全 文 :J.SHANXI AGRIC,UNIV.(Natural Science Edition)
学报(自然科学版)2016,36(10):720 03463
收稿日期:2016-05-03 修回日期:2016-06-15
作者简介:米国兵(1977-),男(汉),山西文水人,林业工程师,研究方向:林业
*通讯作者:杨延青,工程师,硕士。Tel:18735119824;E-mail:yyq1020@163.com
山西毛建草部分产地土壤养分分析
米国兵1,杨延青2*,杨飞2
(1.关帝山国有林管理局阳圪台林场,山西 吕梁033100;2.山西省林业科学研究院,山西 太原030012)
摘 要:[目的]了解野生毛建草生长的土壤条件,并为引种栽培提供技术支持。[方法]本研究调查了山西4个原生地
和1个试验地的多年生毛建草产地的气候条件、经纬度及海拔,测定了5个产地土壤12项养分含量。[结果](1)毛建
草产地的海拔主要在1 900~2 400m之间,年日照时数2 800h左右,年降水量在400~650mm之间。说明毛建草喜
光、凉爽较湿润的环境。(2)毛建草原生地的土壤有较高有机质含量,平均值为70g·kg-1。土壤pH值为中性弱酸碱
性,平均值分别为7.01。(3)原生地土壤全氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效态锰、有效态铁、有效态铜、
有效态锌含量平均值分别为0.308%、21.1mg·kg-1、217mg·kg-1、0.526%、121mg·kg-1、13.1mg·kg-1、36.48mg·
kg-1、0.47mg·kg-1、1.50mg·kg-1。毛建草原生地土壤速效钾、有效态锰、有效态铁和交换性镁含量均高于山西土
壤平均水平;全氮、有效磷、有效锌含量与山西土壤平均水平一致;交互性钙含量低于山西土壤平均水平。[结论]通过
对野生毛建草原生地环境及土壤养分的分析,明确了毛建草的生长条件为高海拔凉爽湿润,日照时长,且土壤盐碱度
低,有机质含量较高的地区。
关键词:毛建草;原生地;土壤养分
中图分类号:S322.3 文献标识码:A 文章编号:1671-8151(2016)10-0720-05
Analysis of soil nutrients of some places of origin of Dracocephalum rupestre Hance
Mi Guobing1,Yang Yanqing2*,Yang Fei 2
(1.Yanggetai Forestry of Shanxi Guandi Mountain Bureau of National Forest,Lvliang 033100,China,2.Shanxi
Academy of Forest Science,Taiyuan 030012,China)
Abstract:[Objective]For understanding growing conditions of Dracocephalum rupestre Hance,in order to introduction
and cultivation.[Methods]the origin of climatic conditions,longitude and altitudeof four original habitat and a testing
ground in Shanxi were tested,and 12soil nutrient contents of 5producing areas were determined.[Results]The results
showed that:(1)Dracocephalum rupestre Hance origin elevation mainly were between 1 900~2 400m,annual sun-
shine hours was about 2 800h,annual rainfal was between 400mm and 650mm.So it liked light,cool and more hu-
mid environment.(2)Soil of origin habitat of Dracocephalum rupestre Hance had a higher organic matter content,
with an average of 70g·kg-1.Soil pH value was neutral weak acid and alkaline,the average value was 7.01.(3)The
average content of natively total soil nitrogen,phosphorus,potassium,exchangeable calcium,exchangeable magnesi-
um,manganese and effective state,effective state Fe,available Cu,Zn effective were 0.308%,21.1mg·kg-1,
217mg·kg-1,0.526%,121mg·kg-1,13.1mg·kg-1,36.48mg·kg-1,0.47mg·kg-1,1.50mg·kg-1.Potassium,
manganese and effective state Mn,effective state Fe and magnesium content of the original habitat soil interactivity
were higher than the average level of the soil in Shanxi;total nitrogen,phosphorus,Zn content were consistent with
the average level of the soil in Shanxi;interactivity Ca content was less than soil average Shanxi.[Conclusion]By the a-
nalysis of environment and soil nutrients of Dracocephalum rupestre Hance,its growth condition was high altitude,
cool,moist,sunshine long time,and low soil salinity,high organic matter content.
Key words:Dracocephalum rupestre Hance,Original habitat,Soil nutrients
DOI:10.13842/j.cnki.issn1671-8151.2016.10.007
毛建草[1](Dracocephalum rupestre Hance)
为唇形科,青兰属植物,多年生草本,别名:岩青兰、
毛尖。山西野生毛建草主要分布在大同,忻州管涔
山,五台山,娄烦县云顶山等地[2],毛建草具有较高
的经济价值、观赏价值和药用价值[3~6]。毛建草的
引种栽培研究,可以充分开发利用野生毛建草资
源,丰富林下经济模式,提高农民收益,对本地农业
经济发展具有巨大的推动作用。
目前,山西的毛建草大部分为野生生长,人工
栽培的很少,相关的引种栽培技术研究尚未见报
道。由于毛建草各原生地的土壤、气候条件存在差
异,在大量引种前就必须调查和试种,不能盲目发
展。要想引种毛建草,首先要对其生长环境,特别
是土壤条件进行分析,为引种驯化提供基础。本文
旨在通过分析不同原生地土壤养分含量及气候、海
拔,与人工栽培试验地环境条件进行对比,了解原
生地与试验地土壤的差异,明确毛建草生长对土壤
条件的要求,为引种驯化栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2015年8月,分别在毛建草原生地云顶
山(娄烦)、大石洞(忻州)、狐爷山(古交)和芦芽山
(忻州),及人工栽培试验地原平川(古交)5个地方,
调查不同产地的海拔/m、年均温/℃、年日照/h、年
降水量/mm、无霜期/d。调查情况见表1。
表1 不同产地气候条件
Table 1 Climatic conditions of origin of different places
测定
Test
云顶山
Yunding mountain
大石洞
Da shi dong
狐爷山
Huye mountain
芦芽山
Luya mountain
原平川
Yan ping chuan
年均温/℃ 4 2 9.5 4 9.5
年日照/h 2 800 2 900 2 800 2 944 2 800
年降水量/mm 600 650 400~500 500~600 400~500
无霜期/d 100 100 202 120 202
海拔/m 2 380~2 392 1 930~1 944 2 110~2 138 2 568~2 686 1 407~1 414
沿调查路线,在不同海拔高度的毛建草分布地
点,选择典型部位设置若干个土壤剖面点采集土
样,测定土壤养分。以人工栽培试验地原平川(古
交)作为对照。
毛建草产地的海拔主要在1 900~2 400m之
间,海拔低于1 900m或高于2 400m的自然分布
较少。5个地区年日照时数均大于2 800h。年降
水量在400~650mm之间,处于半湿润区。毛建
草原生地与试验地年日照和年降雨量接近,不同之
处在于原生地海拔均高于试验地。因此在引种时
应考虑由于海拔降低引起的空气及土壤温湿度的
改变对毛建草生长的影响。
1.2 测定内容与方法
试验测定采用以下方法:有机质测定采用重铬
酸钾容量法,用0.8N重铬酸钾和浓硫酸溶液氧化
土壤有机质,剩余的重铬酸钾用0.2N硫酸亚铁来
滴定;pH值采用酸度计测定,土和水采用1∶5混合,
后pH酸度计测定;可溶性盐测定采用水浸法,土和
水采用1∶5混合,后测定浸出液全盐量;全氮利用全
自动凯氏定氮仪,半微量凯氏定氮法测定;有效磷测
定采用钼锑抗比色法,用0.5mol·L-1碳酸氢钠溶液
(pH=8.5)浸提土壤中的有效磷与钼锑抗显色剂反
应生成磷钼蓝,在波长880nm处测量吸光度;速效
钾采用火焰光度计法,经50mol·L-1中性乙酸铵溶
液混合,在20~25℃下振荡,过滤,用滤液直接在火
焰光度计上测定钾;有效锌、锰、铁、铜测定采用二乙
三胺五乙酸(DTPA)浸提法,用pH7.3的 DTPA-
CaCl2-TEA缓冲液作为浸提剂,提出土壤中有效锌、
锰、铁、铜,用原子吸收分光光度计测定浸提液中锌、
锰、铁、铜含量;交换性钙、镁测定采用原子吸收分光
光度法,用1mol·L-1乙酸铵溶液处理土壤,浸出液
加入30g·L-1的氯化锶溶液,于422.7nm 和
285.2nm波长测定吸光度。
用SPSS 19软件对数据进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同产地土壤pH 值、有机质和水溶性盐总
量分析
不同产地土壤pH值、有机质和水溶性盐总量
分析见表2。
12736(10) 米国兵等:山西毛建草部分产地土壤养分分析
表2 不同产地土壤pH值、有机质和水溶性盐总量
Table 2 Soil pH,organic matter and the total amount of water-soluble salts of different places
测定
Test
云顶山
Yunding mountain
大石洞
Da shi dong
狐爷山
Huye mountain
芦芽山
Luya mountain
原平川
Yan ping chuan
pH值 6.79±0.444cC 8.16±0.535bB 6.76±0.444cC 6.32±0.419dD 8.53±0.560aA
有机质/g·kg-1 76.50±5.040aA 30.50±2.021cC 69.10±4.545bB 70.30±4.590bB 8.20±0.503dD
水溶性盐总量/g·kg-1 3.26±0.217dD 5.46±0.358bB 2.94±0.197eE 4.34±0.288cC 6.27±0.413aA
注:同行数据不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同
Note:Lower case letters show significant difference at 0.05level,uppercase letter show significant difference at 0.01level in the same
row.The same as folows
由表2可以看出,土壤pH 值测定结果表明:
云顶山(6.79)、狐爷山(6.76)和芦芽山(6.32)的土
壤为中性弱酸性,大石洞的土壤为弱碱性(8.16),
平均值为7.01;原平川的土壤为碱性(8.53)。原
生地土壤pH值极显著低于对照原平川试验地土
壤pH值。
有机质含量测定结果表明:云顶山土壤有机质
含量为76.50g·kg-1,极显著高于其他4个地区的
土壤有机质含量,狐爷山和芦芽山的土壤有机质含
量极显著高于大石洞土壤有机质含量。原平川土
壤有机质含量极显著低于其他4个地区,为8.20
g·kg-1。我国耕地土壤耕层的有机质含量通常在
50g·kg-1以下[7],而原生地云顶山、狐爷山和芦芽
山土壤有机质含量平均值达到了70g·kg-1左右,
所以引种栽培时应注意提高引种地的土壤有机质
含量。
水溶性盐总量测定结果表明:原平川土壤水溶
性盐总量为6.27g·kg-1,极显著高于其他4个地
区,大石洞土壤水溶性盐总量极显著高于芦芽山土
壤水溶性盐总量,芦芽山土壤水溶性盐总量极显著
高于云顶山土壤水溶性盐总量,狐爷山土壤水溶性
盐总量极显著低于其他4个地区。原生地土壤水
溶性盐总量平均为4.00g·kg-1。
综上所述,由于毛建草4个原生地处于高海拔
的林下和草甸地带,使得土壤有机质含量较高,土
壤盐碱度低,而试验地为普通耕地土壤,有机质含
量很低,且盐碱度较高。由此可以看出,毛建草适
宜在土壤有机质含量较高的中性弱酸碱性土壤中
生长;显然试验地土壤有机质含量低,且盐碱度较
高,不适宜于毛建草的生长。所以在引种过程中应
选择盐碱度低,有机质含量高的地区进行栽培。
2.2 不同产地土壤养分含量
2.2.1 不同产地土壤大量元素含量分析
不同产地土壤大量元素含量见表3。
表3 不同产地土壤大量元素含量
Table 3 Soil macronutrient content of different places
测定
Test
云顶山
Yunding mountain
大石洞
Da shi dong
狐爷山
Huye mountain
芦芽山
Luya mountain
原平川
Yan ping chuan
全氮/% 0.368±0.024aA 0.166±0.011cB 0.353±0.023ab A 0.346±0.023bA 0.070±0.005dC
有效磷/mg·kg-1 14.2±0.961cC 7.9±0.503dD 47.7±3.126aA 8.3±0.557dD 19.3±1.258bB
速效钾/mg·kg-1 185±12.124cC 213±14.107bB 342±22.189aA 128±8.083eD 140±9.074dD
由表3可以看出,全氮含量测定结果表明:云
顶山土壤全氮含量最高,为0.368%,云顶山、狐爷
山和芦芽山土壤全氮含量极显著高于大石洞
(0.166%)和原平川(0.070%)土壤的全氮含量,大
石洞土壤全氮含量极显著高于原平川土壤的全氮
含量。原生地土壤全氮含量平均为0.308%。全
氮可以只是土壤的供氮能力,且有机氮一般占土壤
全氮的98%[7],云顶山、芦芽山和狐爷山土壤全氮
含量均>0.20%,说明这三个地区土壤有较高的有
机质含量,因此具有供氮能力。
有效磷含量测定结果表明:狐爷山土壤有效磷
含量最高,为47.7mg·kg-1,极显著高于其他地
区,原平川土壤有效磷含量极显著高于云顶山土壤
有效磷含量,云顶山土壤有效磷含量极显著高于大
227 山 西 农 业 大 学 学 报(自然科学版) 2016
石洞和芦芽山土壤有效磷含量,大石洞土壤有效磷
含量最低。原生地土壤有效磷含量平均为19.53
mg·kg-1。
速效钾含量测定结果表明:狐爷山土壤中速
效钾含量最高,为342mg·kg-1,极显著高于其他
地区,大石洞土壤速效钾含量极显著高于云顶山
土壤速效钾含量,云顶山土壤速效钾含量极显著
高于芦芽山和原平川土壤速效钾含量,原平川土
壤速效钾含量显著高于芦芽山土壤速效钾含量。
原生地土壤速效钾含量平均为217mg·kg-1。
2.2.2 不同产地土壤微量元素含量分析
不同产地土壤微量元素含量见表4。
表4 不同产地土壤微量元素含量
Table 4 Soil trace elements of different places
测定
Test
云顶山
Yunding mountain
大石洞
Da shi dong
狐爷山
Huye mountain
芦芽山
Luya mountain
原平川
Yan ping chuan
交换性钙/% 0.573±0.038cB 0.557±0.036dB 0.598±0.039bA 0.376±0.024eC 0.611±0.040aA
交换性镁/mg·kg-1 134±9.074bA 86±5.567eD 137±9.073aA 127±8.082cB 104±6.557dC
有效态锰/mg·kg-1 17.0±1.113aA 8.2±0.556dD 12.3±0.808cC 15.0±1.006bB 4.4±0.305eE
有效态铁/mg·kg-1 45.5±2.973bB 10.8±0.702dD 39.2±2.569cC 50.4±3.278aA 7.2±0.458eD
有效态铜/mg·kg-1 0.86±0.055aA 0.24±0.015dD 0.42±0.030bB 0.37±0.020cC 0.20±0.010eD
有效态锌/mg·kg-1 1.61±0.106bB 0.61±0.040cC 1.59±0.106bB 2.19±0.141aA 0.27±0.020dD
由表4可以看出,交换性钙含量测定结果表
明:原平川和狐爷山土壤交换性钙含量极显著高于
云顶山和大石洞土壤交换性钙含量,云顶山和大石
洞土壤交换性钙含量极显著高于芦芽山土壤交换
性钙含量,原平川土壤交换性钙含量显著高于狐爷
山土壤交换性钙含量,云顶山土壤交换性钙含量显
著高于大石洞土壤交换性钙含量;原生地土壤交换
性钙含量平均为0.526%,其中狐爷山土壤交换性
钙含量最高,为0.598%。
交换性镁含量测定结果表明:狐爷山和云顶山
土壤交换性镁含量极显著高于芦芽山土壤交换性
镁含量,芦芽山土壤交换性镁含量极显著高于原平
川土壤交换性镁含量,原平川土壤交换性镁含量极
显著高于大石洞土壤交换性镁含量。狐爷山土壤
交换性镁含量显著高于云顶山土壤交换性镁含量。
原生地土壤交换性镁含量平均为121mg·kg-1。
有效态锰含量测定结果表明:云顶山土壤有效
态锰含量(17.0mg·kg-1)极显著高于其他地区,芦
芽山土壤有效态锰含量(15.0mg·kg-1)极显著高于
狐爷山土壤有效态锰含量,狐爷山土壤有效态锰含
量极显著高于大石洞土壤有效态锰含量,大石洞土
壤有效态锰含量极显著高于原平川土壤有效态锰含
量。原生地有效态锰含量平均为13.13mg·kg-1。
有效态铁含量测定结果表明:芦芽山土壤有效
态铁含量(50.4mg·kg-1)极显著高于其他地区,
云顶山土壤有效态铁含量极显著高于狐爷山土壤
有效态铁含量,狐爷山土壤有效态铁含量极显著高
于大石洞和原平川土壤有效态铁含量,大石洞土壤
有效态铁含量显著高于原平川有效态铁含量。原
生地有效态铁含量平均为36.48mg·kg-1。
有效态铜含量测定结果表明:云顶山土壤有效
态铜含量(0.86mg·kg-1)极显著高于其他地区,
狐爷山土壤有效态铜含量极显著高于芦芽山土壤
有效态铜含量,芦芽山土壤有效态铜含量极显著高
于原平川和大石洞土壤有效态铜含量,大石洞土壤
有效态铜含量显著高于原平川有效态铜含量。原
生地有效态铜含量平均为0.47mg·kg-1。
有效态锌含量测定结果表明:芦芽山土壤有效
态锌含量(2.19mg·kg-1)极显著高于其他地区,
狐爷山和云顶山土壤有效态锌含量极显著高于大
石洞土壤有效态锌含量,大石洞土壤有效态锌含量
极显著高于原平川有效态锌含量。原生地有效锌
含量平均为1.50mg·kg-1。
3 讨论与结论
(1)不同的植物生长需要不同环境条件,适宜
的土壤是植物生长的基本保证。根据实地调查及
资料记载发现,毛建草产地的海拔主要在1 900~
2 400m之间,年日照时数2 800h左右,年降水量
在400mm到650mm之间。说明毛建草喜光、凉
32736(10) 米国兵等:山西毛建草部分产地土壤养分分析
爽较湿润的环境。土壤主要是山地草甸土。此特
点与河北地区毛建草的生长特点相似[8],因此大量
驯化栽培可以尝试从河北引种。根据实际测量及
询问当地农民中发现,目前,本研究发现毛建草生
长地最低海拔为1900m左右,与植物志上记载的
存在差异,因此需要以后进一步进行调查。
(2)有机质含量的高低是衡量土壤肥力的重要
指标,也是保证产品品质的基本条件。本研究结果
表明,毛建草4个原生地的土壤处于原生态,有较
高有机质含量,平均值为61.6g·kg-1。根据刘蝴
蝶等[9]研究山西土壤有机质含量变化范围为4.7~
48.6g·kg-1,平均值为17.2g·kg-1,毛建草原生
地土壤有机质含量比普通耕地的土壤有机质含
量要高很多。土壤pH 值为中性弱酸碱性,平均
值为7.01;而原平川土壤的有机质含量很低,且
为碱性土壤,与山西耕地土壤pH含量变化范围
为7.76~9.01,平均值8.42相近。在笔者调查
中发现,云顶山生长的毛建草叶柄长且粗,叶片
大,狐爷山、芦芽山和大石洞生长的毛建草次之,
原平川生长的毛建草除了叶片、叶柄均较小、较
短以外,病害也十分严重。说明毛建草对土壤有
机质的含量要求较高,且碱性土壤不利于毛建草
的生长。在引种栽培时应着重提高土壤中的有
机质的含量,降低土壤盐碱度或选择盐碱度低的
地区进行种植。
(3)本研究结果表明,原生地土壤全氮含量平
均为 0.308%,有效磷含量平均为 19.53 mg·
kg-1,速效钾含量平均为217mg·kg-1,交换性钙
含量平均为0.526%,交换性镁含量平均为121mg·
kg-1,有效态锰含量平均为13.1mg·kg-1,有效态
铁含量平均为36.48mg·kg-1,有效态铜含量平均
为0.47mg·kg-1,有效锌含量平均为1.50mg·
kg-1。对比刘蝴蝶等[9,10]研究山西土壤肥力状况,
毛建草原生地土壤速效钾、有效态锰、有效态铁和
交换性镁含量均高于山西土壤平均水平;全氮、有
效磷、有效锌含量与山西土壤平均水平一致;交互
性钙含量低于山西土壤平均水平。
本研究发现,狐爷山土壤中速效钾、有效磷、交
换性镁含量最高,这与其他原生地的土壤特点存在
差异需进一步研究。云顶山土壤中全氮、有效态
铜、有效态锰含量最高。芦芽山土壤中有效态锌、
有效态铁含量最高。原平川土壤中有效态锰、有效
态铁、有效态铜、有效态锌含量均属最低,但交换性
钙含量最高。说明原生地土壤由于未开垦土壤有
机质含量高,因而矿质元素含量也比较高,钙含量
较少;而试验地是普通耕地,有机质含量很低,盐碱
程度却高。试验地根据郑晓敏等[11]测定毛建草中
微量元素含量,结合本试验测定原生地土壤微量元
素的含量可以看出,毛建草对于 Mg、Fe、Cu和Zn
的富集程度高,对钙的吸收最少,因此引种地最好
选择土壤钙质较少的地区。
通过对野生毛建草原生地环境及土壤养分的
分析,明确了毛建草的生长条件为高海拔凉爽湿
润,日照时长,且土壤盐碱度低,有机质含量较高的
地区。开发利用野生毛建草资源,既能为林下经济
产业发展开拓方向,农民增收和生态保护双重林改
目标[12];也是促进山西园林绿化发展及商品花卉
创新的一条非常重要的途径。
参 考 文 献
[1]中科院中国植物志编委会.中国植物志·65卷2分册[M].北京:科学出版社,1997:378.
[2]山西植物志编辑委员会.山西植物志.第四卷[M].北京:中国科学技术出版社,2003:45-47.
[3]常霞,吴彩娥,王文生.毛建健身茶中型试验报告[J].山西农业大学学报,1999,19(1):35-36.
[4]丁聪,李远辉,康恒军.岩青兰的化学成分及药理学研究综述[J].药学研究2013,32(11):663-664.
[5]李慧卿,王萍.毛建草茶叶的组分研究[J].山西大学学报(自然科学版),2014,37(3):410-414.
[6]任冬梅,娄红祥,季梅.岩青兰化学成分的研究[J].中国药学杂志,2005,40(22):1695-1696.
[7]陆欣.土壤肥料学[M].北京:中国农业大学出版社,2002:41,193-199.
[8]张彦广.河北省野生花卉调查及部分种的引种栽培研究[D].北京:北京林业大学,2006:34-35.
[9]刘蝴蝶,李晓萍,赵国平,等.山西主要耕作土壤肥力现状及变化规律[J].山西农业科学,2010,38(1):73-77.
[10]刘蝴蝶,赵国平,李晓萍,等.山西主要耕作土壤微量元素现状及变化规律[J].农业技术与装备,2009(6):13-16.
[11]郑晓敏,秦玉明,郑佳林.岩青兰中微量元素的研究[J].山西医科大学学报,2000,31(2):132-133.
[12]郭宏伟,江机生.林下经济—充满生机和活力的朝阳产业[J].林业经济,2011(9):6-9.
(编辑:梁文俊)
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