不同前茬作物对星油藤土壤肥力的影响

摘 要 为探讨不同前茬作物对星油藤土壤肥力的影响，在云南省西双版纳普文镇开展了5种不同前茬作物（茶树-星油藤、水稻-星油藤、香蕉-星油藤、玉米-星油藤、空地-星油藤）对星油藤根际和非根际土壤pH值、土壤电导率、有机质、全氮、全磷、全钾及微量元素的影响研究（以空地-星油藤为对照）。结果表明：不同前茬作物对星油藤根际与非根际土壤pH、电导率与空地土壤pH、电导率均呈显著差异。微量元素全锰、全铁、全锌和全铜的含量低于世界和全国土壤平均水平，重金属元素全锌和全铜单项污染值小于1。以土壤中的有机质、全氮、全磷、全钾的含量综合评价不同前茬作物对星油藤的土壤肥力水平依次为：玉米-星油藤>茶树-星油藤>香蕉-星油藤>水稻-星油藤>空地-星油藤。综合考虑，以前茬作物为玉米和茶树的星油藤土壤肥力较好。

关键词 前茬作物；星油藤；根际土壤；非根际土壤；土壤肥力

中图分类号 S151.9+3 文献标识码 A

Effects of Different Preceding Crops on

Soil Fertility of Plukenetia volubilis L.

YUAN Qifeng1，2， CAO Shuhong3 *， CAI Zhiquan4

GONG Hede5， FAN Guosheng1， WANG Shu1 * *

1 College of Landscape Architecture， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650224， China

2 Institute of Fruit， Guizhou Academy of Agricultural Sciences， Guiyang， Guizhou 550006， China

3 Fuxi Higher School， Fuxin， Liaoning 123000， China

4 Xishuangbanna Tropical Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences，Mengla， Yunnan 666303， China

5 College of Ecological Tourism， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650224， China

Abstract In order to reveal the effect of different cultivation patterns on soil nutrition of the Plukenetia volubilis L. plantation， five cultivation patterns（Tea-P. volubilis， Rice-P. volubilis， Banana-P. volubilis， Maize-P. volubilis and the control group of P. volubilis）were selected in Puwen Town of Xishuangbanna， Yunnan Province， to analyze soil characterization， including pH， electrical conductivity（EC）， organic matter， total nitrogen， total phosphorus， total potassium and mineral elements in rhizosphere and bulk soil. The results showed that the pH， electrical conductivity and total dissolved solids in rhizosphere and bulk soil of four rotations were significantly different from the control group of P. volubilis. Total Mn， Fe， Zn and Cu concentrations in soil were under the world average level and the contents of heavy mental（Zn and Cu）were below 1. Soil fertility of different cultivation patterns was in this order， Maize-P. volubilis > Tea-P. volubilis > Banana-P. volubilis > Rice-P. volubilis > Free-P. volubilis， according to the comprehensive analysis of the contents of organic matter， total nitrogen， total phosphorus and total potassium. Above all， it was suggested that Maize-P. volubilis and Tea-P. volubilis patterns were better.

Key words Preceding crop； Plukenetia volubilis L.； Rhizosphere soil； Bulk soil； Soil fertility

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.008

星油藤（Plukenetia volubilis L.）原产于秘鲁安第斯山脉，俗称“印加花生”，为大戟科（Euphorbiaceae）多年生常绿木质藤本植物。星油藤是一种重要的经济油料植物，其种仁油脂成分含量35%～60%，其中40%～50%主要为亚麻酸、亚油酸等，并含有丰富的矿质营养元素。不同的产区对星油藤产量、种仁含油量等影响较大[1-5]。不同前茬作物能够在不同的生态环境下建立适宜作物生长的土壤环境，从而使作物获得高产。作物进行连作可导致土壤速效养分含量下降，理化性状变差、土壤酶活性降低、微生物种群发生变化，产量下降[6-8]。以不同前茬为作物的栽培模式，不仅能减轻连作障碍，还有利于作物生长和提高产量[9]。

云南省是国内最早开展星油藤引进种植的省份，也是最有可能成为中国未来星油藤的主产区。前期对星油藤的研究主要集中在种子萌芽育苗、种仁营养成分和保健功能等方面[10-11]，对不同前茬作物对星油藤土壤肥力的影响还尚未有报道。本试验选取了5种不同前茬作物种植星油藤（茶树-星油藤、水稻-星油藤、香蕉-星油藤、玉米-星油藤、空地-星油藤），测定并分析不同前茬作物对星油藤根际和非根际土壤pH值、土壤电导率、有机质、全氮、全磷、全钾及一些微量元素，探讨了不同前茬作物对星油藤土壤肥力参数的变化，为星油藤大面积的栽培生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

云南省西双版纳州景洪市普文镇属北亚热带高原季风气候，位于东经101°23′，北纬22°33′，最高海拔1 797.3 m，最低海拔772 m。年均温20.2 ℃，历年最高气温39 ℃，年均降雨量1 675.6 mm。

1.2 处理与样品采集

试验采用裂区设计，即大地块中设置3个主区组，每个主区组中设立5个小区，随机排列前茬作物（空地、茶树、水稻、香蕉及玉米），再种植南美油藤。分别为茶树-星油藤、水稻-星油藤、香蕉-星油藤、玉米-星油藤和空地-星油藤（对照），标记为：CS-YT、SD-YT、XJ-YT、YM-YT、CK-YT。试验小区通过随机选取长势基本一致的健壮星油藤植株，采集根际和非根际土壤，其中根际土壤是把根部土壤疏松后，再把植株拔起并采用抖落法进行收集（标记为R），非根际土壤则是收集根部外0～10 cm的土壤（标记为B）[12]，分别装入自封袋运回试验室。充分混匀后在室内自然风干，过筛后（1 mm），供土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾及一些微量元素含量分析。

1.3 土样测定方法

pH用水浸提电位法，土壤电导率（EC）采用电导率仪测定，土壤有机质采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法滴定，全氮采用凯氏定氮法测定，全磷采用酸溶-钼锑钪比色法测定，全钾及微量元素（锰、铁、锌、铜）采用原子吸收火焰光度法测定[13-14]。每份样品重复检测3次。

1.4 数据统计分析

所测数据用Microsoft Excel 2003进行整理，方差分析和相关分析采用SPSS 17.0处理完成（平均数间的多重比较采用Ducan′s检验方法，p<0.05时差异显著）。通过GB 15618-1995《土壤环境质量标准》级别划分标准对不同前茬作物后土壤中的重金属元素锌（≤200 mg/kg）、铜（≤50 mg/kg）含量用单项污染指数法统计全锌、全铜的污染值，计算公式：Pi=Ci/Si（式中，Pi为土壤中i污染物的单项污染指数，Ci为土壤中i污染物的实测值，Si为土壤i污染物的评价标准）。

2 结果与分析

2.1 不同前茬作物对星油藤土壤pH值、EC值的影响

不同前茬作物对星油藤土壤pH值、电导率的影响见图1，从图1可看出，星油藤根际和非根际土壤pH值范围在5.8～6.4之间，非根际土壤中，CS-YT、SD-YT和XJ-YT的土壤pH值均显著低于CK-YT的pH值。YM-YT和CS-YT的根际土壤pH值显著高于CK-YT的根际土壤pH值，而SD-YT和XJ-YT均显著低于CK-YT。

土壤电导率在26～40 μs/cm之间，非根际土壤中，YM-YT土壤电导率均显著高于CK-YT的土壤电导率，而CS-YT、SD-YT和XJ-YT的土壤电导率均显著低于CK-YT的土壤电导率。根际土壤中的土壤电导率，只有XJ-YT显著高于CK-YT，而CS-YT、SD-YT和YM-YT均显著低于CK-YT。

2.2 不同前茬作物对星油藤土壤有机质的影响

不同前茬作物对星油藤土壤有机质的影响见图2，图2表明，星油藤根际和非根际土壤的有机质含量在21～28 g/kg之间（图2），非根际土壤中，CS-YT和YM-YT的有机质含量均显著高于CK-YT的有机质含量。而根际土壤中的有机质含量，只有CS-YT显著高于CK-YT。

2.3 不同前茬作物对星油藤土壤的全氮、全磷、全钾的影响

不同前茬作物对星油藤土壤土壤全氮、全磷和全钾含量的影响见图3，从图3可看出，全氮含量在0.9～1.3 g/kg之间，非根际和根际土壤中CS-YT、SD-YT、XJ-YT和YM-YT全氮含量均显著高于CK-YT的全氮含量。全磷含量在0.4～0.8 g/kg之间，非根际和根际土壤中，SD-YT、XJ-YT和YM-YT的全磷含量均显著高于CK-YT的全磷含量。根际和非根际土壤全钾含量在3～4 g/kg之间，非根际土壤中，CS-YT和YM-YT的全钾含量均显著高于CK-YT的全钾含量。根际土壤中的全钾含量，CS-YT、SD-YT和XJ-YT均显著高于CK-YT。

2.4 不同前茬作物对土壤微量元素的影响

不同前茬作物对星油藤土壤土壤全锰、铁、锌、铜含量的影响见图4，从图4可以看出，微量元素含量有较大的变化，全锰含量在0.05～0.11 g/kg之间、全铁含量在12～20 g/kg之间，全锌含量在39～44 mg/kg之间、全铜含量在10～20 mg/kg之间，从以上数据可知，微量元素含量均比较适合作物的生长。

非根际土壤中，CS-YT、SD-YT、XJ-YT和YM-YT的全锰、全铁含量均显著高于CK-YT的全锰、全铁含量，而全锌和全铜含量，只有YM-YT显著高于CK-YT。而根际土壤中，CS-YT、SD-YT、XJ-YT 的全锰含量均显著高于CK-YT的全锰含量，全铁含量CS-YT、XJ-YT和YM-YT均显著高于CK-YT。全锌含量只有CS-YT和XJ-YT均显著高于CK-YT的全锌含量。XJ-YT和YM-YT的全铜含量均显著高于CK-YT的全铜含量。

对微量元素中的重金属元素全锌、全铜进行了单项污染指数法计算，得出各重金属含量污染指数分别为：0.20、0.29，说明Pi单项污染均小于限定值（<1），符合国家土壤环境质量标准。

2.5 星油藤土壤肥力参数相关性分析

星油藤土壤肥力参数相关性分析见表1，从表1可以看出，不同处理星油藤的土壤有机质与全氮、全铁呈显著正相关，与全磷呈显著负相关。大量元素全氮、全磷、全钾之间只有全氮和全钾存在显著相关性，同时全氮、全磷、全钾与全锰、全铁、全锌之间都有相关性，其相关系数较大的为全氮与全铁，全磷与全铁，全钾与全锌，4种微量元素全锌和全铁，全铜和全锰、全锌均有相关性。

2.6 星油藤土壤肥力参数综合评价

不同前茬作物对星油藤土壤肥力综合评价见表2，从表2可以得知，CS-YT土壤中有机质、全氮含量均显著高于CK-YT的土壤有机质、全氮含量。土壤中全磷的含量，除CS-YT显著低于CK-YT外，CS-YT、SD-YT 和YM-YT均显著高于CK-YT。CS-YT和XJ-YT全钾的含量均显著高于CK-YT全钾含量。以有机质、全氮、全磷、全钾含量综合分析不同前茬作物对星油藤的土壤肥力水平影响大小，依次为：YM-YT>CS-YT>XJ-YT>SD-YT>CK-YT。

3 讨论与结论

目前，对土壤的研究主要是为了综合评价不同前茬、养分调控后土壤肥力变化程度及对作物生产的影响[15]。本试验把有机质、全氮、全磷、全钾作为土壤肥力指标来综合评价不同前茬作物对星油藤的影响。从本试验可以看出，种植前茬作物星油藤土壤的有机质含量均大于等于空地-星油藤的有机质含量，说明以不同植物为前茬可以使土壤内腐殖质增多，同时提高土壤有机质含量，与前人研究有一定的相同之处[16-17]。除了前茬作物为茶树的星油藤土壤全磷外，其他前茬作物种植后的星油藤土壤全氮、全磷、全钾含量均高于空地-星油藤，说明不同的前茬作物种植后均可在一定程度上提高土壤全氮、全磷和全钾含量，从而满足作物正常的生长[18-19]。但是，以茶树为前茬的星油藤土壤的全磷含量显著低于空地（对照），可能是由于茶树种植时土壤中磷以不同形态转化而被植株所吸收利用[20]，再者星油藤种仁矿质元素中的磷元素含量较高[4-5]，从而可能使植株、种子内磷含量较高，土壤中全磷含量降低。故综合考虑不同前茬作物后种植星油藤土壤肥力水平依次为玉米-星油藤>茶树-星油藤>香蕉-星油藤>水稻-星油藤>空地-星油藤。同时，微量元素[21-22]如全锰含量均低于世界和全国土壤平均水平，全铁含量只是世界水平的一半，略低于全国土壤平均水平，全锌、全铜含量均是接近世界水平，但低于或略低于全国水平。锌、铜重金属元素通过单项污染指数计算[23-24]，其污染值在限定值以内，对种植星油藤不影响，且能满足星油藤作物的生长需要。

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责任编辑：叶庆亮

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