龍彥汐，張曉虎，譚志海

（1西安工程大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，西安710048；2商洛學(xué)院生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西商洛726000）

0 引言

藥用植物連翹[Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl.]別名落翹、黃花條，屬于木犀科植物。地處秦嶺腹地的陜西省商洛市洛南縣是中國(guó)連翹最佳適生區(qū)和理想的藥源基地，為全國(guó)三大主產(chǎn)地之一，亦為重點(diǎn)發(fā)展的“五大商藥”之一。連翹性苦、微寒，具有清熱解毒、消結(jié)散腫、利尿排石等功能[1]，是常用中藥配方品種，清熱解毒的要藥，也是被西方醫(yī)學(xué)家肯定有“消炎殺菌抗病毒”的作用為數(shù)不多的原植物藥之一[2]。

土壤是藥用植物立足扎根之地，土壤類型及其分布規(guī)律，土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和土壤水、氣、熱狀況等物理性狀，直接或間接影響著藥用植物的生長(zhǎng)。土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的含量狀況反映了土壤對(duì)植物礦物營(yíng)養(yǎng)的供給水平，影響著天然和人工植被的生長(zhǎng)發(fā)育[3-4]。劉瑞豐等[5]運(yùn)用通徑分析方法，表明土壤酶活性與土壤養(yǎng)分之間關(guān)系，同時(shí)運(yùn)用主成分分析方法篩選了土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、大量元素和微量元素等土壤肥力狀況進(jìn)行研究；王渭玲等[6]通過(guò)不同的施肥水平對(duì)桔梗土壤微生物和土壤酶活性進(jìn)行探究；林麗仙等[7]運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，探討和分析影響藍(lán)莓種植區(qū)土壤pH值；畢衛(wèi)紅等[8]用近紅外光譜對(duì)秦皇島市地區(qū)土壤中的全氮含量進(jìn)行了分析；蔣實(shí)等[9]將土壤pH值可看作是土壤的主要變量，其對(duì)土壤中的許多化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)過(guò)程都有很大的影響；潘平等[10]用氫氧化鈉熔融法消解調(diào)節(jié)pH值，加入抗壞血酸溶液及鉬酸銨鹽溶液顯色15 min，用30 mm比色皿，以水為參照物，于700 nm波長(zhǎng)處測(cè)定樣品吸光度，求出土壤中的磷；王浩等[11]對(duì)土壤中有機(jī)質(zhì)和重金屬相互作用研究，得出顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)中重金屬和有機(jī)質(zhì)的富集是土壤有機(jī)質(zhì)礦化減弱和重金屬穩(wěn)定性增加的主要原因；盧艷麗等[12]分別針對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷和鉀的光譜研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述和分析，基于光譜技術(shù)的土壤養(yǎng)分定量化預(yù)測(cè)的潛力和應(yīng)用前景進(jìn)行了分析并提出了今后的研究方向[13]；熊桂云等[14]用土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法測(cè)定了土壤有效磷、有效鉀和銨態(tài)氮，并對(duì)中國(guó)常規(guī)分析方法進(jìn)行了相關(guān)性研究；儲(chǔ)誠(chéng)興等[15]對(duì)土壤中有效硼的測(cè)定方法進(jìn)行研究；劉鵬等[16]從土壤中鉬的含量和分布、土壤鉬的存在形態(tài)、有效鉬和鉬的有效性、鉬的吸附解吸、土壤中鉬的遷移和淋洗、植物中的鉬及對(duì)鉬的吸收、鉬在植物體內(nèi)的移動(dòng)、鉬在植物體內(nèi)的生理功能及植物中鉬缺乏和中毒等方面綜述了土壤中的鉬及其植物效應(yīng)的研究進(jìn)展。測(cè)定土壤中的錳含量，可采用不同的方法進(jìn)行預(yù)處理，主要有電熱板濕法消解，干灰化法消解和微波消解[17]；吳彩霞等[18]對(duì)不同草地類型土壤有效態(tài)微量元素含量的研究，結(jié)果表明土壤中微量元素Fe、Mn、Zn含量隨著海拔降低而逐漸降低。研究已經(jīng)顯示出需要采集更多的土壤參數(shù)的地理參考數(shù)據(jù)，才能夠確定土壤參數(shù)，如營(yíng)養(yǎng)缺乏等[19]；Hummel等[20]通過(guò)近紅外反射傳感器對(duì)美國(guó)考恩貝地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)和水分含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。國(guó)外學(xué)者對(duì)城市周邊地區(qū)受污染土壤中有效態(tài)微量元素含量狀況與pH值之間的關(guān)系進(jìn)行過(guò)一些研究，目的是提高土壤種植有效率，但對(duì)藥用植物研究較少[21]。

綜上所述，通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)地土壤狀況的研究尚未有較為系統(tǒng)的研究，而對(duì)洛南縣連翹產(chǎn)地、產(chǎn)量和質(zhì)量與土壤的相關(guān)性研究未見(jiàn)報(bào)道。因此，若以洛南縣連翹為研究對(duì)象，研究其產(chǎn)地土壤狀況，對(duì)該縣連翹產(chǎn)地的科學(xué)布局及規(guī)范化栽培具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 供試土壤 于2016年5月初采集于洛南縣永豐鎮(zhèn)、靈口鎮(zhèn)、洛源鎮(zhèn)連翹藥源基地。

1.1.2 主要儀器 全氮蒸餾儀、恒溫箱、原子吸收分光光度計(jì)、火焰原子吸收分光光度計(jì)、高溫電爐、分析天平。

1.1.3 主要試劑 1 mol/L氫氧化鈉溶液，20 g/L硼酸溶液，0.01 mol/L硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，pH 8.5、0.5 mol/L碳酸氫鈉浸提劑，0.8 mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，乙酸銨溶液，0.2 mol/L硫酸亞鐵溶液，HNO3優(yōu)級(jí)純，HF優(yōu)級(jí)純，HClO4優(yōu)級(jí)純。

1.2 研究方法

1.2.1 綜合調(diào)查法 通過(guò)對(duì)洛南縣主要連翹產(chǎn)地的地形、氣候、水文、母質(zhì)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行綜合調(diào)查，并進(jìn)行野外踏查，在查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料（特別是土壤普查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃資料）的基礎(chǔ)上，對(duì)洛南縣的土壤類型、分布規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)研究。

1.2.2 分析檢測(cè)法

（1）樣品采集與制備。在連翹產(chǎn)地選擇有代表性的地段設(shè)置30 m×30 m樣方，在樣方內(nèi)隨機(jī)選取5個(gè)采樣點(diǎn)，采樣深度為0～20 cm。將采集的樣品，每5份樣點(diǎn)混合均勻，挑出植物殘?bào)w和石塊，平鋪成方形并劃2條對(duì)角線，取對(duì)面2塊，其余棄之，以上操作反復(fù)進(jìn)行，一直取到所需用量1 kg為止?；旌虾蟮臉悠纷鳛橐环菰囼?yàn)用土樣。土壤樣品經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干，研磨和過(guò)篩等處理。

（2）樣品分析檢測(cè)。參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》進(jìn)行土壤樣品分析檢測(cè)[22]。采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤分布狀況與成因分析

2.1.1 土壤分布狀況 土壤普查資料表明，洛南全縣共有8個(gè)土類，18個(gè)亞類，31個(gè)土屬，106個(gè)土種。其中以黃棕壤和棕壤為主，分別占土壤總面積的37.5%和35.5%，其次是褐土，占14.3%。商洛山區(qū)土壤水平和垂直分布見(jiàn)圖1、圖2。

土壤的水平地帶性分布規(guī)律是土壤在水平方向上隨生物氣候帶等而演替的規(guī)律。商洛山區(qū)從南到北，由北亞熱帶過(guò)渡到南暖溫帶，氣候與生物條件都有一定的變化，氣溫及降水量均呈遞減趨勢(shì)。主要由于氣候因素的差異，形成了不同的地帶性土壤。由圖1可知，黃棕壤是商洛地區(qū)分布最廣的土壤類型，主要分布在商洛南部地區(qū)，柞水縣南部、鎮(zhèn)安縣、山陽(yáng)縣、商南縣，在丹鳳縣東部也有分布。以山陽(yáng)縣的五竹、丹鳳縣的竹林關(guān)商南縣的客水為界。褐土主要分布在商洛北部地區(qū)，包括洛南縣、商州區(qū)大部分地區(qū)和丹鳳縣大部分地區(qū)。由此可見(jiàn)，洛南縣主要屬于褐土水平分布區(qū)域。

圖1 商洛山區(qū)土壤水平分布圖

圖2 商洛山區(qū)土壤垂直分布圖

土壤垂直帶譜由基帶土壤開(kāi)始，隨山體高度增高，依次出現(xiàn)一系列與較高緯度帶（或較濕潤(rùn)地區(qū)）相應(yīng)的土壤類型。由圖2可知，土壤因所處地理位置及海拔高度的不同而出現(xiàn)2種情況：在山體北部，800 m以下基帶土壤為淋溶褐土，800～1200 m主要分布著各種基巖風(fēng)化物上發(fā)育的史成褐土，1200～1400 m之間是史成褐土向棕壤的過(guò)渡地帶，交替出現(xiàn)始成褐土與始成棕壤，1400 m以上分布著山地棕壤；在山體南部，海拔900 m以下的基帶土壤主要是黃褐土，900～1300 m之間分布著各種基巖風(fēng)化物上發(fā)育的黃棕壤和史成棕壤，1300～1500 m是棕壤向黃棕壤的過(guò)渡地帶始成黃棕壤和棕壤交錯(cuò)分布，1500 m以上則分布著棕壤。

2.1.2 土壤分布成因分析 土壤是氣候、水文、植被、地形、成土母質(zhì)以及人類活動(dòng)等因素綜合作用的產(chǎn)物，所有的成土因素始終是同時(shí)存在的，并同等重要、相互不可替代地參與土壤的形成過(guò)程。

（1）氣候。商洛市洛南縣地處中緯度，由于秦嶺阻擋，冷空氣不易侵入，向東南開(kāi)口的山川地形，利于暖濕氣流進(jìn)入，因而形成了暖溫帶南緣過(guò)渡帶季風(fēng)性、半濕潤(rùn)山地氣候。年平均氣溫7.8～13.9℃，最高37～40.8℃，最低-21.6～-11.8℃。降水量年均710～930 mm，日照1860～2130 h，無(wú)霜期為210天。山地垂直氣候具有隨著山體海拔升高而變化的規(guī)律，一般中緯度地區(qū)山體每升高100 m氣溫下降0.6℃。

（2）水文。洛南縣境內(nèi)溝壑縱橫，河網(wǎng)密布，由于河流的沖積、洪基作用，洛南地區(qū)主要河流兩側(cè)發(fā)育了新積土。其中沖積型新積土多分布于河灘地及較寬的溝臺(tái)地上；洪積型新積土多分布于山前洪積扇上；堆墊型新積土為人工堆墊而成，比較集中地分布于河灘地及部分溝臺(tái)地上。另外，在沿河兩岸的較高地形部位和溝臺(tái)地上，發(fā)育了潮土，潮土是洛南重要的農(nóng)業(yè)土壤，面積不大，但耕種歷史悠久。潮土按受地下水作用的程度，分為潮土和濕潮土2個(gè)亞類。

（3）植被。商洛山區(qū)南部溫暖濕潤(rùn)地區(qū)發(fā)育著常綠闊葉林，地帶性土壤為黃棕壤和黃褐土，植被主要由殼斗科、山茶科、木蘭科等樹(shù)種組成。北部暖溫帶地帶性森林植被是落葉闊葉林，土壤為褐土，主要落葉樹(shù)種有槭、椴、楊等。

（4）地形。洛南縣是以中低山為主的土石山區(qū)，區(qū)域內(nèi)地勢(shì)西北高、東南低，全縣既有突兀的群山，又有深切的溝谷河流。山勢(shì)自北而南、自西向東逐漸降低。變化多端的地貌類型，影響著土壤中物質(zhì)能量的再分配，亦是山區(qū)土壤類型多樣化的原因之一。

（5）成土母質(zhì)。洛南縣位于秦嶺地盾邊緣和南秦嶺海西褶皺帶之中，全縣廣泛發(fā)育著各種復(fù)式褶皺，是一個(gè)復(fù)雜的大背斜構(gòu)造。在古老變質(zhì)巖系上覆有小型盆地式的沉積地層，河流兩岸均有階地和沖積物分布，縣境內(nèi)分布有沖積沉積物、黃土、黃土狀物質(zhì)、紫紅色砂質(zhì)風(fēng)化物等，這些地區(qū)多已被辟為農(nóng)田，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地。母質(zhì)類型與一個(gè)地區(qū)的地貌、巖性密切相關(guān)，洛南縣上述自然條件的復(fù)雜多變，導(dǎo)致成土母質(zhì)類型較多。黃土母質(zhì)分布于較開(kāi)闊的河成高階地，下蜀系黃土為河流沉積物；沖積母質(zhì)是巖石分化物碎屑經(jīng)流水搬運(yùn)而在河流兩岸沉積形成，多分布于各大小河流兩側(cè)；洪積母質(zhì)是山洪搬運(yùn)的碎屑物質(zhì)在山前平緩地區(qū)沉積而成的山洪沉積體，洛南屬于山區(qū)，洪積母質(zhì)到處可見(jiàn)；坡積母質(zhì)是山坡上部的風(fēng)化物碎屑，經(jīng)重力作用、水蝕，搬運(yùn)到山麓而成的堆積物，在該縣廣大山區(qū)均有分布；殘積母質(zhì)是巖石礦物經(jīng)風(fēng)化后殘留在原地未經(jīng)搬運(yùn)的碎屑，保留了母巖的性質(zhì)，分布于山巔的平緩高地，在殘積母質(zhì)上發(fā)育的土壤，一般土層較薄、肥力較差。

（6）人類生產(chǎn)活動(dòng)。洛南縣河谷地區(qū)平坦開(kāi)闊，灌水條件較好，地下水位較高，歷史上由于人類種植水稻，形成了水稻土。水稻土的形成是水耕熟化的過(guò)程，土壤種植水稻后進(jìn)行季節(jié)性灌溉，改變土壤的水熱狀態(tài)，又由于施用肥料導(dǎo)致土壤的復(fù)鹽基作用。

2.2 土壤理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果與分析

洛南縣永豐鎮(zhèn)、靈口鎮(zhèn)、洛源鎮(zhèn)等主要連翹產(chǎn)地土壤樣品理化性狀檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

土粒密度、容重和孔隙度是反映土壤固體顆粒和孔隙狀況最基本的參數(shù)。土壤容重綜合反映了土壤顆粒和土壤孔隙的狀況，一般講，土壤容重小，表明土壤比較疏松，孔隙多；反之，土壤容重大，表明土體比較緊實(shí)，結(jié)構(gòu)性差，孔隙少。土壤孔隙狀況與土壤團(tuán)聚體直徑、土壤質(zhì)地及土壤中有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)，它們對(duì)土壤中的水、肥、氣、熱狀況和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有顯著影響。從表1可見(jiàn)，洛源鎮(zhèn)土壤容重小，孔隙度大，靈口鎮(zhèn)次之，永豐鎮(zhèn)容重大，其孔隙度最小。此檢測(cè)結(jié)果只從土壤學(xué)角度為連翹大面積種植提供技術(shù)參考依據(jù)。

土壤養(yǎng)分是存在于土壤中的植物必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。土壤養(yǎng)分含量分級(jí)表主要針對(duì)有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀的含量進(jìn)行分級(jí)，其目的是為了說(shuō)明土壤養(yǎng)分的豐缺。土壤養(yǎng)分含量分級(jí)見(jiàn)表2[23]。

根據(jù)表2土壤養(yǎng)分含量各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)比分析洛源鎮(zhèn)有機(jī)質(zhì)、全氮含量占比優(yōu)于永豐鎮(zhèn)和靈口鎮(zhèn)；3個(gè)鎮(zhèn)堿解氮含量均處于5級(jí)水平；速效磷平均含量24.62 mg/kg，處于2級(jí)水平，其中永豐鎮(zhèn)和靈口鎮(zhèn)速效磷含量為3級(jí)，洛源鎮(zhèn)速效磷含量為2級(jí)；速效鉀平均含量125.82 mg/kg，處于3級(jí)水平，其中永豐鎮(zhèn)和靈口鎮(zhèn)速效鉀含量為2級(jí)，洛源鎮(zhèn)速效鉀含量為6級(jí)。

綜合表1、表2，洛源鎮(zhèn)土壤樣品中有機(jī)質(zhì)和全氮均處于1級(jí)水平，速效磷含量處于2級(jí)，洛源鎮(zhèn)土壤肥力相比永豐鎮(zhèn)和靈口鎮(zhèn)較好。從總體來(lái)看洛南縣部分連翹產(chǎn)地土壤肥力較充足，但仍有部分土壤有機(jī)質(zhì)不足，需要增施有機(jī)肥。

表1 連翹產(chǎn)地土壤理化性狀檢測(cè)結(jié)果

表2 土壤養(yǎng)分含量分級(jí)表

3 結(jié)論

本研究以陜西省商洛市洛南縣境內(nèi)藥用植物連翹產(chǎn)地土壤為研究對(duì)象，對(duì)該縣產(chǎn)區(qū)土壤分布狀況及永豐鎮(zhèn)、靈口鎮(zhèn)、洛源鎮(zhèn)等部分產(chǎn)地的土壤狀況進(jìn)行初步研究，通過(guò)綜合調(diào)查、分析檢測(cè)得到以下結(jié)論：

（1）從土壤分布規(guī)律看，洛南縣土壤呈三維分布，其中以垂直分布為主，兼有水平和地域分布。在本縣海拔1300 m以上大多是棕壤土；1300 m以下，受人類活動(dòng)影響，多成粗骨性棕壤；1000～1300 m之間以褐土性土和粗骨性褐土為主；1000 m以下的丘陵原坡以淋溶褐土為主要地帶性土壤；河流沿岸以於土為主，并有潮土和水稻土零星分布。土壤的分布隨維度和溫度的不同而出現(xiàn)規(guī)律性變化。

（2）本試驗(yàn)以洛南縣部分連翹產(chǎn)地土壤為例，土壤樣品養(yǎng)分含量測(cè)定采用農(nóng)業(yè)化學(xué)常規(guī)分析方法，檢測(cè)其理化性質(zhì)，得出土壤肥力較充足，其中永豐鎮(zhèn)、靈口鎮(zhèn)、洛源鎮(zhèn)3個(gè)產(chǎn)地中，洛源鎮(zhèn)土壤肥力相比永豐鎮(zhèn)和靈口鎮(zhèn)較好，可為該產(chǎn)地連翹的野生撫育和規(guī)范化種植提供比較系統(tǒng)的土壤方面的技術(shù)參考依據(jù)。

（3）根據(jù)土壤肥力指標(biāo)，洛南縣連翹種植區(qū)域應(yīng)改良土壤理化性狀，推行水土保持耕作法，減少水土流失，進(jìn)而提升土地生產(chǎn)能力，改良土壤質(zhì)地；合理增施有機(jī)肥，使土壤肥力逐年增高，達(dá)到土肥相融，改良土壤結(jié)構(gòu)。能夠促進(jìn)當(dāng)?shù)剡B翹基地的科學(xué)布局及種植栽培，進(jìn)而促進(jìn)洛南縣連翹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 討論

通過(guò)研究洛南縣連翹產(chǎn)地土壤分布規(guī)律和理化性質(zhì)，得出永豐鎮(zhèn)、靈口鎮(zhèn)、洛源鎮(zhèn)3個(gè)藥源產(chǎn)地土壤理化狀況的初步研究結(jié)果與土壤肥力狀況分布相吻合，與劉瑞豐等[6]在商洛市研究結(jié)論基本一致。

本研究主要注重于連翹產(chǎn)地、產(chǎn)量和質(zhì)量與土壤的相關(guān)性研究，結(jié)果表明洛源鎮(zhèn)土壤孔隙度、有機(jī)質(zhì)等含量較高，適合連翹的生長(zhǎng)、發(fā)育，其土壤生產(chǎn)潛力很大，有利于藥用植物基地的建設(shè)和發(fā)展。