瀕危植物扇脈杓蘭原生境土壤養分含量研究

楊朔何選澤王尤徐建

(1.貴州省植物園，貴州 貴陽 550004；2.貴州大沙河國家級自然保護區管理局，貴州 遵義 563500)

土壤是植物汲取養分和能量的直接來源。有機質是一種能提供植物生長所需營養元素的弱酸膠體，能夠使土壤保肥，具有緩沖和提高通透性的作用[1,2]。土壤中全氮及其各種形態的氮的含量是評價土壤肥力的依據[3]。堿解氮的指標參數與有機含量、土壤熟化程度呈正比，即堿解氮含量越高說明土壤中有機質含量越高和土壤熟化程度越高[4]。磷是植物細胞膜、核酸及含磷輔酶等多種結構的重要組分，在物質形成、能量代謝及運輸過程中不能缺少。鉀元素是促進植物體內的物質代謝與運輸的物質，一定程度能增強植物的抗逆性[5]。土壤中能被植物直接利用的磷即為有效磷，有效磷的測定能夠相對說明檢測土壤的供磷水平[6]。速效鉀指土壤中易被植物吸收的鉀素，最能直接反映土壤供鉀能力。

扇脈杓蘭是我國二級瀕危保護植物，其具有花大且艷麗、葉子呈扇形、葉脈明顯等特點，具有順氣解毒、活血止疼、治療跌打損傷[7,8]、促進血液循環[9]、調經止痛[10]等功效。國外學者JAE MIN CHUNG認為，扇脈杓蘭主要分布于中國、韓國和日本，該種在韓國極為少見，僅分布于4個偏遠地區，已知的類群不超過10個，在日本曾經很常見，但是因為過度收集和原生境受到破壞而到達瀕危的程度[11]。

現我國關于扇脈杓蘭的研究多集中于細胞學、形態學、傳粉生理學、生殖生物學、種質資源調查及外界刺激反應等方面，國內關于土壤學方面見刊文章較少。土壤本身、扇脈杓蘭生存群落組成及氣候條件等存在差異，現未見關于貴州內扇脈杓蘭生境土壤養分含量研究。

為此，本文以扇脈杓蘭貴州原生境土壤為研究對象，進行離地表0～5cm、5～10cm、10～15cm 3種深度土壤多項指標檢測，為今后原生境恢復、人工仿生境打造、栽種繁育等保育工作奠定相關方面理論基礎。

1 研究區概況

2021年4月在貴州省遵義市道真縣陽溪鎮和正安縣斑竹鎮2個地區中選取3個具有代表性野生扇脈杓蘭生境土壤進行采集。道真縣內進入大沙河自然保護區中進行土壤采樣，此地區是一個以中山為主的自然保護區，山地坡度25°以上占80%，屬北亞熱帶濕潤季風氣候區。正安縣斑竹鎮屬臺丘地貌、地勢較為平坦，在正安縣內屬高寒山區，氣候總特點是立體氣候明顯，水熱同季雨霧日較多，夏半年溫度高，冬半年溫度低，白晝溫差較大。具體調查樣地基本信息如表1所示。

表1 扇脈杓蘭土樣采集樣點基本信息表

2 實驗方法

2.1 樣品采集及制備

于遵義市道真縣陽溪鎮和正安縣斑竹鎮原始森林中選取較具代表性的扇脈杓蘭原始生境土壤進行采集，為避免對植株造成直接傷害，在去除表土落葉雜物后，選取水平距植株15cm距離處運用環刀按照“S”型取樣法進行采土取樣。因扇脈杓蘭具橫走的根狀莖，土壤采集深度僅采集至15cm，并由地表向下劃分0～5cm、5～10cm、10～15cm 3個層次。

2.2 分析測試的方法

本研究主要進行扇脈杓蘭原生境土壤pH、有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀8項指標檢測。土壤pH采用水浸提電位法(NY/T 1121.2-2006)測定；有機質運用高溫外熱重鉻酸鉀氧化容量法(NY/T 1121.6-2006)測定；全氮采用開氏法(NY/T 53-1987)測定；全磷采用氫氧化納溶-鉬銻抗比色法(GB 8937-88)測定；全鉀采用氫氧化納溶融-火焰分光光度法(NY/T 87-1988)測定；堿解氮采用堿解擴散法(DB51/T 1875-2014)測定；有效磷采用NaHCO3法(NY/T 1121.7-2014)測定；速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰分光光度法(NY/T 889-2004)測定。

3 扇脈杓蘭原生境土壤養分含量分析

3.1 扇脈杓蘭原生境土壤pH和有機質含量分析

各樣點不同分層土壤pH值在4.32～6.06，各樣地pH均值在4.36～5.72，表明扇脈杓蘭生長在酸性土壤中。土層呈現越深pH越小即土層越深土壤越酸的現象。

對3個樣地分層土壤進行檢測得出，有機質數值在33.87～179.10g·kg-1，土壤越深有機質含量越小，各樣地土壤有機質均值50.87～161.91g·kg-1，有機質含量呈現樣地3>樣地2>樣地1的特點。森林土壤中的有機質是判斷土壤肥力高低的重要指標之一，主要形成于地表森林枯枝落葉的分解、補充及累積[12]。3個樣地中A1樣地內草本植物較為密集，灌木較少，林下空間空曠；A2樣地中灌木較多，草本種類豐富，分布較集中。A3樣地中灌木覆蓋程度高，代表性植物為箭竹，幾乎達到全覆蓋，不利于低矮草本接收陽光。

3.2 扇脈杓蘭原生境土壤全氮、全磷、全鉀含量特征

氮是植物每個活細胞中的組成部分之一。磷具有促進植物生長、增強抗寒、抗旱的作用。鉀具有保證植物代謝運行、促進生長、增強抗病蟲害及抗倒伏能力等作用。對扇脈杓蘭3個原生境土壤進行分層檢測得出，全氮1.71～8.31g·kg-1，全磷0.271～1.203g·kg-1，全鉀9.18～20.37g·kg-1，各樣地全氮均值2.64～7.54g·kg-1，全磷均值0.37～1.18g·kg-1，全鉀均值10.26～17.70g·kg-1。

3.3 扇脈杓蘭原生境土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量特征

土壤中氮磷鉀并不是全部都能被植物吸收，能被植物吸收的為堿解氮、有效磷、速效鉀。對扇脈杓蘭3個原生境土壤分層進行檢測得出，堿解氮143～497mg·kg-1，有效磷0.4～1.2mg·kg-1，速效鉀50～270mg·kg-1。各樣地堿解氮均值237～474.67mg·kg-1，有效磷均值在0.6～0.8mg·kg-1，速效鉀均值在86.67～189.33mg·kg-1。

具體各樣地各分層土壤養分含量指標檢測結果如表2所示。

表2 扇脈杓蘭原生境土壤養分含量指標檢測表

4 討論與建議

4.1 討論

通過檢測分析得出，扇脈杓蘭原生境土壤為酸性土壤，土壤養分含量除全鉀外7項指標均呈現表聚現象[13]。按照中國第二次土壤普查養分分級標準，對各樣地土壤均值進行劃分得出，調查3個原始生境中土壤有機質含量屬于一級土壤，全氮含量屬于一級土壤，全磷含量屬于一級和四級土壤，全鉀屬于二級和四級土壤，堿解氮含量屬于一級土壤，有效磷屬于六級土壤，速效鉀屬于二級—四級土壤。用本研究調查各樣地測定數據均值與2012年李全健等學者[8]對浙江扇脈杓蘭土壤養分含量研究成果，見表3，進行對照得出，pH檢測結果一致，同樣顯示為酸性土壤，則表明扇脈杓蘭生長在酸性土壤中。全氮含量較浙江扇脈杓蘭原始生境含量偏低，全磷、有效磷、速效鉀含量較浙江扇脈杓蘭原始生境土壤相關指標有低于最低值和高于最高值。全鉀含量較浙江扇脈杓蘭原始生境土壤全鉀含量高，但差別不大。

表3 浙江扇脈杓蘭居群土壤養分的測定結果表

4.2 建議

扇脈杓蘭作為一種科研、觀賞、藥用價值較高的瀕危植物，通過檢測得出,扇脈杓蘭原生境土壤為酸性土壤，土壤中有機質和全氮含量較高，磷含量和鉀含量較低，建議在進行扇脈杓蘭生境修復或仿生境打造時可用酸性土壤進行，土壤中有機質含量可設置在33.87～179.10g·kg-1，全氮1.71～8.31g·kg-1，全磷0.271～1.203g·kg-1，全鉀9.18～20.37g·kg-1。