解氮含量均低于45 mg/kg，處于極度缺堿解氮狀態。全磷含量低于0.6 g/kg和全鉀含量低于15 g/kg的比例分別占64.71%和58.82%。綜上所述，江西葛田土壤肥力狀態整體表現為：土壤酸化趨勢嚴峻，有機質含量較缺，全量養分含量除全氮外均為較缺狀態，速效養分含量除堿解氮外均為中等，但堿解氮含量處于極缺狀態。

2.3土壤養分與單株塊根干重的相關性

從表5可知，堿解氮與有機質呈極顯著正相關（P< 0.01），全氮與有機質、速效氮均呈極顯著正相關（P< 0.01），全磷與有機質、堿解氮、速效磷、全氮分別呈極顯著正相關（P<0.05）。單株塊根干重與pH、有機質、堿解氮氮、全氮呈正相關；與速效磷、速效鉀、全磷、全鉀呈負相關，但與速效鉀呈顯著負相關（P<0.05）。

3討論與結論

土壤養分是影響作物生長發育的重要因子，也是進行合理施肥的基礎。土壤肥力主要是由各種養分含量的多少來決定的，明確土壤養分特征及劃分養分等級是制定土壤肥料管理措施的依據。調查區葛田土壤肥力質量總體水平較差，2019年7月受洪澇災害影響、后期又遭受持續高溫干旱天氣影響，作物產量與地力不相符，且土壤偏酸，pH<5.5的土壤占100%，土壤酸化呈現加劇的趨勢。從土壤肥力指標看，土壤速效磷、速效鉀和全氮含量適中，有機質、全磷和全鉀含量較缺，但是堿解氮極缺，其中pH弱變異外，其他7個指標為中等變異。

土壤有機質含量在決定土壤質量方面起著核心作用，不僅僅在土壤養分供應和保持方面起作用，而且對土壤其他理化性質與微生物活動都起著重要作用，最終影響農產品的產量和品質。調查區粉葛田pH、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均值分別為4.77、20.35 g/kg、25.12 mg/kg、17.33 mg/kg、136.91 mg/kg，這與黃聰等[9]研究結果不一致，可能原因是研究對象的差異，黃聰等是以江西省耕地為研究對象，而本文是以江西粉葛田為研究對象。調查區土壤pH 4.33～5.47，平均為pH 4.77，其中pH<4.5的占35.29%，屬于強酸土壤，這與張晗等[10]的研究結果一致。氮含量較低情況下會促使自身固氮菌加強固氮作用，氮肥過量時又會抑制大豆根瘤菌的生長發育[11]，但調查區土壤堿解氮含量均處于極缺狀態，沒有得到充足的有效態氮素供應，致使調查區產量不高原因之一。已有其他塊根作物研究結果表明，施入足夠的氮肥，可以促進馬鈴薯的產量和生長，適量的氮素供應可以促進塊根、塊莖類作物莖葉正常生長，增強光合作用，提升碳水化合物的積累，從而達到增產的效果[12-13]。任麗花等[13]、劉松琴等[14]研究還發現淀粉類作物的產量和品質與鉀密切相關，在鉀含量充足時，可以加速單糖向蔗糖、淀粉的合成，并且鉀還能促使碳水化合物轉運。本研究速效鉀、速效磷與單株塊根干重呈負相關，與堿解氮呈正相關，說明鉀肥和磷肥對粉葛產量的影響大于氮肥，這與黃濤等[15]、羅興錄等[16]的研究結果一致，粉葛塊根產量低下田塊速效鉀含量較高，可能是由于地上碳水化合物積累少，導致粉葛對鉀肥的需求降低。顧彩霞等[17]研究發現淀粉含量與土壤中速效磷和速效鉀含量呈顯著正相關。充足的速效氮、速效磷都能增加粉葛產量，但江西省葛田土壤堿解氮處于較低水平，速效磷、速效鉀整體處于中等偏上水平，因此，提高土壤中速效磷、速效鉀的含量是葛田施肥與養分管理應優先考慮的措施，但要注意低鉀地區應當適量補充鉀肥且注意缺水時及時灌水。

調查區葛田施用有機肥或堿性肥料可以提高pH，改善葛田土壤生產力，以利于粉葛生長[18-19]。pH 4.5～ 5.5的耕地，可施用石灰450～750 kg/hm2；對于pH<4.5的耕地，石灰施用量可以酌情提高到750～1500kg/hm2[20]。建議栽培粉葛采用適量的有機肥，配合少量氮肥，足量的鉀肥、磷肥作為底肥一次性施入，當年施入足夠底肥后可不再追肥。

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