欒泰龍 金虎 周冬躍 李淑玲 鄭煥春 葛江麗 魏彪 施漢鈺

(黑龍江省牡丹江林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江省·牡丹江市，157009)

西洋參種植年限不同的土壤與不同環(huán)境

土壤理化性質(zhì)的差異1)

欒泰龍 金虎 周冬躍 李淑玲 鄭煥春 葛江麗 魏彪 施漢鈺

(黑龍江省牡丹江林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江省·牡丹江市，157009)

2014年8月6日，在穆陵林業(yè)局共和經(jīng)營(yíng)所，選取種植西洋參生長(zhǎng)1～4 a的參床土壤，分析西洋參種植年限對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響；選取次生柞林地、2013年種植大豆的農(nóng)田地、2013年種植西葫蘆的農(nóng)田地、2010年種植西洋參的農(nóng)田地(2013年收獲的西洋參前茬地)，測(cè)定土壤理化性質(zhì)，對(duì)比分析4種土壤理化性質(zhì)與西洋參種植年限不同的土壤理化性質(zhì)的差異。結(jié)果表明：隨種植時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)參地土壤理化性質(zhì)影響變大；土壤含水量、速效N、pH與種植年限極顯著相關(guān)(P<0.01)，土壤孔隙度與種植年限顯著相關(guān)(P<0.05)。土壤中微量元素分析顯示，林地土壤中微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，均明顯高于種植西洋參的土壤；每種微量元素在連作西洋參土壤中，都呈現(xiàn)逐年減少的特征；西洋參種植1 a和種植4 a，土壤中各微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化明顯。不同前茬作物的土壤理化性質(zhì)分析顯示，4種不同前茬作物土壤之間，含水量極顯著相關(guān)(P<0.01)，pH、速效N顯著相關(guān)(P<0.05)。

西洋參；種植年限；參床土壤；農(nóng)田地；林地；土壤理化性質(zhì)

西洋參(PanaxquinquefoliumL.)是宿根植物，忌地性極強(qiáng)，在生產(chǎn)中忌重茬種植；栽過(guò)一茬西洋參的土壤，一般在幾年至幾十年內(nèi)不再栽參[1]。禁伐前，我國(guó)一些地區(qū)種植西洋參采用傳統(tǒng)的伐林栽參方式，伐林栽參消耗了寶貴的森林資源，造成嚴(yán)重的水土流失，使生態(tài)環(huán)境遭到破壞[2]。自我國(guó)全面禁伐開(kāi)始，西洋參種植面臨無(wú)地可用的狀況。為了調(diào)和市場(chǎng)需要、種植戶利益，與森林資源保護(hù)之間的矛盾，對(duì)西洋參產(chǎn)區(qū)土壤進(jìn)行調(diào)查，分析西洋參種植年限對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響。

本研究在穆陵林業(yè)局共和經(jīng)營(yíng)所，選取種植西洋參生長(zhǎng)1～4 a的參床土壤，分析西洋參種植年限對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響；選取次生柞林地、2013年種植大豆的農(nóng)田地、2013年種植西葫蘆的農(nóng)田地、2010年種植西洋參的農(nóng)田地(2013年收獲的西洋參前茬地)，測(cè)定土壤理化性質(zhì)，對(duì)比分析4種土壤理化性質(zhì)與西洋參種植年限不同的土壤理化性質(zhì)的差異。旨在探討種植西洋參后土壤性質(zhì)變化情況及土地重復(fù)利用的潛力，為解決西洋參抗重茬種植和保持土壤肥力提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于穆陵林業(yè)局共和經(jīng)營(yíng)所(北緯44°6′8″，東經(jīng)130°13′49″)。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫1.9 ℃，年積溫2231 ℃，無(wú)霜期150 d左右，年均降水量550 mm，氣候濕潤(rùn)，土壤肥沃。所屬區(qū)域內(nèi)，多低山丘陵地形，土壤類型以地帶性暗棕壤為主；植被類型主要為溫帶針闊混交林。采樣地氣候、土壤、地貌特征，與西洋參原產(chǎn)地北美五大湖地區(qū)類似，是適于西洋參栽植的良好生態(tài)環(huán)境。

2 材料與方法

土壤樣品采集：供試土壤樣地為次生柞林地、2013年種植大豆的農(nóng)田地、2013年種植西葫蘆的農(nóng)田地、2010年種植西洋參的農(nóng)田地(2013年收獲的西洋參前茬地)、西洋參分別生長(zhǎng)1～4 a的參床。于2014年8月6日，在參床樣地內(nèi)西洋參根部周圍1～3 cm處、深20 cm處采集土樣，其它樣地隨機(jī)采集20 cm深處土樣，各樣地均采集6處土樣，將各樣地不同采樣點(diǎn)土樣分別制成混合土樣。在無(wú)日光、通風(fēng)的環(huán)境中自然風(fēng)干，取樣研磨后過(guò)1 mm孔徑的土篩得土壤樣品；充分混勻后，用四分法分成2份，裝到小的封口袋中分析備用。

土壤主要理化性質(zhì)的測(cè)定：測(cè)定項(xiàng)目，主要包括土壤含水量、pH值、密度、孔隙度、有機(jī)質(zhì)、速效N、速效P、速效K、有效硫、有效硼、鋅、錳、鐵、銅等。

土壤含水量，采用烘干法測(cè)定；土壤pH值，采用酸度計(jì)法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)，采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；密度，用環(huán)刀法測(cè)定；土壤總孔隙度，利用密度和土粒密度求得；速效N，采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；速效P，采用分光光度法測(cè)定；速效K，采用火焰光度法測(cè)定；有效硫，采用磷酸鹽-乙酸溶液浸提法測(cè)定；有效硼，參照分光光度計(jì)甲亞胺-H比色法測(cè)定；鋅、錳、鐵、銅，參照二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法測(cè)定[3-5]。每個(gè)樣品重復(fù)試驗(yàn)3次。

使用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同種植年限參地土壤理化性質(zhì)的差異

由表1可見(jiàn)：土壤含水量，在年限間變化差異顯著；土壤密度、總孔隙度，1、2 a參地，與3、4 a參地間差異比較顯著。土壤有機(jī)質(zhì)，隨種植年限增加而依次變大；1、2 a參地，與3 a參地之間差異不顯著，與4 a參地之間差異顯著；3 a與4 a參地之間差異不顯著；體現(xiàn)出土壤有機(jī)質(zhì)變化是一個(gè)隨參地種植年限增長(zhǎng)逐漸變化的過(guò)程，達(dá)到一定種植年限時(shí)，這種差異變得顯著。土壤pH值，年限間變化差異顯著，土壤呈現(xiàn)酸性化趨勢(shì)。土壤速效N質(zhì)量分?jǐn)?shù)，1 a顯著低于其他年份。土壤速效P、速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)，年際間差異不顯著。

表1 不同種植年限的參地土壤理化性質(zhì)

注：表中數(shù)據(jù)為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”；數(shù)據(jù)后，同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

3.2 不同類型土壤的微量元素差異

由表2可見(jiàn)：在未種植西洋參的林地土壤中微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，極顯著高于種植西洋參土壤(P<0.01)。西洋參不同種植年限土壤中，各微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在一定變化(P<0.05)；西洋參種植4 a土壤中，不同微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低于種植1 a土壤的(P<0.01)。有效硼、有效硫、有效鐵、有效銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，種植1 a西洋參土壤的極顯著高于種植2～4 a西洋參土壤的(P<0.01)；有效硼、有效鐵、有效銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，種植西洋參2 a土壤中的極顯著高于種植西洋參3、4 a土壤中的(P<0.01)。

表2 不同類型土壤的微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù) mg·kg-1

注：表中數(shù)據(jù)為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”；數(shù)據(jù)后，同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，同列不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。

3.3 不同前茬作物樣地土壤理化性質(zhì)的差異

一般認(rèn)為，制約西洋參地再利用的因素主要包括，連作后土壤理化性狀發(fā)生改變、病原微生物及土壤微生物區(qū)系變化、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏、根系分泌物的抑制作用等方面[6-7]。對(duì)幾種種植不同前茬作物后的土壤性質(zhì)變化情況進(jìn)行測(cè)定(見(jiàn)表3)，可為參地重新利用提供參考。

表3 不同前茬作物樣地的土壤理化性質(zhì)

注：表中數(shù)據(jù)為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”；數(shù)據(jù)后，同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

由表3可見(jiàn)：林地土壤與其它樣地，含水量差異顯著；西葫蘆前茬地pH，分別與西洋參前茬地、林地土的差異顯著；土壤密度、土壤總孔隙度，在各樣地間差異不顯著；西葫蘆前茬地與西洋參前茬地的土壤，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著；土壤速效N質(zhì)量分?jǐn)?shù)，大豆前茬地與西葫蘆前茬地差異顯著、西洋參前茬地與林地土差異顯著；大豆前茬地與林地土土壤，速效P質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著；各樣地間，速效K質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不顯著。

4 結(jié)論與討論

西洋參種植年限對(duì)土壤的理化性質(zhì)有一定影響，隨種植時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)參地土壤理化性質(zhì)影響變大。經(jīng)相關(guān)分析，土壤含水量與種植年限極顯著相關(guān)(r=0.739，P<0.01)、速效N與種植年限極顯著相關(guān)(r=0.638，P<0.01)、pH與種植年限極顯著相關(guān)(r=0.452，P<0.01)，土壤孔隙度與種植年限顯著相關(guān)(r=0.416，P<0.05)。對(duì)土壤微量元素的方差分析結(jié)果顯示，林地土壤中微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，均明顯高于種植西洋參土壤的；每種微量元素在連作西洋參土壤中，都呈現(xiàn)逐年減少的特征；西洋參種植1 a和種植4 a，土壤中各微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化明顯。不同前茬作物的土壤理化性質(zhì)分析表明，4種不同前茬作物土壤之間，含水量極顯著相關(guān)(r=0.984，P<0.01)，pH顯著相關(guān)(r=0.706，P<0.05)、速效N顯著相關(guān)(r=0.721，P<0.05)。

試驗(yàn)結(jié)果也反映出，參地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨種植年限增加而逐年升高，而西洋參地撂荒休閑后逐漸下降；在與不同前茬地有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較中，西洋參地撂荒休閑后有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，接近大豆前茬地和林地土有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)水平；種植西洋參的農(nóng)田土中，微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)極顯著低于林地土?？紤]其它作物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)及理化性質(zhì)功能的改善作用[8]，可以通過(guò)采取西洋參地輪作適宜作物的辦法，并根據(jù)具體情況補(bǔ)充相應(yīng)的各種微量元素，將西洋參連作后土壤理化性狀發(fā)生變化以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)元素降低的情況加以恢復(fù)，逐步實(shí)現(xiàn)西洋參地重新利用。

[1] 金慧，于樹蓮，曹志強(qiáng)，等.老參地、農(nóng)田地改造,連作栽培人參、西洋參[J].世界科學(xué)技術(shù)—中醫(yī)藥現(xiàn)代化，2006，8(1)：84-87.

[2] 劉哲，陳曉林，張連學(xué).伐林栽參與平地栽參方法種植人參、西洋參揮發(fā)油含量比較[J].北方園藝，2016(20)：151-155.

[3] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.土壤檢測(cè)：NYT 1121—2006[S].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[4] 國(guó)家林業(yè)局.森林土壤分析方法：LY/T 1210～1275—1999[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

[5] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.土壤有效態(tài)鋅、錳、鐵、銅含量的測(cè)定二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法：NY/T 890—2004[S].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005.

[6] 田義新，王本有，盛吉明.老參地短期輪作技術(shù)體系的建立Ⅰ:人參西洋參輪作體系[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，24(3)：46-49.

[7] 鄭良永，胡劍非，林昌華，等.作物連作障礙的產(chǎn)生及防治[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，25(2)：58-62.

[8] 趙楊景，王玉萍，楊峻山，等.西洋參與紫蘇、薏苡輪作效應(yīng)的研究[J].中國(guó)中藥雜志，2005，30(1)：12-15.

DifferenceoftheSoilPhysicochemicalPropertiesbetweenLandBlocksofDifferentReplantingYearsofAmericanGinsengandbetweenPlotsofDifferentSiteConditions

//Luan Tailong, Jin Hu, Zhou Dongyue, Li Shuling, Zheng Huanchun, Ge Jiangli, Wei Biao, Shi Hanyu

(Mudajiang Forestry Research Institute of Heilongjiang Province, Mudanjiang 157009, P. R. China)

The experiment was conducted to study the effect of planting years of American ginseng on the physicochemical properties of soil, blocks of different planting years of 1-4 a at Gonghe Forest Farm of Muling Forestry Bureau area as test plots. The soil physicochemical properties were tested in four types of blocks including secondary oak forest land, land of planting soybean last year, land of planting cucurbita pepo and harvesting American ginseng last year. The difference of the soil physicochemical properties between four types of land blocks and the blocks of planting American ginseng for different years were analyzed. The effect of planting American ginseng on land block became grater gradually with the increasing of planting years. The moisture content and available N of blocks are very significantly correlated with planting years(P<0.01). The soil PH and soil density of tested blocks were significantly correlated with planting years(P<0.05). The contents of microelements of forest land were significantly higher than those of lands of planting American Ginseng. The content of every microelement tested become littler annually at land of planting American ginseng. The difference of the content of every microelement was tested between the land which planting American Ginseng for 1 a and the land which planting American ginseng for 4 a. The result on differences of soil physicochemical properties between different four types of land that planting different crops as fore-rotating crop shows that the moisture content is very significantly correlated(P<0.01), and the soil PH and the available N are significantly correlated with four different types of land.

American ginseng; Planting year; Ginseng soil; Farmland; Forest land; Physicochemical properties of soil

S151.9；Q949.763.2

1)黑龍江省森林工業(yè)總局應(yīng)用研究項(xiàng)目(sgzjY2013023)。

欒泰龍，男，1982年5月生，黑龍江省牡丹江林業(yè)科學(xué)研究所，工程師。E-mail：94437341@qq.com。

鄭煥春，黑龍江省牡丹江林業(yè)科學(xué)研究所，研究員級(jí)高級(jí)工程師。E-mail：409394432@qq.com。

2017年6月13日。

責(zé)任編輯：張 玉。

//Journal of Northeast Forestry University，2017,45(10)：10-12.