全 文 ：涪陵茎瘤芥种植区土壤肥力与产量的关系*
赵摇 欢1,2 摇 秦摇 松2 摇 王正银1**摇 李会合3 摇 吕慧峰1
( 1西南大学资源环境学院, 重庆 400716; 2贵州省土壤肥料研究所, 贵阳 550006; 3重庆文理学院, 重庆 402160)
摘摇 要摇 采用田间调查研究和室内化学分析方法,研究了涪陵区主要茎瘤芥种植区土壤肥力
因子及其与茎瘤芥产量的关系.结果表明: 茎瘤芥种植区土壤有效钙、镁、铁、锰、铜和锌含量
较丰富,分别为 3034、260、11. 2、26. 1、1. 15 和 1. 50 mg·kg-1,有效磷适中,为 19. 3 mg·kg-1;
但有机质、碱解氮、速效钾和有效硫含量较为缺乏,分别为 9. 05 g·kg-1、89. 2 mg·kg-1、106
mg·kg-1和 27. 0 mg·kg-1 .茎瘤芥产量与土壤 pH、有效钙呈极显著正相关,而与有效铁呈极
显著负相关关系.土壤肥力因子对茎瘤芥产量的影响为:有效锰>有效铜>pH>有效铁>速效钾
>有效钙>有效镁>有效硫>碱解氮>有效锌>有机质>有效磷;通过逐步回归分析剔除不显著变
量,建立了土壤有效钙与茎瘤芥产量间的线性方程:Y=31636+3. 63X6 .
关键词摇 茎瘤芥摇 土壤肥力摇 产量摇 涪陵
文章编号摇 1001-9332(2013)12-3431-08摇 中图分类号摇 S637. 3摇 文献标识码摇 A
Relationship between tumorous stem mustard yield and soil fertility in Fuling, Southwest
China. ZHAO Huan1,2, QIN Song2, WANG Zheng鄄yin1, LI Hui鄄he3, L譈 Hui鄄feng1 ( 1College of
Resources and Environmental Sciences, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2Guizhou
Institute of Soil and Fertilizer, Guiyang 550006, China; 3Chongqing University of Arts and Sciences,
Chongqing 402160, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(12): 3431-3438.
Abstract: By combining field investigation and indoor chemical analysis, the relationship between
tumorous stem mustard yield and soil fertility factors was investigated in the main planting areas of
tumorous stem mustard in Fuling, Southwest China. The results showed that available Ca, Mg, Fe,
Mn, Cu and Zn in the soil were rich (3034, 260, 11. 2, 26. 1, 1. 15 and 1. 50 mg·kg-1, respec鄄
tively), available P was moderate (19. 3 mg·kg-1), and organic matter, available N, available K
and available S were deficient ( 9. 05 g · kg-1, 89. 2 mg · kg-1, 106 mg · kg-1 and 27郾 0
mg·kg-1, respectively). The yield of tumorous stem mustard was significantly positively correlated
with soil pH and available Ca, whilst significantly (P<0. 01) negatively correlated with available
Fe. The influence order of soil fertility factors on the yield of tumorous stem mustard was available
Mn > available Cu > pH > available Fe > available K > available Ca > available Mg > available S
> available N > available Zn > organic matter > available P. The linear equation (Y = 31636 +
3郾 63X6) of soil available Ca and the yield, was established by stepwise regression analysis.
Key words: tumorous stem mustard; soil fertility; yield; Fuling.
*国家水体污染控制与治理科技重大专项 ( 2012ZX07104鄄003 )
资助.
**通讯作者. E鄄mail: wang_zhengyin@ 163. com
2013鄄04鄄17 收稿,2013鄄09鄄24 接受.
摇 摇 茎瘤芥(Brassica juncea var. tumida)是芥菜的
一个变种,俗称青菜头,是我国出口历史悠久的名菜
榨菜的原料,与欧洲的酸黄瓜、甜酸甘蓝并誉为世界
三大名腌菜[1] . 涪陵是榨菜生产的发祥地,生态条
件得天独厚,是国内规模最大、最集中的榨菜产区.
近年来,人们为了追求高产,复种指数不断提高[2]、
作物高产品种广泛应用、有机肥施用量减少、化学肥
料用量持续增长[3]等,使土壤养分状况发生了很大改
变.在农业生产中仅考虑大量元素氮、磷、钾肥尤其是
化学氮肥的施用,而忽略微量元素的施用,更易引起
菜园土壤养分失衡和土壤综合生产能力的降低.
土壤是主要的农业生产资料.它在自然与人的
综合作用下处于不断的变化与更新之中[4] . 土壤不
仅为植物吸收养分提供环境条件[5],而且也是产量
的制约因素[6] . 土壤作为植物营养物质的来源,其
养分分布状况直接关系到植物的生长和营养特
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 12 月摇 第 24 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2013,24(12): 3431-3438
征[7] .了解土壤肥力现状及不同区域之间的差异[8],
对于充分利用土地资源和制定合理的施肥方案,实现
作物的优质生产和环境友好有重要作用.目前,关于
茎瘤芥的研究主要集中在营养需求[9]、施肥量[10]、产
量与营养品质[11]、栽培技术[12]和品种选育[13]等方
面,而有关土壤肥力与茎瘤芥产量之间的关系尚不清
楚.因此,本研究对涪陵茎瘤芥种植区土壤养分空间
分布特征及其与产量的关系进行了初步探索,确定种
植区土壤对产量的主要限制因子,旨在为科学、合理
地制定茎瘤芥高效施肥方案提供理论依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 试验地概况
本研究区设在茎瘤芥主产区涪陵区珍溪镇(29毅
54忆 N,107毅27忆 E),属于中亚热带湿润季风气候,当
地年平均气温为 18. 1 益,年均降水量为 1072 mm,
无霜期 317 d,日照 1248 h.土壤以沙溪庙组灰棕紫
泥为主,地貌类型有河谷、丘陵. 供试茎瘤芥品种为
涪陵区珍溪镇当地主导品种永安小叶.
1郾 2摇 样品采集与测定方法
通过大量实地调查,结合珍溪镇的地貌特征和
土壤 类 型, 将 研 究 区 分 为 高 产 区 ( > 45000
kg·hm-2)、中产区(35550 ~ 45000 kg·hm-2)和低
产区(<35550 kg·hm-2),随机选取田间管理基本一
致的 30 户有代表性的农户菜地作为采样点.采集的
土壤样品为移栽茎瘤芥幼苗前的基础土壤,每个取
样点按五点法取 0 ~ 20 cm土层土样进行混合,将采
集的混合土壤样品在自然条件下风干,研磨,过
0郾 25 mm尼龙筛备用,测定土壤基本理化性质.在选
取这 30 个采样点时,详细调查每个种植户上一年和
最近几年茎瘤芥的产量水平,并结合当年茎瘤芥产
量水平划分出高、中、低产量水平各 10 户.测定产量
时,在每个采样点随机选取 2 m2的面积(重复 5 次)
测定,根据 2 m2面积的平均产量折算公顷产量,要
求选取的 2 m2面积茎瘤芥长势与该样点整体长势
相近.
土样经风干、研磨及过筛后,进行土壤养分含量
测定.土壤 pH值采用玻璃电极法,土壤有机质采用
重铬酸钾氧化法,土壤碱解氮采用碱解扩散法,土壤
有效磷采用钼锑抗比色法,土壤速效钾采用火焰光
度法,土壤有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、
有效锌和有效铜采用原子吸收分光光度法[14]测定.
1郾 3摇 数据处理
所有数据采用 Microsoft Excel 2007 和 SPSS
11郾 5 统计软件进行分析. 采用描述性统计分析、最
小显著差异法(LSD,琢 = 0. 05)、Pearson 相关分析
法、通径分析法和逐步回归分析法.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同产区茎瘤芥的产量状况
由表 1 可知,不同(高、中和低)产区茎瘤芥产
量间差异均达显著水平;不同产区茎瘤芥产量的变
异幅度为高产区>低产区>中产区;从变异系数看,
低产区的变异系数最大,高产区次之,中产区最小,
表明重庆茎瘤芥种植区中、高产区产量的整齐度优
于低产区.
2郾 2摇 不同产量水平下的土壤肥力特征
2郾 2郾 1 pH值摇 由表 2 可见,涪陵茎瘤芥种植区土壤
pH值呈中性至酸性. 其中 pH 值 > 6. 5 的土壤占
51郾 4% ,pH值在 4. 5 ~ 6. 5 的土壤占 48. 6% . 从变
异系数看,属中等变异. 从不同产区 pH 平均值看,
高、中产区为中性土壤,而低产区为酸性土壤,且高、
中产区与低产区之间差异显著. 不同产区土壤 pH
值的变异幅度为低产区>高产区>中产区.从变异系
数看,以低产区 pH 值变异最大,高产区次之,中产
区最小,且均属于中等变异.
2郾 2郾 2 有机质摇 土壤有机质在土壤肥力和植物营养
中具有重要作用,其含量与土壤肥力水平密切相关.
根据养分分级指标(以下简称指标) [15],涪陵茎瘤芥
种植区土壤有机质平均含量处于低水平. 其中
<20 g·kg-1的土壤占 71. 4% ,20 ~ 30 g·kg-1的土
壤占 22. 9% (表 2),表明茎瘤芥种植区土壤有机质
含量较低的比例高. 从变异系数看,属中等变异. 从
不同产区土壤有机质平均含量看,为高产区>中产
区>低产区,且高产区有机质含量与中、低产区差异
达显著水平,而中、低产区之间差异不显著. 高产区
有机质含量处于适中范围,而中、低产区土壤有机质
表 1摇 种植区茎瘤芥不同产量水平状况
Table 1摇 Yield levels of tumorous stem mustard in planting
area (n=10)
产区
Yield area
产量
Yield
(kg·hm-2)
变幅
Range
(kg·hm-2)
平均值依标准差
Mean依SD
(kg·hm-2)
变异系数
CV
(% )
高产区
High鄄yield area
>45000 45717 ~ 63337 50598依5491a 10. 9
中产区
Medium鄄yield area
35550 ~ 45000 40002 ~ 45002 42720依2022b 4. 7
低产区
Low鄄yield area
<35550 21001 ~ 35557 32470依5244c 16. 1
同列不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column
meant significant difference at 0. 05 level.
2343 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 2摇 涪陵区不同产量水平茎瘤芥的土壤肥力特征
Table 2摇 Characteristics of soil fertility at different yield levels of tumorous stem mustard in Fuling district
指标
Index
项目
Item
全区
All region
高产区
High鄄yield area
中产区
Medium鄄yield area
低产区
Low鄄yield area
pH 变幅 Range 4. 7 ~ 7. 8 5. 0 ~ 7. 8 5. 6 ~ 7. 8 4. 6 ~ 7. 8
Mean依SD 6. 6依1. 14 6. 8依1. 07a 7. 2依0. 83a 5. 9依1. 12b
CV (% ) 17. 3 15. 7 11. 5 19. 1
有机质 变幅 Range 9. 05 ~ 32. 0 18. 4 ~ 32. 0 9. 05 ~ 31. 4 11. 9 ~ 24. 0
OM Mean依SD 18. 2依5. 42 22. 3依4. 24a 16. 9依6. 11b 15. 4依3. 17b
(g·kg-1) CV (% ) 29. 8 19. 0 36. 2 20. 6
碱解氮 变幅 Range 49. 4 ~ 124 85. 3 ~ 124 49. 4 ~ 118 62. 5 ~ 115
AN Mean依SD 89. 2依18. 8 102依14. 9a 79. 8依20. 6b 85. 6依14. 5b
(mg·kg-1) CV (% ) 21. 1 14. 7 25. 8 17. 0
有效磷 变幅 Range 2. 97 ~ 55. 4 4. 46 ~ 46. 5 2. 97 ~ 35. 6 6. 93 ~ 55. 4
Available P Mean依SD 19. 3依12. 9 21. 7依13. 7a 13. 2依9. 74a 22. 5依13. 6a
(mg·kg-1) CV (% ) 66. 8 63. 2 73. 6 60. 5
速效钾 变幅 Range 48. 2 ~ 168 68. 1 ~ 158 58. 1 ~ 168 48. 2 ~ 158
Available K Mean依SD 106依34. 8 114依32. 0a 111依42. 1a 93. 1依29. 0a
(mg·kg-1) CV (% ) 32. 9 28. 1 37. 8 31. 2
有效钙 变幅 Range 864 ~ 5542 2184 ~ 4959 2205 ~ 5542 864 ~ 4010
Available Ca Mean依SD 3034依1083 3379依948a 3453依933a 2306依1027b
(mg·kg-1) CV (% ) 35. 7 28. 0 27. 0 44. 5
有效镁 变幅 Range 99. 0 ~ 456 195 ~ 456 134 ~ 454 99. 0 ~ 430
Available Mg Mean依SD 260依95. 1 291依75. 4a 257依119a 232依86. 9a
(mg·kg-1) CV (% ) 36. 6 25. 9 46. 3 37. 4
有效硫 变幅 Range 7. 06 ~ 93. 4 8. 39 ~ 85. 0 8. 91 ~ 93. 4 7. 06 ~ 44. 6
Available S Mean依SD 27. 0依19. 7 31. 3依20. 6a 30. 4依24. 5a 19. 6依11. 8a
(mg·kg-1) CV (% ) 73. 2 65. 8 80. 8 60. 4
有效铁 变幅 Range 1. 54 ~ 42. 30 3. 47 ~ 21. 10 1. 54 ~ 9. 33 2. 20 ~ 42. 3
Available Fe Mean依SD 11. 23依9. 76 10. 5依5. 92ab 5. 73依3. 04b 15. 3依11. 7a
(mg·kg-1) CV (% ) 86. 9 56. 3 53. 1 76. 6
有效锰 变幅 Range 0. 89 ~ 71. 2 1. 01 ~ 71. 2 0. 89 ~ 2. 98 26. 90 ~ 52. 80
Available Mn Mean依SD 26. 1依23. 5 30. 94依26. 5a 1. 69依0. 69b 42. 36依9. 44a
(mg·kg-1) CV (% ) 96. 3 85. 6 40. 8 22. 3
有效铜 变幅 Range 0. 399 ~ 2. 66 0. 691 ~ 2. 24 0. 401 ~ 2. 13 0. 399 ~ 2. 66
Available Cu Mean依SD 1. 15依0. 601 1. 36依0. 466a 0. 991依0. 563a 1. 09依0. 730a
(mg·kg-1) CV (% ) 52. 2 34. 2 56. 7 67. 2
有效锌 变幅 Range 0. 240 ~ 4. 64 0. 240 ~ 4. 64 0. 291 ~ 3. 17 0. 336 ~ 2. 71
Available Zn Mean依SD 1. 50依1. 06 1. 58依1. 41a 1. 14依0. 878a 1. 75依0. 782a
(mg·kg-1) CV (% ) 71. 1 89. 4 77. 2 44. 8
OM: Organic matter; AN: Aalkali鄄hydrolyzable N. 下同 The same below. 同行不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different letters in the same row
meant significant difference at 0. 05 level.
均值均处于较低范围. 不同产区茎瘤芥土壤有机质
变异幅度为中产区>高产区>低产区;从变异系数来
看,中产区变异系数最大,属强变异,高、低产区差异
不大,属中等变异. 由此可见,在茎瘤芥生产过程中
应注意中、低产区有机肥的施用.
2郾 2郾 3 大量元素摇 不同产区茎瘤芥土壤有效性大量
元素含量存在地域性差异(表 2). 涪陵茎瘤芥种植
区土壤碱解氮平均含量为缺乏水平,其变异系数达
中等变异.从碱解氮的分布频率看,茎瘤芥种植区碱
解氮含量极缺乏和缺乏(<90. 0 mg·kg-1)的土壤占
71. 4% ,适中 (90. 0 ~ 119 mg· kg-1 ) 的土壤占
37郾 1% .从不同产区碱解氮平均含量看,为高产区>
低产区>中产区,且高产区碱解氮含量与中、低产区
差异达显著水平,而中、低产区之间差异不显著. 高
产区碱解氮含量处于适中范围,而中、低产区土壤碱
解氮均值均处于较低范围. 不同产区碱解氮变异幅
度为中产区>低产区>高产区,变异系数大小顺序为
中产区>低产区>高产区,且均属于中等变异.所以,
在缺氮严重的茎瘤芥种植区域应注意施用氮肥.
茎瘤芥种植区土壤有效磷平均含量属于丰富范
围,但变幅较大,且变异系数属于强变异. 各种植区
土壤有效磷丰缺频率存在较大差异,约 40%的土壤
334312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵摇 欢等: 涪陵茎瘤芥种植区土壤肥力与产量的关系摇 摇 摇 摇 摇
有效磷较丰富(>19 mg·kg-1),37. 1%的土壤有效
磷适中(10 ~ 19 mg·kg-1 ),极缺乏和缺乏 ( < 10
mg·kg-1)的土壤占 22. 9% .从不同产区看,高、低产
区土壤有效磷平均含量较高,而中产区最低,且 3 个
产区的差异不显著. 3 个产区变异幅度大小顺序为低
产区>高产区>中产区,变异系数均属于强变异.可见,
在缺磷严重的中产区应注重磷肥的合理施用.
茎瘤芥种植区土壤速效钾平均含量为适中范
围,但变幅较大,其中速效钾极缺乏和缺乏( <100
mg· kg-1 ) 的土壤占 54. 3% ,适中 ( 100 ~ 149
mg·kg-1) 的 土 壤 占 25. 7% , 较 丰 富 ( > 149
mg·kg-1)的土壤占 20% ;变异系数属强变异.从不
同产区看,高、中产区土壤速效钾平均含量为适中水
平,而低产区土壤速效钾平均含量为缺乏水平. 3 个
产区变异幅度为中产区>低产区>高产区.从变异系
数看,高产区属中等变异,中、低产区属强变异.由此
可知,在缺钾严重的低产区应注重钾肥的合理施用.
茎瘤芥种植区土壤有效钙平均含量属于较丰富
水平,其变幅较大,其中土壤有效钙较丰富( >1200
mg·kg-1)的土壤占 94. 3% ;变异系数属于强变异.
在不同产区,土壤有效钙从高产区到低产区呈先升
高后降低趋势,且高、中产区之间差异不显著,但与
低产区差异显著. 3 个产区有效钙含量均较丰富,变
异幅度大小顺序为中产区>低产区>高产区.从变异
系数看,高、中产区属中等变异,而低产区属强变异.
由此可见,茎瘤芥种植区土壤有效钙含量较丰富,虽
然低产区有效钙含量最低,但也属于较丰富含量范
围.因此,本试验区土壤的供钙水平可以满足作物对
钙的需求,不需要钙肥的施用.
茎瘤芥种植区土壤有效镁平均含量属于丰富范
围,其变异系数属于强变异. 从有效镁的分布频率
看,有效镁较丰富 ( > 180 mg · kg-1 ) 的土壤占
74郾 3% ,适中 ( 120 ~ 180 mg · kg-1 ) 的土壤占
22郾 9% .在不同产区,土壤有效镁从高产区到低产区
呈逐渐降低趋势,但 3 个产区间差异不显著. 3 个产
区变异幅度大小顺序为低产区>中产区>高产区.从
变异系数看,高产区属于中等变异,而中、低产区属
于强变异.可见,茎瘤芥种植区有效镁含量较丰富,
不需要镁肥的施用.
茎瘤芥种植区土壤有效硫的平均含量属于较缺
乏范围,其变异系数属于强变异.从有效硫的分布频
率看,有效硫极缺乏和缺乏( <80 mg·kg-1)的土壤
占 94. 3% .在不同产区,土壤有效硫平均含量从高
产区到低产区呈逐渐降低趋势,但 3 个产区间差异
不显著. 3 个产区变异幅度大小顺序为中产区>高产
区>低产区,变异系数均属于强变异. 可见,涪陵茎
瘤芥种植区土壤中有效硫含量较缺乏.
2郾 2郾 4 微量元素摇 由表 2 可知,涪陵茎瘤芥种植区
土壤中有效铁的平均含量较丰富,属强变异.从有效
铁的分布频率看,>10. 0 mg·kg-1的土壤占 45. 7% ,
4. 5 ~ 10. 0 mg · kg-1 的土壤占 34. 3% , < 4郾 5
mg·kg-1的土壤占 20% .从 3 个产区看,土壤有效铁
平均含量以低产区最高,高产区次之,中产区最低,
低产区与高产区之间差异不显著,但与中产区差异
显著. 3 个产区变异幅度大小顺序为低产区>高产区
>中产区. 从变异系数看,高、中和低产区均属于强
变异.可见,低产区土壤有效铁含量极丰富.
涪陵茎瘤芥种植区土壤中有效锰的平均含量较
丰富,属强变异. 从有效锰的分布频率看, > 15郾 0
mg·kg-1的土壤占 51. 4% ,<5. 0 mg·kg-1的土壤占
45. 7% .在 3 个产区,有效锰含量以低产区最高,高
产区次之,中产区最低,且高、低产区与中产区之间
差异达显著水平,而高、低产区之间差异不显著.高、
低产区有效锰含量较丰富,而中产区较缺乏. 3 个产
区有效锰变异幅度大小顺序为高产区>低产区>中
产区.从变异系数看,高、中产区属于强变异,而低产
区属于中等变异. 由此可知,高、低产区有效锰较丰
富,而中产区缺乏.
涪陵茎瘤芥种植区土壤中有效铜的平均含量较
丰富,属强变异. 从有效铜的分布频率看, > 1
mg·kg-1的土壤占 51. 4% ,0. 2 ~ 1. 0 mg·kg-1的土
壤占 48. 6% .在 3 个产区,有效铜含量以高产区最
高,中、低产区差异较小,且 3 个产区之间的差异均
未达显著水平.高产区有效铜含量较丰富,而中、低
产区适中. 3 个产区有效铜变异幅度大小顺序为低
产区>中产区>高产区.从变异系数看,3 个产区均属
于强变异.
涪陵茎瘤芥种植区土壤中锌的含量较丰富,属
于强变异.从有效锌的分布频率看,>1 mg·kg-1的
土壤占 51. 4% , 0. 5 ~ 1. 0 mg · kg-1 的土壤占
25郾 7% ,<0. 5 mg·kg-1的土壤占 22. 9% . 从 3 个产
区平均含量看,以低产区最高,高产区其次,中产区
最低. 3 个产区有效锌变异幅度大小顺序为高产区>
中产区>低产区. 从变异系数看,3 个产区均属于强
变异.
2郾 3摇 土壤肥力对茎瘤芥产量的影响
2郾 3郾 1 土壤肥力因子间及其与产量的相关分析摇 由
表 3 可知,茎瘤芥产量与土壤 pH、有效钙呈极显著
4343 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
正相关,而与有效铁呈极显著负相关关系.从土壤肥
力因子的相互关系来看,土壤 pH 与有效钙、硫呈极
显著正相关,而与有效磷、铁、锰、锌呈极显著负相
关.有机质与碱解氮、有效钙、镁、硫、铜呈极显著或
显著正相关.碱解氮与有效镁、铜呈极显著正相关.
有效磷与速效钾、有效锰、锌呈极显著正相关,而与
有效钙、硫呈极显著负相关关系. 有效钙与有效铁、
锰、锌呈极显著负相关,而与有效硫呈极显著正相
关.有效镁与有效铜呈极显著正相关关系.有效硫与
有效锰、锌呈极显著负相关,与有效铜呈极显著正相
关.有效铁与有效铜、锌呈极显著正相关. 有效锰与
有效锌呈极显著正相关关系. 由于土壤养分因子之
间存在相互影响和制约的作用,而且这些土壤有效
养分因子会通过彼此的相互作用对茎瘤芥产量产生
影响.因此,涪陵茎瘤芥种植区茎瘤芥产量与土壤养
分以及土壤养分因子之间存在着错综复杂的关系.
2郾 3郾 2 土壤肥力因子与产量的通径分析摇 为了进一
步了解土壤肥力因子对茎瘤芥产量的影响,以茎瘤
芥产量为因变量,土壤肥力因子为自变量,选择通径
分析方法[16],估算出每一因子对产量的直接影响效
应,较准确地评价每个土壤肥力因子对茎瘤芥产量
形成的相对重要性(表 4). 土壤肥力因子对产量的
决定系数由大到小依次为:有效锰>有效铜>pH>有
效铁>速效钾>有效钙>有效镁>有效硫>碱解氮>有
效锌>有机质>有效磷.表明在涪陵茎瘤芥种植区土
壤肥力因子中,有效锰、有效铜、pH、有效铁、速效
钾、有效钙、有效镁是影响产量的主要因子. 从通径
系数来看,有效锰、有效铜、pH、速效钾、有效钙对产
表 3摇 茎瘤芥产量与土壤肥力因子的相关矩阵(r值)
Table 3摇 Correlation matrix between tumorous stem mustard yield and soil fertility factors (r value)(n=30)
pH 有机质
OM
碱解氮
AN
有效磷
Available
P
速效钾
Available
K
有效钙
Available
Ca
有效镁
Available
Mg
有效硫
Available
S
有效铁
Available
Fe
有效锰
Available
Mn
有效铜
Available
Cu
有效锌
Available
Zn
产量 Yield 0. 466** 0. 300 0. 085 -0. 118 0. 304 0. 544** 0. 132 0. 242 -0. 521** -0. 233 0. 019 -0. 238
pH 0. 236 -0. 173 -0. 674** -0. 046 0. 853** 0. 009 0. 604**-0. 517** -0. 781** 0. 130 -0. 768**
有机质 OM 0. 814** -0. 261 -0. 204 0. 411* 0. 577** 0. 527** 0. 039 -0. 023 0. 565** -0. 177
碱解氮 AN 0. 008 -0. 262 0. 025 0. 484** 0. 245 0. 329 0. 257 0. 576** 0. 144
有效磷 Available P 0. 387* -0. 552** -0. 129 -0. 589** 0. 118 0. 501** -0. 276 0. 604**
速效钾 Available K 0. 074 0. 028 -0. 082 -0. 246 -0. 115 -0. 233 0. 024
有效钙 Available Ca 0. 190 0. 743**-0. 593** -0. 659** 0. 119 -0. 706**
有效镁 Available Mg 0. 330 0. 121 0. 297 0. 424** -0. 023
有效硫 Available S -0. 069 -0. 516** 0. 496** -0. 553**
有效铁 Available Fe 0. 288 0. 580** 0. 337*
有效锰 Available Mn -0. 193 0. 796**
有效铜 Available Cu -0. 209
*P<0. 05; ** P<0. 01.
表 4摇 土壤肥力因子对茎瘤芥产量(Y)的通径分析
Table 4摇 Path analysis on the relationship beteween soil fertility factors and tumorous stem mustard yield (Y)
相关因子
Correlation
factor
直接作用
Direct
effect
间接作用 Indirect effect
X1寅Y X2寅Y X3寅Y X4寅Y X5寅Y X6寅Y X7寅Y X8寅Y X9寅Y X10寅Y X11寅Y X12寅Y
X1 0. 508 0. 012 -0. 018 0. 032 -0. 020 0. 364 -0. 003 -0. 151 0. 233 -0. 516 0. 076 -0. 050
X2 0. 052 0. 120 0. 086 0. 012 -0. 090 0. 175 -0. 206 -0. 132 -0. 018 -0. 015 0. 327 -0. 012
X3 0. 106 -0. 088 0. 042 0. 000 -0. 115 0. 011 -0. 173 -0. 061 -0. 148 0. 170 0. 334 0. 009
X4 -0. 047 -0. 343 -0. 013 0. 001 0. 170 -0. 236 0. 046 0. 148 -0. 053 0. 331 -0. 160 0. 039
X5 0. 440 -0. 023 -0. 011 -0. 028 -0. 018 0. 032 -0. 010 0. 021 0. 111 -0. 076 -0. 135 0. 002
X6 0. 427 0. 434 0. 021 0. 003 0. 026 0. 033 -0. 068 -0. 186 0. 267 -0. 435 0. 069 -0. 046
X7 -0. 357 0. 005 0. 030 0. 051 0. 006 0. 012 0. 081 -0. 083 -0. 054 0. 196 0. 246 -0. 002
X8 -0. 251 0. 307 0. 027 0. 026 0. 028 -0. 036 0. 317 -0. 118 0. 031 -0. 341 0. 288 -0. 036
X9 -0. 450 -0. 263 0. 002 0. 035 -0. 006 -0. 108 -0. 253 -0. 043 0. 017 0. 191 0. 336 0. 022
X10 0. 661 -0. 397 -0. 001 0. 027 -0. 024 -0. 050 -0. 281 -0. 106 0. 129 -0. 130 -0. 112 0. 052
X11 0. 580 0. 066 0. 029 0. 061 0. 013 -0. 103 0. 051 -0. 152 -0. 124 -0. 261 -0. 128 -0. 014
X12 0. 065 -0. 391 -0. 009 0. 015 -0. 028 0. 011 -0. 301 0. 008 0. 139 -0. 152 0. 526 -0. 121
X1:pH; X2:有机质 OM; X3:碱解氮 Aalkali鄄hydrolyzable N; X4:有效磷 Available P; X5:速效钾 Available K; X6:有效钙 Available Ca; X7:有效镁
Available Mg; X8:有效硫 Available S; X9:有效铁 Available Fe; X10:有效锰 Available Mn; X11:有效铜 Available Cu; X12:有效锌 Available Zn.
534312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵摇 欢等: 涪陵茎瘤芥种植区土壤肥力与产量的关系摇 摇 摇 摇 摇
量的直接作用为正.其中,有效锰是最重要的影响因
子,对产量的直接作用最大,其决定系数也最大,因
此它对茎瘤芥产量的形成贡献最大.有效铜、pH、速
效钾、有效钙对茎瘤芥产量形成的直接作用和决定
系数都较大,而且 pH、有效钙与产量之间存在极显
著的相关关系,说明这些土壤肥力因子间存在协同
效应,能共同促进茎瘤芥产量的形成. 有效铁、镁对
茎瘤芥产量的直接作用为负.
2郾 3郾 3 土壤肥力因子与产量的逐步回归分析摇 为了
进一步明确涪陵茎瘤芥种植区土壤肥力因子与产量
之间的数量关系,在相关分析和通径分析的基础上,
经过逐步回归分析剔除不显著变量,建立了有效钙
(X6)与产量 ( Y) 的最优回归方程: Y = 31636 +
3郾 63X6,R2 =0. 296;经测验,F = 13. 9,P<0. 01,回归
方程达到极显著水平. 表明在涪陵茎瘤芥种植区现
有土壤肥力水平下,土壤有效钙含量对茎瘤芥产量
有极显著正效应,可以通过土壤有效钙含量预测茎
瘤芥的产量水平.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 土壤 pH值对茎瘤芥产量的影响
土壤 pH是土壤肥力的一项重要指标,对作物
产量的形成具有非常重要的影响[17] . 降低土壤 pH
虽然有利于土壤肥力的提高[18],但同时也会严重降
低土壤生产能力[19];也有研究表明,一些作物对土
壤 pH变化并不敏感[20] . 本研究中,茎瘤芥种植区
土壤 pH与茎瘤芥产量有密切关系,在一定的土壤
pH范围内,茎瘤芥产量随 pH 的提高而增加. 土壤
pH影响作物对营养成分的吸收和利用,适宜的土壤
pH可以避免许多营养元素的缺乏和毒害作用[21] .
另外,茎瘤芥高、中产种植区土壤 pH 值为中性,而
低产区土壤 pH值为酸性,虽然土壤 pH存在不同程
度的差异,但其变异性相对较小,这与他人研究结果
相似[22] .可见,茎瘤芥适宜在中性土壤上生长,而涪
陵茎瘤芥种植区适宜茎瘤芥生长的土壤所占比例较
大,是生产茎瘤芥较好的区域之一. 因此,在茎瘤芥
低产区土壤上应注重有机肥和石灰的施用.
3郾 2摇 土壤有机质对茎瘤芥产量的影响
土壤有机质含量是衡量茎瘤芥种植区土壤肥力
的重要指标,在维持土壤肥力、作物产量及环境质量
方面起着重要作用[23] .土壤有机质与作物产量之间
存在较好的相关性[24],高肥力土壤作物的生物量增
加,以作物残渣形式归还给土壤的有机物质增多,同
时促进了其他营养元素的再分配. 而茎瘤芥种植区
土壤有机质含量较低. 长期以来当地种植户习惯了
化学肥料的大量施用,并把作物残渣进行焚烧处理,
忽略了有机肥的施用,造成土壤有机质含量降低.另
外,茎瘤芥种植区土壤有机质与碱解氮、有效钙、镁、
硫和铜呈极显著或显著正相关. 土壤有机质的多寡
直接影响有效元素的丰缺[25],作物吸收的大部分大
量和微量元素来源于土壤有机质的矿化[26] . 因此,
在有机质含量较低的茎瘤芥中、低产种植区,应注重
有机肥的增施,提高土壤肥力,促进茎瘤芥产量的
提高.
3郾 3摇 土壤大量元素对茎瘤芥产量的影响
土壤中的有效养分含量反映了土壤对作物养分
的供应能力.当土壤缺乏一种或一种以上营养元素
时,作物的生长受限,产量达不到预期目标[27] .本研
究中不同产区土壤大量元素丰缺程度不同. 总体来
看,茎瘤芥高产区土壤肥力相对较高,中产区次之,
低产区最差.这可能是由于低产区长期实行只取不
予的掠夺式经营管理方式,土壤中主要大量营养元
素大量消耗,使其含量明显低于自然土壤和高肥力
土壤.茎瘤芥种植区土壤大量元素状况与产量关系
的分析结果表明,大量元素中,速效钾、有效钙和有
效镁含量的差异是茎瘤芥产量形成的主要土壤影响
因子,其中速效钾和有效钙作用为正,有效镁为负.
茎瘤芥产量与土壤中有效钙含量存在显著的线性关
系,通过土壤有效钙含量与产量建立的模型可预测
茎瘤芥产量.钙是植物体内一些重要酶类的激活剂.
钙供应充足时能加强有机物的运输,增强光合效率,
提高植物生物量的累积. 茎瘤芥种植区土壤有效钙
含量较为丰富,为茎瘤芥的生产提供了充足的钙源.
钾素营养充足有利于作物不同生育阶段各器官的生
长,提高叶片的光合强度和同化产物的运输效率,从
而提高作物的产量. 李昌满等[28]研究表明,施钾不
仅能显著提高茎瘤芥地上部生物量,而且能显著提
高茎叶比,从而显著提高茎瘤茎产量. 在南方地区,
成土母质风化程度高,土壤中含镁的原生矿物的化
学稳定性低,容易风化,且粘土矿物主要是高岭石、
三水铝石及针铁矿[29],而茎瘤芥种植区土壤镁含量
较丰富,不利于茎瘤芥产量的提高. 胡坤等[30]研究
表明,土壤中镁含量较丰富,施用镁肥作物没有增产
效果,因此,在茎瘤芥种植区应避免含镁化肥的
施用.
3郾 4摇 土壤微量元素对茎瘤芥产量的影响
铁、锰、铜和锌均为植物必需的微量元素,直接
参与植物的新陈代谢,是植物顺利完成生命周期不
6343 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
可缺少的元素.然而,在目前土壤养分不断积累的现
状下,限制作物产量的土壤养分因子已经从大量营
养元素逐渐转为微量营养元素. 酸碱度对土壤有效
铁、锰、铜和锌的有效性有一定影响.于君宝等[31]研
究表明,土壤有效铁、锰和锌随 pH 值的升高而降
低,这与本研究中土壤 pH 值与有效铁、锰和锌呈极
显著负相关的结果相同,且茎瘤芥种植区土壤有效
铁和锰对茎瘤芥产量的形成具有决定作用. 适量微
量元素可以促进植株生长、增加产量,而过量则抑制
其生长并产生毒害作用[32] .从不同产区土壤微量元
素含量看,高产区有效铁含量适中,锰、铜和锌含量
较为丰富;中产区有效铁、锰含量较适中,而有效铜、
锌含量较丰富;低产区有效铁、锰、铜和锌含量较为
丰富.由此可见,限制低产区茎瘤芥产量提高的因素
可能是过高的土壤有效铁、锰含量促进了植株对铁、
锰离子的大量吸收,造成铁、锰离子的毒害作用,从
而影响茎瘤芥的正常生长.因此,掌握茎瘤芥种植区
土壤养分的丰缺情况对于指导合理施肥具有重要
意义.
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作者简介摇 赵摇 欢,男,1983 年生,研究实习员.主要从事植
物营养资源利用研究. E鄄mail: zhaohuancnm@ 163. com
责任编辑摇 张凤丽
8343 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷