張珍明, 樂 樂, 林昌虎,3, 林紹霞, 張清海, 何騰兵,5,6

(1.貴州省生物研究所, 貴陽(yáng) 550009; 2.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 貴陽(yáng) 550025;3.貴陽(yáng)醫(yī)學(xué)院, 貴陽(yáng)550004; 4.貴州省分析測(cè)試研究院, 貴陽(yáng) 550002;5.貴州大學(xué) 新農(nóng)村發(fā)展研究院, 貴陽(yáng) 550025; 6.貴州大學(xué) 中國(guó)西部發(fā)展能力研究中心, 貴陽(yáng) 550025)

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種植年限對(duì)山銀花土壤質(zhì)量的影響

張珍明1, 樂 樂2, 林昌虎2,3, 林紹霞4, 張清海4, 何騰兵2,5,6

(1.貴州省生物研究所, 貴陽(yáng) 550009; 2.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 貴陽(yáng) 550025;3.貴陽(yáng)醫(yī)學(xué)院, 貴陽(yáng)550004; 4.貴州省分析測(cè)試研究院, 貴陽(yáng) 550002;5.貴州大學(xué) 新農(nóng)村發(fā)展研究院, 貴陽(yáng) 550025; 6.貴州大學(xué) 中國(guó)西部發(fā)展能力研究中心, 貴陽(yáng) 550025)

以貴州地產(chǎn)山銀花不同種植年限土壤為研究對(duì)象，通過野外調(diào)查與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，對(duì)比研究了山銀花不同種植年限下土壤團(tuán)聚體、土壤肥力和土壤重金屬的污染程度。結(jié)果表明：土壤中5～1 mm和1～0.25 mm團(tuán)聚體占的比例最高，粒徑大于1.00 mm水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體的總量都是根區(qū)大于非根區(qū)，總體上土壤結(jié)構(gòu)性好；堿解N、有效P、速效K，有機(jī)質(zhì)等土壤肥力指標(biāo)等級(jí)大都為Ⅰ級(jí)或者Ⅱ級(jí)，大部分處于豐富水平，11～20 a的根區(qū)土壤養(yǎng)分豐富比例最高；參照貴州省土壤背景，重金屬As隨著種植年限增加污染程度有增加趨勢(shì)，總體土壤尚清潔。研究可篩選出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)山銀花的最佳種植年限，為貴州生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)山銀花的栽培管理及施肥技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

種植年限; 山銀花; 團(tuán)聚體; 土壤; 質(zhì)量

山銀花(FlosLoniceraeConfusae)，又名忍冬花，系半常綠多年生藤本纏繞灌木或直立小灌木[1]，生于背風(fēng)向陽(yáng)處。山銀花原產(chǎn)我國(guó)，是溫帶及亞熱帶樹種，根系發(fā)達(dá)、適應(yīng)性強(qiáng)，耐旱抗?jié)?、抗逆性?qiáng)，對(duì)防風(fēng)固沙有特效[2]。山銀花富含綠原酸、異綠原酸、木犀草苷等。廣泛用于治溫病發(fā)熱、風(fēng)熱感冒、咽喉腫痛、肺炎、痢疾、丹毒、蜂窩組織炎等癥，具有較高的醫(yī)藥價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。山銀花作用多、易栽易活易管理，其種植有著巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益[3]。貴州是我國(guó)山銀花主產(chǎn)區(qū)之一，全省分布廣泛、產(chǎn)量較大，藥用資源極為豐富，以遵義市和黔東南等地區(qū)產(chǎn)量最大。

土壤作為中藥材生產(chǎn)的基礎(chǔ)，為中藥材生長(zhǎng)發(fā)育提供所需水、熱、氣、肥。由于藥用植物具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，再加上種植耕地面積的限制，導(dǎo)致了藥用植物的常年連作栽培，最終造成了連作障礙[4-5]，導(dǎo)致土壤物理性狀惡化，土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞，土壤板結(jié)，透氣性變差，土壤生物學(xué)活性的變化，土壤中的O2和CO2濃度以及土壤孔隙率等滿足不了植物正常生長(zhǎng)的需要和藥用植物自毒[6-7]。董艷等[8]通過研究分析得出，隨著種植年限的增加，土壤中細(xì)菌、放線菌、微生物總數(shù)和土壤酶活性都呈先增加后降低的趨勢(shì)，以種植6～8 a時(shí)最高而之后逐年降低，20 a達(dá)到最低值。也有學(xué)者研究標(biāo)明區(qū)域間氣候、母質(zhì)、地形地貌、水文、植被的不同，尤其是植物根區(qū)與非根區(qū)土壤養(yǎng)分的差異性更大[9]。目前山銀花的研究方向主要集中在品質(zhì)研究、化學(xué)成分研究和藥理作用研究[10]。關(guān)于山銀花產(chǎn)地土壤的性質(zhì)的研究較少，而種植土壤環(huán)境是藥用植物獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的必要條件之一。研究種植地土壤環(huán)境對(duì)山銀花的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，具有重要的意義，因此本文以不同種植年限下山銀花種植土壤，通過研究區(qū)不同種植年限的山銀花下土壤團(tuán)聚體、土壤肥力特征及土壤微量元素，對(duì)山銀花產(chǎn)地土壤隨種植團(tuán)聚體及土壤環(huán)境質(zhì)量隨種植年限的變化特性進(jìn)行調(diào)查和綜合研究，為山銀花的GAP基地建設(shè)和藥材品質(zhì)的全面提升提供科技支撐。

1　研究區(qū)概況

貴州省綏陽(yáng)縣位于貴州省北部，是山銀花主要出產(chǎn)地，山銀花種植年限達(dá)30 a之久。綏陽(yáng)縣地處東經(jīng)107°06′—107°30′、北緯27°56′—28°05′，地貌組合以低山丘陵和寬谷盆地為主，丘陵分布較廣，低山分布于丘陵、盆地之間，地勢(shì)較開闊平坦。綏陽(yáng)縣處于北半球低緯度的亞熱帶內(nèi)，具有亞熱帶高原濕潤(rùn)季風(fēng)氣候的特點(diǎn)，氣候溫和，年平均氣溫15.1℃，雨量較豐，水熱同季，年降雨量1 050～1 420 mm，全年無(wú)霜期283 d，年日照時(shí)數(shù)1 114.2 h，適宜山銀花的生長(zhǎng)。綏陽(yáng)縣成土母質(zhì)主要是頁(yè)巖、砂頁(yè)巖、白云質(zhì)灰?guī)r、石灰?guī)r的第四紀(jì)黏土的風(fēng)化坡積和殘積物，土壤類型主要是由成土母質(zhì)發(fā)育而成的黃壤、黃棕壤、石灰土四類土類，同時(shí)還有部分水稻土[11]。綏陽(yáng)縣山銀花種植期間主要投入人畜糞、草木灰、尿素、硫酸鉀等肥料。栽植2～3 a以后，定期使用畜雜肥、廄肥、餅肥、復(fù)混肥等肥料進(jìn)行追肥。

2　材料與方法

2.1樣品采集與制備

于2012年5月，6月，7月，以綏陽(yáng)縣小關(guān)鄉(xiāng)回坪、白泥和長(zhǎng)旺村和蒲場(chǎng)鎮(zhèn)高坊子山銀花種植基地為主，周邊少量農(nóng)戶種植地為輔進(jìn)行土壤樣品的采集。采集土壤樣品時(shí)根據(jù)山銀花產(chǎn)地基本地形、植被等自然特點(diǎn)及耕作施肥等人為因素，選擇具有代表性、生長(zhǎng)水平優(yōu)良的分布區(qū)域?yàn)椴蓸訁^(qū)。每個(gè)樣區(qū)內(nèi)，采集地形坡度和部位一致及山銀花長(zhǎng)勢(shì)基本一致的3～4株種植年限相同的山銀花土壤為一個(gè)土壤樣品，采集根區(qū)(山銀花根際周圍0—10 cm的區(qū)域原狀土)與非根區(qū)在植株垂直冠幅下多點(diǎn)隨機(jī)采集原狀土。采樣深度0—20 cm，按“S”形布點(diǎn)采集5個(gè)點(diǎn)的樣品，充分混合后用四分法反復(fù)取舍保留1.0 kg左右混合土樣，避開植物根系土壤樣品，將土樣裝入塑料袋編號(hào)，用無(wú)菌袋承裝，密封、低溫保存，共采集41個(gè)樣點(diǎn)，82個(gè)土壤樣品(41個(gè)根區(qū)、41個(gè)非根區(qū))，采樣點(diǎn)的基本情況見表1。

將采集的土壤樣品帶回在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，剔除植物殘?bào)w及大礫石等非土壤物質(zhì)，同時(shí)避免酸、堿等污染。取風(fēng)干樣品按四分法充分混合后，用木棍輾壓、過尼龍篩，而后進(jìn)一步用瑪瑙缽研細(xì)，過孔徑1 mm篩后分別測(cè)定土壤速效養(yǎng)分；另取土樣風(fēng)干研磨，過0.25 mm篩后測(cè)定土壤全量養(yǎng)分，將過篩樣品置于密封袋中作好標(biāo)簽，放入干燥器中保存?zhèn)溆?，供分析測(cè)試用。

表1　采樣點(diǎn)基本概況

2.2指標(biāo)測(cè)定方法

供試土壤化學(xué)指標(biāo)測(cè)定方法如下[12]：土壤pH值：電位法(水土比為1∶2.5)；土壤有機(jī)質(zhì)：重鉻酸鉀容量法-外加熱法；土壤堿解氮：堿解擴(kuò)散法；土壤有效磷：鹽酸—氟化氨提取—鉬銻抗比色法；土壤速效鉀：乙酸銨浸提-火焰分光光度法。土壤重金屬均采用六點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)曲線外標(biāo)法定量，各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線r值大于0.99，測(cè)定過程中采用平行樣和標(biāo)準(zhǔn)參考物(GSS2-GSS5)來(lái)控制準(zhǔn)確度。重金屬As，Hg采用原子熒光分光光度法；重金屬Pb，Cd，Cr采用原子吸收分光光度法；重金屬Cu采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法[13-14]。

土壤團(tuán)聚體的制備與測(cè)定采用篩分法[15]:將采集的土壤除去植物殘?bào)w、小石塊以及蚯蚓等大型動(dòng)物后，在室內(nèi)沿土壤自然結(jié)構(gòu)輕輕掰成直徑約1 cm的小土塊，平攤在通風(fēng)透氣處，取風(fēng)干后的土樣1.5 kg，使其通過由不同孔徑組成的篩組，測(cè)定各孔徑篩子上土樣質(zhì)量，將各級(jí)篩子上的團(tuán)聚體及粒徑<0.25 mm的土粒分別稱量，計(jì)算干篩的各級(jí)團(tuán)聚體占土樣總量的百分含量；水穩(wěn)性團(tuán)聚體：根據(jù)干篩法獲得的各粒級(jí)團(tuán)聚體的質(zhì)量比例，配成50 g風(fēng)干土樣，將配好的土樣放入篩組。在團(tuán)聚體分析儀上進(jìn)行濕篩分析，分析前向水桶中加水，使得套篩在運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)的時(shí)候，篩子上緣可以正好與水面平齊。將套篩放入水桶中，然后開動(dòng)馬達(dá)使套篩上下移動(dòng)，升降4 cm，15分鐘后提出水面。將已篩好的篩組拆開，留在各級(jí)篩子上的團(tuán)聚體用細(xì)水流通過漏斗洗入鋁盒中，烘干稱量。

2.3評(píng)價(jià)方法

2.3.1土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)方法根據(jù)所測(cè)不同種植年限山銀花土壤養(yǎng)分含量的實(shí)際數(shù)據(jù)，結(jié)合第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[16](表2)，參照耕地養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及準(zhǔn)則，確定所測(cè)區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀的等級(jí)劃分和豐缺評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均分為3級(jí)，分別代表豐富、中等、缺乏。具體分級(jí)指標(biāo)見表3[17]。

表2　全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3　土壤肥力指標(biāo)分級(jí)指標(biāo)

2.3.2土壤重金屬質(zhì)量評(píng)價(jià)方法地累積指數(shù)(Index of geo-accumulation，Igeo)計(jì)算公式[17]如下:

Igeo=log2Cn/(K×B)

式中：Cn——實(shí)測(cè)土壤重金屬含量(mg/kg)；B——當(dāng)?shù)爻练e物重金屬含量背景值(mg/kg)；K——考慮成巖作用可能引起背景值波動(dòng)而設(shè)定的常數(shù)，K=1.5。地累積指數(shù)的分級(jí)與污染程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)[18]：

表4　土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)

2.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)首先按統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，剔除異常值，把分布于平均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差之外的異常數(shù)值去除，然后用采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3　結(jié)果與分析

3.1不同種植年限土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性

土壤結(jié)構(gòu)是土壤中各種不同大小、形狀和不同性質(zhì)的土壤顆?；驁F(tuán)聚體的總和。土壤結(jié)構(gòu)是土壤肥力的綜合反映，也是土壤肥力的最主要的因素之一。對(duì)不同粒徑級(jí)別的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(表5，6)，土壤中5～1 mm和1～0.25 mm團(tuán)聚體占的比例最高，土壤結(jié)構(gòu)性好；隨著種植年限的增加，其所占的比例也就越大。主要原因在于山銀花根系的分泌物和有機(jī)質(zhì)能夠促進(jìn)形成團(tuán)聚體[19]，起到改善土壤結(jié)構(gòu)性的作用。

從表中可以看出，根區(qū)干篩和濕篩處理的土壤各粒徑土壤團(tuán)聚體含量表現(xiàn)出明顯差異性。干篩土壤團(tuán)聚體以大于1.00 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體為主，而濕篩處理下土壤團(tuán)聚體則以小于0.25 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體為主。在年限為0～5 a的根區(qū)土壤中，干篩土壤團(tuán)聚體介于1～0.25 mm的團(tuán)聚體百分含量最高。而濕篩團(tuán)聚體大于0.25 mm最高為33.8%，出現(xiàn)于種植6～10 a，土壤干篩土壤團(tuán)聚體>1.00 mm的團(tuán)聚體百分含量最高，濕篩團(tuán)聚體各組成比例相差不大；年限為11～15 a的土壤中，干篩土壤團(tuán)聚體大于0.25 mm的團(tuán)聚體百分含量最高，濕篩團(tuán)聚體百分含量最高為大于5 mm的團(tuán)聚體。年限為16～25 a的土壤中，1～5 mm和大于5 mm的土壤團(tuán)聚體數(shù)量比15 a內(nèi)種植年限的土壤高出3.37個(gè)百分點(diǎn)。

從表5，6可以看出，2種處理方式下，粒徑大于1.00 mm水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體的總量都是根區(qū)大于非根區(qū)；濕篩處理下大于0.25 mm土壤團(tuán)聚體數(shù)量明顯減少。且以大于1.00 mm土壤團(tuán)聚體含量減少最多。可見根區(qū)與非根區(qū)之間水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體差別較大。分析其原因，可能是人類活動(dòng)(耕作等)對(duì)水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體產(chǎn)生影響，促進(jìn)其向較細(xì)小顆粒發(fā)育，從而形成較小水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體。相比非根區(qū)，根區(qū)大于1.00 mm的水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體比例較大。由此說(shuō)明，不同土地利用方式，其地表植被類型及其凋落物的性質(zhì)存在差異，影響水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體粒徑分布。

表5　不同種植年限山銀花根區(qū)土壤團(tuán)聚體含量　%

表6　不同種植年限山銀花非根區(qū)土壤團(tuán)聚體含量　%

3.2不同種植年限山銀花土壤養(yǎng)分差異

研究結(jié)果(表7)表明，不同種植年限下土壤養(yǎng)分含量存在不同差異，其中有機(jī)質(zhì)最高含量(35.62 g/kg)分布在種植年限為16～20 a，最低含量(27.06 g/kg)分布在21～25 a；堿解氮最高含量為237.58 mg/kg，分布在種植年限6～10 a，最低含量為145.63 mg/kg，分布在種植年限為16～20 a；有效磷最高含量為32.36 mg/kg，分布在種植年限為0～5 a，最低含量含量為23.59 mg/kg分布在16～20 a；速效鉀含量最大值為189.25 mg/kg，分布在種植年限為0～5 a，最小值為126.10 mg/kg，分布在種植年限為21～25 a。從根區(qū)與分根區(qū)養(yǎng)分來(lái)看，其中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷都表現(xiàn)為在根區(qū)土壤隨著種植年限的增加先增加后減小，有機(jī)質(zhì)、堿解氮在非根區(qū)土壤中隨著種植年限的增加而減?。欢傩р浐坎还茉诟鶇^(qū)與非根區(qū)都表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì)。

表7　貴州山銀花不同種植年限下土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)

3.3不同種植年限土壤重金屬污染評(píng)價(jià)

山銀花不同種植年限下土壤重金屬含量如表8所示。隨著種植年限的增加，山銀花種植基地土壤重金屬Cr，Cu，As和Cd的含量逐漸增加，而土壤重金屬Pb和Hg的含量隨著種植年限的增加卻逐漸減小。山銀花不同種植年限土壤中同一種重金屬的含量不同，山銀花種植基地土壤中同一種植年限不同重金屬的含量也不同，0～5 a:Pb>Cr>As>Cu>Hg>Cd，6～10 a:Cr>Pb>Cu>As>Cd=Hg，11～15:Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg，16～20 a：Cr>Cu>Pb>As>Cd>Hg，21～25 a：Cr>Cu>As>Pb>Cd>Hg。總體上隨著種植年限的增加，重金屬Cr，Cu，As，Cu四種重金屬都隨著種植年限的增加而逐漸增加，隨著種植年限的增加而表現(xiàn)為富集現(xiàn)象，而重金屬Pb表現(xiàn)為隨著種植年限的增加而逐漸減小的趨勢(shì)，重金屬Hg隨著種植年限而無(wú)很明顯的規(guī)律變化。

通過對(duì)山銀花不同種植年限土壤重金屬含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用地積累系數(shù)法，以貴州省土壤重金屬背景值對(duì)山銀花不同種植年限土壤重金屬污染狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如圖1所示。山銀花土壤中土壤重金屬Hg在0～25 a種植年限下地積累系數(shù)都為正值，土壤重金屬As在21～25 a下的地積累系數(shù)為正值，其余重金屬在不同種植年限下地積累系數(shù)都都是負(fù)值，表明貴州省山銀花沒有受到土壤重金屬Cr，Cd，Cu和Pb的污染，整體上土壤質(zhì)量尚清潔。

表8　貴州山銀花不同種植年限土壤重金屬含量　mg/kg

圖1　貴州山銀花不同種植年限土壤重金屬地積累系數(shù)(貴州省土壤背景值)

4　討 論

4.1不同種植年限下團(tuán)聚體差異

土壤作為作物生長(zhǎng)的主要場(chǎng)所，在作物生長(zhǎng)期間內(nèi)不僅要提供作物生長(zhǎng)需要的充足的養(yǎng)分，同時(shí)還要保證良好的土壤水、氣、熱條件[20]。良好的土壤水、氣、熱條件取決于良好的土壤結(jié)構(gòu)，土壤團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單位，具有多孔性與水穩(wěn)性的特點(diǎn)。土壤團(tuán)聚體能夠使土壤中的固相、液相和氣相相互處于良好的協(xié)調(diào)狀態(tài)，起到調(diào)節(jié)作物對(duì)水、肥、氣、熱等因素的需求。土壤結(jié)構(gòu)的好壞會(huì)受到土壤團(tuán)聚體含量、分布及穩(wěn)定性的影響，通常用10～0.25 mm的水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體的含量來(lái)表示土壤結(jié)構(gòu)的好壞。土壤團(tuán)聚體按粒徑大小分為大團(tuán)聚體(>0.25 mm)和微團(tuán)聚體(<0.25 mm)兩類[21]。山銀花土壤非水穩(wěn)性團(tuán)聚體中>0.25 mm大團(tuán)聚體隨種植年限的增加先增加后減小，不同種植年限非水穩(wěn)性大團(tuán)聚體都達(dá)到80%以上，表明山銀花土壤結(jié)構(gòu)良好。山銀花種植基地土壤水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的數(shù)量隨著種植年限的增加先增加后減小再增加，在21～25 a時(shí)達(dá)到最大值，這可能與施肥及土壤管理等因素有關(guān)。土壤團(tuán)聚體的數(shù)量和大小它不僅在維持土地生產(chǎn)力方面具有重要作用，而且與土壤的抗蝕能力以及環(huán)境質(zhì)量具有密切關(guān)系。Bernard Barthes[22]的研究表明土壤侵蝕與土壤大團(tuán)聚體(>0.25 mm)含量呈負(fù)相關(guān)，且土壤中>10 mm的土壤團(tuán)聚體可以作為反映抗風(fēng)蝕能力的重要指標(biāo)。本研究中，山銀花種植基地土壤>10 mm的團(tuán)聚體，隨著種植年限的增加逐漸增加，這表明隨著種植年限的延長(zhǎng)，土壤團(tuán)聚體的機(jī)械穩(wěn)定性增強(qiáng)，改善了土壤孔性，增強(qiáng)了土壤通氣性，同時(shí)也增加了土壤的抗風(fēng)蝕能力。

作物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)大部分來(lái)源于土壤，土壤肥力水平的高低影響作物的產(chǎn)量及品質(zhì)。在山銀花種植過程中，對(duì)不同種植年限下土壤肥力進(jìn)行考察，山銀花產(chǎn)地土壤肥力水平受種植年限的影響較小，種植16 a后土壤肥力稍微有所降低，說(shuō)明隨著種植年限的增加，應(yīng)該注意保證土壤的肥力水平，以提供植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的充足來(lái)源。隨著年限的增加，土壤理化性質(zhì)會(huì)發(fā)生一系列的變化，使土壤出現(xiàn)酸化、鹽漬化等土壤問題，嚴(yán)重影響土壤環(huán)境質(zhì)量及土壤結(jié)構(gòu)。查軒等[23]的研究發(fā)現(xiàn)土壤特性與土壤抗侵蝕能力成正相關(guān)，土壤有機(jī)質(zhì)含量等土壤特性的改善，使土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量及滲透性抗侵蝕特性分別得到提高。從山銀花不同種植年限下土壤團(tuán)聚體和肥力等級(jí)研究表明，種植年限15 a后土壤性質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)折性變化，種植年限為11～15 a，土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性最好，其后有降低的趨勢(shì)，即土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性開始下降。在種植20 a后注意山銀花土壤理化性狀的變化，增施有機(jī)肥，以增強(qiáng)土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4.2不同種植年限山銀花土壤肥力評(píng)價(jià)

根據(jù)不同種植年限山銀花土壤養(yǎng)分含量狀況，結(jié)合第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)，參照土壤肥力指標(biāo)分級(jí)參考指標(biāo)(表3)，對(duì)五種種植年限下山銀花的土壤肥力水平進(jìn)行劃分?？偟膩?lái)看山銀花基地根區(qū)土壤肥力水平較高，非根區(qū)土壤肥力水平中等偏低。具體的分級(jí)指標(biāo)見表9所示。從表9可以看出，堿解N、有效P、速效K，有機(jī)質(zhì)等土壤肥力指標(biāo)等級(jí)大都為Ⅰ級(jí)或者Ⅱ級(jí)。山銀花栽培的主要區(qū)域多為丘陵坡地，長(zhǎng)期栽培植株的土壤，由于植株蔓延覆蓋、根區(qū)根系的穿插，能夠有效減弱雨水對(duì)土壤氮、磷等養(yǎng)分的溶蝕作用，同時(shí)又能促進(jìn)有機(jī)物的分解。因此總體上來(lái)說(shuō)，山銀花根區(qū)土壤養(yǎng)分較非根區(qū)含量豐富。

有機(jī)質(zhì)含量中等，根區(qū)有機(jī)質(zhì)含量水平高于非根區(qū)，16～20 a根區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)最高。山銀花根區(qū)土壤堿解氮含量在0～15 a處于豐富水平，15 a以后堿解氮含量下降到中等水平。非根區(qū)土壤堿解氮在前15 a保持中等水平，之后下降至缺乏狀態(tài)。根區(qū)堿解氮含量水平均大于非根區(qū)。不同種植年限的山銀花根區(qū)土壤有效磷含量均保持在豐富水平，非根區(qū)土壤有效磷含量水平隨著年限的增加的變化趨勢(shì)是：中等—缺乏—豐富—缺乏—中等，11～15 a的豐富水平可能是種植后期磷肥的補(bǔ)施。山銀花根區(qū)土壤速效鉀含量處于優(yōu)良水平，0～20 a的土壤速效鉀水平均為豐富，20 a后稍有下降至中等水平。非根區(qū)土壤速效磷含量水平則隨著年限的增加從0～5 a的豐富水平逐漸降至21～25 a的缺乏水平。

整體來(lái)說(shuō)，山銀花根區(qū)土壤肥力優(yōu)良，大部分處于豐富水平。11～20 a的根區(qū)土壤養(yǎng)分豐富比例最高。非根區(qū)土壤肥力較差，甚至達(dá)到缺乏水平。盡管根區(qū)土壤肥力在五個(gè)種植年限內(nèi)均是優(yōu)良水平，整體適宜。但在種植后期由于養(yǎng)分含量的降低需要注意適量增施復(fù)合肥，采取相應(yīng)的土地改良管理措施。

表9　貴州山銀花不同種植年限下土壤肥力等級(jí)

4.3不同種植年限山銀花土壤中重金屬來(lái)源分析

工業(yè)“三廢”、污泥、城市生活垃圾及污水和農(nóng)藥化肥的施用，使得農(nóng)作物生產(chǎn)中土壤受重金屬污染的問題日漸突出。土壤重金屬能夠通過飲用水和食物等直接或間接影響人類健康。通過對(duì)土壤中重金屬污染程度進(jìn)行合理的評(píng)價(jià),采用相應(yīng)的措施來(lái)防止重金屬的污染。山銀花產(chǎn)地土壤重金屬Cr，Cd，Cu和As的地積累指數(shù)隨著種植年限的增加而增加，土壤重金屬Pb的地積累指數(shù)隨著種植年限的增加而減小，土壤重金屬Hg的地積累指數(shù)隨著種植年限的增加而變化不明顯。山銀花中土壤重金屬含量一般來(lái)說(shuō)會(huì)隨著生長(zhǎng)時(shí)間的增加而增加。其原因除了與多年的生長(zhǎng)導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、重金屬富集等因素有關(guān)，也與山銀花種植基地的較多人為活動(dòng)有關(guān)。土壤中大部分直接來(lái)源于畜糞、草木灰、尿素、硫酸鉀等肥料輸入，而土壤中Hg 和As主要來(lái)源于自然界的天然釋放、以有機(jī)農(nóng)藥為主的農(nóng)業(yè)污染排放等。Hg 和As進(jìn)入土壤后大部分會(huì)被土壤迅速吸持；此外汞能以零價(jià)狀態(tài)存在于土壤中，土壤中吸附積累的Hg會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，通過反應(yīng)：2Hg+=Hg2++HgO，無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞都可以轉(zhuǎn)化為金屬汞。同時(shí)，各種化合物中的Hg和As也很容易被土壤中的微生物如極毛桿菌等還原成金屬As和Hg，并通過揮發(fā)向大氣中遷移[24]。因此，在山銀花種植過程中，在山銀花的種植過程要注意合理的施肥技術(shù)管理，對(duì)所施化學(xué)肥料的雜質(zhì)及含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)采用相應(yīng)施用技術(shù)，并對(duì)施用過程中土壤中的重金屬殘留進(jìn)行有效監(jiān)控。

5　結(jié) 論

(1) 土壤中5～1 mm和1～0.25 mm團(tuán)聚體占的比例最高；干篩土壤團(tuán)聚體以大于1.00 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體為主，而濕篩處理下土壤團(tuán)聚體則以小于0.25 mm粒徑的土壤團(tuán)聚體為主。粒徑大于1.00 mm水穩(wěn)性土壤團(tuán)聚體的總量都是根區(qū)大于非根區(qū)；濕篩處理下大于0.25 mm土壤團(tuán)聚體數(shù)量明顯減少。且以大于1.00 mm土壤團(tuán)聚體含量減少最多。

(2) 山銀花根區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量在0～15 a處于中等水平，16～20 a上升到豐富水平，16～20 a根區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)最高。山銀花根區(qū)土壤堿解氮含量在0～15 a處于豐富水平，不同種植年限的山銀花根區(qū)土壤有效磷含量均保持在豐富水平，山銀花根區(qū)土壤0～20 a的土壤速效鉀水平均為豐富，20 a后稍有下降至中等水平。11～20 a的根區(qū)土壤養(yǎng)分豐富比例最高。

(3) 山銀花不同種植年限土壤中同一種重金屬的含量不同，山銀花種植基地土壤中同一種植年限不同重金屬的含量也不同，0～5 a：Pb>Cr>As>Cu>Hg>Cd，6～10 a：Cr>Pb>Cu>As>Cd=Hg，11～15 a：Cr>Pb>Cu>As>Cd>Hg，16～20 a：Cr>Cu>Pb>As>Cd>Hg，21～25 a：Cr>Cu>As>Pb>Cd>Hg。

[1]武雪芬,李玉賢,侯懷恩,等.山銀花修剪枝中綠原酸含量測(cè)定[J].中藥材,1996,19(2):69-70.

[2]粟時(shí)穎,鄭興.山銀花研究進(jìn)展[J].南華大學(xué)學(xué)報(bào).醫(yī)學(xué)版,2009,37(6):744-748.

[3]李錦燊,吳洪文.山銀花化學(xué)成分與藥理活性研究進(jìn)展[J].北方藥學(xué),2014,11(2):71-73.

[4]蔣國(guó)斌,談獻(xiàn)和.中藥材連作障礙原因及防治途徑研究[J].中國(guó)野生植物資源,2007,26(6):32-34.

[5]邱立友,戚元成,王明道,等.植物次生代謝物的自毒作用及其與連作障礙的關(guān)系[J].土壤,2010,42(1):1-7.

[6]張子龍,王文全.藥用植物連作障礙的形成機(jī)理及其防治[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2009,11(6):19-23.

[7]郭蘭萍,黃璐琦,蔣有緒,等.藥用植物栽培種植中的土壤環(huán)境惡化及防治策略[J].中國(guó)中藥雜志,2006,31(9):714-717.

[8]董艷,董坤,鄭毅,等.種植年限和種植模式對(duì)設(shè)施土壤微生物區(qū)系和酶活性的影響[J]農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2009,28(3):527-532.

[9]趙莉.氮添加對(duì)紫花苜蓿根區(qū)土壤養(yǎng)分及土壤微生物量的影響[J].水土保持研究,2014,21(6):35-42.

[10]王天志,李永梅.金銀花的研究進(jìn)展[J].華西藥學(xué)雜志,2000,15(4):292-298.

[11]肖丹,熊康寧,蘭安軍,等.貴州省綏陽(yáng)縣喀斯特石漠化分布與巖性相關(guān)性分析[J].地球與環(huán)境,2006,34(2):77-81.

[12]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1999.

[13]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1999.

[14]劉鳳枝.農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2001.

[15]中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所土壤物理研究室.土壤物理性質(zhì)測(cè)定法[M].北京:科學(xué)出版社,1978.

[16]廣東土壤普查辦公室.廣東土壤[M].北京:科學(xué)出版社,1993.

[17]范海榮,常連生,王洪海,等.城市草坪土壤肥力綜合評(píng)價(jià)[J].草業(yè)科學(xué),2010,27(10):17-22.

[18]高磊,陳建耀,王江,等.東莞石馬河沿岸土壤重金屬污染及生態(tài)毒性研究[J].土壤學(xué)報(bào),2014,51(3):538-546.

[19]王月玲,蔡進(jìn)軍,張?jiān)礉?rùn)，等.半干旱退化山區(qū)不同生態(tài)恢復(fù)與重建措施下土壤理化性質(zhì)的特征分析[J].水土保持研究,2007,14(1):11-15.

[20]劉文利,吳景貴,傅民杰,等.種植年限對(duì)果園土壤團(tuán)聚體分布與穩(wěn)定性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2014,28(1):129-135.

[21]劉敏英,鄭子成,李廷軒.不同植茶年限土壤團(tuán)聚體的分布特征及穩(wěn)定性研究[J].茶葉科學(xué),2012,32(5):402-410.

[22]Barthes B, Roose E. Aggregate stability as an indicator of soil susceptibility to runoff and erosion: validation at several levels[J]. Catena, 2002,47(2):133-149.

[23]查軒,唐克麗,張科利,等.植被對(duì)土壤特性及土壤侵蝕的影響研究[J].水土保持學(xué)報(bào),1992，6(2):52-58.

[24]洪春來(lái),賈彥博,楊肖娥,等.農(nóng)業(yè)土壤中汞的生物地球化學(xué)行為及其生態(tài)效應(yīng)[J].土壤通報(bào)，2007,38(3):590-595.

Effect of cultivating Years of Flos Lonicerae Confusae on Soil Quality

ZHANG Zhenming1, LE Le2, LIN Changhu3,2, LIN Shaoxia4, ZHANG Qinghai4, HE Tengbing2,5,6

(1.Guizhou Institute of Biology, Guiyang 550009, China; 2.College of Life Sciences, Guizhou University,Guiyang550025,China; 3.GuiyangMedicalUniversity,Guiyang550004,China; 4.GuizhouAcademyofTestandAnalysis,Guiyang550002China; 5.InstituteforNewRuralDevelopment,GuizhouUniversity,Guiyang550025China; 6.ChinaCenterforWesternCapacityDevelopmentResearch,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China)

The soils ofFlosLoniceraeConfusaeunder different cultivating years were selected as the samples in Guizhou. The soil aggregates, the soil fertility and the pollution degree of soil heavy metals ofFlosLoniceraeConfusaeunder different cultivating years were comparatively investigated. The results showed that the proportions of 5～1 mm and 1～0.25 mm aggregates in soils were the highest, the total amount of water stable soil aggregates greater than 1.00 mm in root zone were higher than that in the non root zone, on the whole the soil structure was better. The soil alkali solution N, available P, available K, organic matter were grade I or Ⅱ, most of which were at the rich levles, the proportion of nutrient richness in root soil under the 11～20 years was the highest. According to the reference background of Guizhou Province, the pollution level of As increased with the duration of planting years, but the soil was generally slightly clean. The best planting duration for high qualityFlosLoniceraeConfusaein this study was selected, and the foundation of the cultivation management and fertilization technology for high qualityFlosLoniceraeConfusaein Guizhou was put forward.

cultivating years;FlosLoniceraeConfusae; aggregates; soil; quality

2015-09-10

2015-10-09

貴州省中藥現(xiàn)代化重大專項(xiàng)項(xiàng)目“貴州地產(chǎn)石斛、半夏等7種中藥材產(chǎn)地適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)體系構(gòu)建與應(yīng)用示范”[黔科合重大專項(xiàng)字(2012)6010號(hào)];貴州省科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目“貴州省土壤水肥調(diào)控與農(nóng)業(yè)環(huán)境污染防治科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)”(黔科合人才團(tuán)隊(duì)[2013]4020);貴州省本科教學(xué)工程項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境”特色專業(yè)建設(shè)

張珍明(1986—),男,福建三明人,在讀博士,助理研究員,從事土壤化學(xué)與環(huán)境方面的研究。E-mail:zhang6653579@163.com

何騰兵(1963—),男,貴州松桃人,本科,教授,從事土壤學(xué)與環(huán)境科學(xué)方面研究。E-mail:hetengbing@163.com

S158.9

A

1005-3409(2016)02-0066-07