不同前茬作物對星油藤土壤肥力的影響

袁啟鳳等

摘 要 為探討不同前茬作物對星油藤土壤肥力的影響，在云南省西雙版納普文鎮(zhèn)開展了5種不同前茬作物（茶樹-星油藤、水稻-星油藤、香蕉-星油藤、玉米-星油藤、空地-星油藤）對星油藤根際和非根際土壤pH值、土壤電導(dǎo)率、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀及微量元素的影響研究（以空地-星油藤為對照）。結(jié)果表明：不同前茬作物對星油藤根際與非根際土壤pH、電導(dǎo)率與空地土壤pH、電導(dǎo)率均呈顯著差異。微量元素全錳、全鐵、全鋅和全銅的含量低于世界和全國土壤平均水平，重金屬元素全鋅和全銅單項污染值小于1。以土壤中的有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀的含量綜合評價不同前茬作物對星油藤的土壤肥力水平依次為：玉米-星油藤>茶樹-星油藤>香蕉-星油藤>水稻-星油藤>空地-星油藤。綜合考慮，以前茬作物為玉米和茶樹的星油藤土壤肥力較好。

關(guān)鍵詞 前茬作物；星油藤；根際土壤；非根際土壤；土壤肥力

中圖分類號 S151.9+3 文獻標識碼 A

Effects of Different Preceding Crops on

Soil Fertility of Plukenetia volubilis L.

YUAN Qifeng1，2， CAO Shuhong3 *， CAI Zhiquan4

GONG Hede5， FAN Guosheng1， WANG Shu1 * *

1 College of Landscape Architecture， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650224， China

2 Institute of Fruit， Guizhou Academy of Agricultural Sciences， Guiyang， Guizhou 550006， China

3 Fuxi Higher School， Fuxin， Liaoning 123000， China

4 Xishuangbanna Tropical Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences，Mengla， Yunnan 666303， China

5 College of Ecological Tourism， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650224， China

Abstract In order to reveal the effect of different cultivation patterns on soil nutrition of the Plukenetia volubilis L. plantation， five cultivation patterns（Tea-P. volubilis， Rice-P. volubilis， Banana-P. volubilis， Maize-P. volubilis and the control group of P. volubilis）were selected in Puwen Town of Xishuangbanna， Yunnan Province， to analyze soil characterization， including pH， electrical conductivity（EC）， organic matter， total nitrogen， total phosphorus， total potassium and mineral elements in rhizosphere and bulk soil. The results showed that the pH， electrical conductivity and total dissolved solids in rhizosphere and bulk soil of four rotations were significantly different from the control group of P. volubilis. Total Mn， Fe， Zn and Cu concentrations in soil were under the world average level and the contents of heavy mental（Zn and Cu）were below 1. Soil fertility of different cultivation patterns was in this order， Maize-P. volubilis > Tea-P. volubilis > Banana-P. volubilis > Rice-P. volubilis > Free-P. volubilis， according to the comprehensive analysis of the contents of organic matter， total nitrogen， total phosphorus and total potassium. Above all， it was suggested that Maize-P. volubilis and Tea-P. volubilis patterns were better.

Key words Preceding crop； Plukenetia volubilis L.； Rhizosphere soil； Bulk soil； Soil fertility

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.008

星油藤（Plukenetia volubilis L.）原產(chǎn)于秘魯安第斯山脈，俗稱“印加花生”，為大戟科（Euphorbiaceae）多年生常綠木質(zhì)藤本植物。星油藤是一種重要的經(jīng)濟油料植物，其種仁油脂成分含量35%～60%，其中40%～50%主要為亞麻酸、亞油酸等，并含有豐富的礦質(zhì)營養(yǎng)元素。不同的產(chǎn)區(qū)對星油藤產(chǎn)量、種仁含油量等影響較大[1-5]。不同前茬作物能夠在不同的生態(tài)環(huán)境下建立適宜作物生長的土壤環(huán)境，從而使作物獲得高產(chǎn)。作物進行連作可導(dǎo)致土壤速效養(yǎng)分含量下降，理化性狀變差、土壤酶活性降低、微生物種群發(fā)生變化，產(chǎn)量下降[6-8]。以不同前茬為作物的栽培模式，不僅能減輕連作障礙，還有利于作物生長和提高產(chǎn)量[9]。

云南省是國內(nèi)最早開展星油藤引進種植的省份，也是最有可能成為中國未來星油藤的主產(chǎn)區(qū)。前期對星油藤的研究主要集中在種子萌芽育苗、種仁營養(yǎng)成分和保健功能等方面[10-11]，對不同前茬作物對星油藤土壤肥力的影響還尚未有報道。本試驗選取了5種不同前茬作物種植星油藤（茶樹-星油藤、水稻-星油藤、香蕉-星油藤、玉米-星油藤、空地-星油藤），測定并分析不同前茬作物對星油藤根際和非根際土壤pH值、土壤電導(dǎo)率、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀及一些微量元素，探討了不同前茬作物對星油藤土壤肥力參數(shù)的變化，為星油藤大面積的栽培生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

云南省西雙版納州景洪市普文鎮(zhèn)屬北亞熱帶高原季風氣候，位于東經(jīng)101°23′，北緯22°33′，最高海拔1 797.3 m，最低海拔772 m。年均溫20.2 ℃，歷年最高氣溫39 ℃，年均降雨量1 675.6 mm。

1.2 處理與樣品采集

試驗采用裂區(qū)設(shè)計，即大地塊中設(shè)置3個主區(qū)組，每個主區(qū)組中設(shè)立5個小區(qū)，隨機排列前茬作物（空地、茶樹、水稻、香蕉及玉米），再種植南美油藤。分別為茶樹-星油藤、水稻-星油藤、香蕉-星油藤、玉米-星油藤和空地-星油藤（對照），標記為：CS-YT、SD-YT、XJ-YT、YM-YT、CK-YT。試驗小區(qū)通過隨機選取長勢基本一致的健壯星油藤植株，采集根際和非根際土壤，其中根際土壤是把根部土壤疏松后，再把植株拔起并采用抖落法進行收集（標記為R），非根際土壤則是收集根部外0～10 cm的土壤（標記為B）[12]，分別裝入自封袋運回試驗室。充分混勻后在室內(nèi)自然風干，過篩后（1 mm），供土壤pH、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀及一些微量元素含量分析。

1.3 土樣測定方法

pH用水浸提電位法，土壤電導(dǎo)率（EC）采用電導(dǎo)率儀測定，土壤有機質(zhì)采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法滴定，全氮采用凱氏定氮法測定，全磷采用酸溶-鉬銻鈧比色法測定，全鉀及微量元素（錳、鐵、鋅、銅）采用原子吸收火焰光度法測定[13-14]。每份樣品重復(fù)檢測3次。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所測數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2003進行整理，方差分析和相關(guān)分析采用SPSS 17.0處理完成（平均數(shù)間的多重比較采用Ducan′s檢驗方法，p<0.05時差異顯著）。通過GB 15618-1995《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》級別劃分標準對不同前茬作物后土壤中的重金屬元素鋅（≤200 mg/kg）、銅（≤50 mg/kg）含量用單項污染指數(shù)法統(tǒng)計全鋅、全銅的污染值，計算公式：Pi=Ci/Si（式中，Pi為土壤中i污染物的單項污染指數(shù)，Ci為土壤中i污染物的實測值，Si為土壤i污染物的評價標準）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同前茬作物對星油藤土壤pH值、EC值的影響

不同前茬作物對星油藤土壤pH值、電導(dǎo)率的影響見圖1，從圖1可看出，星油藤根際和非根際土壤pH值范圍在5.8～6.4之間，非根際土壤中，CS-YT、SD-YT和XJ-YT的土壤pH值均顯著低于CK-YT的pH值。YM-YT和CS-YT的根際土壤pH值顯著高于CK-YT的根際土壤pH值，而SD-YT和XJ-YT均顯著低于CK-YT。

土壤電導(dǎo)率在26～40 μs/cm之間，非根際土壤中，YM-YT土壤電導(dǎo)率均顯著高于CK-YT的土壤電導(dǎo)率，而CS-YT、SD-YT和XJ-YT的土壤電導(dǎo)率均顯著低于CK-YT的土壤電導(dǎo)率。根際土壤中的土壤電導(dǎo)率，只有XJ-YT顯著高于CK-YT，而CS-YT、SD-YT和YM-YT均顯著低于CK-YT。

2.2 不同前茬作物對星油藤土壤有機質(zhì)的影響

不同前茬作物對星油藤土壤有機質(zhì)的影響見圖2，圖2表明，星油藤根際和非根際土壤的有機質(zhì)含量在21～28 g/kg之間（圖2），非根際土壤中，CS-YT和YM-YT的有機質(zhì)含量均顯著高于CK-YT的有機質(zhì)含量。而根際土壤中的有機質(zhì)含量，只有CS-YT顯著高于CK-YT。

2.3 不同前茬作物對星油藤土壤的全氮、全磷、全鉀的影響

不同前茬作物對星油藤土壤土壤全氮、全磷和全鉀含量的影響見圖3，從圖3可看出，全氮含量在0.9～1.3 g/kg之間，非根際和根際土壤中CS-YT、SD-YT、XJ-YT和YM-YT全氮含量均顯著高于CK-YT的全氮含量。全磷含量在0.4～0.8 g/kg之間，非根際和根際土壤中，SD-YT、XJ-YT和YM-YT的全磷含量均顯著高于CK-YT的全磷含量。根際和非根際土壤全鉀含量在3～4 g/kg之間，非根際土壤中，CS-YT和YM-YT的全鉀含量均顯著高于CK-YT的全鉀含量。根際土壤中的全鉀含量，CS-YT、SD-YT和XJ-YT均顯著高于CK-YT。

2.4 不同前茬作物對土壤微量元素的影響

不同前茬作物對星油藤土壤土壤全錳、鐵、鋅、銅含量的影響見圖4，從圖4可以看出，微量元素含量有較大的變化，全錳含量在0.05～0.11 g/kg之間、全鐵含量在12～20 g/kg之間，全鋅含量在39～44 mg/kg之間、全銅含量在10～20 mg/kg之間，從以上數(shù)據(jù)可知，微量元素含量均比較適合作物的生長。

非根際土壤中，CS-YT、SD-YT、XJ-YT和YM-YT的全錳、全鐵含量均顯著高于CK-YT的全錳、全鐵含量，而全鋅和全銅含量，只有YM-YT顯著高于CK-YT。而根際土壤中，CS-YT、SD-YT、XJ-YT 的全錳含量均顯著高于CK-YT的全錳含量，全鐵含量CS-YT、XJ-YT和YM-YT均顯著高于CK-YT。全鋅含量只有CS-YT和XJ-YT均顯著高于CK-YT的全鋅含量。XJ-YT和YM-YT的全銅含量均顯著高于CK-YT的全銅含量。

對微量元素中的重金屬元素全鋅、全銅進行了單項污染指數(shù)法計算，得出各重金屬含量污染指數(shù)分別為：0.20、0.29，說明Pi單項污染均小于限定值（<1），符合國家土壤環(huán)境質(zhì)量標準。

2.5 星油藤土壤肥力參數(shù)相關(guān)性分析

星油藤土壤肥力參數(shù)相關(guān)性分析見表1，從表1可以看出，不同處理星油藤的土壤有機質(zhì)與全氮、全鐵呈顯著正相關(guān)，與全磷呈顯著負相關(guān)。大量元素全氮、全磷、全鉀之間只有全氮和全鉀存在顯著相關(guān)性，同時全氮、全磷、全鉀與全錳、全鐵、全鋅之間都有相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)較大的為全氮與全鐵，全磷與全鐵，全鉀與全鋅，4種微量元素全鋅和全鐵，全銅和全錳、全鋅均有相關(guān)性。

2.6 星油藤土壤肥力參數(shù)綜合評價

不同前茬作物對星油藤土壤肥力綜合評價見表2，從表2可以得知，CS-YT土壤中有機質(zhì)、全氮含量均顯著高于CK-YT的土壤有機質(zhì)、全氮含量。土壤中全磷的含量，除CS-YT顯著低于CK-YT外，CS-YT、SD-YT 和YM-YT均顯著高于CK-YT。CS-YT和XJ-YT全鉀的含量均顯著高于CK-YT全鉀含量。以有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀含量綜合分析不同前茬作物對星油藤的土壤肥力水平影響大小，依次為：YM-YT>CS-YT>XJ-YT>SD-YT>CK-YT。

3 討論與結(jié)論

目前，對土壤的研究主要是為了綜合評價不同前茬、養(yǎng)分調(diào)控后土壤肥力變化程度及對作物生產(chǎn)的影響[15]。本試驗把有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀作為土壤肥力指標來綜合評價不同前茬作物對星油藤的影響。從本試驗可以看出，種植前茬作物星油藤土壤的有機質(zhì)含量均大于等于空地-星油藤的有機質(zhì)含量，說明以不同植物為前茬可以使土壤內(nèi)腐殖質(zhì)增多，同時提高土壤有機質(zhì)含量，與前人研究有一定的相同之處[16-17]。除了前茬作物為茶樹的星油藤土壤全磷外，其他前茬作物種植后的星油藤土壤全氮、全磷、全鉀含量均高于空地-星油藤，說明不同的前茬作物種植后均可在一定程度上提高土壤全氮、全磷和全鉀含量，從而滿足作物正常的生長[18-19]。但是，以茶樹為前茬的星油藤土壤的全磷含量顯著低于空地（對照），可能是由于茶樹種植時土壤中磷以不同形態(tài)轉(zhuǎn)化而被植株所吸收利用[20]，再者星油藤種仁礦質(zhì)元素中的磷元素含量較高[4-5]，從而可能使植株、種子內(nèi)磷含量較高，土壤中全磷含量降低。故綜合考慮不同前茬作物后種植星油藤土壤肥力水平依次為玉米-星油藤>茶樹-星油藤>香蕉-星油藤>水稻-星油藤>空地-星油藤。同時，微量元素[21-22]如全錳含量均低于世界和全國土壤平均水平，全鐵含量只是世界水平的一半，略低于全國土壤平均水平，全鋅、全銅含量均是接近世界水平，但低于或略低于全國水平。鋅、銅重金屬元素通過單項污染指數(shù)計算[23-24]，其污染值在限定值以內(nèi)，對種植星油藤不影響，且能滿足星油藤作物的生長需要。

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責任編輯：葉慶亮