不同海拔连翘根系土壤理化性质的变化_陈虹宇.pdf

北 方 园 艺 2 0 2 3(1 3):6 9-7 6N o r t h e r nH o r t i c u l t u r e资源环境生态第一作者简介:陈虹宇(1 9 9 8-),女,硕士研究生,研究方向为林木栽培理论与技术研究。E-m a i l:c h e n h y_9 8 1 6 3.c o m.责任作者:任子蓓(1 9 9 0-),女,博士,讲师,现主要从事农村电商等研究工作。E-m a i l:9 4 3 5 3 2 0 0 9q q.c o m.基金项目:河北省重点研发计划资助项目(2 0 3 2 6 8 0 1 D)。收稿日期:2 0 2 2-1 0-2 9d o i:1 0.1 1 9 3 7/b f y y.2 0 2 2 4 4 0 1不同海拔连翘根系土壤理化性质的变化陈 虹 宇1,陈 允 腾1,黄 炳 旭1,任 士 福1,任 子 蓓2(1.河北农业大学 林学院,河北 保定0 7 1 0 0 0;2.石家庄邮电职业技术学院,河北 石家庄0 5 0 0 2 0)摘 要:以2个产地的连翘根系土壤为试材,采用随机取样的方法,测定了不同海拔连翘根系土壤中有机质、有机碳、p H、碱解氮、速效磷、速效钾含量,并对土壤肥力进行综合评价,旨在为连翘大面积栽培及人工抚育管理提供参考依据,促进科学化生产。结果表明:2个地区土壤均具有极高水平含量的有机质、有机碳以及碱解氮,但速效磷与速效钾含量属于中等及以下水平,土壤p H偏高,为中性及弱碱性土壤。土壤有机质、有机碳以及碱解氮之间存在显著的正相关关系,并且均与海拔呈正相关,与p H呈负相关;速效磷与有机质、p H的相关性较高,速效钾主要来源于土壤母质,其含量变化与不同海拔的山地环境有关。2个地区土壤肥力最高的海拔范围均为9 0 010 0 0m,井陉县土壤肥力在平均水平之上的集中在7 0 010 0 0m,涉县为9 0 011 0 0m。综上,2个地区的土壤理化性质相近,以有机形式存在的营养元素含量随海拔升高呈一定的规律性变化,但土壤p H偏高,速效磷与速效钾含量偏低,这一特征对连翘抚育及生产具有科学指导意义。关键词:海拔高度;土壤理化性质;主成分分析中图分类号:S6 8 5.2 4 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-0 0 0 9(2 0 2 3)1 3-0 0 6 9-0 8 土壤是山地林区植物养分的主要来源,也是森林生态系统的重要组成部分,对植被群落的组成与结构以及生产力水平有着直接的影响1。土壤理化性质的形成受母质、气候、地形、生物等多种因子的综合作用,气候因子通过温度和降水影响植被类型和林分结构,继而影响枯落物的输入、分解以及土壤微生物活动,再加之海拔、坡度等地形因子对于土壤母质的影响2,土壤理化性质表现出明显的空间异质性3,而这种异质性又会对植物生长、群落组成、物质循环进行反作用4,以此形成不同区域的土壤特征。研究发现,不同地区土壤元素随海拔变化趋势表现为土壤p H逐渐降低,有机质、有机碳、碱解氮总体呈升高趋势,而速效磷与速效钾的变化趋势不一5-8,因此研究不同海拔土壤养分的分布规律,可为山区土地的合理利用提供科学数据。连翘(F o r s y t h i a s u s p e n s a(T h u n b.)V a h l)为木犀科连翘属药林兼用型植物,连翘具有清热解毒、消肿散结、疏散风热等功效,是现在临床常用大宗药材之一9。在河北太行山地区具有丰富的连翘资源,其生长适应性较强,可生于山坡灌丛、林下或山谷、山沟疏林中,自然分布在海拔5 0 015 0 0m的山区,其中涉县、井陉、平山等是野生连翘集 中 分 布 区,也 是 河 北 省 连 翘 药 材 主 产区1 0。目前对药用植物的研究包括不同栽培模式、施肥、重金属污染等条件下的土壤对药用植物品质的影响1 1-1 7,对于连翘产地的土壤理化性质研究较少,连翘的有效成分与土壤养分间具有明显的相关关系,除人工抚育外,不同区域的气候环境与土壤因素对药用植物的生长及药用成分的积累具有显著影响1 8-1 9。该研究通过对连翘2个主产地不同海拔土壤的养分进行测定,分析并比较2个地区土壤理化性质的变化规律及相关关系,选择出最适宜连翘生长的海拔高度,对建立大面积种植基地,科学化的指导生产有着十分重大的意义。1 材料与方法1.1 试验材料试验地位于石家庄市井陉县藏龙山、邯郸市涉县南艾铺村以及邯郸市涉县东山村,从山下有野生连翘分布处开始选择样地,间隔1 0 0m为一区段,一直向上选择至山顶或无连翘分布,在各海拔高度随机选取连翘土壤。最终,井陉县取样海拔高度为5 0 0 11 0 0m,涉县为6 0 0 12 0 0m(表1)。1.2 试验方法在采样地的不同海拔高度选择具有代表性的野生连翘生长地段设置1个样方,土壤样品采集时在样方内选取3个采样点,采样深度为02 0c m,将采集的土壤样品,每3份样点混合均匀,挑出植物残体和石块,混合后的样品作为1份试验用土样。表1 样品采集信息T a b l e1 I n f o r m a t i o no ns a m p l ec o l l e c t i o n编号N o.地名A r e a经纬度L o n g i t u d ea n dl a t i t u d e采集日期C o l l e c t i o nd a t e/(月-日)海拔A l t i t u d e/m1河北井陉苍岩山镇北纬3 7 4 9 1 2.0,东经1 1 3 5 8 1 2.0 0 8-2 56 0 011 0 02河北井陉苍岩山镇北纬3 7 5 0 3 4.8,东经1 1 3 5 9 2 0.4 0 8-2 75 0 06 0 03河北涉县南艾铺村北纬3 6 4 9 4 8.0,东经1 1 3 4 0 4 8.0 0 8-3 110 0 012 0 04河北涉县东山村北纬3 7 4 9 1 2.0,东经1 1 3 5 8 1 2.0 0 8-3 18 0 010 0 05河北涉县东山村北纬3 7 4 9 1 2.0,东经1 1 3 5 8 1 2.0 0 9-0 16 0 08 0 01.3 项目测定土壤中有机质与有机碳含量测定采用重铬酸钾-外加热法;p H测定采用电位法;碱解氮含量测定采用碱解扩散法;速效磷含量测定采用钼锑抗比色法;速效钾含量测定采用火焰光度法。1.4 数据分析所有数据均为3次重复的平均数,采用E x c e l2 0 1 4软件对数 据进行整理 与 计 算,运 用S P S S2 2.0软件进行数据统计以及主成分分析。2 结果与分析2.1 石家庄市井陉县不同海拔土壤理化性质2.1.1 井陉县不同海拔土壤理化性质由表2可知,井陉县有机质与有机碳含量十分丰富,根据土壤养分等级划分标准其含量达到了极高水 平,有 机 碳 含 量 变 化 范 围 为2 4.9 04 5.4 0 gk g-1,有 机 质 含 量 为4 2.9 2 7 7.4 1gk g-1,各海拔梯度间存在显著差异;不 表2 井陉县不同海拔土壤理化性质T a b l e2 S o i l p Hy s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e sa td i f f e r e n t a l t i t u d e s i nJ i n g x i n gc o u n t y海拔高度A l t i t u d e/m有机碳含量O r g a n i cc a r b o nc o n t e n t/(gk g-1)有机质含量O r g a n i cm a t t e rc o n t e n t/(gk g-1)p H碱解氮含量A v a i l a b l eNc o n t e n t/(m gk g-1)速效磷含量A v a i l a b l ePc o n t e n t/(m gk g-1)速效钾含量A v a i l a b l eKc o n t e n t/(m gk g-1)5 0 06 0 02 7.2 51.2 5 c4 6.9 82.3 9 c7.6 10.1 9 a2 9 3.5 35 0.0 2 b c3.6 90.3 2 d8 4.4 92.4 2 a6 0 07 0 02 4.9 01.1 2 c4 2.9 21.8 8 c7.7 00.1 7 a2 2 0.5 01 5.3 3 c4.3 00.3 1 c d8 2.0 62.9 8 a7 0 08 0 03 9.0 60.7 1 a b6 7.3 52.5 7 a b7.5 30.3 3 a2 7 3.3 12 7.3 5 b c6.4 10.5 6 b8 5.8 93.0 3 a8 0 09 0 04 4.8 43.4 8 a7 0.4 95.6 1 a b7.2 10.1 3 a4 5 7.5 05 3.5 5 a3.9 70.1 1 c d8 3.3 92.2 0 a9 0 01 0 0 04 5.4 03.4 5 a7 7.4 17.2 0 a7.1 10.3 4 a4 8 2.0 75 2.3 7 a8.4 60.4 6 a9 0.7 32.5 0 a10 0 011 0 03 6.1 22.6 6 b6 2.2 83.1 5 b7.4 50.1 3 a3 7 7.5 32 3.2 8 a b4.9 00.1 1 c8 3.6 42.2 9 a 注:不同小写字母表示土壤理化性质在0.0 5水平上的差异显著。下同。N o t e:T h ed i f f e r e n t l o w e r c a s e l e t t e r s i n d i c a t es i g n i f i c a n td i f f e r e n c e i ns o i lp h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e sa t 0.0 5l e v e l.T h es a m eb e l o w.07北 方 园 艺 77月月(上上)同海拔土壤p H均值为7.4 3,海拔间无显著性差异,变化范围在7.1 17.7 0,属于中性偏碱性土壤;不同海拔的土壤碱解氮含量均属于极高水平,含量范围在2 2 0.5 04 8 2.0 7m gk g-1,在海拔8 0 0 9 0 0m碱解氮含量大幅度增加,达到显著水平;速效磷含量变化范围在3.6 9 8.4 6m gk g-1,属于中低水平;不同海拔梯度的土壤速效钾含量间无显著性差异,变化范围在8 2.0 6 9 0.7 3m gk g-1。由此可知,井陉县连翘根系土壤呈中性和弱碱性,除速效磷与速效钾含量偏低外,其它营养物质含量丰富。2.1.2 井陉县土壤理化性质变化趋势由图1可知,井陉县土壤有机质、有机碳、碱 注:为将不同土壤因子变化趋势在同一张图中体现,已将p H与速效磷含量扩大1 0倍,碱解氮含量缩减1 0倍,下同。N o t e:T or e f l e c t t h ec h a n g i n gt r e n d so fd i f f e r e n ts o i l f a c-t o r s i nt h es a m eg r a p h,t h ep Ha n da v a i l a b l ep h o s p h o r u sc o n-t e n th a db e e n i n c r e a s e db y1 0t i m e s,a n dt h ea l k a l i n en i t r o g e nc o n t e n th a db e e nr e d u c e db y1 0t i m e s,t h es a m eb e l o w.图1 井陉县不同海拔土壤养分变化趋势F i g.1 T r e n d s i ns o i ln u t r i e n t sa td i f f e r e n ta l t i t u d e s i nJ i n g x i n gc o u n t y解氮随海拔升高在5 0 010 0 0m范围中总体呈线性增加的趋势,但在海拔大于10 0 0m后,这些物质含量又显著降低。土壤p H总体呈下降的趋势,从海拔5 0 010 0 0m呈线性降低,在海拔大于10 0 0m后开始上升,与上述物质变化趋势相反。速效磷含量随海拔升高呈波动,在海拔9 0 010 0 0m处达到最高点,在海拔8 0 09 0 0m与10 0 011 0 0m处分别出现显著降低,速效钾的含量随海拔升高无显著性变化。2.1.3 井陉县海拔与各个土壤养分相关性分析由表3可知,除p H与海拔高度呈负相关外,其它指标与海拔高度均呈正相关关系。其中,有机质、有机碳及碱解氮与海拔高度达到极显著或显著相关关系,相关系数分别为0.6 4 7、0.6 3 3、0.6 0 7。土壤有机质、有机碳、速效磷、碱解氮间,除了速效磷与碱解氮,其它指标间互为显著或极显著正相关,并且与土壤p H呈负相关。土壤养分间 相 关 系 数 由 大 到 小 为 有 机 碳 与 有 机 质(0.9 0 5)、p H与碱解氮(-0.8 0 8)、有机碳与碱解氮(0.7 9 9)、有机碳与p H(-0.6 7 4)、有机质与碱解氮(0.6 7 3)、有机质与速效磷(0.5 9 5)、有机碳与速效磷(0.5 4 3)、有机质与p H(-0.5 1 5)、p H与速效磷(-0.4 7 9)。2.2 邯郸市涉县不同海拔土壤理化性质2.2.1 涉县不同海拔土壤理化性质由表4可知,涉县不同海拔连翘根系土壤的有机质含量变化范围在2 2.8 44 1.5 2gk g-1,有机碳含量变化范围在1 3.2 52 4.0 8gk g-1,低于井陉县地区,属于高水平含量;土壤的p H变化范围在7.3 88.1 1,均 值 为7.6 8,属 于 碱 性 土 表3 海拔与各个土壤养分相关关系T a b l e3 A l t i t u d e i nr e l a t i o nt o i n d i v i d u a l s o i l n u t r i e n t s海拔A l t i t u d e有机碳O r g a n i cc a r b o n有机质O r g a n i cm a t t e rp H速效磷A v a i l a b l eP碱解氮A l k a l ih y d r o l y z a b l eN速效钾A v a i l a b l eK海拔A l t i t u d e1.0 0 0有机碳O r g a n i cc a r b o n0.6 3 3*1.0 0 0有机质O r g a n i cm a t t e r0.6 4 7*0.9 0 5*1.0 0 0p H-0.3 9 5-0.6 7 4*-0.5 1 5*1.0 0 0速效磷A v a i l a b l eN0.4 5 10.5 4 3*0.5 9 5*-0.4 7 9*1.0 0 0碱解氮A l k a l ih y d r o l y z a b l eN0.6 0 7*0.7 9 9*0.6 7 3*-0.8 0 8*0.4 2 41.0 0 0速效钾A v a i l a b l eK0.2 0 40.4 0 90.3 2 4-0.1 1 50.4 6 10.1 3 91.0 0 0 注:*代表参数间相关性在0.0 1水平上显著,*代表参数间相关性在0.0 5水平上显著。下同。N o t e:*m e a n s t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e np a r a m e t e r s i ss i g n i f i c a n ta t0.0 1l e v e l,*m e a n s t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e np a r a m e t e r s i ss i g n i f i c a n t a t 0.0 5l e v e l.T h es a m eb e l o w.17 第第11 33期期 北 方 园 艺表4 涉县不同海拔土壤理化性质T a b l e4 S o i lp h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e sa td i f f e r e n t a l t i t u d e s i nS h eC o u n t y海拔高度A l t i t u d e/m有机碳含量O r g a n i cc a r b o nc o n t e n t/(gk g-1)有机质含量O r g a n i cm a t t e rc o n t e n t/(gk g-1)p H碱解氮含量A l k a l ih y d r o l y z a b l eNc o n t e n t/(m gk g-1)速效磷含量A v a i l a b l ePc o n t e n t/(m gk g-1)速效钾含量A v a i l a b l eKc o n t e n t/(m gk g-1)6 0 07 0 01 3.2 51.0 6 d2 2.8 40.9 5 c7.7 30.1 4 a b2 3 0.0 79.6 3 b c6.1 40.1 4 a8 9.7 61.9 9 a7 0 08 0 01 8.4 80.4 9 b3 1.8 60.6 0 b7.7 50.0 3 a b2 2 4.3 37.9 4 c6.1 60.4 8 a8 1.6 02.2 1 b8 0 09 0 01 7.1 80.2 6 b c2 9.6 31.7 1 b8.1 10.0 2 a2 4 0.8 04.7 5 b c6.0 90.3 1 a b8 7.4 72.5 3 a b9 0 010 0 02 4.0 81.0 0 a4 1.5 21.0 4 a7.3 80.1 4 b2 8 3.3 31 4.1 9 a5.0 70.5 2 b8 6.6 82.0 1 a b10 0 011 0 02 3.6 10.1 8 a4 0.7 00.7 8 a7.5 80.1 6 b2 6 4.6 07.0 4 a b5.6 40.3 2 a b8 8.1 22.5 9 a b11 0 012 0 01 6.9 30.1 8 c2 9.1 90.7 2 b7.5 20.0 9 b2 4 3.6 61 1.6 3 b c3.8 20.1 8 c8 2.3 71.4 0 b壤;碱 解 氮 含 量 变 化 范 围 在2 2 4.3 3 2 8 3.3 3m gk g-1,属于极高水平;速效磷含量变化范围在3.8 26.1 6m gk g-1,属于中等及以下水平,在海拔9 0 0m后出现显著下降;速效钾含量的变化范围为8 1.6 08 9.7 6m gk g-1,属于中等水平,不同海拔间存在差异。综上所述,涉县连翘根系土壤与井陉县土壤特征相同,为碱性土壤,土壤有机质、有机碳、碱解氮含量水平较高,但速效钾含量处于中等水平,速效磷含量为中等偏低水平。2.2.2 涉县土壤理化性质变化趋势由图2可知,涉县地区土壤养分的有机碳、有机质以及碱解氮含量随海拔升高变化趋势与井陉县相同,总 体 呈 先 升 高 后 降 低 的 趋 势,在 海 拔9 0 010 0 0m处含量达最高。p H的变化趋势也是先升高后降低,但在海拔8 0 09 0 0m处值最高。速效磷含量随海拔升高一直下降,在海拔大于9 0 0m后开始显著降低。速效钾含量则呈下降升高又下降的趋势,整体波动较大,没有规律性变化。图2 涉县不同海拔土壤养分变化趋势F i g.2 T r e n d s i ns o i ln u t r i e n t sa td i f f e r e n ta l t i t u d e s i nS h ec o u n t y2.2.3 涉县海拔与各个土壤养分间相关性分析由表5可知,涉县地区土壤有机质、有机碳以及碱解氮与海拔高度呈正相关关系,但没达到显著水平,p H(-0.3 9 7)、速效磷(-0.7 0 6)、速效钾与海拔高度呈负相关关系,土壤有机质、有机碳、碱解氮间互为正相关,p H与速效钾互为正相关。相关系数由大到小为有机质与有机碳(0.9 3 9)、有 表5 海拔与各个土壤养分间相关关系分析T a b l e5 A l t i t u d e i nr e l a t i o nt o i n d i v i d u a l s o i l n u t r i e n t s海拔A l t i t u d e有机质O r g a n i cm a t t e r有机碳O r g a n i cc a r b o np H速效磷A v a i l a b l eP碱解氮A l k a l ih y d r o l y z a b l eN速效钾A v a i l a b l eK海拔A l t i t u d e1.0 0 0有机质O r g a n i cm a t t e r0.3 3 01.0 0 0有机碳O r g a n i cc a r b o n0.3 3 50.9 3 9*1.0 0 0p H-0.3 9 7*-0.2 4 4-0.2 7 41.0 0 0速效磷A v a i l a b l eP-0.7 0 6*0.1 3 70.0 6 50.4 1 6*1.0 0 0碱解氮A l k a l ih y d r o l y z a b l eN0.2 8 80.5 2 5*0.5 6 5*-0.1 1 1-0.2 3 11.0 0 0速效钾A v a i l a b l eK-0.2 5 20.1 4 70.1 2 90.3 4 70.1 9 8-0.0 7 41.0 0 027北 方 园 艺 77月月(上上)机碳与碱解氮(0.5 6 5)、有机质与碱解氮(0.5 2 5)、p H与速效磷(0.4 1 6)。2.3 不同地区土壤肥力综合评价选择2个地区土壤有机质、有机碳、p H、碱解氮、速效磷、速效钾组成土壤肥力评价指标体系,进行主成分分析。井陉县选取1个主成分,方差贡献率为7 7.5 1%,涉县共选取2个主成分,方差贡献率分别为5 6.1 7%、2 5.6 3%,表6为土壤因子的主成分值()及特征向量(W),经过计算,井陉县土壤肥力状况的主成分(F1)、涉县土壤的第1主成分(F2)、第2主成分(F3)得分表达式分别如下。F1=0.4 3 7有 机 质+0.4 3 3有 机 碳-0.4 3 4p H+0.4 0 7碱解氮+0.3 4 8速效磷+0.3 8 2速效钾。F2=0.5 0 1有 机 质+0.5 0 1有 机 碳-0.4 2 0p H-0.2 6 1速效磷+0.5 0 3碱解氮-0.0 2 5速效钾。F3=0.1 9 1有 机 碳+0.1 9 2有 机 质+0.2 8 8p H+0.6 0 4速效磷+0.2 0 5碱解氮+0.6 6 0速效钾。表6 不同地区土壤因子主成分值及特征向量T a b l e6 P r i n c i p a l c o m p o n e n tv a l u e sa n de i g e n v e c t o r so f s o i l f a c t o r s i nd i f f e r e n t r e g i o n s指标I n d e x井陉县J i n g x i n gc o u n t y涉县S h ec o u n t y1W123W2W3有机质O r g a n i cm a t t e r0.9 4 20.4 3 70.9 1 90.2 3 70.5 0 10.1 9 1有机碳O r g a n i cc a r b o n0.9 3 30.4 3 30.9 1 90.2 3 80.5 0 10.1 9 1p H-0.9 3 7-0.4 3 4-0.7 7 20.3 5 7-0.4 2 10.2 8 8碱解氮A l k a l ih y d r o l y z a b l eN0.8 7 80.4 0 70.9 2 30.2 5 40.5 0 30.2 0 5速效磷A v a i l a b l eP0.7 5 10.3 4 8-0.4 7 90.7 4 9-0.2 6 10.6 0 4速效钾A v a i l a b l eA0.8 2 40.3 8 2-0.0 4 50.8 1 9-0.0 2 50.6 6 0表7 不同地区各主成分得分及综合得分T a b l e7 S c o r e s f o re a c hp r i n c i p a l c o m p o n e n t a n dc o m p o s i t es c o r e s f o rd i f f e r e n t a l t i t u d e s海拔A l t i t u d e/m井陉县J i n g x i n gc o u n t yF1F排名海拔A l t i t u d e/m涉县S h ec o u n t yF2F3F排名5 0 06 0 0-1.4 8-1.1 556 0 07 0 0-2.0 60.5 6-1.0 166 0 07 0 0-3.0 2-2.3 467 0 08 0 0-0.9 2-0.6 1-0.6 857 0 08 0 00.2 30.1 838 0 09 0 0-1.4 70.9 6-0.5 748 0 09 0 00.9 80.7 629 0 010 0 02.6 50.3 21.5 719 0 010 0 03.3 12.5 6110 0 011 0 01.6 01.0 01.1 6210 0 011 0 0-0.0 2-0.0 1411 0 012 0 00.2 0-2.2 3-0.4 83 将土壤理化性质评价指标的原始数据标准化后计算各主成分的得分,再以各主成分的贡献率为权重,计算不同地区各海拔的综合得分,综合得分表达式分别为井陉县:F=0.7 7 5F1;涉县:F=0.5 6 2F1+0.2 5 6F2。由表7可知,主成分综合得分代表着土壤质量的高低,并且综合得分为正,说明土壤肥力在平均水平之上。井陉县各海拔土壤肥力由高到低依次为9 0 010 0 0、8 0 09 0 0、7 0 08 0 0、10 0 011 0 0、5 0 06 0 0、6 0 07 0 0m;涉县为9 0 010 0 0、10 0 011 0 0、11 0 012 0 0、8 0 09 0 0、7 0 08 0 0、6 0 07 0 0m。3 讨论连翘的有效成分包括连翘苷及连翘酯苷A,其成分的合成决定于体内的次生代谢途径,而土壤元素是植物体内代谢途径的主要物质来源,对代谢途径还具有调节作用2 0-2 1,因此土壤理化性质对于连翘品质的形成具有重要影响。影响土壤养分分布的因素包括海拔、地形、温度等环境因素以及植被分布、土壤微生物等生物因素,海拔差异会使光照、降水、温度等发生明显变化,对植被分布类型也有很大影响2 2,是决定土壤养分特征的主要因素。37 第第11 33期期 北 方 园 艺2个试验地处于植物资源自然分布的山地,研究认为森林生态系统的土壤有机质主要来源于植物凋落物,且连翘的伴生植物涵盖草本植物、灌木以及乔木,地上枯落物及地下根系枯落物含量丰富,因此有机质含量高于一般平原地区,达到极高水平2 32 4。研究表明,在小范围海拔内有机质随海拔变化的规律为先升高后降低,在更大的海拔范围内有机质含量在降低后会再次升高2 5-2 7,这与该研究结果相同。森林土壤中的营养元素来源于有机质分解返还以及土壤母质,有机质的变化会直接影响土壤元素的含量2 8。一般认为土壤碱解氮主要来源于有机质的分解,并且由于C、N均为结构元素,土壤微生物先破坏碳骨架后再释放氮元素,因此土壤有机碳与碱解氮之间存在强的相关性2 9-3 1,该研究中2个地区的土壤有机碳、碱解氮均与有机质间存在显著正相关关系。土壤中速效磷主要来源于有机质中有机态磷元素的转化,其含量与土壤p H、磷酸酶活性以及植物根系吸收速度有关3 2,一般规律为速效磷含量与有机质呈正相关关系。氮元素也可以从多个途径促进有机磷分解3 3-3 5,但同时也会促进植物根系对速效磷的吸收3 6,2个地区速效磷与碱解氮间均为负相关关系,说明氮元素的增加更能促进植物对速效磷的吸收。土壤磷酸酶是转化有机磷的关 键 物 质,分 为 酸 性、中 性、碱 性3种 类型3 7,2个地区速效磷与p H的相关性相反,可能原因是2个地区土壤磷酸酶的类型不同,井陉地区土壤为中性和碱性,磷酸酶类型为中性磷酸酶,因此p H与速效磷呈显著负相关,而涉县为碱性磷酸酶,因此p H与速效磷呈显著正相关。2个地区的土壤速效钾含量变化范围均在8 09 0m gk g-1,山地土壤速效钾主要来源于土壤母岩,含量一般不会发生显著变化,但有研究表明,温度、p H以及有机质含量等对其含量也会有一定影响,一般认为土壤有机质含量增加,会使速效钾含量增多,海拔升高后有机质含量虽然增加,但温度降低导致土壤酶活性降低,土壤钾素释放较慢3 8,且土壤钾素易风化淋失,山区各海拔梯度的坡度不一,水土流失风险大的速效钾含量则较低3 9,因此该研究中速效钾含量与海拔、有机质等均无显著相关关系。井陉县土壤p H与海拔以及土壤元素间均呈负相关关系,这与李兴民等4 0、王瑞永等4 1的研究结果相同,涉县不同的是土壤p H与速效磷、速效钾呈正相关关系,并且与速效钾达到显著水平。研究表明,土壤酶活性与土壤养分具有趋同性,且p H是影响土壤酶活性的主要因子4 2,土壤酶对土壤吸收矿质元素的过程起到关键性作用,但土壤活动又影响土壤p H,这种循环交互的影响致使土壤p H对于土壤营养元素变化的影响不尽相同4 3。连翘对生境的要求不高,在偏酸或偏碱土壤中均能生长,但雷立等1 7研究发现碱性土壤会促进连翘苷的生产但抑制连翘酯苷A积累,并且土壤偏碱性会降低土壤酶活性,从而影响土壤对营养元素的吸收。综合分析可知,土壤营养元素会影响植物生长以及体内次生代谢过程,连翘活性成分累积受土壤元素含量以及p H的影响,不同海拔高度的光照、温度、水分不同,使得连翘根系土壤活动、伴生植物分布也不相同,最终土壤元素随海拔变化呈垂直地带性分布。在今后连翘种植地经营时,需要通过一些措施降低土壤p H,并可以使用合理配比的肥料,来改善种植地弱碱性土壤,提高土壤中速效磷以及速效钾的含量。4 结论2个地区土壤有机质、有机碳以及碱解氮含量丰富,达到了极高含量水平,且随海拔变化趋势为先升高后降低;土壤p H与海拔呈负相关,为中性及弱碱性土壤;土壤速效磷含量处于中等偏下水平,速效钾含量属于中等水平,随海拔变化的趋势较为平缓。土壤有机质、有机碳以及碱解氮之间存在显著的正相关关系,这是由于碳、氮均来源于有机质分解,而土壤p H与这3种物质呈负相关关系,是由于有机质分解时产生的有机酸会使土壤p H降低。速效磷与有机质、p H的相关性较强,速效钾含量趋于稳定,与其它因子均无相关关系。2个 地 区 土 壤 肥 力 最 高 的 海 拔 梯 度 均 为9 0 010 0 0m,井陉县土壤肥力在平均水平之上的为海拔7 0 010 0 0m,涉县在9 0 011 0 0m。综上所述,2个试验地区适宜连翘生长的海拔范围均为9 0 010 0 0m,并且2个地区的土壤有机质等含量丰富,但p H偏高,速效磷与速效钾47北 方 园 艺 77月月(上上)含量较低。据此,建议可在海拔9 0 010 0 0m范围内建立连翘种植基地,对于整个地区的管理,应该根据土壤元素含量精确施肥,结合整地促进有机质分解,降低土壤p H。参考文献1 常耀文,张瑞强,姜洪涛,等.内蒙古荒漠草原南缘春季消融期土壤水热变化特征及其对气象因子的响应J.草原与草坪,2 0 2 1,4 1(4):1 1 1-1 1 9.2 J I ANGF,WU X H,X I AN G W H,e ta l.S p a t i a lv a r i a t i o n si ns o i l o r g a n i c c a r b o n,n i t r o g e na n dp h o s p h o r u s c o n c e n t r a t i o n s r e-l a t e dt os t a n dc h a r a c t e r i s t i c si ns u b t r o p i c a la r e a sJ.P l a n ta n dS o i l,2 0 1 7,4 1 3(1/2):2 8 9-3 0 1.3 马国飞,满苏尔沙比提,张雪琪.托木尔峰自然保护区台兰河上游不同海拔灌木土壤理化性质研究J.土壤通报,2 0 1 7,4 8(6):1 2 8 8-1 2 9 5.4 张广杰,巢林,张伟东,等.亚热带森林土壤理化性质的异质性和最佳取样量J.应用生态学报,2 0 1 8,2 9(7):2 1 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