江西省樟樹(shù)人工林土壤營(yíng)養(yǎng)狀況的調(diào)查研究

王小東 謝谷艾 伍艷芳 董澤民 周誠(chéng) 周仁丹

摘要： ?在江西省內(nèi)樟樹(shù)主產(chǎn)區(qū)安?？h選取45個(gè)代表性人工林土壤樣品分析的結(jié)果表明，選取的3個(gè)樟樹(shù)人工林土壤呈酸性和強(qiáng)酸性，土壤風(fēng)化淋溶程度高;3個(gè)人工林區(qū)及同一個(gè)種植區(qū)不同土層深度的土壤容重和孔隙狀況均存在一定差異;絕大部分土壤有機(jī)質(zhì)含量均在20 g/kg以下，處于低量劣質(zhì)水平;不同土層的土壤全氮和全磷含量極低，全鉀含量則為中等至稍豐水平，大部分土壤全磷含量均為極缺水平;各層土壤中交換性鈣、有效鋅和有效鐵含量較為豐富，交換性鎂和有效銅含量為中等水平;有效猛含量一般，有效磷含量為缺乏水平;速效鉀含量極為缺乏，土壤整體肥力處于中等偏下水平。

關(guān)鍵詞： ?江西; ?樟樹(shù); ?土壤; ?養(yǎng)分

中圖分類號(hào)： ? S 792. 23; S 714. 8 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1001 - 9499（2021）04 - 0018 - 06

樟樹(shù)（Cinnamomum camphora）是我國(guó)亞熱帶地區(qū)常綠闊葉林的優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，其主要生長(zhǎng)區(qū)是我國(guó)南方各省或自治區(qū)。樟樹(shù)木材既可以用于優(yōu)質(zhì)的建材，也可以用于提煉香精香料、油脂化工以及醫(yī)藥等用途。然而，樟樹(shù)種植區(qū)長(zhǎng)期依靠經(jīng)驗(yàn)的施肥方式及水土流失管理薄弱，導(dǎo)致肥料利用率低下增加了農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的風(fēng)險(xiǎn);且土壤肥力特性下降和樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)狀況不良的惡性循環(huán)。因此，樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效，加強(qiáng)對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)狀況的調(diào)查與監(jiān)測(cè)，科學(xué)精準(zhǔn)施肥就顯得尤為重要。土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是評(píng)價(jià)土壤肥力水平的重要指標(biāo)[ 1 - 2 ]，也是制約果木健康生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子之一[ 3 - 4 ]。針對(duì)作物經(jīng)濟(jì)林種植區(qū)內(nèi)的土壤養(yǎng)分狀況，研究者們做了大量調(diào)查研究工作[ 5 - 12 ]。

由于不同地區(qū)的土壤肥力及理化性質(zhì)、施肥方式和管理措施不同，導(dǎo)致不同種植區(qū)限制土壤養(yǎng)分發(fā)揮的因子也不盡相同。目前，關(guān)于樟樹(shù)的研究主要集中在引種選育[ 13 - 14 ]、病蟲(chóng)害防治[ 15 ]及天然活性產(chǎn)物[ 16 - 17 ]等方面，江西作為樟樹(shù)的主要分布區(qū)之一，針對(duì)樟樹(shù)人工林土壤養(yǎng)分狀況的研究甚少[ 18 - 20 ]，不利于科學(xué)指導(dǎo)樟樹(shù)種植的施肥。本研究以樟樹(shù)主產(chǎn)區(qū)安福縣3個(gè)人工林土壤為對(duì)象，系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了3個(gè)種植區(qū)土壤肥力現(xiàn)狀，并提出人工施肥改良及樟樹(shù)林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)措施。

1 材料和方法

1. 1 試驗(yàn)地選擇

安?？h位于江西省中部偏西，地理位置為114°～ ?114°47′E、27°4′～27°36′N，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候。該區(qū)雨量充沛，光照充足，年平均氣溫17.7 ℃，年均降水量1 553 mm，年無(wú)霜期279天，適宜農(nóng)作物和林木生長(zhǎng)。山地面積占土地面積的72.3%，其中林地100余萬(wàn)畝，森林覆蓋率達(dá)到61%。用于開(kāi)展研究的樟樹(shù)人工林樣地分別為年形里山場(chǎng)（S1）、彭形里山場(chǎng)（S2）和江布園河灘地（S3），其中S1和S2為海拔200 m的低丘山區(qū)，土壤為赤黃壤;江布園為河灘地，土壤為沙性壤土。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 樣品采集

2016年11、12月分別在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取代表性的15個(gè)樣地，規(guī)格為20 m×20 m，每個(gè)樣地5個(gè)取樣點(diǎn)內(nèi)在樹(shù)冠滴水線外15～20 cm 左右，按“Z”形選取，用環(huán)刀分別取0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm 3個(gè)土層的原狀土，土壤混合均勻后，用四分法縮分至約1kg左右混合土樣作為該試驗(yàn)區(qū)的樣品，共采集土壤樣品45份（表1），帶回實(shí)驗(yàn)室后經(jīng)過(guò)風(fēng)干、去雜、研磨、過(guò)篩后保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2 試劑與儀器

原子吸收分光光譜儀，美國(guó)PE，型號(hào)為 AAnalyst 800;微波消解系統(tǒng)，奧地利安東帕，型號(hào)為 Multiwave PRO;TY10SP-752 型紫外分光光度計(jì)，上海光譜有限責(zé)任公司;PHSJ-6L型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;FOSS 凱氏定氮儀，瑞士 FOSS公司;赫西離心機(jī)，湖南赫西儀器裝備有限公司;HY-3 多功能振蕩器，江蘇光都機(jī)電設(shè)備有限公司;Milli-Q 超純水純化系統(tǒng)，美國(guó) Millipore 公司;電熱恒溫干燥箱OHG-914385，上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;電爐，洛陽(yáng)昌瑞爐業(yè)有限公司;METTLER

TOLEDO ME104 分析天平，梅特勒-托利多（上海）有限公司。

磷標(biāo)準(zhǔn)溶液（100μg/mL）、鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000μg/mL）、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）、鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）、錳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL），中國(guó)試劑標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng);鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 g/L）、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.5 g/L），國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;硝酸、硫酸、高氯酸、碳酸鈉、氫氟酸、硼酸、氨水、氯化鈣、硫酸亞鐵、氯化鍶、氫氧化鈉、高錳酸鉀、硫酸鉀、硫酸銅（AR），西隴化工股份有限公司;苯二甲酸鈉、磷酸二氫鈉、鹽酸、乙酸銨、乙酸鈉、冰乙酸、磷酸二氫鉀（AR），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;正丁醇、乙醇、甲醇、乙腈（HPLC級(jí)），德國(guó)Merck公司;甲酸、乙酸（HPLC級(jí)），美國(guó)， Sigma 公司;0.45 μm 的 PTFE 膜針頭過(guò)濾器，天津市津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1. 2. 3 分析方法

土壤容重的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 1121.4-2006;土壤孔隙狀況和水分狀況的測(cè)定，參照中國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) LY/T1215-1999;土壤pH值的測(cè)定，參考農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1377-2007;有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.6-

2006;全氮含量的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 1121.24-2012;全磷含量的測(cè)定，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9837-1988;全鉀含量的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 87-1988;堿解氮含量的測(cè)定，參照地方標(biāo)準(zhǔn)DB51/T 1875-2014;有效磷的測(cè)定，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 9837-1988;速效鉀的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 889-2004;交換性鈣和交換性鎂的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.13-2006;有效鋅、錳、鐵和銅含量的測(cè)定，參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) NY/T 890- ?2004。

2 結(jié)果與討論

2. 1 土壤容重與孔隙狀況

3個(gè)試驗(yàn)區(qū)的土壤容重和孔隙狀況存在一定差異（圖1），同一種植區(qū)不同土層深度的土壤容重和孔隙狀況也存在一定差異。土壤容重的排序?yàn)镾1<S2<S3，土壤容重范圍為1.1～1.4 g/cm3，只有S2的土壤容重低于1.2 g/cm3，比較適合植物的根系生長(zhǎng)，S1和S3的土壤容重均超過(guò)1.2 g/cm3，且以S3砂性土壤的土壤容重最大，土壤質(zhì)地最為緊實(shí)，不利于作物生長(zhǎng)。從樟樹(shù)生長(zhǎng)狀況來(lái)看，S2低丘山地赤紅壤的樟樹(shù)根系最發(fā)達(dá)，長(zhǎng)勢(shì)最好。3個(gè)試驗(yàn)區(qū)的土壤非毛管孔隙度范圍為2.7%～6.4%，土壤毛管孔隙度范圍為41.6%～54.2%，土壤總孔隙度范圍為46.0%～59.0%，表明3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤通氣、透水性能良好。

由表2可知，同一試驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同土層的土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和總孔隙度間均無(wú)顯著差異，S1、S2及S3土壤的非毛管孔隙度也不存在顯著差異，表明3個(gè)試驗(yàn)區(qū)的土壤通氣性、透水性及涵養(yǎng)水源能力相當(dāng)。S1和S2的土壤毛管孔隙度顯著大于S3，說(shuō)明S3砂性土壤持水孔隙不足，保水能力差;S1和S2的土壤總孔隙度均高于S3，且S2和S3之間的土壤總孔隙度存在顯著性差異，進(jìn)一步表明S1和S2的土壤質(zhì)地疏松多孔，透水透氣性優(yōu)于S3，對(duì)樟樹(shù)的根系生長(zhǎng)有利。

2. 2 土壤水分及酸堿度分析

3個(gè)試驗(yàn)區(qū)的水分含量及相關(guān)性分析結(jié)果（圖2、表3）表明，土壤最大持水量范圍為33.3%～51.2%，毛管持水量范圍為29.9%～46.9%，田間持水量范圍為23.8%～40.7%。S1、S2及S3同一試驗(yàn)區(qū)土壤的持水特性隨著土壤層深度而變化;同一種植區(qū)內(nèi)不同土層的最大持水量和毛管持水量均無(wú)顯著差異。S1和S2土壤最大持水量和毛管持水量均高于S3，其土壤持水特性優(yōu)于S3。S2與S3之間土壤最大持水量和毛管持水量存在顯著差異;S2和S3的土壤不同土層深度之間土壤田間持水量均無(wú)顯著差異;S1和S2土壤的田間持水量均顯著高于S3，且S1的表層土與深層土壤的田間持水量存在顯著性差異。

由圖2d可知，S1、S2及S3土壤pH變化范圍為3.96～5.47。根據(jù)土壤酸堿度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，S1、S2及S3土壤酸性較強(qiáng)，其中以S2土壤呈現(xiàn)強(qiáng)酸性，S1和S3為酸性。S2土壤pH值顯著低于S1和S3，表明S2的赤紅壤風(fēng)化程度高，土壤淋溶程度也較高。同一試驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同深度土層間的土壤pH值無(wú)顯著性差異，但呈現(xiàn)一致性規(guī)律變化，即為中層土<表層土<深層土，說(shuō)明中間土層的土壤酸性強(qiáng)于表層和深層土。

2. 3 土壤肥力狀況分析

2. 3. 1 有機(jī)質(zhì)及全量元素的測(cè)定

由圖3和表3可知，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量為7.94～33.07 g/kg，全氮含量為0.12～0.17 g/kg，全磷含量為0.10～0.28 g/kg，全鉀含量為19.23～24.97 g/kg。S2有機(jī)質(zhì)含量最高，S1次之，S3最低，且3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤的有機(jī)質(zhì)含量均隨著土層加深而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，其中S1和S2試驗(yàn)區(qū)表層土壤的有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于深層土。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[ 23 ]，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤的有機(jī)質(zhì)含量均在稍豐及以下水平，其中S1有機(jī)質(zhì)含量等級(jí)依次為中等、稍缺和缺乏水平;S2表層土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到稍豐水平，另2個(gè)土層為稍缺水平;S3土壤有機(jī)質(zhì)含量均為匱乏水平，且隨著土層加深而缺乏程度加劇。

各層土壤中全磷和全鉀含量均無(wú)顯著差異，且同一試驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同土層深度的土壤全氮、全磷及全鉀含量均無(wú)顯著差異。S1和S2各層土壤中全氮含量均高于S3，S1、S2及S3全氮含量均隨著土層加深而增加。依據(jù)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[ 23 ]，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)不同土層的土壤全氮和全磷含量極低，全鉀含量則為中等至稍豐水平。S1和S3試驗(yàn)區(qū)中層土壤中全磷含量為缺乏水平，其他均為極缺水平;S3試驗(yàn)區(qū)表層土全鉀含量為中等水平，其他全鉀含量均達(dá)到稍豐水平;S1、S2及S3各層土壤中全氮和全磷含量均為極缺乏水平，建議定期適量補(bǔ)充氮肥和磷肥，以提高土壤肥力。

2. 3. 2 大量、中量及微量元素的有效含量分析

由圖4、表4可知，土壤堿解氮含量為63.47～ 126.70 g/kg，有效磷含量為3.05～15.60 g/kg，速效鉀含量為16.52～31.79 g/kg，交換性鈣含量為1 314.42～1 977.83 mg/kg，交換性鎂含量為130.63～201.40 mg/kg，有效鋅含量為3.20～3.58 mg/kg，有效錳含量為8.38～ ? 10.21 mg/kg，有效鐵含量為3.20～3.58 mg/kg，有效銅含量為0.80～2.07 mg/kg。

3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤中大量、微量元素的有效含量存在一定的差異性。其中，各層土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣均存在顯著差異。S3的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量普遍高于S1和S2，尤其是有效磷的含量顯著偏高。同時(shí)，同一試驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同土層間的土壤堿解氮、有效磷、速效鉀和交換性鎂含量均無(wú)顯著差異;同一試驗(yàn)區(qū)不同土層深度的微量元素含量均無(wú)顯著差異;有效鋅、有效錳和有效銅含量也無(wú)顯著差異。

根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[ 23 ]及土壤中微量元素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[ 24 ]，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤堿解氮含量均較低，除了S3中、下層土壤中堿解氮屬2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)外，其他試驗(yàn)區(qū)土壤堿解氮含量均在四級(jí)或以下;有效磷含量分級(jí)為：S3三個(gè)土層中有效磷含量均屬于3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其他試驗(yàn)區(qū)土壤堿解氮含量均在四級(jí)或以下。速效鉀含量分級(jí)為：S3三個(gè)土層中速效鉀含量均屬于5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其他試驗(yàn)區(qū)土壤堿解氮含量均為6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。3個(gè)試驗(yàn)區(qū)各層土壤中交換性鈣、有效鋅和有效鐵含量較為豐富，均屬于一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上;有效錳含量均屬于3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為中等含量水平。交換性鎂和有效銅含量為中上水平，均在3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上。

表4 堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效鋅、有效錳、有效鐵及有效銅相關(guān)性分析

3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤中大量、中量及微量元素含量水平一般，甚至部分試驗(yàn)區(qū)速效鉀含量為缺乏或極缺水平。這可能與試驗(yàn)區(qū)土壤呈現(xiàn)酸性或強(qiáng)酸性風(fēng)化程度較高有關(guān)，因此，需要適時(shí)適量的補(bǔ)充相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)元素，并加強(qiáng)水土流失的防治，減少礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的損失。

3 結(jié)論與討論

3. 1 3個(gè)試驗(yàn)區(qū)的土壤容重和孔隙狀況存在一定差異，同一種植區(qū)不同土層深度土壤容重和孔隙狀況也存在一定差異[ 18 - 19 ]。3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤的水分特性不盡相同，并且同一試驗(yàn)區(qū)土壤的持水特性隨土層深度而變化;同一種植區(qū)內(nèi)不同土層的最大持水量和毛管持水量均無(wú)顯著差異;該結(jié)果與目前的研究基本保持一致，說(shuō)明不同區(qū)域的樟樹(shù)人工林土壤水分及孔隙度特征性質(zhì)較為相近[ 18 ]。

3. 2 研究結(jié)果表明，3個(gè)試驗(yàn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍為7.94～33.07 g/kg，且絕大部分都在20 g/kg以下，土壤有機(jī)質(zhì)處于低量劣質(zhì)水平。其原因主要是種植區(qū)內(nèi)的施肥及水土流失管理不科學(xué)，有機(jī)肥投入不足等。

3. 3 研究發(fā)現(xiàn)3個(gè)試驗(yàn)區(qū)不同土層的土壤全氮和全磷含量極低，全鉀含量則為中等至稍豐水平，大部分土壤全磷含量均為極缺水平。這可能由于安?？h3個(gè)樟樹(shù)人工林土層淺薄，保水保肥能力差，且呈強(qiáng)酸性，造成氮肥和鉀肥大量淋失。同時(shí)，在強(qiáng)酸性土壤中，土壤風(fēng)化程度高，鐵鋁大量活化會(huì)結(jié)合土壤中大量的磷酸根而成形成了閉蓄態(tài)的磷，有效性大大降低。

3. 4 試驗(yàn)區(qū)各土層中，除了交換性鈣、有效鋅和有效鐵含量較為豐富，交換性鎂和有效銅含量在中等水平，有效錳含量一般水平，有效磷含量處于缺乏水平，速效鉀含量極為缺乏，土壤整體肥力狀況處于中等偏下水平。

3. 5 綜合研究結(jié)果，生產(chǎn)上針對(duì)種植區(qū)需要進(jìn)行土壤改良，降低土壤酸度。建議改良措施：（1）實(shí)行水旱輪作，改善土壤耕性和理化性狀，改進(jìn)栽培技術(shù)，防止水土流失。（2）針對(duì)試驗(yàn)區(qū)強(qiáng)酸性土壤使用石灰中和酸改良，每畝建議施用量為20～25 kg，直至改造為中性或微酸性土壤。（3）盡量將落葉殘枝等綠肥歸還土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，達(dá)到改善土壤酸性的效果。（4）增加灌溉次數(shù)，稀釋沖淡過(guò)酸性土壤帶來(lái)的危害。（5）盡量增施堿性肥料，如碳酸氫銨、氨水、石灰氮、鈣鎂磷肥、磷礦石粉、草木灰等[ 26 ]。

致謝：感謝“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016 YFD0600605）、江西省林業(yè)科學(xué)院財(cái)政重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017512701）及江西省林科院青年科技人才培養(yǎng)項(xiàng)目（2018521601）對(duì)本課題的支持。

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第1作者簡(jiǎn)介： ?王小東（1975-）， ?副研究員， ?碩士， ?主要從事土壤微生物學(xué)、 ?植物養(yǎng)分循環(huán)等研究。

通訊作者： ?謝谷艾（1992-）， ?男， ?助理研究員， ?主要從事森林保護(hù)、 ?昆蟲(chóng)學(xué)、 ?農(nóng)藥學(xué)環(huán)境毒理等研究。

收稿日期： 2020 - 11 - ?20

（責(zé)任編輯： ? 張亞楠）

Investigation on Soil Nutrition of Cinnamomum camphora

Plantation in Jiangxi Province

WANG Xiaodong

（Jiangxi Academy of Forestry Sciences， ?Jiangxi Nanchang 330013）

Abstract In order to understand the soil fertility status of camphor tree plantation areas in Jiangxi Province， 45 representative plantation soil samples were selected in Anfu County， the main producing area of Camphor tree plantation in Jiangxi Province. The results showed that the soil of the three camphor plantation forests was acidic and strongly acidic， and the soil weathering and leaching were high. There are some differences in soil bulk density and pore conditions in three camphor plantation forests， and there are also some differences in soil bulk density and pore conditions in different soil depths in the same plantation area. The content of most soil organic matter is below 20 g/kg， which is at the level of low quality. The contents of total nitrogen and total phosphorus in different soil layers are extremely low， while the content of total potassium is moderate to slightly abundant， and the content of total phosphorus in most soils is extremely deficient. The content of exchangeable calcium， available zinc and available iron in each layer of soil is relatively rich; the content of exchangeable magnesium and available copper is medium level， the content of available copper is general， the content of available phosphorus is deficient， the content of available potassium is extremely deficient， and the overall soil fertility is at the lower level of medium.

Key words Jiangxi; ?Cinnamomum camphora; ?Soil; ?Nutrient