栽參對當年土壤化學性質的影響

孟繁勇，曲同寶，聶小蘭，蘇 玲，闞 鴻，王建國，李 剛，王建華，白雅靜，肖波華，趙 英

（1.吉林農業大學，長春130118；2.吉林炳華中藥開發(集團)有限公司，長白朝鮮族自治縣134500；3.撫松縣人參研究所，撫松134500；4.吉林省益盛漢參生物科技有限公司，集安134200）

人參連續多年在同一地點生長，對養分的選擇性吸收導致土壤化學性質逐漸劣變、營養元素失去平衡，是人參發生病害、質量和產量下降的主要原因。種植作物對土壤化學性質會產生較大影響，施用化肥可以改善土壤的化學性狀，施用有機肥能提高土壤有機質的含量，土壤有機質與土壤速效養分有極顯著的正相關關系[1～3]。依據人參的需肥規律科學施肥，能夠顯著改善土壤化學性質，提高人參質量和產量[4～12]。本實驗研究了栽參對當年土壤化學性質的影響，以期為合理施肥、保持和提高土壤肥力提供依據。實驗受該區生態條件，如坡度、降雨和氣候等因素的影響，測定的數據可能會有一定誤差，本文僅供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗地點概況

實驗于2017～2018年在吉林炳華中藥開發(集團)有限公司長白縣大河北參場實驗基地進行。實驗區位于東經 127°16′，北緯 41°39′，屬寒溫帶濕潤氣候區，海拔427.4m，年降水量741.0mm，年平均氣溫4.1℃，1月份平均氣溫-17.2℃，7月份平均氣溫21.8℃，≥10℃積溫2617℃，年平均日照2318.7h，無霜期121d。坡度18.5°。該區氣候溫差變化較大，災害性天氣主要是冬季漫長、寒冷，若防寒不當易發生人參凍害。

1.2 實驗材料

供試土壤為暗棕壤，實驗采用“二、三”栽培制，即用2年苗移栽3年，栽參前每畝（667m2）施用有機肥2噸，養分含量：有機質 38.1%、N 1.27%、P2O50.74%、K2O 2.18%、Ca 2.79%、Mg 0.64%、S 0.14%、Zn 72.58mg/kg、B 13.33 mg/kg、Mo 0.63 mg/kg,pH6.9,C/N 17.4∶1。每畝（667m2）施用80公斤石灰調堿。其它按參地正常管理進行。

栽參前土壤化學性質如表1所示。

1.3 實驗處理

實驗設2個地點，每個地點設3個重復，每個重復5點采樣，四分法取樣，采樣深度0～25cm。施用有機肥和石灰以后，2017年10月14日栽參前采集土壤樣品；地上部枯萎后，2018年10月9日行間采集土壤樣品。

1.4 分析方法

有機質用電熱板加熱—重鉻酸鉀容量法，速效氮用堿解擴散法，速效磷用0.5M NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法，速效鉀用NH4OAc浸提—火焰光度法，pH值用pHS-3B型pH計測定，交換性鋁含量用1 mol/L KCl浸提，中和滴定法測定。

2 實驗結果

2.1 栽參當年土壤化學性質的變化

兩塊實驗地土壤有機質含量與栽參前比較均有降低（表2），分別下降4.7%和3.8%，下降幅度為1.9%～6.6%，平均下降4.3%；土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量與栽參前比較（表3-5），堿解氮含量分別下降5.6%和6.4%，下降幅度為2.6%～9.6%，平均下降6.0%；速效磷含量分別下降3.9%和3.0%，下降幅度為0.5%～5.9%，平均下降3.5%；速效鉀含量分別下降9.4%和9.6%，下降幅度為7.8%～11.6%，平均下降9.5%。氮、磷、鉀之間比較（表6），下降幅度為鉀＞氮＞磷。

表2 栽參當年土壤有機質含量的變化Table2.Thechangeof soil organic matter contentinsoil after onegrowingseason

表3 栽參當年土壤堿解氮含量的變化Table3.Thechangeofalkali-hydrolyzableNcontentinsoilafteronegrowingseason

表4 栽參當年土壤速效磷含量的變化Table4.Thechangeof available Pcontent in soil after onegrowingseason

表5 栽參當年土壤速效鉀含量的變化Table5.Thechangeof available K content in soil after onegrowingseason

2.2 栽參當年土壤酸度的變化

兩塊實驗地土壤pH與栽參前比較均有降低 （表6），分別下降了3.6%和4.8%，下降幅度為2.6%～5.6%，平均下降4.2%；隨著土壤酸度的增加，土壤交換性鋁(Al3+)含量明顯增加（表7），約為栽參前的2.5倍。

表6 栽參當年土壤pH的變化Table 6.The change of soil PH after one growing season

表7 栽參當年土壤交換性鋁(Al3+)含量的變化Table7.Thechangeof exchangeable Al3+content insoil after onegrowingseason

3 討論

栽參當年土壤有機質含量與栽參前比較平均下降了4.3%。有機質是土壤肥力的重要組成那分,是衡量土壤質量的重要指標，在改善土壤物理性質、改良土壤結構、提高土壤保肥能力和緩沖性能、促進作物健康生長方面具有重要作用。人參長期在同一地點生長，土壤有機質的下降會導致植株免疫力下降，病害嚴重[10～12]。人參長期在同一地點生長，對養分的選擇性吸收會導致土壤化學性質逐漸劣變、養分平衡失去。土壤化學肥力下降和營養元素不平衡是影響人參生長的主要障礙性因素[4～8]。本實驗中，栽參當年土壤速效養分含量呈下降趨勢，堿解氮、速效磷和速效鉀含量與栽參前比較平均分別下降了6.0%、3.5%和9.5%，氮、磷、鉀之間比較，下降幅度為鉀＞氮＞磷，說明人參對鉀的吸收多于氮和磷。此外，土壤中養分離子淋溶、地表徑流造成水土流失、風蝕帶走表層養分、氮素揮發以及土壤管理失誤等也是土壤化學性質劣變的主要原因，應當采取措施加以防范。

土壤pH較栽參前呈下降趨勢，平均下降了4.2%，土壤交換性鋁約為栽參前的2.5倍。土壤酸化影響植物對養分吸收與利用，主要原因在于[13～19]：a.酸性土中鋁離子與交換性鹽基離子爭奪膠體上的負電荷，導致鈣、鎂、鉀等鹽基離子淋失，使鹽基飽和度下降；b.由于鈣的淋失，土壤團粒結構和團聚體減少，導致土壤物理性質劣變，保水保肥能力下降；c.酸性土壤中活性鐵、鋁增加，磷酸根很容易與其結合，并形成不溶性沉淀，降低磷的有效性；d.酸性土壤膠體負電荷少，鹽基飽和度下降，使土壤緩沖性能弱；e.酸性土壤大中微量營養元素有效性降低，Al及其它重金屬活性提高，對植物體形成毒害；f.土壤中細菌和放線菌適合于在中性和微堿性環境中生長繁殖，在酸性土壤中活性降低，從而影響到有機物的分解和土壤肥力，而真菌在強酸性土壤中占據優勢，導致病害嚴重。

土壤中鋁的溶出對作物生長產生較大影響，土壤中溶出的鋁可被作物吸收,被作物根吸收的鋁主要分布在根內,只有較少部分轉移到地上部分。趙日峰等在研究土壤Al3+對人參的危害一文中指出，人參紅皮病株的莖、葉鋁含量與健株莖葉鋁含量無明顯差異，病株中鋁的積累主要分布在病根及其周皮中，老參地常常出現的生理性和侵染性燒須等疾病都和土壤中存在的過量Al3+有直接關系[20]。因此，栽參導致土壤酸化，酸化又使土壤中鋁以Al3+的形式大量溢出，進而使土壤微生物的生活環境趨于惡化，也為致病菌的大量繁殖創造了適宜的土壤環境。綜合以往的研究結果，生產上應當注意：a.除了在播種和移栽前施足底肥之外，還應當在人參生長期內追施有機肥，補充土壤有機質，改善土壤理化性狀，防止土壤酸化，為人參生長創造良好的土壤環境；b.根據人參需肥規律和根重變化規律[4、19]、以及土壤供肥性能特性和肥料利用率采取平衡施肥和測土施肥的方法，在施足底肥的基礎上，確定氮、磷、鉀和中、微量元素的適宜用量和比例，進行土壤追施和葉面噴施，補充基肥的不足；c.用石灰或酸性土壤調理劑[20]等改良酸性土壤，在降低土壤酸度的同時使鋁離子以聚合物的形式存在，降低對人參的危害；d.除底肥應當調節酸堿度以外，生長期追肥應選用生理中性或堿性肥料，如：鈣鎂磷肥、磷酸二銨、磷酸二氫鉀、以及微生物肥料等，防止土壤酸化。