重慶市多穗柯生長(zhǎng)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分含量的差異分析

朱嘉磊， 袁金鳳， 牛亞潔， 劉忠華， 沈應(yīng)柏

(1.北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院， 北京 10083; 2.北京林業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 北京 100083)

重慶市多穗柯生長(zhǎng)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)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(yīng)柏2

(1.北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院， 北京 10083; 2.北京林業(yè)大學(xué) 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院, 北京 100083)

摘要：[目的] 研究多穗柯在重慶市生長(zhǎng)環(huán)境的土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量的差異，為該區(qū)野生甜茶的資源管理提供參考。 [方法] 采集多穗柯生長(zhǎng)區(qū)土壤樣品，對(duì)土壤樣品化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。 [結(jié)果] (1) 經(jīng)過(guò)不同地區(qū)土壤剖面有機(jī)質(zhì)含量比較，重慶市奉節(jié)龍池鄉(xiāng)華吉村多穗柯生長(zhǎng)區(qū)土壤表層有機(jī)質(zhì)在各個(gè)地區(qū)含量最多，為3.95 g/kg，并對(duì)多穗柯茶生長(zhǎng)區(qū)土壤化學(xué)性質(zhì)具有很大的影響。 (2) 各個(gè)地區(qū)多穗柯生長(zhǎng)區(qū)土壤剖面化學(xué)性質(zhì)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(xiāng)龍勝村樣地表層出現(xiàn)最大值，達(dá)到了0.94 g/kg;土壤速效鉀含量也是在重慶市梁平龍勝鄉(xiāng)龍勝村樣地表層出現(xiàn)最大值，達(dá)到了115 mg/kg；土壤速效磷含量在重慶北碚東陽(yáng)鎮(zhèn)艾路村樣地出現(xiàn)最大值，為4.7 g/kg。 [結(jié)論] 依據(jù)多穗柯甜茶生長(zhǎng)區(qū)土壤肥力狀況差異，結(jié)合樣地實(shí)際情況分析表明，重慶市梁平龍勝鄉(xiāng)龍勝村地區(qū)的土壤肥力水平在各個(gè)調(diào)查樣地是最優(yōu)的。

關(guān)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(shù)(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(jīng)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(fēng)味獨(dú)特，據(jù)稱有生津止渴消除疲勞之功效[3]。該植物萌發(fā)力強(qiáng),每年春、秋可摘兩次嫩葉,摘去嫩葉后又從葉腋中生長(zhǎng)出新枝條,即使是砍伐整個(gè)植株,又能從根部萌發(fā)出多數(shù)新的植株,此特性為利用提供了資源保證[4]。以野生狀態(tài)分布于我國(guó)長(zhǎng)江以南各省區(qū)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(guó)也有分布[5]。古代清水巖志載[6]：巖上出有甜茶，茶樹(shù)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(guò)濁，可清暑解渴。前人對(duì)甜茶的研究主要集中在對(duì)于甜茶的成分物質(zhì)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(duì)于甜茶在某個(gè)地區(qū)的資源分布以及甜茶生長(zhǎng)環(huán)境因子——土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量研究比較少。本研究主要對(duì)多穗柯在重慶市地區(qū)的資源分布情況和生長(zhǎng)環(huán)境因子土壤的養(yǎng)分含量進(jìn)行分析，由于土壤N，P，K是林木生長(zhǎng)關(guān)鍵的養(yǎng)分和土壤生產(chǎn)力的主要指標(biāo)[8]，且與有機(jī)質(zhì)含量具有重要關(guān)系，研究結(jié)果也可為當(dāng)?shù)匾吧鸩璧馁Y源管理提供參考，為開(kāi)發(fā)重慶地區(qū)多穗柯資源奠定基礎(chǔ)。

1研究區(qū)概況與方法

1.1　研究區(qū)自然概況

重慶市地處青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原的過(guò)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(guó)土面積82 300 km2,山地占75.8%,丘陵占18.2%,臺(tái)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(nèi)陸地區(qū),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(dá)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(shù)種構(gòu)成[10]。當(dāng)?shù)刂脖恢饕校厚R尾松、白背葉、野漆樹(shù)、鹽膚木、楤木、杜鵑花、柃木、黃檀、懸鉤子、求米草、五節(jié)芒、珍珠菜、烏毛蕨、澤蘭、三脈紫菀等。

1.2　樣地調(diào)查與選設(shè)

2013年7—8月在根據(jù)前人多穗柯樣本采集的資料記載，結(jié)合當(dāng)?shù)氐穆肪€圖，對(duì)重慶市具有多穗柯甜茶分布的區(qū)縣進(jìn)行了踏查和實(shí)施多穗柯資源調(diào)查，并且在調(diào)查時(shí)候根據(jù)多穗柯所處的坡位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣地調(diào)查、挖掘標(biāo)準(zhǔn)剖面、采集標(biāo)準(zhǔn)土樣等工作。調(diào)查以樣方調(diào)查為主，樣方面積為10 m×10 m，在每個(gè)樣地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，同時(shí)記載樣地海拔、坡向、坡度等環(huán)境因子；灌木樣方面積為2 m×2 m，共取5個(gè)，在大樣方每個(gè)角及中間取；草本樣方面積設(shè)1 m×1 m，在每個(gè)灌木樣方4個(gè)角取，按常規(guī)記載灌木和草本的種類、高度、數(shù)量和蓋度等。植被相關(guān)信息詳見(jiàn)表1。

表1　部分區(qū)縣森林土壤調(diào)查樣地自然概況

1.3　土樣采集與測(cè)定

在對(duì)多穗柯資源調(diào)查的同時(shí)，分別在樣地內(nèi)挖掘3個(gè)土壤剖面，進(jìn)行土壤樣品采集。由于土壤流失等多發(fā)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(jì)24個(gè)剖面72個(gè)樣品。各采集地均為自然狀態(tài)植被，受到人為活動(dòng)干擾或者人為干擾影響比較少。土樣測(cè)定前，根據(jù)常規(guī)方法處理土樣在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干以后，進(jìn)行磨細(xì)、過(guò)不同孔徑篩子等工作。有機(jī)質(zhì)測(cè)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(cè)定；土壤有效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定。所有土壤樣品的測(cè)定方法是采用國(guó)家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林土壤分析方法》[11]，每個(gè)樣品做3個(gè)重復(fù)，取平均值。

1.4　數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理與圖表繪制在Excel軟件中完成，采用SPSS 16.0進(jìn)行單因素方差分析，各土壤養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)的差異以及進(jìn)行不同剖面不同深度的多重比較檢驗(yàn)。

2結(jié)果與分析

2.1　不同剖面土壤有機(jī)質(zhì)含量差異

土壤有機(jī)質(zhì)的含量只占土壤總量的很少比例，但它對(duì)土壤形成、土壤肥力、環(huán)境保護(hù)及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)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(qū)有機(jī)質(zhì)含量非常少，都低于4 g/kg，該數(shù)據(jù)值與戴萬(wàn)宏[12]等提出的我國(guó)西南地區(qū)森林土壤有機(jī)質(zhì)算術(shù)平均值含量53.6 g/kg(7.4~184.7 g/kg)數(shù)據(jù)相比偏低，結(jié)合多穗柯生長(zhǎng)情況來(lái)說(shuō)明，其可能的原因是多穗柯處于生長(zhǎng)階段，不存在或者很少產(chǎn)生凋落物的情況，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量偏低。此外，重慶實(shí)奉節(jié)龍池鄉(xiāng)華吉村多穗柯甜茶生長(zhǎng)環(huán)境土壤表層有機(jī)質(zhì)在各個(gè)地區(qū)是最多的，為3.95 g/kg。通過(guò)表2可以發(fā)現(xiàn)，剖面1，2，4在土壤表層土壤有機(jī)質(zhì)含量差異及其顯著，但是在深層顯著不強(qiáng)。

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(yīng)的指標(biāo)之一，其大小主要決定于土壤有機(jī)質(zhì)的作用時(shí)間和強(qiáng)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(xiàn)最小值，土壤全氮含量在該地區(qū)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(xiàn)降低的趨勢(shì)，這與祝滔[14]在西南地區(qū)研究的結(jié)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(qū)不同剖面土壤有機(jī)質(zhì)含量差異

注：不同小寫(xiě)字母表示差異顯著。下同。

表3　研究區(qū)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(yǎng)分的高低能夠判斷出近期土壤營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)情況，與作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量有一定的相關(guān)性[15-16]。土壤速效鉀也屬于速效養(yǎng)分的組成之一。從表4可以看出,土壤速效鉀在剖面3出現(xiàn)最大值。在剖面4的40—60 cm出現(xiàn)最低值。鉀的含量在各個(gè)剖面當(dāng)中都比較低，這主要是因?yàn)槲髂系貐^(qū)雨水比較多，加上土壤質(zhì)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(duì)應(yīng)甜茶正處于生長(zhǎng)階段，沒(méi)有明顯的枯落物養(yǎng)分歸還土壤現(xiàn)象，間接導(dǎo)致土壤深度與速效鉀沒(méi)有直接關(guān)系。

表4　研究區(qū)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(zhǎng)發(fā)育必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，以多種方式參與植物體內(nèi)的代謝過(guò)程[17]。我國(guó)大部分地區(qū)土壤供磷不足，不僅影響著作物產(chǎn)量，而且降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)[18-19]。土壤有效磷含量才是衡量土壤磷素供應(yīng)狀況的較好指標(biāo),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(xiàn)最大值，在剖面1的40—60 cm出現(xiàn)最低值，通過(guò)顯著性分析說(shuō)明各個(gè)剖面土壤深度和速效磷顯著性不是很明顯，主要是對(duì)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(jié)合表5可以看出，速效磷含量在各個(gè)剖面都不超過(guò)5 mg/kg，所以建議進(jìn)行多穗柯甜茶資源管理時(shí)候應(yīng)該重點(diǎn)注意磷肥的施用。

表5　研究區(qū)不同剖面土壤有效P含量變化

3討 論

土壤養(yǎng)分含量與土壤物理性質(zhì)有著密切的關(guān)系，主要表現(xiàn)在積累和分解上[20]。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，在植物養(yǎng)分的供給、土壤物理性質(zhì)的改善、防止土壤侵蝕、實(shí)現(xiàn)土壤及人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展等方面具有重要的意義[21-22]。結(jié)合前面有機(jī)質(zhì)在不同剖面的含量分布，本研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)相對(duì)多的剖面，土壤的N，P，K含量相應(yīng)的多，這與前人的研究是一致的[12,23-24]。這主要是因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)作為植物營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源，在協(xié)調(diào)植物生長(zhǎng)方面提供了主要的營(yíng)養(yǎng)元素，包括土壤N，P，K等營(yíng)養(yǎng)元素，而土壤氮磷鉀作為植物生長(zhǎng)的主要營(yíng)養(yǎng)元素，是土壤化學(xué)性質(zhì)和土壤肥力主要的載體。此外，研究表明在林分發(fā)育過(guò)程中隨著森林郁閉度、光照、凋落物的變化,土壤有機(jī)質(zhì)也處于變化之中。胡慧蓉等[24]發(fā)現(xiàn),林地土壤有機(jī)質(zhì)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(tài),減緩了枯落物的分解速率,有利于有機(jī)質(zhì)的積累。而本研究的多穗柯由于處于生長(zhǎng)期，不存在較大林齡的多穗柯林區(qū)，所有有機(jī)質(zhì)含量差別不是很大且都偏低。

土壤各個(gè)層次表現(xiàn)了土壤化學(xué)性質(zhì)的空間性，各個(gè)地區(qū)多穗柯生長(zhǎng)區(qū)土壤化學(xué)性質(zhì)存在顯著性差異，尤其是土壤化學(xué)性質(zhì)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(qū)代表的森林群落類型、密度、物種多樣性、枯枝落葉層的發(fā)育以及林內(nèi)小氣候等因素,不同森林群落林下土壤化學(xué)學(xué)性質(zhì)存在很大的差異[9,25-26]。通過(guò)對(duì)不同剖面的相同深度有關(guān)化學(xué)性質(zhì)相關(guān)性分析(表2—4)，結(jié)合采集土壤樣品地區(qū)的化學(xué)性質(zhì)分析，經(jīng)過(guò)綜合比較，重慶地區(qū)多穗柯甜茶最適應(yīng)生長(zhǎng)環(huán)境是重慶市梁平縣龍勝鄉(xiāng)龍勝村。本研究認(rèn)為是由于各個(gè)剖面所處地區(qū)生態(tài)環(huán)境條件不同而導(dǎo)致的，生態(tài)環(huán)境條件影響多穗柯生長(zhǎng)環(huán)境，包括土壤化學(xué)性質(zhì)等因素。在人為管理方面，對(duì)多穗柯甜茶人為經(jīng)營(yíng)管理措施應(yīng)該更加精細(xì)，建議使用一定量的磷肥或者將林木殘?bào)w進(jìn)行粉碎，覆蓋在甜茶植株周圍，使得這些養(yǎng)分逐漸歸還到土壤里面，為甜茶后期生長(zhǎng)供應(yīng)養(yǎng)分，便于提高地區(qū)多穗柯甜茶的產(chǎn)量，從而提高甜茶的經(jīng)濟(jì)效益。

4結(jié) 論

通過(guò)不同地區(qū)土壤剖面化學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)比較，得出重慶奉節(jié)龍池鄉(xiāng)華吉村多穗柯甜茶生長(zhǎng)環(huán)境土壤表層有機(jī)質(zhì)在各個(gè)地區(qū)是最多的(3.95 g/kg)，對(duì)多穗柯甜茶生長(zhǎng)環(huán)境土壤養(yǎng)分含量具有很大的影響；各個(gè)地區(qū)多穗柯甜茶生長(zhǎng)區(qū)土壤化學(xué)性質(zhì)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(zhǎng)環(huán)境土壤化學(xué)養(yǎng)分含量與各個(gè)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(xiāng)龍勝村樣地表層出現(xiàn)最大值，達(dá)到了0.94 g/kg;土壤速效K含量也是在重慶梁平龍勝鄉(xiāng)龍勝村樣地表層出現(xiàn)最大值，達(dá)到了115 mg/kg；土壤速效P含量在重慶市北碚區(qū)東陽(yáng)鎮(zhèn)艾路村樣地出現(xiàn)最大值，為4.7 g/kg；依據(jù)多穗柯甜茶生長(zhǎng)環(huán)境土壤肥力狀況差異，結(jié)合樣地實(shí)際情況，對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合比較，認(rèn)為重慶市梁平縣龍勝鄉(xiāng)龍勝村地區(qū)的土壤肥力在調(diào)查樣地是最優(yōu)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(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-288X(2015)06-0036-05

中圖分類號(hào)：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(xué)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(xiàng)目：國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)專項(xiàng)“珍貴林藥多穗柯資源培育及開(kāi)發(fā)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?yàn)橹参餇I(yíng)養(yǎng)學(xué)。E-mail:zhujialei99@163.com。