元氏县连翘种植区不同种植模式土壤养分动态变化分析

摘要  利用农业化学常规分析法测定元氏县连翘种植区不同种植模式下的土壤养分含量，利用Excel、SPSS对试验数据进行处理，分析元氏县连翘种植区不同种植模式下土壤养分动态变化，探究该地区连翘种植最佳模式，为指导该县连翘科学种植提供数据支持。结果表明，不同种植模式、不同采样深度土壤养分指标含量差异明显，其中速效磷含量受影响最大，pH受影响最小；植物与土壤间有特殊信息交流，连翘单作对土壤养分含量的影响主要表现在取样深度0～20 cm；在取样深度0～20 cm，与空地相比，连翘单作、连翘-草套作土壤碱性加强，含量下降的指标有全氮、有机质、碱解氮等；在取样深度20～40 cm，与空地相比，土壤碱性加强，含量下降的指标有全氮、有机质、碱解氮等；连翘单作与连翘-草套作相比，含量较高的指标有碱解氮、速效磷、速效钾等，含量较低的指标有全氮、有机质、有效锰等，差异较显著的指标有碱解氮、速效钾、有效铁及有效锌。连翘单作可以促进土壤碱性提高，连翘-草套作更有利于连翘的生长发育以及有效成分的积累。

关键词  连翘；土壤养分；连翘单作；连翘-草套作；动态变化

中图分类号  S 685.24文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2022）22-0149-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.22.037

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Dynamic Changes of Soil Nutrients under Different Planting Patterns in Forsythia suspensa Planting  Area of  Yuanshi  County

ZHANG Xiao-ling，XIE Xiao-liang， WEN Chun-xiu et al

（Economic Crop Research Institute，Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shijiazhuang， Hebei  050051）

Abstract  Soil nutrient contents of Yuanshi forsythia were determined by routine analysis method for agricultural chemical under different planting patterns.The test data were treated by Excel and SPSS to analyze soil nutrient dynamic change under different planting patterns and explore forsythia the best planting patterns in the region，in order to provide data support for planting forsythia. There were significant difference in soil nutrient contents between different planting modes and sampling depths， in which the content of available phosphorus was the most affected， and pH was the least affected. There was special information exchange between plants and soil. The effect of forsythia planting on soil nutrient content was mainly reflected in the sampling depth of 0-20 cm. At the sampling depth of 0-20 cm， the soil alkalinity of forsythia monocultural and forsythia grass intercropping soil increased， and the contents of total nitrogen， organic matter and alkali-hydrolyzable nitrogen decreased. At the sampling depth of 20-40 cm， soil alkalinity increased， and soil content decreased due to total nitrogen， organic matter and alkali-hydrolyzable nitrogen. Compared with forsythia monoculture and forsythia grass intercropping， the indexes with higher content were alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus and available potassium， while the indexes with lower content were total nitrogen， organic matter and available manganese， and the indexes with more significant differences were alkali-hydrolyzable nitrogen， available potassium， available iron and available zinc.Forsythia could promote soil alkalinity， and forsythia grass intercropping was more beneficial to the growth and accumulation of active components.

Key words  Forsythiae suspense;Soil nutrients;Forsythia monoculture;Forsythia grass intercropping;Dynamic changes

连翘［Forsythia suspense（Thunb.）Vahl］是木樨科（Oleaceae） 连翘属落叶灌木，以干燥果实入药，为常用大宗药材之一，性苦，微寒，入肺、心、小肠经，具有清热解毒、消肿散结、疏散热风的功效［1-2］。药用植物的有效成分与环境具有显著相关性，由于环境差异，不同产地连翘有效成分含量差异较大，药材质量参差不齐［3］，土壤养分是与药用植物品质直接相关的主要环境因子，土壤养分含量反映了土壤对植物营养的供给情况，直接影响了药用植物的生长发育与代谢物积累［4］。笔者测定了元氏县连翘种植区不同种植模式、不同采样深度下多个土壤养分指标含量，并分析了土壤养分含量动态变化及种植模式与各土壤养分指标间的量化关系，对研究连翘与土壤间信息交流、揭示连翘生长发育与土壤因子变化规律具有重要参考价值，为科学种植连翘、提高连翘产量和品质提供依据，对确定连翘最佳种植模式具有指导意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

河北省石家庄市元氏县位于河北省中南部，西倚太行山与井陉县接壤，西南邻赞皇县，南与高邑县相接，东部与赵县、栾城区相邻，北与鹿泉区相邻，地理坐标为114°11′～114°38′E、37°40′～37°55′N，地貌类型自西向东依次为山区、丘陵、平原，海拔50～500 m。

1.2 供试土壤

土壤样品采自河北石家庄元氏县连翘种植区，土壤样品采用混合土样采集法，随机多点采集，各点取1 kg土壤样品，2020年9月分别采集河北元氏未种植连翘空地、连翘单作、连翘+草套作的0～20、20～40 cm土壤样品，风干、研磨，供速效养分测定的过18目筛，供有机质、碱解氮测定的过60目筛，备用。

1.3 土壤养分测定

土壤养分含量测定采用农业化学常规分析法［5］，以3次测定平均值作为分析指标，测定项目包括土壤pH、全氮、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、交换性钙、交换性镁。全氮采用凯氏定氮法测定；有机质采用重铬酸钾容量-外加热法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用0.5 mol/L碳酸氢钠浸提-钼蓝法测定；速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定；有效铁、锰、铜、锌采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定；交换性钙、镁采用1 mol/L NH 4OAC浸提-原子吸收分光光度法测定；pH采用酸度计法测定。

1.4 数据分析

利用Excel 2013进行数据整理，应用SPSS统计软件对不同处理下土壤各养分含量进行描述性统计分析及主成分分析，用简单相关分析土壤营养分子间相关性。

2 结果与分析

2.1 连翘种植区不同种植模式土壤养分描述性分析和相关性分析

依据不同种植模式、不同采样深度元氏连翘种植区土壤养分测定分析结果进行的描述性分析见表 各土壤养分相关系数见表2。由表1可知，不同处理下，速效磷含量受影响最大，变异系数达77%，属于中等变异，pH受影响最小，变异系数2%，属于弱等变异，除pH、交换性钙变异系数小于10%，属于弱等变异外，其余土壤因子变异系数均在10%～100%，均属于中等变异［6］。

由表2可知，除有效铁、交换性镁与其他土壤养分相关系数较低外，各土壤养分间呈明显相关关系，全氮与有机质、碱解氮、速效磷均呈极显著正相关性，相关系数分别为0.990 7、0.986 3、0.947 2；与速效钾相关性最高的是碱解氮，相关系数为0.973 9；与有效锰相关性最高的是有机质，相关系数为0.978 2；与有效铜相关性最高的是速效磷，相关系数为0.969 4；与有效锌相关性最高的是有机质，相关系数为0.976 8;与交换性钙负相关性最高的是速效磷，相关系数为0.876 8;与pH负相关性最高的是有效锰，相关系数为0.876 7。

2.2 连翘种植区不同种植模式聚类分析

以12个土壤养分指标含量测定值为因变量，采用瓦尔德法对6种不同取样处理进行系统聚类，1～6分别是空地0～20 cm、空地20～40 cm、连翘单作0～20 cm、连翘单作20～40 cm、连翘-草套作0～20 cm、连翘-草套作20～40 cm。由图1可知，6种处理方式分为两大类，1、3、5分为一类，2、4、6分为一类，可见种植模式、土壤样品取样深度与养分含量显著相关，同一种植模式下不同取样深度，养分含量有显著差异，3、5被分为一小类，可知连翘单作与连翘-草套作较空地对土壤养分含量的影响主要表现在取样深度0～20 cm。

2.3 连翘种植区不同种植模式土壤养分含量差异分析 由图2可知，在取样深度0～20 cm下，不同种植模式土壤养分均有所差异，与空地相比，连翘单作、连翘-草套作pH均上升，土壤碱性加强；含量均下降的指标有全氮、有机质、碱解氮、速效钾、有效铁、有效锰、有效锌和交换性钙；连翘单作条件下，速效磷、有效铜较空地含量升高，交换性镁含量不变，连翘-草套作条件下，速效磷、有效铜、交换性镁含量较空地下降。除速效钾外，连翘-草套作其余各项土壤养分指标均低于连翘单作，其中差异明显的是有效锌、有效铜、交换性镁、交换性钙。

在取样深度20～40 cm下，不同种植模式土壤养分均有所差异，与空地相比，连翘单作、连翘-草套作pH均上升，土壤碱性加强；含量均下降的指标有全氮、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效铜、有效锌、交换性镁和交换性钙；连翘单作条件下，有效铁含量较空地增加，有效锰含量较空地下降；连翘-草套作条件下，有效铁含量较空地降低，有效锰含量较空地上升。连翘单作与连翘-草套作相比，含量较高的指标有碱解氮、速效磷、速效钾、有效铁、有效锌和交换性镁，含量较低的指标有全氮、有机质、有效锰、有效铜和交换性钙，差异较显著的指标有碱解氮、速效钾、有效铁及有效锌。