瀕危植物扇脈杓蘭原生境土壤養(yǎng)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(hù)區(qū)管理局，貴州 遵義 563500)

土壤是植物汲取養(yǎng)分和能量的直接來源。有機(jī)質(zhì)是一種能提供植物生長所需營養(yǎng)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(tài)的氮的含量是評價土壤肥力的依據(jù)[3]。堿解氮的指標(biāo)參數(shù)與有機(jī)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(jī)質(zhì)含量越高和土壤熟化程度越高[4]。磷是植物細(xì)胞膜、核酸及含磷輔酶等多種結(jié)構(gòu)的重要組分，在物質(zhì)形成、能量代謝及運輸過程中不能缺少。鉀元素是促進(jìn)植物體內(nèi)的物質(zhì)代謝與運輸?shù)奈镔|(zhì)，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(hù)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(jìn)血液循環(huán)[9]、調(diào)經(jīng)止痛[10]等功效。國外學(xué)者JAE MIN CHUNG認(rèn)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(yuǎn)地區(qū)，已知的類群不超過10個，在日本曾經(jīng)很常見，但是因為過度收集和原生境受到破壞而到達(dá)瀕危的程度[11]。

現(xiàn)我國關(guān)于扇脈杓蘭的研究多集中于細(xì)胞學(xué)、形態(tài)學(xué)、傳粉生理學(xué)、生殖生物學(xué)、種質(zhì)資源調(diào)查及外界刺激反應(yīng)等方面，國內(nèi)關(guān)于土壤學(xué)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(xiàn)未見關(guān)于貴州內(nèi)扇脈杓蘭生境土壤養(yǎng)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(jìn)行離地表0～5cm、5～10cm、10～15cm 3種深度土壤多項指標(biāo)檢測，為今后原生境恢復(fù)、人工仿生境打造、栽種繁育等保育工作奠定相關(guān)方面理論基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

2021年4月在貴州省遵義市道真縣陽溪鎮(zhèn)和正安縣斑竹鎮(zhèn)2個地區(qū)中選取3個具有代表性野生扇脈杓蘭生境土壤進(jìn)行采集。道真縣內(nèi)進(jìn)入大沙河自然保護(hù)區(qū)中進(jìn)行土壤采樣，此地區(qū)是一個以中山為主的自然保護(hù)區(qū)，山地坡度25°以上占80%，屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)。正安縣斑竹鎮(zhèn)屬臺丘地貌、地勢較為平坦，在正安縣內(nèi)屬高寒山區(qū)，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(diào)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(zhèn)和正安縣斑竹鎮(zhèn)原始森林中選取較具代表性的扇脈杓蘭原始生境土壤進(jìn)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(huán)刀按照“S”型取樣法進(jìn)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(jìn)行扇脈杓蘭原生境土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀8項指標(biāo)檢測。土壤pH采用水浸提電位法(NY/T 1121.2-2006)測定；有機(jī)質(zhì)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(kuò)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(yǎng)分含量分析

3.1 扇脈杓蘭原生境土壤pH和有機(jī)質(zhì)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(xiàn)越深pH越小即土層越深土壤越酸的現(xiàn)象。

對3個樣地分層土壤進(jìn)行檢測得出，有機(jī)質(zhì)數(shù)值在33.87～179.10g·kg-1，土壤越深有機(jī)質(zhì)含量越小，各樣地土壤有機(jī)質(zhì)均值50.87～161.91g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)樣地3>樣地2>樣地1的特點。森林土壤中的有機(jī)質(zhì)是判斷土壤肥力高低的重要指標(biāo)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(nèi)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(dá)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(xì)胞中的組成部分之一。磷具有促進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(yǎng)分含量指標(biāo)檢測結(jié)果如表2所示。

表2 扇脈杓蘭原生境土壤養(yǎng)分含量指標(biāo)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(yǎng)分含量除全鉀外7項指標(biāo)均呈現(xiàn)表聚現(xiàn)象[13]。按照中國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)，對各樣地土壤均值進(jìn)行劃分得出，調(diào)查3個原始生境中土壤有機(jī)質(zhì)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(diào)查各樣地測定數(shù)據(jù)均值與2012年李全健等學(xué)者[8]對浙江扇脈杓蘭土壤養(yǎng)分含量研究成果，見表3，進(jìn)行對照得出，pH檢測結(jié)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(guān)指標(biāo)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(yǎng)分的測定結(jié)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(jī)質(zhì)和全氮含量較高，磷含量和鉀含量較低，建議在進(jìn)行扇脈杓蘭生境修復(fù)或仿生境打造時可用酸性土壤進(jìn)行，土壤中有機(jī)質(zhì)含量可設(shè)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。