江西省葛田土壤養(yǎng)分評價及其與塊根干重的相關(guān)性分析

王斌強(qiáng) 何紹浪 林小兵 張昆 王馨悅 黃尚書 成艷紅 黃欠如

摘要：為摸清江西省粉葛生產(chǎn)狀況，為實(shí)現(xiàn)葛產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效、綠色發(fā)展提供依據(jù)，調(diào)查分析了江西省15個主產(chǎn)縣區(qū)具有代表性的17塊葛田土壤養(yǎng)分狀況，研究了其與單株塊根干重的相關(guān)性，并分析了限制粉葛產(chǎn)量養(yǎng)分因子。結(jié)果表明：（1）調(diào)查區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、全氮、全磷和全鉀均值分別為4.77 g/kg、20.35 g/kg、25.12 mg/kg、17.33 mg/kg、136.91 mg/kg、1.19 g/kg、0.54 g/kg和16.30 g/kg。（2）調(diào)查區(qū)葛田土壤均呈酸性，土壤養(yǎng)分總體中等偏差，調(diào)查區(qū)葛田各養(yǎng)分的缺乏比例為35.39%（速效鉀）～100%（堿解氮）。（3）相關(guān)性分析表明，除速效鉀對單株塊根干重負(fù)顯著影響外，其他各養(yǎng)分對塊根干重影響差異不顯著。因此，建議通過平衡施肥、減少化肥用量及有機(jī)無機(jī)配施以改善土壤養(yǎng)分狀況，施用堿性肥或石灰改良酸性土壤，進(jìn)而提高葛田土壤生產(chǎn)力。

關(guān)鍵詞：粉葛；土壤肥力；江西；pH；產(chǎn)量；相關(guān)性

中圖分類號：S3，S52文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號：cjas2020-0179

Soil Nutrient Status and Its Correlation with Root Dry Weight of Pueraria thomsonii Benth in Jiangxi

WANG Binqiang， HE Shaolang， LIN Xiaobing， ZHANG Kun， WANG Xinyue， HUANG Shangshu， CHENG Yanhong， HUANG Qianru

（Jiangxi Institute of Red Soil/Jiangxi Key Laboratory of Red Soil Arable Land Conservation/Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation in Jiangxi， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Nanchang， 330046， Jiangxi， China）

Abstract： To find out the production situation of Pueraria thomsonii Benth in Jiangxi Province and provide a basis for improving the quality， efficiency and green development of Pueraria thomsonii Benth industry， the soil nutrient status of 17 representative Pueraria thomsonii Benth fields from 15 main producing counties in Jiangxi were investigated， the correlation between soil nutrient status and the root dry weight per plant of Pueraria thomsonii Benth was studied， and the limiting nutrient factors of yield were analyzed. The results showed that：（1） the average value of soil pH， organic matter， alkaline hydrolysis N， available P， available K， total N， total P and total K in the survey fields was 4.77 g/kg， 20.35 g/kg， 25.12 mg/kg， 17.33 mg/kg， 136.91 mg/kg， 1.19 g/kg， 0.54 g/kg and 16.30 g/kg， respectively； （2） the soil was acidic and the nutrients’contents were at the medium and lower level in the survey fields， and the insufficient ratio of each nutrient index was 35.39% （available K） to 100% （alkaline hydrolysis N）； （3） correlation analysis indicated that only available K had significantly negative effect on the root dry weight per plant of Pueraria thomsonii Benth， and the other nutrients had no significantly different effect on the root dry weight. It is suggested that we should adopt balanced fertilization， reduce the amount of chemical fertilizer and apply organic fertilizer with inorganic fertilizer to improve the soil nutrient status， and use alkaline fertilizer or lime to improve the acid soil and enhance the fertility of Pueraria thomsonii Benth fields.

Keywords： Pueraria thomsonii benth； soil fertility； Jiangxi； pH； yield； correlation

0引言

粉葛（Pueraria thomsonii Benth）屬豆科，是一種多年生的藤本落葉植物，并且是藥食兩源的作物之一[1-2]。粉葛生命力頑強(qiáng)，耐貧瘠，淀粉含量高，適宜種在退耕還林地、山地、紅壤旱地，不與人爭糧，不與糧爭地[3-4]。江西作為粉葛主要生產(chǎn)地之一，隨著人們生活水平的提高，越來越多人購買葛相關(guān)產(chǎn)品，江西的粉葛種植面積近年來逐年穩(wěn)步增加。當(dāng)前粉葛栽培盲目施肥或經(jīng)驗(yàn)施肥現(xiàn)象嚴(yán)重，大多數(shù)葛田有機(jī)肥施入不夠，過量施用化肥或養(yǎng)分配比不當(dāng)，導(dǎo)致粉葛產(chǎn)量提不高甚至絕收。土壤是植物根系生長發(fā)育的基礎(chǔ)，主要以可溶無機(jī)物離子或礦質(zhì)養(yǎng)分來供給植物正常生長所需要的營養(yǎng)元素。為了解江西省葛田土壤肥力水平及養(yǎng)分豐缺狀況，2019年12月上旬對江西省粉葛主產(chǎn)區(qū)抽取葛田土壤樣品，對江西省葛田土壤養(yǎng)分進(jìn)行分析和豐缺診斷，旨在了解江西省葛田土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，為改良葛田土壤、培育高產(chǎn)葛田提供依據(jù)，為葛田土壤合理施肥提供參考。

1材料與方法

1.1調(diào)查區(qū)概況

江西位于中國東南部，長江中下游南岸，界于113°34′36″—118°28′58″E，24°29′14″—30°04′41″N之間，地形以丘陵、山地為主，盆地、谷地廣布，略帶鄱陽湖平原，土壤以紅壤為主。粉葛以搭架栽培為主，但橫峰以爬地栽培為主。在采樣的同時調(diào)查施肥情況。2019年12月上旬霜后采收前選取江西省具有代表性（德安、新建、安義、進(jìn)賢、鄱陽、橫峰、玉山、德興、樟樹、上高、永新、興國、崇仁、南城、資溪）的15個縣區(qū)17塊葛田，同時兼顧各種土壤類型，如水田、旱地等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)葛田區(qū)土壤養(yǎng)分投入主要為復(fù)合肥和有機(jī)肥，復(fù)合肥施用范圍為750～2100 kg/hm2，偶有配施有機(jī)肥，但投入量較低（750～3000 kg/hm2），目前江西省葛田施肥仍處在盲目施肥、經(jīng)驗(yàn)施肥的狀態(tài)。

1.2樣品采集

土壤樣品：采用“S”型多點(diǎn)混合土樣采集方法。取樣深度為0～20 cm。在取植株樣的同時在根部取土樣，每個混合土樣由5個樣點(diǎn)組成，樣點(diǎn)分布范圍不少于666.7 m2，從整體上控制整個采樣區(qū)，采樣隨機(jī)均勻，避免在路邊、田埂、溝邊、肥堆等特殊部位取樣。2019年江西省各主產(chǎn)區(qū)總共采樣地點(diǎn)有17個。將采集的土壤樣品剔除植物殘體及礫石等雜物后混合均勻，每個混合樣品取1 kg左右。采集的樣品放入潔凈的布袋或塑料樣品袋中，做好標(biāo)記。

1.3土樣制備

將采集的土樣自然風(fēng)干，經(jīng)磨碎處理制備成待測土樣。磨碎過程把土樣中的粗有機(jī)物如根系和石屑揀出，用粉碎機(jī)碎成細(xì)土，過分別過2 mm和0.25 mm篩，然后分裝入自封袋中貯藏待用。

1.4測定方法

土壤養(yǎng)分的測定均采用常規(guī)的方法[5-7]，土壤pH測定用電位法（土水比為1：1）；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定；全氮用凱氏定氮法測定；全磷用硫酸+高氯酸消煮法測定；全鉀用氫氧化鈉熔融法測定；堿解氮用堿解擴(kuò)散法測定；速效磷用Olsen法測定；速效鉀含量用醋酸銨浸提—火焰光度法測定。

1.5統(tǒng)計(jì)方法

采用Excel 2007和DPS7.05軟件對數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，Duncan新復(fù)極差法多重比較。土壤養(yǎng)分評價方法參照全國土壤第二次土壤普查分級指標(biāo)[8]（表1），對江西省葛田土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行豐缺分級診斷。

2結(jié)果與分析

2.1江西省葛田土壤養(yǎng)分狀況和肥力特征

對所有采樣點(diǎn)進(jìn)行土壤養(yǎng)分的常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析（表2），結(jié)果表明，江西葛田土壤酸堿度變化范圍為pH4.33～5.47，有機(jī)質(zhì)變化范圍為6.69～39.53 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀養(yǎng)分含量變化圍分別為11.17～ 44.17、1.31～50.56、30.68～223.45 mg/kg，全氮、全磷和全鉀含量變化范圍分別為0.55～2.16、0.27～1.14、8.19～ 41.45 g/kg。從均值來看，土壤酸堿度均值為pH 4.77，有機(jī)質(zhì)均值為20.35 g/kg，堿解氮、速效磷和速效鉀均值分別為25.12、17.33、136.91 mg/kg，全氮、全磷和全鉀均值分別為1.19、0.54、16.30 g/kg。速效鉀、全氮的均值處于較豐富水平，有機(jī)質(zhì)、速效磷和全鉀的均值處于中等水平，全磷的均值處于較缺水平，堿解氮的均值處于極缺水平。8個指標(biāo)變異系數(shù)范圍為7.25%～ 83.10 %，除pH屬弱變異外，其他7個指標(biāo)均屬于中等變異，變異系數(shù)大小依次為速效磷>全鉀>有機(jī)質(zhì)>速效鉀>全磷>堿解氮>全氮>pH。

比較發(fā)現(xiàn)，不同土地類型之間有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、全氮含量差異顯著（P<0.05），不同土地類型之間pH、速效磷、全磷、全鉀含量差異不顯著（P>0.05），見表3。水田土壤肥力整體高于旱地肥力水平，其中水田的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全氮含量顯著高于旱地，速效鉀顯著低于旱地，其他養(yǎng)分及pH差異不顯著。

2.2江西省葛田土壤養(yǎng)豐缺分級診斷

從葛田土壤pH分布來看（見表4），土壤pH<4.5的葛田占35.29%，pH 4.5～5.5的葛田占64.71%，說明江西省葛田土壤均呈酸性，且酸性較低，需采取相應(yīng)措施對葛田土壤pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高養(yǎng)分利用率。全氮含量超過1 g/kg、速效磷含量超過10 mg/kg和速效鉀含量超過100 mg/kg的比例分別為58.82%、64.71%和64.71%。土壤有機(jī)質(zhì)含量低于20 g/kg的比例占58.82%，調(diào)查區(qū)有52.94%的比例處于較缺狀態(tài)。調(diào)查區(qū)堿解氮含量均低于45 mg/kg，處于極度缺堿解氮狀態(tài)。全磷含量低于0.6 g/kg和全鉀含量低于15 g/kg的比例分別占64.71%和58.82%。綜上所述，江西葛田土壤肥力狀態(tài)整體表現(xiàn)為：土壤酸化趨勢嚴(yán)峻，有機(jī)質(zhì)含量較缺，全量養(yǎng)分含量除全氮外均為較缺狀態(tài)，速效養(yǎng)分含量除堿解氮外均為中等，但堿解氮含量處于極缺狀態(tài)。

2.3土壤養(yǎng)分與單株塊根干重的相關(guān)性

從表5可知，堿解氮與有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)（P< 0.01），全氮與有機(jī)質(zhì)、速效氮均呈極顯著正相關(guān)（P< 0.01），全磷與有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、全氮分別呈極顯著正相關(guān)（P<0.05）。單株塊根干重與pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮氮、全氮呈正相關(guān)；與速效磷、速效鉀、全磷、全鉀呈負(fù)相關(guān)，但與速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

3討論與結(jié)論

土壤養(yǎng)分是影響作物生長發(fā)育的重要因子，也是進(jìn)行合理施肥的基礎(chǔ)。土壤肥力主要是由各種養(yǎng)分含量的多少來決定的，明確土壤養(yǎng)分特征及劃分養(yǎng)分等級是制定土壤肥料管理措施的依據(jù)。調(diào)查區(qū)葛田土壤肥力質(zhì)量總體水平較差，2019年7月受洪澇災(zāi)害影響、后期又遭受持續(xù)高溫干旱天氣影響，作物產(chǎn)量與地力不相符，且土壤偏酸，pH<5.5的土壤占100%，土壤酸化呈現(xiàn)加劇的趨勢。從土壤肥力指標(biāo)看，土壤速效磷、速效鉀和全氮含量適中，有機(jī)質(zhì)、全磷和全鉀含量較缺，但是堿解氮極缺，其中pH弱變異外，其他7個指標(biāo)為中等變異。

土壤有機(jī)質(zhì)含量在決定土壤質(zhì)量方面起著核心作用，不僅僅在土壤養(yǎng)分供應(yīng)和保持方面起作用，而且對土壤其他理化性質(zhì)與微生物活動都起著重要作用，最終影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。調(diào)查區(qū)粉葛田pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀的平均值分別為4.77、20.35 g/kg、25.12 mg/kg、17.33 mg/kg、136.91 mg/kg，這與黃聰?shù)萚9]研究結(jié)果不一致，可能原因是研究對象的差異，黃聰?shù)仁且越魇「貫檠芯繉ο?，而本文是以江西粉葛田為研究對象。調(diào)查區(qū)土壤pH 4.33～5.47，平均為pH 4.77，其中pH<4.5的占35.29%，屬于強(qiáng)酸土壤，這與張晗等[10]的研究結(jié)果一致。氮含量較低情況下會促使自身固氮菌加強(qiáng)固氮作用，氮肥過量時又會抑制大豆根瘤菌的生長發(fā)育[11]，但調(diào)查區(qū)土壤堿解氮含量均處于極缺狀態(tài)，沒有得到充足的有效態(tài)氮素供應(yīng)，致使調(diào)查區(qū)產(chǎn)量不高原因之一。已有其他塊根作物研究結(jié)果表明，施入足夠的氮肥，可以促進(jìn)馬鈴薯的產(chǎn)量和生長，適量的氮素供應(yīng)可以促進(jìn)塊根、塊莖類作物莖葉正常生長，增強(qiáng)光合作用，提升碳水化合物的積累，從而達(dá)到增產(chǎn)的效果[12-13]。任麗花等[13]、劉松琴等[14]研究還發(fā)現(xiàn)淀粉類作物的產(chǎn)量和品質(zhì)與鉀密切相關(guān)，在鉀含量充足時，可以加速單糖向蔗糖、淀粉的合成，并且鉀還能促使碳水化合物轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究速效鉀、速效磷與單株塊根干重呈負(fù)相關(guān)，與堿解氮呈正相關(guān)，說明鉀肥和磷肥對粉葛產(chǎn)量的影響大于氮肥，這與黃濤等[15]、羅興錄等[16]的研究結(jié)果一致，粉葛塊根產(chǎn)量低下田塊速效鉀含量較高，可能是由于地上碳水化合物積累少，導(dǎo)致粉葛對鉀肥的需求降低。顧彩霞等[17]研究發(fā)現(xiàn)淀粉含量與土壤中速效磷和速效鉀含量呈顯著正相關(guān)。充足的速效氮、速效磷都能增加粉葛產(chǎn)量，但江西省葛田土壤堿解氮處于較低水平，速效磷、速效鉀整體處于中等偏上水平，因此，提高土壤中速效磷、速效鉀的含量是葛田施肥與養(yǎng)分管理應(yīng)優(yōu)先考慮的措施，但要注意低鉀地區(qū)應(yīng)當(dāng)適量補(bǔ)充鉀肥且注意缺水時及時灌水。

調(diào)查區(qū)葛田施用有機(jī)肥或堿性肥料可以提高pH，改善葛田土壤生產(chǎn)力，以利于粉葛生長[18-19]。pH 4.5～ 5.5的耕地，可施用石灰450～750 kg/hm2；對于pH<4.5的耕地，石灰施用量可以酌情提高到750～1500kg/hm2[20]。建議栽培粉葛采用適量的有機(jī)肥，配合少量氮肥，足量的鉀肥、磷肥作為底肥一次性施入，當(dāng)年施入足夠底肥后可不再追肥。

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