長沙市苗木基地土壤肥力的調(diào)查與評價

張德軍 ，周衛(wèi)軍 ，紀(jì)雄輝

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院基建規(guī)劃處，湖南 長沙 410125；3.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125）

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人們生活水平的顯著提高，人們對生態(tài)條件和居住環(huán)境的質(zhì)量要求也大幅度提高[1]。在工業(yè)化、城市化的進程中，苗木花卉產(chǎn)業(yè)作為一個前景廣闊的新興產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展[2-5]，成為我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中除糧油、蔬菜、水果之后的第四大支柱產(chǎn)業(yè)[6]，尤其為城郊農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展帶來新的契機。土壤是農(nóng)業(yè)活動最基本的生產(chǎn)資料和人類不可或缺的自然資源，它為綠色植物生長提供養(yǎng)分、水分和物理、化學(xué)等條件[7]，因而土壤肥力狀況直接決定著苗木的生長發(fā)育，更影響著苗木產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效益。

長沙市提出“山、水、洲、城”和創(chuàng)建國家級園林城市的奮斗目標(biāo)，對該區(qū)園林綠化苗木生產(chǎn)行業(yè)帶來了機遇，同時也為苗木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展條件提出更高的要求。因此，本研究根據(jù)長沙市苗木基地的分布格局和生產(chǎn)規(guī)模，選取了7個代表性的苗木基地，調(diào)查了苗圃土壤的物理性狀和養(yǎng)分特征，以期全面地摸清長沙市主要苗圃基地的土壤肥力狀況，并對其土壤肥力狀況作科學(xué)合理的評價，旨在為長沙市的苗木基地土壤肥力改善和苗木生產(chǎn)的持續(xù)性發(fā)展提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

長沙市苗木基地主要分布在以瀏陽市為中心的柏加、鎮(zhèn)頭、古巷、永安，以及長沙縣內(nèi)的跳馬、梨、黃興等鄉(xiāng)鎮(zhèn)；隨著農(nóng)村經(jīng)濟不斷的發(fā)展，寧鄉(xiāng)和望城也出現(xiàn)了許多的苗圃產(chǎn)業(yè)基地。長沙市現(xiàn)在的花卉苗木產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員已超過20萬，種植面積過1.7×104hm2，年產(chǎn)值過20億元，已經(jīng)成為全國較大的苗木花卉基地和生態(tài)農(nóng)業(yè)、生態(tài)旅游基地之一。同時，隨著苗木產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，這已成為長沙市經(jīng)濟發(fā)展的又一個強勢增長點。

2 研究方法

2.1 土壤樣品采集

根據(jù)長沙市苗木基地的分布格局和生產(chǎn)規(guī)模，選取了寧鄉(xiāng)十里苗圃、望城百果園苗圃、瀏陽永安林業(yè)苗圃、永安湘牌苗圃、鎮(zhèn)頭苗圃、柏加苗圃和跳馬苗圃，共7個苗木基地為研究對象。在每個苗木生產(chǎn)基地，依據(jù)不同的苗木生產(chǎn)情況，選擇主要的苗木生產(chǎn)地塊3～5個，分別采集0～20 cm耕作層多點混合土壤樣品，共采集土壤混合樣品25個；并用環(huán)刀采集原裝土壤測定土壤的容重、孔隙度、土壤含水量等指標(biāo)；同時，使用手持GPS定位，并記錄采樣點的坡度坡向、海拔高度、土層厚度、植被發(fā)育情況、土壤類型等立地條件?；馗艣r見表1。

表1 苗木基地概況

2.2 土壤樣品分析方法

分析指標(biāo)分別為土壤容重、孔隙度、pH值、有機質(zhì)（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）、全鉀（TK）、堿解氮（AN）、有效磷（AP）、速效鉀（AK）、緩效鉀（SK）。其中土壤容重、孔隙度采用環(huán)刀法測定；pH值采用電極電位法測定；SOC采用重絡(luò)酸鉀氧化－外加熱法測定；TN使用碳氮儀測定；TP采用NaOH熔融－鉬銻抗顯色－紫外分光光度法測定；TK采用NaOH熔融－原子吸收法測定；AN采用堿解－擴散法測定；AP采用0.5mol/L NaHCO3提?。f銻抗顯色－紫外分光光度法測定；AK采用NH4Ac浸提－原子吸收法測定。

表2 土壤肥力質(zhì)量評價指標(biāo)等級的劃分標(biāo)準(zhǔn)

2.3 土壤肥力綜合評價方法

各苗木基地土壤肥力指標(biāo)值按各地取樣平均值，土壤肥力綜合指標(biāo)值（IFI）計算主要從土壤養(yǎng)分出發(fā)，選擇pH值、全量氮磷鉀、速效氮磷鉀及緩效鉀等指標(biāo)，然后對選擇指標(biāo)采用SPSS13.0軟件標(biāo)準(zhǔn)化，并求出各肥力的相關(guān)矩陣，再求出各指標(biāo)的主成分貢獻率和累計貢獻率，加權(quán)計算各苗木基地的土壤肥力指標(biāo)值，具體操作參照文獻[8-9]。研究制定的土壤肥力高低標(biāo)準(zhǔn)如下：IFI≥0.80為高，0.80>IFI≥0.60為較高，0.60>IFI≥0.40為中等，0.40>IFI≥0.20為較低，IFI<0.20為低等5個級別。

3 結(jié)果與分析

3.1 苗木基地的土壤物理性狀

土壤結(jié)構(gòu)在很大程度上取決于土壤顆粒的不同壘結(jié)[10]，通常以土壤容重、孔隙度和機械組成等來表征，是反映土壤物理性狀及土壤肥力的一個重要方面。由調(diào)查可知（表1、表3），除永安林業(yè)苗圃母質(zhì)為紫色砂巖風(fēng)化物之外，長沙苗木基地的成土母質(zhì)大部分為為第四紀(jì)紅壤，且土壤質(zhì)地均比較粘重，主要為中粘土或是重粘土，小于0.002mm粒徑的粘粒質(zhì)量含量最高達449.1 g/kg，最小也達到了265.9 g/kg；土壤容重在1.11～1.29 g/cm3之間，大部分在1.20 g/cm3以上，表明苗木基地均存在一定的土壤板結(jié)情況；土壤孔隙度在51.5%～58.3%之間，均超過了50%，表明土壤通氣狀況較好。

表3 苗木基地的土壤物理性狀

3.2 苗木基地的土壤化學(xué)性狀

3.2.1 土壤酸堿度 由分析結(jié)果可知（表4），長沙市苗木基地土壤pH值在4.49～5.79之間，最大的為湘牌苗圃基地，最小的為林業(yè)苗圃基地，均表現(xiàn)出較強的偏酸性。在苗木產(chǎn)業(yè)尚未發(fā)展之前，長沙市農(nóng)業(yè)主要種植水稻，所以，較多的苗木基地均由水稻田改建而成，而第四紀(jì)紅土發(fā)育而成的水稻土壤的pH值范圍應(yīng)該在6.5～7.5之間。但由調(diào)查結(jié)果可知，各基地土壤pH值有所下降，這可能與南方的酸雨程度加等原因有關(guān)，使得各基地的土壤有酸化的趨勢。因此，苗圃的經(jīng)營管理中可以適量的施用石灰等堿性物質(zhì)，來預(yù)防土壤進一步酸化，避免由于土壤酸化造成的土壤質(zhì)量下降。

表4 苗木基地土壤的化學(xué)性狀

3.2.2 土壤有機質(zhì) 土壤有機質(zhì)是最重要的土壤肥力成分，是植物N、P、K等營養(yǎng)元素的給源并影響到土壤向植物供應(yīng)其他養(yǎng)分，一定程度上直接或間接地影響到土壤的許多屬性。由表4可知，長沙市各苗木基地土壤有機質(zhì)含量參差不齊，但均處在低等水平和中下等水平（參照表2），其中以林業(yè)苗圃最低，僅為6.1 g/kg，湘牌苗圃最高，為19.0 g/kg。不同的氣候、土壤類型、地貌類型以及不同的人為干擾措施等因素均能造成土壤有機質(zhì)的含量差異。就不同地域而言，瀏陽永安湘牌苗圃土壤有機質(zhì)含量最高，而林業(yè)苗圃有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為其1/3，這主要是由于湘牌苗圃基地之前是水稻田，每年投入的化肥量較大，土壤較肥沃，土壤結(jié)構(gòu)性也較好，且該苗圃的管理水平也相對較高，故有機質(zhì)含量較高；而林業(yè)苗圃土壤由紫色砂礫巖母質(zhì)發(fā)育而成，土壤中含有大量未被風(fēng)化的薄片尾巖，且又位于丘崗坡地上，在苗圃改建的過程中，經(jīng)平整開梯等人為干擾，土壤表層造成破壞，有機質(zhì)含量較低，造成了苗圃土壤有機質(zhì)含量明顯的差異。從不同的苗木類型而言，以種植金葉女貞、紅檵木、月季等灌木的苗木基地有機質(zhì)質(zhì)量含量較高，這與基地中每年連續(xù)施用有機肥等原因有關(guān)。種植草皮的基地，由于草皮出售時不斷地帶走表層土壤，使得原本較肥沃、有機質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量含量較高的表層土壤減少，直接降低了整個土層有機質(zhì)的含量。而種植樟樹、柏樹等喬木的基地有機質(zhì)質(zhì)量含量較低，主要是喬木施肥大多采用穴施，有機肥施用較少，因此整個基地土壤有機質(zhì)平均質(zhì)量含量較低，另一方面，也跟喬木的枯枝落葉較少，即回歸土壤的有機物質(zhì)較少有關(guān)。

3.2.3 土壤養(yǎng)分 N、P、K是植物必需、且需求量最大的3種營養(yǎng)元素，土壤中這3種營養(yǎng)元素的質(zhì)量含量和供給能力直接影響著植物的生長，因此，土壤中氮磷鉀的質(zhì)量含量一直作為衡量土壤肥力高低的重要指標(biāo)。

土壤氮素主要存在于土壤的有機質(zhì)和土壤膠體復(fù)合體內(nèi)，其對植物生長發(fā)育影響十分明顯，是限制植物生長和產(chǎn)量形成的首要因素。調(diào)查結(jié)果顯示，長沙市苗木基地土壤氮素總體水平不高，均在1.0 g/kg左右，屬于中下等水平，其中十里苗木基地土壤全N質(zhì)量含量最高，平均達到1.65 g/kg，處于中上等水平，林業(yè)苗圃土壤的全N質(zhì)量含量最低，平均僅0.43 g/kg，屬于較低水平，表現(xiàn)出明顯的缺氮。堿解N是植物直接吸收的氮素，直接表征土壤供氮水平。由表3可知，各基地堿解N質(zhì)量含量也處于較低水平，其中十里苗圃最高，為107.0 mg/kg，處于中上等水平，林業(yè)苗圃最低，僅為23.0 mg/kg，對取樣點統(tǒng)計，堿解N質(zhì)量含量低于80 mg/kg的土壤占了68%，高于100mg/kg的僅占12%，這表明大部分土壤的供氮能力普遍較弱，所以在今后的施肥管理中，應(yīng)當(dāng)補充速效氮肥。

磷是植物體內(nèi)許多重要有機化合物的組分，土壤磷的供應(yīng)能力直接影響著作物的生長發(fā)育。由表4可知，林業(yè)苗圃基地的全P質(zhì)量含量僅為0.25 g/kg，處于低等水平，這主要是喬木需磷較少，基地磷肥施入較少；而其他苗木基地全P質(zhì)量含量在0.65～0.86 mg/kg之間，處在中等水平和和較高水平，其中以百果園苗圃基地最高，為0.86 g/kg。土壤有效磷直接反映土壤磷素的有效性，總而言之，長沙市苗木基地土壤有效P質(zhì)量含量是較高的，除林業(yè)苗圃基地土壤有效P僅為2.5mg/kg外，其他基地均高于20mg/kg，處于高等水平，其中又以百果園最高，達到52.6mg/kg，主要是由于柑橘、葡萄、李子等的生長發(fā)育需磷量大，基地施用大量磷肥所致。顯然，長沙市苗木基地土壤供磷能力較強，但是同時也給該區(qū)域帶來了水體的富營養(yǎng)化和磷素污染的威脅，因此應(yīng)當(dāng)因地制宜，采取科學(xué)合理的預(yù)防措施。

由表4可知，長沙市苗木基地土壤全K質(zhì)量含量在18.4～34.2 g/kg之間，處于高等水平；其原因有兩方面：一是該區(qū)域土壤本來的全K質(zhì)量含量較高，二是栽種苗木，施用鉀肥量大，導(dǎo)致了各個基地土壤全K含量均較高。各苗木基地的速效K質(zhì)量含量也在中等水平，表明土壤供K能力能夠滿足當(dāng)前苗木生長的需要。而土壤緩效K作為土壤供鉀的潛力指標(biāo)，對土壤供鉀能力的衡量有著重要的意義。從調(diào)查結(jié)果分析，長沙市苗木基地緩效K平均質(zhì)量含量達到了442.7 mg/kg，最高的達到了664.5 mg/kg，最低的為194.8 mg/kg，達到了中等水平，其中柏加、十里等4個基地均超過400 mg/kg的高等水平標(biāo)準(zhǔn)。因此，可以說明目前各基地供K潛力相當(dāng)高，不存在缺鉀風(fēng)險，但考慮鉀肥資源緊缺及鉀肥價格價高等因素，可以適當(dāng)?shù)目刂柒浄视昧浚鼞?yīng)該采取合理的方法促進土壤緩效K的釋放來平衡苗木對鉀素的需求。

3.3 苗木基地土壤肥力綜合評價

研究采用Fuzzy綜合評價法，選取pH值、有機質(zhì)、全N、全P、全K、堿解N、有效P、速效K、緩效K共9項指標(biāo)為土壤肥力綜合評價的參考指標(biāo)，計算出各基地的土壤肥力綜合指標(biāo)值及所屬的等級見圖1。寧鄉(xiāng)十里苗木基地土壤肥力水平最高，綜合指標(biāo)值為0.835，達到高等肥力水平；望城百果園、瀏陽柏加及長沙跳馬苗木基地土壤肥力綜合值分別為0.688、0.726、0.746，均屬于較高肥力水平；瀏陽湘牌和鎮(zhèn)頭苗木基地土壤肥力綜合指標(biāo)值分別為0.576、0.512，為中等水平；而林業(yè)苗木基地土壤肥力綜合指標(biāo)值為0.274，屬于較低水平?？偠灾L沙市苗木基地土壤肥力水平均處于中等及以上水平，基本上能滿足目前的苗木栽培要求。

圖1 各苗木基地土壤肥力綜合指標(biāo)值

4 結(jié)論與討論

科學(xué)地調(diào)查和評價苗圃土壤肥力水平，是苗圃選址、施肥和土壤改良的重要依據(jù)[11]。隨著生態(tài)環(huán)境不斷地被破壞和人們對居住環(huán)境的要求不斷提高的矛盾日趨加重，苗木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將會不斷壯大，所以對土壤苗木基地土壤肥力的研究是苗木產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

土壤肥力水平及其變換趨勢是衡量系統(tǒng)可持續(xù)性的重要指標(biāo)[12]。由調(diào)查可知，長沙苗木基地的土壤趨于酸化，為了防治由酸化帶來的土壤質(zhì)量下降，應(yīng)當(dāng)適量地施用石灰等堿性物質(zhì)；各基地土壤有一定程度的板結(jié)，這主要是長期施用化肥所致。同時，由于缺少有機肥的施入，土壤中有機質(zhì)含量較低，尤其是種草皮的基地有機質(zhì)流失嚴(yán)重。因此，在今后的施肥管理中，要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整肥料配施結(jié)構(gòu)，多施有機肥，來維持和提高土壤有機質(zhì)含量，也能起到改良土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性狀的作用。

長沙市苗木基地土壤肥力綜合評價結(jié)果顯示，大部分基地土壤肥力處于較高的水平，能滿足苗木生產(chǎn)的需求；但是，從各種養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果而言，養(yǎng)分呈現(xiàn)出一定程度的不平衡現(xiàn)象，有機質(zhì)、氮素比較貧瘠，供氮能力較差，土壤供鉀能力及供鉀潛力都比較強；而磷素富集反而給該區(qū)域的水體環(huán)境安全帶來了一定的威脅，成了今后苗木栽培必須引起重視的問題之一。另外，不同的苗木類型的基地，土壤肥力水平也表現(xiàn)出較大的差異，尤其是喬木生產(chǎn)基地土壤肥力較低，由于土壤管理中缺乏足夠的重視，土壤質(zhì)量退化趨勢非常明顯。所以，包括基地土壤結(jié)構(gòu)改善、平衡施肥、針對不同苗木配方施肥等工作將是長沙市苗木今后生產(chǎn)過程中的重點。

[1] 王廣軍.中國花卉業(yè)可持續(xù)發(fā)展對策 [J].中外企業(yè)家，2006，（12）：59-61.

[2] 鄧 利，黎良財，肖萬娟，等.柳州市花卉苗木產(chǎn)業(yè)SWOT分析[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，（9）：70-73.

[3] 駱文堅，孔偉麗.浙江花卉苗木產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究[J].浙江林業(yè)科技，2010，30（2）：77-80.

[4] 晏 麗，李夏艷.張家界花卉苗木產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策探討[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，（9）：144-145，148.

[5] 閆大成.苗木專家細(xì)說苗圃發(fā)展大趨勢 [J].中國花卉園藝，2004，（2）：16-17.

[6] 王義俊，孟艷瓊.合肥市苗木花卉業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（32）：16031-16034.

[7] 顏 雄，張楊珠，劉 晶.土壤肥力質(zhì)量評價的研究進展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，（5）：82-85.

[8] 龍 健，鄧啟瓊，江新榮，等.西南喀斯特地區(qū)退耕還林(草)模式對土壤肥力質(zhì)量演變的影響 [J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16（7）：1279-1284.

[9] 陳先茂，彭春瑞，關(guān)賢交，等.紅壤旱地不同輪作模式的效益及其對土壤質(zhì)量的影響 [J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，21（6）：75-77，80.

[10] 李明德，吳海勇，聶 軍，等.稻草及其循環(huán)利用后的有機廢棄物還田效用研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（17）：3572-3579.

[11] 曾曙才，俞元春.苗圃土壤肥力評價及肥力系數(shù)與苗木生長的相關(guān)性[J].浙江林業(yè)學(xué)院學(xué)報，2007，24（2）：179-185.

[12] 葉麗麗，王翠紅，彭新華，等.秸稈還田對土壤質(zhì)量影響研究進展[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（10）：52-55.