洛南縣不同連翹產地土壤狀況分析

龍彥汐，張曉虎，譚志海

（1西安工程大學環境與化學工程學院，西安710048；2商洛學院生物醫藥與食品工程學院，陜西商洛726000）

0 引言

藥用植物連翹[Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl.]別名落翹、黃花條，屬于木犀科植物。地處秦嶺腹地的陜西省商洛市洛南縣是中國連翹最佳適生區和理想的藥源基地，為全國三大主產地之一，亦為重點發展的“五大商藥”之一。連翹性苦、微寒，具有清熱解毒、消結散腫、利尿排石等功能[1]，是常用中藥配方品種，清熱解毒的要藥，也是被西方醫學家肯定有“消炎殺菌抗病毒”的作用為數不多的原植物藥之一[2]。

土壤是藥用植物立足扎根之地，土壤類型及其分布規律，土壤的質地、結構和土壤水、氣、熱狀況等物理性狀，直接或間接影響著藥用植物的生長。土壤中營養元素的含量狀況反映了土壤對植物礦物營養的供給水平，影響著天然和人工植被的生長發育[3-4]。劉瑞豐等[5]運用通徑分析方法，表明土壤酶活性與土壤養分之間關系，同時運用主成分分析方法篩選了土壤質量評價的指標體系，對土壤有機質、大量元素和微量元素等土壤肥力狀況進行研究；王渭玲等[6]通過不同的施肥水平對桔梗土壤微生物和土壤酶活性進行探究；林麗仙等[7]運用正交試驗設計，探討和分析影響藍莓種植區土壤pH值；畢衛紅等[8]用近紅外光譜對秦皇島市地區土壤中的全氮含量進行了分析；蔣實等[9]將土壤pH值可看作是土壤的主要變量，其對土壤中的許多化學反應和化學過程都有很大的影響；潘平等[10]用氫氧化鈉熔融法消解調節pH值，加入抗壞血酸溶液及鉬酸銨鹽溶液顯色15 min，用30 mm比色皿，以水為參照物，于700 nm波長處測定樣品吸光度，求出土壤中的磷；王浩等[11]對土壤中有機質和重金屬相互作用研究，得出顆粒態有機質中重金屬和有機質的富集是土壤有機質礦化減弱和重金屬穩定性增加的主要原因；盧艷麗等[12]分別針對土壤有機質、氮、磷和鉀的光譜研究現狀進行了綜述和分析，基于光譜技術的土壤養分定量化預測的潛力和應用前景進行了分析并提出了今后的研究方向[13]；熊桂云等[14]用土壤養分狀況系統研究法測定了土壤有效磷、有效鉀和銨態氮，并對中國常規分析方法進行了相關性研究；儲誠興等[15]對土壤中有效硼的測定方法進行研究；劉鵬等[16]從土壤中鉬的含量和分布、土壤鉬的存在形態、有效鉬和鉬的有效性、鉬的吸附解吸、土壤中鉬的遷移和淋洗、植物中的鉬及對鉬的吸收、鉬在植物體內的移動、鉬在植物體內的生理功能及植物中鉬缺乏和中毒等方面綜述了土壤中的鉬及其植物效應的研究進展。測定土壤中的錳含量，可采用不同的方法進行預處理，主要有電熱板濕法消解，干灰化法消解和微波消解[17]；吳彩霞等[18]對不同草地類型土壤有效態微量元素含量的研究，結果表明土壤中微量元素Fe、Mn、Zn含量隨著海拔降低而逐漸降低。研究已經顯示出需要采集更多的土壤參數的地理參考數據，才能夠確定土壤參數，如營養缺乏等[19]；Hummel等[20]通過近紅外反射傳感器對美國考恩貝地區土壤有機質和水分含量進行預測。國外學者對城市周邊地區受污染土壤中有效態微量元素含量狀況與pH值之間的關系進行過一些研究，目的是提高土壤種植有效率，但對藥用植物研究較少[21]。

綜上所述，通過查閱相關文獻發現對產地土壤狀況的研究尚未有較為系統的研究，而對洛南縣連翹產地、產量和質量與土壤的相關性研究未見報道。因此，若以洛南縣連翹為研究對象，研究其產地土壤狀況，對該縣連翹產地的科學布局及規范化栽培具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試土壤 于2016年5月初采集于洛南縣永豐鎮、靈口鎮、洛源鎮連翹藥源基地。

1.1.2 主要儀器 全氮蒸餾儀、恒溫箱、原子吸收分光光度計、火焰原子吸收分光光度計、高溫電爐、分析天平。

1.1.3 主要試劑 1 mol/L氫氧化鈉溶液，20 g/L硼酸溶液，0.01 mol/L硫酸標準溶液，pH 8.5、0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提劑，0.8 mol/L重鉻酸鉀標準溶液，乙酸銨溶液，0.2 mol/L硫酸亞鐵溶液，HNO3優級純，HF優級純，HClO4優級純。

1.2 研究方法

1.2.1 綜合調查法 通過對洛南縣主要連翹產地的地形、氣候、水文、母質、農業生產活動進行綜合調查，并進行野外踏查，在查閱相關文獻資料（特別是土壤普查和農業區劃資料）的基礎上，對洛南縣的土壤類型、分布規律進行系統研究。

1.2.2 分析檢測法

（1）樣品采集與制備。在連翹產地選擇有代表性的地段設置30 m×30 m樣方，在樣方內隨機選取5個采樣點，采樣深度為0～20 cm。將采集的樣品，每5份樣點混合均勻，挑出植物殘體和石塊，平鋪成方形并劃2條對角線，取對面2塊，其余棄之，以上操作反復進行，一直取到所需用量1 kg為止。混合后的樣品作為一份試驗用土樣。土壤樣品經過自然風干，研磨和過篩等處理。

（2）樣品分析檢測。參照《土壤農業化學分析方法》進行土壤樣品分析檢測[22]。采用Excel軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 土壤分布狀況與成因分析

2.1.1 土壤分布狀況 土壤普查資料表明，洛南全縣共有8個土類，18個亞類，31個土屬，106個土種。其中以黃棕壤和棕壤為主，分別占土壤總面積的37.5%和35.5%，其次是褐土，占14.3%。商洛山區土壤水平和垂直分布見圖1、圖2。

土壤的水平地帶性分布規律是土壤在水平方向上隨生物氣候帶等而演替的規律。商洛山區從南到北，由北亞熱帶過渡到南暖溫帶，氣候與生物條件都有一定的變化，氣溫及降水量均呈遞減趨勢。主要由于氣候因素的差異，形成了不同的地帶性土壤。由圖1可知，黃棕壤是商洛地區分布最廣的土壤類型，主要分布在商洛南部地區，柞水縣南部、鎮安縣、山陽縣、商南縣，在丹鳳縣東部也有分布。以山陽縣的五竹、丹鳳縣的竹林關商南縣的客水為界。褐土主要分布在商洛北部地區，包括洛南縣、商州區大部分地區和丹鳳縣大部分地區。由此可見，洛南縣主要屬于褐土水平分布區域。

圖1 商洛山區土壤水平分布圖

圖2 商洛山區土壤垂直分布圖

土壤垂直帶譜由基帶土壤開始，隨山體高度增高，依次出現一系列與較高緯度帶（或較濕潤地區）相應的土壤類型。由圖2可知，土壤因所處地理位置及海拔高度的不同而出現2種情況：在山體北部，800 m以下基帶土壤為淋溶褐土，800～1200 m主要分布著各種基巖風化物上發育的史成褐土，1200～1400 m之間是史成褐土向棕壤的過渡地帶，交替出現始成褐土與始成棕壤，1400 m以上分布著山地棕壤；在山體南部，海拔900 m以下的基帶土壤主要是黃褐土，900～1300 m之間分布著各種基巖風化物上發育的黃棕壤和史成棕壤，1300～1500 m是棕壤向黃棕壤的過渡地帶始成黃棕壤和棕壤交錯分布，1500 m以上則分布著棕壤。

2.1.2 土壤分布成因分析 土壤是氣候、水文、植被、地形、成土母質以及人類活動等因素綜合作用的產物，所有的成土因素始終是同時存在的，并同等重要、相互不可替代地參與土壤的形成過程。

（1）氣候。商洛市洛南縣地處中緯度，由于秦嶺阻擋，冷空氣不易侵入，向東南開口的山川地形，利于暖濕氣流進入，因而形成了暖溫帶南緣過渡帶季風性、半濕潤山地氣候。年平均氣溫7.8～13.9℃，最高37～40.8℃，最低-21.6～-11.8℃。降水量年均710～930 mm，日照1860～2130 h，無霜期為210天。山地垂直氣候具有隨著山體海拔升高而變化的規律，一般中緯度地區山體每升高100 m氣溫下降0.6℃。

（2）水文。洛南縣境內溝壑縱橫，河網密布，由于河流的沖積、洪基作用，洛南地區主要河流兩側發育了新積土。其中沖積型新積土多分布于河灘地及較寬的溝臺地上；洪積型新積土多分布于山前洪積扇上；堆墊型新積土為人工堆墊而成，比較集中地分布于河灘地及部分溝臺地上。另外，在沿河兩岸的較高地形部位和溝臺地上，發育了潮土，潮土是洛南重要的農業土壤，面積不大，但耕種歷史悠久。潮土按受地下水作用的程度，分為潮土和濕潮土2個亞類。

（3）植被。商洛山區南部溫暖濕潤地區發育著常綠闊葉林，地帶性土壤為黃棕壤和黃褐土，植被主要由殼斗科、山茶科、木蘭科等樹種組成。北部暖溫帶地帶性森林植被是落葉闊葉林，土壤為褐土，主要落葉樹種有槭、椴、楊等。

（4）地形。洛南縣是以中低山為主的土石山區，區域內地勢西北高、東南低，全縣既有突兀的群山，又有深切的溝谷河流。山勢自北而南、自西向東逐漸降低。變化多端的地貌類型，影響著土壤中物質能量的再分配，亦是山區土壤類型多樣化的原因之一。

（5）成土母質。洛南縣位于秦嶺地盾邊緣和南秦嶺海西褶皺帶之中，全縣廣泛發育著各種復式褶皺，是一個復雜的大背斜構造。在古老變質巖系上覆有小型盆地式的沉積地層，河流兩岸均有階地和沖積物分布，縣境內分布有沖積沉積物、黃土、黃土狀物質、紫紅色砂質風化物等，這些地區多已被辟為農田，成為農業生產基地。母質類型與一個地區的地貌、巖性密切相關，洛南縣上述自然條件的復雜多變，導致成土母質類型較多。黃土母質分布于較開闊的河成高階地，下蜀系黃土為河流沉積物；沖積母質是巖石分化物碎屑經流水搬運而在河流兩岸沉積形成，多分布于各大小河流兩側；洪積母質是山洪搬運的碎屑物質在山前平緩地區沉積而成的山洪沉積體，洛南屬于山區，洪積母質到處可見；坡積母質是山坡上部的風化物碎屑，經重力作用、水蝕，搬運到山麓而成的堆積物，在該縣廣大山區均有分布；殘積母質是巖石礦物經風化后殘留在原地未經搬運的碎屑，保留了母巖的性質，分布于山巔的平緩高地，在殘積母質上發育的土壤，一般土層較薄、肥力較差。

（6）人類生產活動。洛南縣河谷地區平坦開闊，灌水條件較好，地下水位較高，歷史上由于人類種植水稻，形成了水稻土。水稻土的形成是水耕熟化的過程，土壤種植水稻后進行季節性灌溉，改變土壤的水熱狀態，又由于施用肥料導致土壤的復鹽基作用。

2.2 土壤理化性質檢測結果與分析

洛南縣永豐鎮、靈口鎮、洛源鎮等主要連翹產地土壤樣品理化性狀檢測結果見表1。

土粒密度、容重和孔隙度是反映土壤固體顆粒和孔隙狀況最基本的參數。土壤容重綜合反映了土壤顆粒和土壤孔隙的狀況，一般講，土壤容重小，表明土壤比較疏松，孔隙多；反之，土壤容重大，表明土體比較緊實，結構性差，孔隙少。土壤孔隙狀況與土壤團聚體直徑、土壤質地及土壤中有機質含量有關，它們對土壤中的水、肥、氣、熱狀況和農業生產有顯著影響。從表1可見，洛源鎮土壤容重小，孔隙度大，靈口鎮次之，永豐鎮容重大，其孔隙度最小。此檢測結果只從土壤學角度為連翹大面積種植提供技術參考依據。

土壤養分是存在于土壤中的植物必需的營養物質。土壤養分含量分級表主要針對有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量進行分級，其目的是為了說明土壤養分的豐缺。土壤養分含量分級見表2[23]。

根據表2土壤養分含量各項指標，對比分析洛源鎮有機質、全氮含量占比優于永豐鎮和靈口鎮；3個鎮堿解氮含量均處于5級水平；速效磷平均含量24.62 mg/kg，處于2級水平，其中永豐鎮和靈口鎮速效磷含量為3級，洛源鎮速效磷含量為2級；速效鉀平均含量125.82 mg/kg，處于3級水平，其中永豐鎮和靈口鎮速效鉀含量為2級，洛源鎮速效鉀含量為6級。

綜合表1、表2，洛源鎮土壤樣品中有機質和全氮均處于1級水平，速效磷含量處于2級，洛源鎮土壤肥力相比永豐鎮和靈口鎮較好。從總體來看洛南縣部分連翹產地土壤肥力較充足，但仍有部分土壤有機質不足，需要增施有機肥。

表1 連翹產地土壤理化性狀檢測結果

表2 土壤養分含量分級表

3 結論

本研究以陜西省商洛市洛南縣境內藥用植物連翹產地土壤為研究對象，對該縣產區土壤分布狀況及永豐鎮、靈口鎮、洛源鎮等部分產地的土壤狀況進行初步研究，通過綜合調查、分析檢測得到以下結論：

（1）從土壤分布規律看，洛南縣土壤呈三維分布，其中以垂直分布為主，兼有水平和地域分布。在本縣海拔1300 m以上大多是棕壤土；1300 m以下，受人類活動影響，多成粗骨性棕壤；1000～1300 m之間以褐土性土和粗骨性褐土為主；1000 m以下的丘陵原坡以淋溶褐土為主要地帶性土壤；河流沿岸以於土為主，并有潮土和水稻土零星分布。土壤的分布隨維度和溫度的不同而出現規律性變化。

（2）本試驗以洛南縣部分連翹產地土壤為例，土壤樣品養分含量測定采用農業化學常規分析方法，檢測其理化性質，得出土壤肥力較充足，其中永豐鎮、靈口鎮、洛源鎮3個產地中，洛源鎮土壤肥力相比永豐鎮和靈口鎮較好，可為該產地連翹的野生撫育和規范化種植提供比較系統的土壤方面的技術參考依據。

（3）根據土壤肥力指標，洛南縣連翹種植區域應改良土壤理化性狀，推行水土保持耕作法，減少水土流失，進而提升土地生產能力，改良土壤質地；合理增施有機肥，使土壤肥力逐年增高，達到土肥相融，改良土壤結構。能夠促進當地連翹基地的科學布局及種植栽培，進而促進洛南縣連翹產業的可持續發展。

4 討論

通過研究洛南縣連翹產地土壤分布規律和理化性質，得出永豐鎮、靈口鎮、洛源鎮3個藥源產地土壤理化狀況的初步研究結果與土壤肥力狀況分布相吻合，與劉瑞豐等[6]在商洛市研究結論基本一致。

本研究主要注重于連翹產地、產量和質量與土壤的相關性研究，結果表明洛源鎮土壤孔隙度、有機質等含量較高，適合連翹的生長、發育，其土壤生產潛力很大，有利于藥用植物基地的建設和發展。