張笑玲，謝曉亮，溫春秀，姜 濤，田 偉，賈東升，劉 銘,溫賽群，盧瑞克，劉靈娣

(河北省農(nóng)林科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,河北石家莊 050051)

連翹[Forsythiasuspense(Thunb.)Vahl]是木樨科(Oleaceae) 連翹屬落葉灌木，以干燥果實(shí)入藥，為常用大宗藥材之一，性苦，微寒，入肺、心、小腸經(jīng)，具有清熱解毒、消腫散結(jié)、疏散熱風(fēng)的功效[1-2]。藥用植物的有效成分與環(huán)境具有顯著相關(guān)性，由于環(huán)境差異，不同產(chǎn)地連翹有效成分含量差異較大，藥材質(zhì)量參差不齊[3]，土壤養(yǎng)分是與藥用植物品質(zhì)直接相關(guān)的主要環(huán)境因子，土壤養(yǎng)分含量反映了土壤對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)的供給情況，直接影響了藥用植物的生長(zhǎng)發(fā)育與代謝物積累[4]。筆者測(cè)定了元氏縣連翹種植區(qū)不同種植模式、不同采樣深度下多個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量，并分析了土壤養(yǎng)分含量動(dòng)態(tài)變化及種植模式與各土壤養(yǎng)分指標(biāo)間的量化關(guān)系，對(duì)研究連翹與土壤間信息交流、揭示連翹生長(zhǎng)發(fā)育與土壤因子變化規(guī)律具有重要參考價(jià)值，為科學(xué)種植連翹、提高連翹產(chǎn)量和品質(zhì)提供依據(jù)，對(duì)確定連翹最佳種植模式具有指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況河北省石家莊市元氏縣位于河北省中南部，西倚太行山與井陘縣接壤，西南鄰贊皇縣，南與高邑縣相接，東部與趙縣、欒城區(qū)相鄰，北與鹿泉區(qū)相鄰，地理坐標(biāo)為114°11′～114°38′E、37°40′～37°55′N，地貌類型自西向東依次為山區(qū)、丘陵、平原，海拔50～500 m。

1.2 供試土壤土壤樣品采自河北石家莊元氏縣連翹種植區(qū)，土壤樣品采用混合土樣采集法，隨機(jī)多點(diǎn)采集，各點(diǎn)取1 kg土壤樣品，2020年9月分別采集河北元氏未種植連翹空地、連翹單作、連翹+草套作的0～20、20～40 cm土壤樣品，風(fēng)干、研磨，供速效養(yǎng)分測(cè)定的過(guò)18目篩，供有機(jī)質(zhì)、堿解氮測(cè)定的過(guò)60目篩，備用。

1.3 土壤養(yǎng)分測(cè)定土壤養(yǎng)分含量測(cè)定采用農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析法[5]，以3次測(cè)定平均值作為分析指標(biāo)，測(cè)定項(xiàng)目包括土壤pH、全氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅、交換性鈣、交換性鎂。全氮采用凱氏定氮法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量-外加熱法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；速效磷采用0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提-鉬藍(lán)法測(cè)定；速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定；有效鐵、錳、銅、鋅采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定；交換性鈣、鎂采用1 mol/L NH4OAC浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定；pH采用酸度計(jì)法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析利用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)不同處理下土壤各養(yǎng)分含量進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析及主成分分析，用簡(jiǎn)單相關(guān)分析土壤營(yíng)養(yǎng)分子間相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 連翹種植區(qū)不同種植模式土壤養(yǎng)分描述性分析和相關(guān)性分析依據(jù)不同種植模式、不同采樣深度元氏連翹種植區(qū)土壤養(yǎng)分測(cè)定分析結(jié)果進(jìn)行的描述性分析見(jiàn)表1，各土壤養(yǎng)分相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。由表1可知，不同處理下，速效磷含量受影響最大，變異系數(shù)達(dá)77%，屬于中等變異，pH受影響最小，變異系數(shù)2%，屬于弱等變異，除pH、交換性鈣變異系數(shù)小于10%，屬于弱等變異外，其余土壤因子變異系數(shù)均在10%～100%，均屬于中等變異[6]。

表1 土壤養(yǎng)分描述性分析

由表2可知，除有效鐵、交換性鎂與其他土壤養(yǎng)分相關(guān)系數(shù)較低外，各土壤養(yǎng)分間呈明顯相關(guān)關(guān)系，全氮與有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷均呈極顯著正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.990 7、0.986 3、0.947 2；與速效鉀相關(guān)性最高的是堿解氮，相關(guān)系數(shù)為0.973 9；與有效錳相關(guān)性最高的是有機(jī)質(zhì)，相關(guān)系數(shù)為0.978 2；與有效銅相關(guān)性最高的是速效磷，相關(guān)系數(shù)為0.969 4；與有效鋅相關(guān)性最高的是有機(jī)質(zhì)，相關(guān)系數(shù)為0.976 8;與交換性鈣負(fù)相關(guān)性最高的是速效磷，相關(guān)系數(shù)為0.876 8;與pH負(fù)相關(guān)性最高的是有效錳，相關(guān)系數(shù)為0.876 7。

表2 土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析

續(xù)表2

2.2 連翹種植區(qū)不同種植模式聚類分析以12個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量測(cè)定值為因變量，采用瓦爾德法對(duì)6種不同取樣處理進(jìn)行系統(tǒng)聚類，1～6分別是空地0～20 cm、空地20～40 cm、連翹單作0～20 cm、連翹單作20～40 cm、連翹-草套作0～20 cm、連翹-草套作20～40 cm。由圖1可知，6種處理方式分為兩大類，1、3、5分為一類，2、4、6分為一類，可見(jiàn)種植模式、土壤樣品取樣深度與養(yǎng)分含量顯著相關(guān)，同一種植模式下不同取樣深度，養(yǎng)分含量有顯著差異，3、5被分為一小類，可知連翹單作與連翹-草套作較空地對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響主要表現(xiàn)在取樣深度0～20 cm。

圖1 不同取樣處理系統(tǒng)聚類分析

2.3 連翹種植區(qū)不同種植模式土壤養(yǎng)分含量差異分析由圖2可知，在取樣深度0～20 cm下，不同種植模式土壤養(yǎng)分均有所差異，與空地相比，連翹單作、連翹-草套作pH均上升，土壤堿性加強(qiáng)；含量均下降的指標(biāo)有全氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、有效鐵、有效錳、有效鋅和交換性鈣；連翹單作條件下，速效磷、有效銅較空地含量升高，交換性鎂含量不變，連翹-草套作條件下，速效磷、有效銅、交換性鎂含量較空地下降。除速效鉀外，連翹-草套作其余各項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)均低于連翹單作，其中差異明顯的是有效鋅、有效銅、交換性鎂、交換性鈣。

注：S1代表未種植連翹、S2代表連翹單作、S3代表連翹+草套作，采集土樣分別為距離地上0～20、20～40 cm

在取樣深度20～40 cm下，不同種植模式土壤養(yǎng)分均有所差異，與空地相比，連翹單作、連翹-草套作pH均上升，土壤堿性加強(qiáng)；含量均下降的指標(biāo)有全氮、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效銅、有效鋅、交換性鎂和交換性鈣；連翹單作條件下，有效鐵含量較空地增加，有效錳含量較空地下降；連翹-草套作條件下，有效鐵含量較空地降低，有效錳含量較空地上升。連翹單作與連翹-草套作相比，含量較高的指標(biāo)有堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鐵、有效鋅和交換性鎂，含量較低的指標(biāo)有全氮、有機(jī)質(zhì)、有效錳、有效銅和交換性鈣，差異較顯著的指標(biāo)有堿解氮、速效鉀、有效鐵及有效鋅。

3 結(jié)論與討論

藥用植物生長(zhǎng)發(fā)育依靠根系吸收土壤中營(yíng)養(yǎng)成分及水分，土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)與植物的生長(zhǎng)發(fā)育及藥用成分的形成積累密切相關(guān)[7]，連翹是多年生灌木植物，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，考慮到連翹自身生物學(xué)特性及種植區(qū)多為山地的實(shí)際情況，充分了解當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分結(jié)構(gòu)及空間分布，針對(duì)不同地區(qū)土壤養(yǎng)分研究，人工彌補(bǔ)土壤養(yǎng)分不足，輔以人工施肥是提高藥用植物品質(zhì)和產(chǎn)量的關(guān)鍵栽培技術(shù)環(huán)節(jié)[8-9]。該研究測(cè)定了元氏連翹種植區(qū)不同種植模式下12個(gè)土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量，為積極改善元氏連翹種植區(qū)肥力、早日實(shí)現(xiàn)元氏連翹種植區(qū)精準(zhǔn)有效施肥、改善元氏連翹品質(zhì)、提高連翹產(chǎn)量、推動(dòng)連翹產(chǎn)業(yè)科學(xué)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

土壤質(zhì)量與藥用植物品質(zhì)緊密聯(lián)系，但非所有土壤養(yǎng)分指標(biāo)與藥用植物生長(zhǎng)呈正相關(guān)關(guān)系，也可能呈負(fù)相關(guān)；同一養(yǎng)分指標(biāo)與不同植物間相關(guān)性可能表現(xiàn)為促進(jìn)，也有可能表現(xiàn)為拮抗，因此探究連翹與土壤間信息交流對(duì)合理利用土地、提高連翹種植經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。雷立等[10]通過(guò)連翹有效成分含量和土壤因子的相關(guān)性研究得出不同土壤肥力條件影響連翹苷、連翹酯苷A的積累，有機(jī)質(zhì)、速效鉀有利于連翹苷的積累，速效鉀也有利于連翹酯苷A的積累，而有機(jī)質(zhì)和堿解氮不利于連翹酯苷A的積累，堿性土壤促進(jìn)連翹苷的積累而抑制連翹酯苷A的積累。該研究中，不同采樣深度下，土壤pH均表現(xiàn)為連翹單作>連翹-草套作>空地，且采樣深度20～40 cm下，不同種植模式的土壤pH均分別高于0～20 cm，說(shuō)明連翹單作可以提高土壤堿性，以促進(jìn)連翹有效成分的合成積累；采樣深度0～20 cm下，除pH、速效磷、速效鉀外，其余各項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量均表現(xiàn)為連翹-草套作<連翹單作<空地，表明連翹-草套作種植模式下連翹與土壤養(yǎng)分間信息交流更加密切，生命獲得更加活躍，更有利于連翹生長(zhǎng)發(fā)育和有效成分的合成積累；有機(jī)質(zhì)和有效鋅在連翹單作和連翹-草套作間差異最為明顯，連翹-草套作土壤有機(jī)質(zhì)含量減少量為連翹單作減少量的1.83倍，連翹-草套作土壤有效鋅減少量為連翹單作減少量的8.25倍，采樣深度0～20 cm下土壤有機(jī)質(zhì)、有效鋅含量與連翹生長(zhǎng)發(fā)育及有效成分積累顯著相關(guān)，以有機(jī)質(zhì)為指標(biāo)，連翹-草套作更有利于連翹苷的合成積累，目前未有研究提到有效鋅與連翹有效成分合成之間的關(guān)系。速效磷與連翹苷呈顯著正相關(guān)，與連翹酯苷A呈顯著負(fù)相關(guān)，速效鉀與連翹酯苷A呈顯著負(fù)相關(guān)[11]，該研究中速效磷含量表現(xiàn)為連翹單作>空地>連翹-草套作，全氮含量表現(xiàn)為空地>連翹單作>連翹-草套作，表明以速效磷和全氮為指標(biāo)，連翹-草套作更有利于連翹苷的合成積累，綜上所述植物與土壤間有特殊信息交流，連翹單作促進(jìn)土壤堿性提高，以多個(gè)土壤養(yǎng)分為指標(biāo)，同時(shí)連翹-草套作這一種植模式更有利于連翹的生長(zhǎng)發(fā)育以及有效成分的積累，該研究結(jié)果對(duì)指導(dǎo)河北連翹規(guī)范化、高效化種植具有重要意義。