郭杭琪
(閩南師范大學(xué),福建廈門 363000;廈門萬(wàn)銀環(huán)境科技有限公司,福建廈門 363000)
漳州水仙花屬石蒜科室內(nèi)觀賞花卉,鱗莖肥碩、箭多花繁、色美香郁,又能雕刻成塊多姿的造型,是馳名中外、蜚聲全球的特產(chǎn),也是漳州市市花。水仙花產(chǎn)地為漳州龍海區(qū)九湖鎮(zhèn)蔡阪、洋坪、新塘、下巷、田中央、大小梅溪等地。數(shù)百年來(lái),漳州水仙花之所以能異軍突起,獨(dú)享盛名,除了與當(dāng)?shù)鼗ㄞr(nóng)在悠久的栽培歷史中,掌握的一套種植管理、閹割技術(shù)分不開,還與種植區(qū)的地質(zhì)、背景有著密切的關(guān)系。但目前漳州水仙花面臨一個(gè)“尷尬期”,在2000 年發(fā)展高峰期,種植面積667hm2,年產(chǎn)球約4500 萬(wàn)粒,現(xiàn)在正以每年67hm2的速度遞減,截至2012 年底,種植面積只剩333hm2[1]。
隨著城市化進(jìn)程的加劇,土地污染、肥力退化也日益嚴(yán)重[2]。植物生長(zhǎng)與土壤元素息息相關(guān),植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素有16 種:C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg、Fe、B、Cu、Zn、Mn、Mo、Cl。有益元素是指一些對(duì)生長(zhǎng)有促進(jìn)作用但不是必需,或只對(duì)某些植物種類,或在特定條件下是必需的礦質(zhì)元素,如Na、Si、Co、Se、AI 等。植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,需要吸收各種礦物質(zhì)元素,如N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Cu、Zn、Cl、Mo、Na,以滿足自身生理活動(dòng)需要,植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的基本原理是從農(nóng)作物研究中建立起來(lái)的[3]。某些元素供應(yīng)不足,作物會(huì)出現(xiàn)特殊生理癥狀,產(chǎn)量減少、質(zhì)量降低;某些元素供應(yīng)過(guò)多時(shí),又會(huì)使作物中毒[4]。
由于對(duì)本地土壤環(huán)境缺少認(rèn)識(shí),在栽培過(guò)程中,花農(nóng)盲目增加化肥使用量,既提高了成本,又限制了水仙花商品鱗莖質(zhì)量的提高。水仙花的產(chǎn)量和品質(zhì)與土壤營(yíng)養(yǎng)水平有著密切聯(lián)系,本研究調(diào)查了漳州市傳統(tǒng)水仙花種植基地——蔡阪土壤元素含量情況[5],以期為本地水仙花種植提供依據(jù)。
在本試驗(yàn)中,于2014 年12 月15 日、2015 年3 月10 日分別采集兩批樣品。利用土壤取樣器,取1~10cm厚的土壤為上層土壤;取10~20cm 厚的土壤為中層土壤;取20~30cm 厚的土壤為下層土壤,每個(gè)區(qū)塊采集10個(gè)點(diǎn),混勻后進(jìn)行檢測(cè)。
采用電極法[6]測(cè)定土壤pH 值;采用電感耦合等離子體質(zhì)譜ICP-MS 測(cè)定土壤元素[7];采用EXCEL 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。
通過(guò)調(diào)查蔡阪水仙花種植地的土壤pH 值,顯示土壤呈弱酸性(見(jiàn)圖1)。其中,于2014 年12 月采集的下層土壤pH 值最高,為6.42,中層土壤pH 值最低,為6.17;2015 年3 月采集的下層土壤pH 值最高,為6.32,中層土壤pH 值最低,為5.87。一般情況下,土壤養(yǎng)分有效性最高值大多出現(xiàn)在土壤pH 值6.5~7.5[8],土壤pH值過(guò)高或過(guò)低,都會(huì)使植物所需養(yǎng)分元素的生物有效性發(fā)生變化,從而導(dǎo)致植株某些營(yíng)養(yǎng)元素失衡。從數(shù)據(jù)可知,蔡阪種植區(qū)土壤pH 值適合種植水仙花。
圖1 蔡阪水仙花種植地不同土層土壤中的pH 值
水仙花生長(zhǎng)所需元素除了人工施肥補(bǔ)給外,大部分來(lái)自成土的母質(zhì)。因此,成土母質(zhì)中所含的營(yíng)養(yǎng)元素、特征等,對(duì)水仙花生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)、產(chǎn)量起著重要作用。由表1 可知,對(duì)比種植地上層、中層、下層土壤元素平均值可以發(fā)現(xiàn),在植物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素中,K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Cu 含量較多,均超過(guò)了福建土壤環(huán)境背景值[9]。
表1 蔡阪不同土層土壤中元素含量(單位:g/kg)
2014 年12 月15 日,Na 元素在蔡阪種植地中層含量最多,達(dá)到107.61 g/kg,其次是下層51.73g/kg,上層3.95g/kg為最少。2015 年3 月10 日,Na 元素在蔡阪種植地的中層含量最多,達(dá)到47.48g/kg,其次是上層27.54 g/kg,下層9.31g/kg為最少。2014 年12 月15 日,Na 元素蔡阪下層土壤含量為107.61g/kg,比福建省背景值1.1 g/kg高了近100 倍。2014 年12 月15 日,Mg 元素在蔡阪種植地的中層地區(qū)含量最高,達(dá)到45.4g/kg,其次是上層19.33g/kg,下層14.46g/kg為最少。2015 年3 月10 日,Mg 元素在蔡阪種植地的中層地區(qū)含量最高,達(dá)到8.25g/kg,其次是上層5.99g/kg,下層3.54g/kg為最少。2014 年12 月15 日,K 元素在蔡阪種植地中層土壤含量最高,達(dá)到89.31g/kg,其次是下層31.37g/kg,上層4.92 g/kg為最少。2015 年3 月10 日,K 元素在蔡阪種植地中層土壤含量最高,達(dá)到72.65g/kg,其次是下層24.53g/kg,上層6.16g/kg為最少。2014 年12 月15 日,Ca元素在蔡阪種植地中層含量最高,達(dá)到102.23g/kg,其次是下層98.09g/kg,上層77.67 g/kg為最少。2015 年3月10 日,Ca 元素在蔡阪種植地中層含量最高,達(dá)到72.69 g/kg,其次是上層65.25g/kg,下層47.42g/kg為最少。2014 年12 月15 日,Mn 元素在蔡阪種植地的中層含量最高,達(dá)到11.07 g/kg,其次是下層5.27g/kg,上層1.75g/kg為最少。2015 年3 月10 日,Mn 元素在蔡阪種植地中層含量最高,達(dá)到8.50 g/kg,其次是上層7.75g/kg,下層4.39 g/kg 為最少。
Ba、V、Ag、Cs、Pb 部分土層元素含量比福建省背景值低之外,其他元素均比背景值要高。在蔡阪種植地土壤中的重金屬元素中,Pb、Cd、Cr、Ni 的含量過(guò)高,已經(jīng)超過(guò)福建土壤環(huán)境背景值。2014 年12 月15 日,Pb 元素在上層含量最高,達(dá)到391.38mg/kg,其次是下層279.11mg/kg,中層181.53mg/kg。Cr 元素在蔡阪種植地上層含量最高,達(dá)到174.45mg/kg,其次為中層164.13mg/kg,下層122.81mg/kg。Ni 元素在蔡阪種植地的上層土壤含量最多,達(dá)到110.5mg/kg,其次是下層74.48mg/kg,中層20.8mg/kg。Cd 元素在蔡阪種植地的上層土壤含量最高,達(dá)到6.51mg/kg,其次是中層5.31mg/kg,下層4.31mg/kg。2015 年3 月10 日,Pb 元素在上層含量最高,達(dá)到214.21 mg/kg,其次是下層194.61mg/kg,中層174.54mg/kg。Cr 元素在蔡阪種植地上層含量最高,達(dá)到217.17mg/kg,其次為中層151.45mg/kg,下層75.14mg/kg。Ni 元素在中層土壤含量最多,達(dá)到87.35mg/kg,其次是上層85.41mg/kg,下層52.98mg/kg。Cd 元素在下層土壤含量最高,達(dá)到11.86mg/kg,其次是中層8.33mg/kg,上層5.67mg/kg。
Sn 和As 元素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)背景值,2014 年12 月15日,土壤中As 的含量19.43g/kg是背景值0.0063g/kg的3200 倍,同時(shí),有Ag、V、Co 等稀有金屬元素含量均超過(guò)了福建土壤環(huán)境背景值。
水仙花性喜溫暖、潮濕的氣候環(huán)境,以肥沃、疏松、排水透氣良好、土層深厚的砂壤土,且土壤pH 值5.0~7.5 為宜,即中性或弱酸性土壤。試驗(yàn)結(jié)果表明,種植地土壤pH 值為弱酸性,適合水仙花生長(zhǎng)。其中,下層土壤pH 值最高為6.42,中層土壤pH 值最低為6.17。
蔡阪種植地土壤中,K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Cu 營(yíng)養(yǎng)元素含量豐富且均超過(guò)福建土壤環(huán)境背景值。2014 年12 月 15 日,Ca、Na、Mg、Cu、Al、K含量分別為92.66g/kg、54.43g/kg、24.27g/kg、221.15mg/kg、70.38g/kg、70.38g/kg。2015 年3 月10 日,Ca、Na、Mg、Cu、Al、K 分別為 61.79g/kg、28.11g/kg、5.93g/kg、201.40mg/kg、75.36g/kg、34.45g/kg。Mn 元素含量較少,其是植物發(fā)芽分化不可缺少的元素,因此,在施肥過(guò)程中要特別注意人工施肥補(bǔ)給。
蔡阪種植地的重金屬污染集中在上層土壤,其中,Pb、Cr、Ni 這3 種重金屬元素污染最為嚴(yán)重。2014 年12月15 日,Pb 含量為391.39mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)福建土壤環(huán)境背景值(34.9mg/kg);Cr 元素含量為174.45mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)福建土壤環(huán)境中Cr 的背景值(41.3mg/kg);Ni 元素含量為110.51mg/kg。2015 年3 月10 日,Pb 含量達(dá)到214.21mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)福建土壤環(huán)境中Pb 的背景值(34.9mg/kg);Cr 元素含量為217.17mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)福建土壤環(huán)境中Cr 的背景值(41.3mg/kg);Ni 元素含量為87.35mg/kg。
在數(shù)據(jù)對(duì)比過(guò)程中發(fā)現(xiàn),許多元素在同一位點(diǎn)的上層、中層、下層含量差異值較大,這是由于農(nóng)戶播種前對(duì)土壤進(jìn)行翻耕造成土壤不均勻所致。