油用牡丹對堿性土壤pH值及水溶性鹽分含量的耐受性分析*

劉玉梅，劉高峰，周天華，趙法新

(1.菏澤學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，山東 菏澤 274000；2.山東省巨野縣林業(yè)局，山東 巨野 274900)

油用牡丹對堿性土壤pH值及水溶性鹽分含量的耐受性分析*

劉玉梅1，劉高峰1，周天華1，趙法新2

(1.菏澤學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，山東 菏澤 274000；2.山東省巨野縣林業(yè)局，山東 巨野 274900)

通過對山東省龍美農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司油用牡丹栽培基地‘鳳丹’牡丹植株生長狀況不同的地塊進(jìn)行分級和土壤取樣分析，確定了判斷偏堿性土壤是否適合栽培牡丹的關(guān)鍵指標(biāo)及閾值范圍.認(rèn)為牡丹在土壤pH值低于9.0時(shí)可正常生長；在偏堿性土壤條件下，植株生長狀況與土壤溶液電導(dǎo)率(EC)和Na+含量顯著相關(guān).對于菏澤及周邊地形地貌、土質(zhì)相似的偏堿性土壤，在評估是否適栽牡丹時(shí)，可將EC值作為首選指標(biāo)，當(dāng)EC低于500 μs/cm時(shí)，對牡丹生長沒有抑制，當(dāng)EC高于500 μs/cm，需加測Na+含量，當(dāng)Na+含量低于150 mg/kg時(shí)可以栽植牡丹.

油用牡丹；土壤；水溶性鹽分；耐受閾值

牡丹(Paeoniasuffruticosa)是芍藥科、芍藥屬落葉亞灌木，素有“花王”的美譽(yù).2011年3月，國家衛(wèi)生部發(fā)布《關(guān)于批準(zhǔn)元寶楓籽油和牡丹籽油為新資源食品的公告》(衛(wèi)生部公告2011年第9號)，牡丹開始作為一種新的油料作物在全國范圍內(nèi)推廣.研究表明，牡丹籽油總不飽和脂肪酸含量80%以上，α-亞麻酸含量32%以上，有的達(dá)到67%[1～4]，屬于優(yōu)質(zhì)木本植物油.目前，全國油用牡丹栽培面積達(dá)到5.3萬hm2，主要分布在山東菏澤、河南洛陽、安徽亳州、銅陵、六合、甘肅蘭州(紫斑牡丹)等地，其中菏澤約占全國總面積的一半以上.在山東省木本油料作物規(guī)劃中，至2020年，油用牡丹發(fā)展目標(biāo)為26.7萬hm2，其中菏澤13.3萬hm2.但在油用牡丹大面積推廣的過程中，由于缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，也沒有詳細(xì)的文獻(xiàn)資料可供參考，無法準(zhǔn)確判斷土壤是否適合栽植牡丹，出現(xiàn)因土壤不合適導(dǎo)致的苗木長勢弱、大面積死苗等現(xiàn)象，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失.究其原因，是菏澤地區(qū)由于黃河不斷決口改道，加之地下水位較淺，造成土壤偏堿性和水溶性鹽分偏高的環(huán)境.目前，在油用牡丹鹽堿耐受能力方面的研究較少，缺乏通過土壤快速檢測以判斷能否栽植牡丹的特征指標(biāo)及判斷閾值.本研究選取牡丹定植后長勢不同的連續(xù)過渡地塊，對土壤樣品進(jìn)行檢測和分析，以明確牡丹對各項(xiàng)土壤指標(biāo)的耐受能力，探明影響牡丹移栽后植株生長狀況的關(guān)鍵土壤指標(biāo)及其判斷閾值，為油用牡丹的大面積推廣提供技術(shù)支持，為牡丹籽油研究提供參考.

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)概況

實(shí)驗(yàn)取樣地點(diǎn)為山東省菏澤市巨野縣龍固鎮(zhèn)山東龍美農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司油用牡丹園，地處魯西南大平原，地貌為平坡地，由黃河歷代改道決口沖積而成，土母質(zhì)為第四紀(jì)松散土層發(fā)育成為潮土，質(zhì)地為砂質(zhì)壤土[5].2013年秋季栽植油用牡丹‘鳳丹’三年生苗，2014年觀察發(fā)現(xiàn)一植株生長狀況漸變區(qū)域，即生長良好——黃葉——死苗漸變區(qū)域.2014年秋季對死苗區(qū)域補(bǔ)栽，補(bǔ)栽的苗木仍然生長不良，至2015年取樣時(shí)已整株死亡.

1.2土壤樣品采集

2015年6月22日對產(chǎn)業(yè)園內(nèi)油用牡丹栽培基地進(jìn)行土壤樣品采集.根據(jù)植株地上部分生長狀況，將取樣地塊劃分成5類，分別編號、描述見表1：

表1 樣塊地情況

每個(gè)地塊寬度大于2.5 m，長度大于20 m.至取樣時(shí)為止，牡丹植株根系主要分布在0～30 cm土層.在每一地塊選取生長均勻、典型的植株，在距離植株莖基部10 cm處分,分別取0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm土層土樣，每3株牡丹根際所取土樣混合，充分混勻，用四分法舍棄多余土樣，保留1 kg左右.每個(gè)地塊取3個(gè)重復(fù).土樣自然風(fēng)干，剔除石塊和動植物殘?bào)w，過2 mm尼龍篩后保存?zhèn)溆?

1.3測定項(xiàng)目及方法

土壤指標(biāo)測定參考鮑士旦[6]的方法：土壤pH值采用pHS-3C pH計(jì)測定，電導(dǎo)率(EC值)采用DDSJ-318電導(dǎo)率儀測定，Na+、K+含量用火焰光度法測定，Ca2+、Mg2+含量用酸性鉻蘭K滴定法和鉻黑T滴定法測定，以上測定均重復(fù)3次，取平均值；可溶性鹽含量采用烘干稱重法測定，以土壤中所含易溶性鹽分的質(zhì)量占干土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示，重復(fù)5次，取平均值.

2 結(jié)果與分析

2.1土壤pH值對牡丹生長的影響

一般認(rèn)為，油用牡丹適宜的pH值范圍為6.5～8.0或更高一點(diǎn)[7].由表2可知，所有土壤樣品均表現(xiàn)堿性，pH值在8.07～9.01之間，這與之前調(diào)查的牡丹區(qū)牡丹園土壤(pH 8.5左右)并沒有太大差異.植株長勢與土壤pH值沒有表現(xiàn)出顯著相關(guān)性(見表3).可見牡丹對于偏堿性土壤適應(yīng)性較強(qiáng)，在局部pH值9.01土壤中仍可正常生長.10～20 cm土層pH值與植株生長狀況相關(guān)性較高.

2.2土壤EC值、可溶性鹽含量對牡丹生長的影響

EC值是土壤中水溶性鹽含量的指標(biāo)，可用于判定土壤中鹽類離子是否限制作物生長.隨著植株生長狀況變差，土壤EC值呈增加趨勢(見表2).植株生長狀況與0～10 cm、10～20 cm土層EC值顯著相關(guān)，與0～30 cm土層EC值極顯著相關(guān)(見表3).當(dāng)0～30cm土層EC值達(dá)到825.1μs/cm時(shí)植株黃葉，1132.2μs/cm時(shí)葉片干枯，1461μs/cm時(shí)植株死亡.0～30cm土層可溶性鹽含量與植株生長狀況顯著相關(guān)(見表3).其值在0.183% 時(shí)植株生長良好，0.326% 時(shí)則表現(xiàn)黃葉.因此，EC值和可溶性鹽含量可以作為判斷土壤是否適合栽植牡丹的指標(biāo).

2.3土壤中鈣離子(Ca2+)、鎂離子(Mg2+)含量對牡丹生長的影響

鈣(Ca)、鎂(Mg)是植物生長所需的中量元素[8～9]，Ca2+在細(xì)胞壁和細(xì)胞膜功能構(gòu)成、蛋白質(zhì)合成、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞電位調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用[10～12]，Mg2+是植物葉綠素的重要組分，并在蛋白質(zhì)合成過程中發(fā)揮重要作用[12～13].Ca2+、Mg2+在北方土壤中含量相對豐富，但隨土壤堿性增強(qiáng)，其有效性降低[14～15].由表2可知，除5號土樣外，其余土樣均表現(xiàn)隨土壤層次降低，Ca2+含量顯著降低的趨勢.Mg2+含量也是在0～10 cm土層較高，10～30 cm土層較低.隨植株長勢漸差，Mg2+含量呈升高趨勢，Ca2+含量變化無明顯規(guī)律.0～30 cm土層Mg2+含量與植株生長狀況顯著相關(guān)(見表3).

2.4土壤中鉀離子(K+)、鈉離子(Na+)含量對牡丹生長的影響

鉀(K)是植物所需的大量元素之一，是植物基本代謝中多種關(guān)鍵酶的輔因子[16]，在光合、滲透調(diào)節(jié)、酶活化、蛋白質(zhì)合成、離子平衡等方面起重要作用[17～19].鈉(Na)則對于調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓、保持細(xì)胞完整具有重要作用，但土壤中含量過多則對植物產(chǎn)生毒害[20].由表2、表3可知，不同地塊土壤中K+含量變化不大，均屬于偏低水平，且與植株生長狀況相關(guān)性不顯著.隨植株長勢漸弱，Na+含量表現(xiàn)激增趨勢.當(dāng)0～30 cm土層Na+平均含量在87 mg/kg左右時(shí)，植株生長良好，500 mg/kg以上植株生長明顯受抑，1 141 mg/kg時(shí)植株死亡.0～10 cm、0～30 cm土層Na+含量與植株生長狀況極顯著相關(guān)，10～20 cm、20～30 cm土層Na+含量與植株生長狀況顯著相關(guān).Na+在不同土層的分布并不均勻，1、2號土樣10～20 cm土層的Na+含量最高，而3、4、5號土壤0～10 cm土層的Na+含量最高.

表2 不同地塊土壤pH值、電導(dǎo)率及水溶性離子含量

表3 土壤指標(biāo)與牡丹生長狀況相關(guān)性分析

注：*表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上極顯著相關(guān).

3 討論

3.1實(shí)驗(yàn)所測土壤是否適合栽植牡丹的關(guān)鍵離子指標(biāo)及閾值的分析

實(shí)驗(yàn)所測土壤pH值在8.07～9.01之間，其中pH值9.01的2號土壤中植株生長良好，說明‘鳳丹’牡丹對土壤堿性的適應(yīng)性較強(qiáng).在實(shí)驗(yàn)涉及范圍內(nèi)，并沒有單獨(dú)因土壤pH值高而對植株生長產(chǎn)生明顯的不良影響.牡丹植株的生長狀況與土壤EC值、可溶性鹽含量、Mg2+含量和Na+含量均表現(xiàn)顯著相關(guān)，與0～30 cm土層EC值、0～10 cm和0～30 cm土層Na+含量極顯著相關(guān).Mg2+是植物必需的營養(yǎng)元素，且所測土樣中含量并未超出正常范圍，一般不作為限制作物生長的離子指標(biāo).EC值與可溶性鹽含量基本呈正相關(guān)關(guān)系.綜合考慮測定的準(zhǔn)確性、簡便程度和重復(fù)性等方面，EC值的測定更加可靠便捷.土壤中少量Na+對植物營養(yǎng)有增進(jìn)作用，含量過高則表現(xiàn)生長抑制，甚至發(fā)生毒害[21～23].鹽堿土對植物造成傷害的主要離子就是Na+[24].本實(shí)驗(yàn)中，土壤Na+含量在152.3 mg/kg以下未發(fā)生生長抑制，含量在256.8 mg/kg時(shí)出現(xiàn)生長不良.土壤中Na+含量的升高勢必會引起EC值增加.因此，可將0～30 cm土層的EC值、Na+含量作為評價(jià)土壤是否限制栽培牡丹的關(guān)鍵指標(biāo).

為簡便、快速判斷土壤是否適合栽培牡丹，對于菏澤及周邊地形地貌、土質(zhì)相似的土壤，可將EC值作為首選判斷指標(biāo)，如果EC在500 μs/cm以下，基本可以認(rèn)為對牡丹生長沒有限制，如果EC高于500 μs/cm，則需進(jìn)行Na+含量檢測.如果Na+含量在150 mg/kg以下，認(rèn)為可以栽植牡丹.該方法已在實(shí)踐中多次應(yīng)用，并取得良好效果.

3.2油用牡丹適生土壤的判斷仍需結(jié)合其它指標(biāo)

目前中原地區(qū)發(fā)展的油用牡丹基本都是‘鳳丹’，該品系屬于江南品種群，適應(yīng)性較廣，目前主要分布在山東、北京、河北、河南、安徽等地，種植區(qū)域土壤性狀多樣.隨著土地流轉(zhuǎn)和大型農(nóng)場的建立，油用牡丹已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段.在判斷某地塊土壤是否適合栽植牡丹的過程中，要綜合考慮地勢、土質(zhì)、地下水位、灌溉水質(zhì)、重金屬污染等因素，如其它條件均適合，可采用本文方法快速判斷土壤是否適合栽植牡丹.

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AnalysisofToleranceofOilPeonytopHValueandWaterSolubleSaltContentinAlkalineSoil

LIU Yu-mei1, LIU Gao-feng1, ZHOU Tian-hua1, ZHAO Fa-xin2

(1. School of Agriculture and Biology Engineering, Heze University, Heze Shandong 274000, China;2. Juye Forestry Bureau, Juye Shandong 274900, China)

This article measures and analyses some soil samples from oil peony field in Longmei Agricultural development in Shandong. The key indicators and their value range of whether peony can be cultivated in the alkaline soil are determined. It is considered that peony could grow normally when the soil pH value is below 9.0. The plant growth status is significantly related to soil solution conductivity (EC) and Na+content. EC value can be used as a primary index to assess whether peony can be planted in alkaline soil in Heze and the surrounding. When EC value is lower than 500 μs/cm, it doesn’t inhibit the growth of peony. When EC value is higher than 500 μs/cm, the content of Na+needs measuring as well, and peony can be planted when the Na+content is lower than 150mg/kg.

oil peony; soil; water soluble salt; tolerance threshold

1673-2103(2017)05-0081-05

2017-03-12

菏澤學(xué)院科研基金項(xiàng)目(XY13KJ06)

劉玉梅(1979-)，女，山東兗州人，博士，副教授，研究方向:觀賞園藝植物栽培.

S727.3

A