不同林下魔芋土壤養(yǎng)分差異比較研究

李 博，高鈺琪，李 艷，門海軍，張麗瓊

（安康學(xué)院 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院，陜西 安康 725000）

魔芋屬天南星科魔芋屬多年生草本植物[1]，又稱作磨芋、蒟蒻、蒻頭、鬼芋、花梗蓮、虎掌等。我國四川盆地、云貴高原、丘陵地區(qū)、秦嶺巴山地區(qū)等地有著豐富的魔芋資源，其中以花魔芋種植面積最大，分布最廣[2]。隨著大田魔芋的連年種植，各種病害問題日益嚴(yán)重，給農(nóng)戶的經(jīng)濟利益帶來巨大損失。為解決這一問題，崔鳴實踐探索出了林下魔芋的種植方式，讓魔芋回到自然生態(tài)環(huán)境中生長，這一辦法的實施取得了較大的成就[3]。為了探索出最理想的林下魔芋種植方式，本試驗通過采集刺槐林、泡桐林、杉樹林、漆樹林4種不同林地種植魔芋的土壤和魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田3種不同大田的土壤樣品，運用化學(xué)分析法對各試驗區(qū)土樣養(yǎng)分含量（吸濕水含量、pH值、有機質(zhì)含量、速效磷含量、速效鉀含量、堿解氮含量）進行對比分析，分析各林地之間養(yǎng)分含量的差異及影響魔芋產(chǎn)量及品質(zhì)的原因，確定出魔芋生長最適宜的養(yǎng)分需求量，為農(nóng)戶科學(xué)施肥及魔芋產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

林下魔芋是一種讓魔芋生長回歸自然，實現(xiàn)原生態(tài)的種植模式。這種新的種植模式對大田魔芋易發(fā)的軟腐病、白絹病等病害有顯著的防治作用，為魔芋種植提供了適宜的生長環(huán)境，發(fā)展了林下魔芋種植新經(jīng)濟，有效地恢復(fù)了魔芋種性[4]，并為魔芋種芋繁育和露地越冬等技術(shù)問題提供了保障。林下魔芋的推廣，為魔芋大面積栽培、增產(chǎn)增收、減輕及防治病害找到了新途徑，對魔芋產(chǎn)區(qū)積極開展成果引進、示范和推廣都具有重大意義[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

嵐皋縣位于陜西南部，海拔在331～2641m。地處北緯32.05°～32.50°，東經(jīng)108.72°～108.88°之間。屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充足，氣候溫暖濕潤。冬季雨量較少且溫度低，夏季降雨量大且多有伏旱，春季氣候溫暖而干燥，秋季則涼爽而濕潤并多有連陰雨。多年來年平均氣溫在15～17℃范圍內(nèi)，年平均降水量為1050 mm，且降雨時間主要集中在每年6月至9月，以7月降水量最多。土壤為黏土，弱酸性。本試驗區(qū)選在嵐皋縣立新村，海拔范圍在858～1280m。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置了8個試驗區(qū)，分別是刺槐林1海拔1242m，刺槐林2海拔1280m，泡桐林海拔1235m，杉樹林海拔1216m，漆樹林海拔903m，魔芋大田、施用腐殖酸大田海拔858m，閑置大田海拔862m。同一時間段在8個試驗區(qū)分別采用五點取樣法，采集0～20cm深度的土樣，并做好標(biāo)簽。樣品風(fēng)干后測定土壤吸濕水、pH值、有機質(zhì)、速效磷、速效鉀、堿解氮含量。比較分析不同林下魔芋土壤養(yǎng)分的差異。

1.3 分析方法

土壤吸濕水含量（%）測定采用烘干法（烘箱104℃烘6小時）；土壤pH值測定用pH計；土壤有機質(zhì)測定采用重鉻酸鉀外加熱法（0.2mol·L-1硫酸亞鐵滴定）；土壤速效磷測定采用鉬銻抗比色法（紫外分光光度計700nm波長處比色）；土壤速效鉀測定采用火焰光度法（火焰分光光度計）；土壤堿解氮測定采用堿解擴散法（0.01mol·L-1硫酸滴定）[6]。

1.4 結(jié)果分析

1.4.1 土壤吸濕水含量

土壤吸濕水是指干土從空氣中吸著水汽[7]。空氣相對濕度越大，水汽越多，土壤吸濕水含量也越多；土壤質(zhì)地越黏重，吸濕水含量越多。吸濕水含量是土壤生理活動的重要指標(biāo)。

圖1 土壤吸濕水含量比較

由圖1可知，魔芋大田土壤吸濕水含量最高，為2.64%，施用腐殖酸大田土壤吸濕水含量最低，為1.46%。刺槐林1、泡桐林、刺槐林2、杉樹林、漆樹林土壤吸濕水含量相當(dāng)，在2%左右波動。魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田土壤吸濕水含量在1.46%～2.64%范圍內(nèi)，波動較大。

1.4.2 土壤pH值

土壤pH值即土壤酸堿度，是土壤重要的化學(xué)指標(biāo)。它影響著土壤礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、土壤養(yǎng)分的形態(tài)及其有效性，對作物的生長和微生物的活動也有影響。土壤酸堿度的測定對土壤改良、合理施肥等方面都有參考指導(dǎo)意義。

圖2 土壤pH值比較

由圖2可知，各土樣pH值變化幅度不大，均在7.0左右。刺槐林1、泡桐林、刺槐林2、杉樹林、漆樹林土壤pH值在6.72～7.0之間，漆樹林土壤pH值最高，為7.0，泡桐林地最低，為6.72，其他林地pH值較一致。林下魔芋土壤偏酸性。魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田中以閑置大田土壤pH值最高，為7.14，魔芋大田土壤pH值最低，為6.94，三者平均值在7.0以上。大田魔芋土壤偏堿性。

1.4.3 土壤有機質(zhì)含量

土壤有機質(zhì)是指所有存在于土壤中含碳的有機物質(zhì)。它包括各種動植物的殘體、微生物分解和合成的各種有機物質(zhì)。它能吸附土壤中較多的陽離子，從而使土壤具有保肥和保濕能力，并具有一定的緩沖性。它對土壤結(jié)構(gòu)形成、土壤肥力改善、環(huán)境保護及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面都有著極其重要的作用。

圖3 土壤有機質(zhì)含量比較

由圖3可知，閑置大田土壤有機質(zhì)含量最高，為43.05g·kg-1，泡桐林地最低，為 16.20g·kg-1。刺槐林1、泡桐林、刺槐林2、杉樹林、漆樹林土壤有機質(zhì)含量以刺槐林地最高，漆樹林地次之，杉樹林和泡桐林地含量相當(dāng)。魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田中，魔芋大田與閑置大田土壤有機質(zhì)含量相當(dāng)，遠(yuǎn)高于施用腐殖酸大田土壤有機質(zhì)含量。

1.4.4 土壤速效磷、堿解氮、速效鉀含量

土壤速效磷含量是指當(dāng)季作物能夠完全吸收利用的磷量，可采用化學(xué)速測的方法測定。它是一個相對指標(biāo)，能確定短期內(nèi)土壤有效磷含量，為短期施肥提供一定參考。土壤堿解氮即為有效氮，它由土壤中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、氨基酸、易水解的蛋白質(zhì)氮等各種氮素組成，大體分為無機的礦物態(tài)氮和部分有機質(zhì)的易分解的、比較簡單的有機態(tài)氮，能較為準(zhǔn)確地反映土壤近期內(nèi)氮素供應(yīng)及土壤肥力狀況。土壤鉀素含量決定了土壤肥力狀況，而土壤鉀素的供應(yīng)能力主要決定于速效鉀和緩效鉀的含量。提高土壤速效鉀的吸收利用率對于土壤肥力的改善是極為重要的。

圖4 土壤速效磷、堿解氮、速效鉀含量比較

由圖4可知，（1）刺槐林2土壤速效磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他林地含量，兩塊刺槐林地平均含量為159.56 mg·kg-1。泡桐林、杉樹林、漆樹林地速效磷含量相當(dāng)，三者平均含量為78.78mg·kg-1。魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田土壤速效磷含量相當(dāng)，施用腐殖酸大田含量稍高，三者平均含量為91.19mg·kg-1。整體來看，林下魔芋土壤速效磷含量高于大田魔芋土壤。（2）林下魔芋土壤堿解氮含量整體高于大田魔芋土壤，其中刺槐林地堿解氮含量最高，兩塊刺槐林地平均含量為138.25mg·kg-1。泡桐林地含量最低，為104.62mg·kg-1，杉樹林和漆樹林地含量相當(dāng)。大田土壤堿解氮含量則整體較低，其中魔芋大田土壤含量最高，為111.0mg·kg-1，閑置大田土壤含量最低，為62.12mg·kg-1。綜合來看，林下魔芋土壤堿解氮含量整體高于大田魔芋土壤。（3）刺槐林1、泡桐林、刺槐林2、杉樹林、漆樹林中以刺槐林2土壤速效鉀含量最高，為13.69mg·kg-1，刺槐林1和刺槐林2土壤速效鉀含量相當(dāng)，平均含量為13.53mg·kg-1，漆樹林土壤速效鉀含量最低，為8.64mg·kg-1。魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田中以施用腐殖酸大田土壤速效鉀含量最高，為12.58mg·kg-1，魔芋大田土壤含量最低，為7.87mg·kg-1?？傮w而言，林下魔芋土壤速效鉀含量整體高于大田魔芋土壤。

2 討論

2.1 林下魔芋與大田魔芋土壤養(yǎng)分比較

土壤養(yǎng)分是決定作物正常生長的必需要素，它們不是相互獨立的個體，只有相互協(xié)調(diào)、共同作用，才能促進作物更好更快生長。土壤養(yǎng)分同時受多種不同因素影響，降雨、灌溉及人為施肥等都可能改變土壤養(yǎng)分含量，不同林地、大田因地理位置、根系分泌物等因素的不同使得土壤養(yǎng)分含量也有一定差異。崔鳴等[8]研究結(jié)果表明，刺槐林下魔芋種植，病害遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于大田及其他林下魔芋種植，且刺槐為豆科植物，有固氮作用，土壤含氮量也較高。這與本試驗研究結(jié)果相一致。敖文等[9]研究結(jié)果表明，花魔芋最適宜的土壤pH值為6.5～7.0，為偏酸性土壤，與本試驗結(jié)果相符，本試驗測得林下魔芋土壤pH值為6.72～7.0。何斐等[10]研究結(jié)果表明，林下魔芋土壤速效鉀、速效磷、有機質(zhì)含量較大田分別會提高96.9%、21.8%、33.5%，這與本試驗結(jié)果不符，本試驗測得大田土壤有機質(zhì)含量遠(yuǎn)大于林地，出現(xiàn)這種情況可能是由于本試驗區(qū)剛施過有機肥且作物殘枝落葉較多所致。魔芋大田土壤吸濕水含量高于其他大田及林地，這可能是由于魔芋大田海拔較低，灌溉條件有利，導(dǎo)致土壤吸濕水含量較高。施用腐殖酸大田與閑置大田土壤pH值均大于7，偏堿性；魔芋大田與閑置大田土壤有機質(zhì)含量相當(dāng)，均遠(yuǎn)高于施用腐殖酸大田含量；魔芋大田與施用腐殖酸大田土壤速效磷及堿解氮含量相當(dāng)，均高于閑置大田含量；施用腐殖酸大田土壤速效鉀含量較高。本研究與以往他人研究結(jié)果都顯示，土壤養(yǎng)分含量受多重因素影響，不一定是各養(yǎng)分含量越高越好，比例均衡才是關(guān)鍵，大田施肥過多反而會制約作物正常生長，所以要具體問題具體分析。

2.2 土壤肥力比較

氮、磷、鉀、有機質(zhì)、吸濕水、pH等養(yǎng)分是作物生長必不可少的要素，所以說土壤常規(guī)養(yǎng)分的含量通常能較為準(zhǔn)確地反映土壤肥力狀況。一般來說，土壤養(yǎng)分含量越高，肥力越大。因此，施肥備受農(nóng)戶重視，而施肥者的思想普遍是施肥“越多越好”，但隨著化肥的大量施用，土壤肥力卻逐年下降。只有協(xié)調(diào)好養(yǎng)分含量之間的比例關(guān)系，提高土壤有效養(yǎng)分含量，才能有效提高土壤肥力。敖文等[9]研究結(jié)果表明，魔芋栽培土壤有機質(zhì)含量高但有效肥力很低，養(yǎng)分流失大、氮磷鉀養(yǎng)分供給不協(xié)調(diào)，這些都是引起大田魔芋生產(chǎn)受阻的原因。本研究結(jié)果也顯示，大田土壤有機質(zhì)及速效磷含量高于林地，但肥力不如林地高。且泡桐林土壤各養(yǎng)分含量均比大田土壤低，這與以往他人研究結(jié)果顯示林地養(yǎng)分含量均高于大田不符。因此不同林下種植魔芋需要充分研究其適宜程度，不能盲目種植。

本試驗結(jié)果表明，試驗所測的5塊林地土壤吸濕水含量變化幅度不大，在2.0%左右波動；測得pH值在6.72～7.0范圍內(nèi)，與以往他人研究結(jié)果相符；有機質(zhì)含量為：刺槐林2>刺槐林1>漆樹林>杉樹林>泡桐林；速效磷含量為：刺槐林2>刺槐林1>漆樹林>杉樹林>泡桐林；堿解氮含量為：刺槐林2>刺槐林1>杉樹林>漆樹林>泡桐林；速效鉀含量為：刺槐林2>刺槐林1>泡桐林>杉樹林>漆樹林。由此可知，刺槐林土壤有機質(zhì)、速效磷、堿解氮、速效鉀含量最高，漆樹林和杉樹林地養(yǎng)分含量相當(dāng)，泡桐林地養(yǎng)分含量最低。這是由于刺槐林下的根系分泌物較多，在土壤中會形成微生物菌群，能疏松和熟化土壤，刺激作物生長。且刺槐根部的根瘤菌具有固氮作用，能通過吸收空氣中的氮素來提高土壤肥力?？梢姡袒绷值馗鞒Ｒ?guī)養(yǎng)分整體高于其他林種，最適宜發(fā)展林下魔芋種植。

3 結(jié)論

綜合分析刺槐林1、泡桐林、刺槐林2、杉樹林、漆樹林及魔芋大田、施用腐殖酸大田、閑置大田土壤養(yǎng)分含量可知，林下魔芋種植適宜程度為：刺槐林>漆樹林>杉樹林>泡桐林。適宜土壤的養(yǎng)分含量為：土壤吸濕水含量為2.0%左右，PH值在6.72～7.0范圍內(nèi)，有機質(zhì)含量為34.02g·kg-1，速效磷含量為159.56mg·kg-1，堿解氮含量為 138.25mg·kg-1，速效鉀含量為13.53mg·kg-1。在此范圍內(nèi)進行施肥量控制，有利于作物生長。在施肥過程中，刺槐林地應(yīng)減少氮肥施用，提高鉀肥及磷肥等的利用率，有利于增強土壤肥力。本研究結(jié)果與以往他人研究結(jié)果一致，可供施肥管理者參考。林下魔芋土壤肥力與土壤養(yǎng)分含量密切相關(guān)，養(yǎng)分含量在一定范圍內(nèi)，含量越高土壤肥力越大，越有利于林下魔芋生長。