天麻对贵州典型生境中土壤理化性质与肥力的研究_韩雪.pdf
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1、北方园艺 ():资源环境生态第一作者简介:韩雪(),男,硕士,助理研究员,现主要从事中药学等研究工作。:责任作者:吴明开(),男,博士,研究员,现主要从事中药材资源等研究工作。:基金项目:国家重点研发计划资助项目();中药材系统调查资助项目(黔农计财 号);贵州省中 药 材 现 代 产 业 技 术 体 系 建 设 资 助 项 目()。收稿日期:天麻对贵州典型生境中土壤理化性质与肥力的研究韩雪,刘海,郑 治 洪,杨 丽 丽,唐 成 林,吴 明 开(贵州省农业科学院 现代中药材研究所,贵州省农作物品种资源研究所,贵州 贵阳 ;贵州省农作物技术推广总站,贵州 贵阳 )摘要:以种植天麻的土壤()与未种
2、植天麻的土壤()为试材,采用傅里叶变换红外光谱()、射线衍射()、射线荧光光谱()等方法对和 进行表征,研究了天麻种植土壤的理化性质与肥力,以期为天麻轮作模式提供新思路。结果表明:其主要矿物相组成是以 为主的高岭石,主要组成成分为 、等,种植天麻前后土壤的结构特征无显著改变。对和 进行肥力研究发现,较 含水量均升高,而 则无显著差异,除木本丰富度高的号德江沙溪土壤外,的土壤有机质含量()、阳离子交换量()、全氮、全磷、碱解氮、有效磷等含量较 均有上升的趋势;全钾含量除号德江石柱丫土壤外,其它的 全钾含量较 均有降低的趋势,速效钾号和号德江石柱丫含量高于,其它土壤速效钾含量相反,说明种植天麻在一
3、定程度上提高了土壤的肥力。通过聚类分析发现 与 的壳斗科林为同一类群,、和 的杂木灌木混杂林与松树林为同一类群,而 的杂木林为同一类群,可见木本类型与木本的丰富程度均是影响土壤肥力的重要因素。该研究可以为天麻连作障碍现象探究和轮作作物选择提供数据支撑。关键词:天麻;生境调查;理化性质;土壤肥力中图分类号:文献标识码:文章编号:()天麻()为兰科植物,据历代本草记录,其块茎经干燥处理后是我国著名的中药材,药用价值高,具有“息风止痉,平抑肝阳,祛风通络”的功效。贵州省因其天麻资源分布较广、储量较多、种植面积较大、种植较早、研究成果较多、标准化生产程度较高,成为我国天麻主要产区。贵州省目前天麻种植面
4、积达 万,主要分布在海拔 的区域,以林下仿野生种植为主要种植模式。天麻种植时需在林下开垦约 的窝窖,并在其中铺种菌材,每 土地一般每年种 窝窖左右。然而目前天麻连作障碍显著,其机制尚不明确,种植过天麻的 土地 在 下 一 年 需 轮 作 其 它 农 作 物,年后才可以再次种植天麻;或在距上一年种植天麻的窝窖旁超过 处重新挖出窝窖种植天麻。土壤肥力是土壤的基本指标和本质属性,土壤肥力对农作物产量与品质起着决定性作用。多数药用植物栽培后会使土壤肥力发生显著改变,尤其是会造成土壤肥力下降、土壤质地改变、有毒有害物质增多等重大影响,进而对天麻产地的生态环境造成危害。该研究通过对天麻种植前后的土壤进行理
5、化性质及土壤肥力的表征,评价不同生境下种植天麻对土壤的影响,探究种植天麻后的土壤的轮作与再利用方式,以期为天麻科学的种植新模式提供参考依据。材料与方法 试验地概况贵州省(北纬 ,东经 )位于云贵高原东侧,平均海拔 以上,地势西高东低。贵州省年平均温度约 ,年降水较多,常年相对湿度在 以上,森林资源丰富,土壤呈弱酸性,腐殖质含量高,适合天麻的生长。试验方法试验在贵州省德江县和黎平县的天麻种植基地进行,采 用 样 方 调 查 的 方 法,记 录 天 麻 生 境 的样方内天麻和木本植物的坐标位置、种类、数量、冠幅等数据信息。该研究对贵州省德江县和黎平县的个天麻种植基地以及个天麻野生生境进行了样方调查
6、,共计调查个样方,收集天麻种植窝窖中深度为 附近土壤()以及离天麻种植窝窖以上距离的未种植天麻的深度为 附近土壤(),于塑料封口袋中。由于野生天麻是珍稀保护的中药材,为了避免野生天麻种植环境被破坏,因此未对发现野生天麻的生境土壤进行挖掘和取样,只在天麻的种植基地取土壤共 份(表)。表天麻土壤取样结果 序号 地点 编号 德江石柱丫 德江石柱丫()德江沙溪 德江沙溪()黎平县万宝山 黎平县万宝山()项目测定 土壤的理化性质鉴定采用美国 型号 进行土壤的化学成分分析,采用理学 型 进行土壤矿物组分分析,采用 型 测定土壤的主要元素组成。土壤肥力研究采用烘干法测定土壤的含水量,采用酸度计测定土壤的,采
7、用三氯化六氨合钴浸提分光光度法测定土壤的阳离子交换量(),采用重铬酸钾容量法测定土壤中有机质含量(),采用凯氏定氮法测定土壤中全氮含量,采用氢氧化钠熔融钼锑抗比色法测定土壤中全磷含量,采用氢氧化钠熔融火焰分光光度法测定土壤中全钾含量,采用酚二磺酸比色法测定土壤中碱解氮含量,采用 法测定土壤中有效磷含量,采用乙酸铵浸提火焰分光光度法测定土壤中速效钾含量。数据分析采用 和 软件进行数据分析和作图,采用 软件进行聚类分析,采用平方欧氏距离计算品种间综合得分的距离,利用最长距离法对得分进行聚类。结果与分析 天麻生境调查样方调查发现木本植物 科 属 种 株。由图可知,木本密度、空间密度、物种类型及丰度等
8、均有较大差异,种植的模式主要是表天麻生境样方调查 编号 地点 科属种 木本种类 种植类型 德江石柱丫壳斗科林野生林种植 德江石柱丫()乔木灌木混杂林野生林种植 德江沙溪壳斗科林野生林种植 德江沙溪()杂树林野生林种植 德江阡丰村杂树林野生发现 德江阡丰村()竹林野生发现 黎平县万宝山松树林人工林种植 黎平县万宝山()松树林人工林种植第期 北方园艺野生林下种植、仿野生林下种植和人工林下种植。由表可知,天麻种植是以壳斗科林、杉木林和杂木林为主的林下仿野生种植模式;野生天麻的生境发现了杂木林和竹林,在竹林生境中发现野生天麻的情况目前鲜见报道,是首次发现的野生天麻生境类型。图天麻生境调查结果模拟 北方
9、园艺月(上)土壤的 结果与分析由图可知,总体上看,所收集的土壤样品 特征非常相似,图谱主要在 、处附近的吸收峰,其中 、附近的吸收峰是高岭石红外光谱特征吸收峰,附近的吸收峰是高岭石表面羟基的伸缩振动吸收峰,附近的吸收峰是高岭石晶格 内部铝氧八面体上的羟基伸缩振动的吸收峰,而 附近的吸收峰是其弯曲振动的吸收峰,附近的吸收峰是高岭石 键的伸缩振动吸收峰,附近的吸收峰是高岭 石 键 伸 缩 振 动 吸 收 峰 ;附近的吸收带是矿物层间吸附水的伸缩振动频率,附近的吸收峰是 变形或弯曲振动谱,在 处,由于高岭石、矿物层间吸附水等组分的吸收带相互重叠,导致这些波数的吸收峰较高;石英是最难风化的原生矿物,、
10、双峰是石英风化结晶不同氧化硅的特征峰,峰的有无表示无定型氧化 硅 是 否 存 在,而 图 谱 中 显 示 明 显 的 、双峰与其母岩 较难风化,土层发育较浅,脱 硅 作 用 相 对 较 弱 有 关;、附近的吸收峰表征的是土壤有机质的官能团,处是芳香碳化合物伸缩振动或醌、酮和酰胺带的 伸缩振动;是碳水化合物的 对称振图天麻土壤 第期 北方园艺动;是 多 糖 结 构 中伸 缩 振 动,是多糖结构中 伸缩振动 ,这些波 数 处 的 吸 收 峰 强 度 也 和 结 果 基 本一致。土壤的 结果与分析由图 可知,该研究所采用的所有土壤的 结果均基本一致,土壤基本是由石英构成的,结构上没有较大的改变,这与
11、 的结果基本相符。土壤的 结果与分析由图可 知,土 壤 主 要 由 、等成分构成,除号土壤外,其它土壤 的占比超过 ,号土壤超过,这与 的结果相一致,且 与 含量较高的结果也与 的结果保持一致,可以发现种植天麻的土壤中以石英石和高岭石为主,和 的土壤中 与 含量并无明显的变化,说明种植天麻对土壤的结构性成分无显著的影响。的含量在 和 的土壤含量中差异不大,但是号的 和 土壤 含量均高于其它土壤。与 含量在 和 的土壤间基本无差异,但是号土壤的 含量高于其它土壤;分析和 土壤中 含量发现,杂木林、壳斗科林的土壤 含量比 的土壤低,但是松树林 的土壤 含量反而升高,推测土壤 含量变化与种 植 区
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