程寧寧，何美丹，李亞，李厚奇，袁潛華

(海南大學(xué)農(nóng)學(xué)院，海南海口570228)

我國(guó)有3種野生稻，它們分布于中國(guó)南方8個(gè)省(區(qū))的熱帶、亞熱帶濕熱生境中，近年來(lái)，由于人為的干擾和生境的破壞已導(dǎo)致它們的居群大量絕滅，其中瀕危程度最高的是普通野生稻［1－2］。野生稻具有許多優(yōu)良特性，如特強(qiáng)的耐寒性、高的抗病蟲性、優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)含量高、功能葉片耐衰老的特異性、特強(qiáng)的再生性、良好的繁茂性及生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)等等，這些優(yōu)良特性已被廣泛用于水稻常規(guī)育種和雜交育種中，并取得了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益［3］。海南擁有中國(guó)發(fā)現(xiàn)的3種野生稻即普通野生稻(O.rufipogon Griff)、藥用野生稻(O.officinalis Wall.)和疣粒野生稻(O.meyeriana Baill.)。其中普通野生稻是亞洲栽培稻的祖先，他們具有相同的基因組(AA)，而親緣關(guān)系最近，目前大多常規(guī)育種以及雜交稻等高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種的培育均以其作為親本［4－5］。海南野生稻由于地處熱帶地區(qū)，具有豐富的遺傳多樣性。根據(jù)研究，在綜合全國(guó)各省的普通野生稻的等位基因數(shù)、特有等位基因數(shù)以及基因多樣性指數(shù)等參數(shù)后發(fā)現(xiàn)，如果考慮到普通野生稻群體規(guī)模大小，海南普通野生稻的遺傳多樣性豐富程度最大［6］。同全國(guó)其他幾個(gè)省(區(qū))的野生稻一樣，海南野生稻原生地被毀滅的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，其中普通野生稻資源已消失82.2%，疣粒野生稻83.9%的居群處于中度和重度外界干擾下，藥用野生稻保存下來(lái)的分布點(diǎn)只是原來(lái)的13% ～15%［7］，因此，保護(hù)海南野生稻的原生境環(huán)境已經(jīng)刻不容緩。本研究通過(guò)分析海南普通野生稻分布區(qū)土壤中的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等理化性狀指標(biāo)，同時(shí)與當(dāng)?shù)卦耘嗟咎锿寥鲤B(yǎng)分進(jìn)行比較，了解土壤養(yǎng)分豐缺狀況，掌握野生稻原生境土壤環(huán)境條件，為海南野生稻資源的保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 取樣方法

于2010年5月始采集海南省文昌市東路鎮(zhèn)、?？谑屑t旗鎮(zhèn)和舊州鎮(zhèn)、澄邁縣白蓮鎮(zhèn)、臨高縣臨城鎮(zhèn)、瓊海市中原鎮(zhèn)、儋州市合慶鎮(zhèn)、萬(wàn)寧市東澳鎮(zhèn)、東方市板橋鎮(zhèn)、樂(lè)東縣黃流鎮(zhèn)、陵水縣新村鎮(zhèn)、三亞市崖城鎮(zhèn)等地野生稻原生境及周邊栽培稻生長(zhǎng)區(qū)0～20 cm深度土壤，經(jīng)風(fēng)干、過(guò)篩處理后備用。

1.2 土壤養(yǎng)分分析方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

土壤pH值用電位法(液土比2.5∶1)、有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀油浴法、堿解氮用堿解擴(kuò)散法、有效鉀用醋酸銨提取火焰光度計(jì)法、全氮用開(kāi)氏法、全磷用氫氧化鈉熔融鉬銻抗比色法、全鉀用氫氧化鈉熔融火焰光度計(jì)法［8］。有效磷用鹽酸－氟化銨提取鉬銻抗比色法［9］、質(zhì)地用甲種比重計(jì)法(卡欽斯基制土壤分類)［10］。

土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參考《中國(guó)土壤》［11］和《海南土壤》［12］。將主要養(yǎng)分指標(biāo)分為6級(jí)，分別代表豐富、較豐富、中等、較缺、缺和極缺。pH值分6級(jí)，分別代表強(qiáng)堿性、堿性、中性、微酸性、酸性、強(qiáng)酸性。詳細(xì)情況見(jiàn)表1。

表1 土壤養(yǎng)分及pH值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)的處理及圖表的生成由Excel 2003完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 野生稻和栽培稻土壤主要養(yǎng)分狀況

對(duì)海南省文昌、海口、澄邁、臨高、瓊海、儋州、萬(wàn)寧、東方、樂(lè)東、陵水、三亞等市縣12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)野生稻分布區(qū)及周邊栽培稻土壤進(jìn)行分析，測(cè)定結(jié)果如表2。

表2 海南野生稻和栽培稻土壤養(yǎng)分狀況

2.2 土壤pH值

水稻在pH值為4～9的土壤均能生長(zhǎng)，以5.5～7.5為宜。海南野生稻土壤 pH范圍4.76～6.67，其中東路、臨城、中原為五級(jí)酸性土占25%，舊州、白蓮、合慶、東澳、板橋、黃流、新村、崖城為四級(jí)微酸性土占66.67%，紅旗為三級(jí)中性土占8.33%。從圖1可知，海南野生稻和栽培稻之間及不同地區(qū)間土壤pH值均總體相差不大，以微酸性土居多，個(gè)別為酸性、中性或堿性，這與海南土壤普遍偏酸有關(guān)。此外，水稻土淹水后，酸性土pH值升高，堿性土pH下降，促使pH值差異變小，并最終趨近于微酸性至中性［13］。

圖1 海南野生稻和栽培稻土壤pH值

2.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量

海南野生稻土壤有機(jī)質(zhì)范圍8.84～80.37g/kg，其中新村為五級(jí)占8.33%，舊州、白蓮、合慶、東澳、黃流為四級(jí)占41.67%，臨城、崖城為三級(jí)占16.67%、東路、紅旗、板橋?yàn)槎?jí)占25%、中原為一級(jí)占8.33%，總體處于中等偏低水平。從圖2海南野生稻和栽培稻土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，野生稻土壤高于栽培稻的達(dá)9個(gè)采樣區(qū)占75%，其中中原、板橋野生稻土壤有機(jī)質(zhì)大幅高于栽培稻。海南高溫和高濕的氣候、復(fù)種指數(shù)高、重化肥及輕有機(jī)肥等造成了栽培稻土壤中有機(jī)質(zhì)的過(guò)度消耗［14］。野生稻原生境多為沼澤地，相對(duì)于栽培稻淹水時(shí)間更長(zhǎng)，土壤氧化還原電位更低，有機(jī)質(zhì)分解速度較慢更利于有機(jī)質(zhì)的積累［15］。

圖2 海南野生稻和栽培稻土壤有機(jī)質(zhì)含量

2.4 土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量

2.4.1 土壤氮素含量

海南野生稻土壤堿解氮范圍29.52～239.82 mg/kg，變化幅度較大，總體為中等偏高水平，其中新村為最低級(jí)六級(jí)占8.33%，舊州為四級(jí)占8.33%，白蓮、臨城、合慶、東澳、黃流、崖城為三級(jí)占50%，東路、板橋?yàn)槎?jí)占16.67%，紅旗、中原為一級(jí)占16.67%。從圖3顯示，野生稻土壤高于栽培稻的為7個(gè)采樣區(qū)占58.33%，相對(duì)有機(jī)質(zhì)而言兩者差異不大。土壤本身氮素含量很少，主要來(lái)自有機(jī)物分解及施肥。近年來(lái)，氮肥的過(guò)量使用，雖提高了農(nóng)田土壤氮含量但存在養(yǎng)分利用率低、養(yǎng)分不平衡及損失量大的問(wèn)題［16］。

圖3 海南野生稻和栽培稻土壤堿解氮含量

海南野生稻土壤全氮范圍0.09～2.62 g/kg，總體變化較小，除中原外含量嚴(yán)重偏低，其中東澳為五級(jí)、東路為三級(jí)、中原含量最高為一級(jí)，各占8.33%，其余地區(qū)均為最低級(jí)六級(jí)占75%。從圖4可知，野生稻土壤全氮高于栽培稻的為7個(gè)采樣區(qū)占58.33%，其中中原、東路、東澳高出幅度較大。

圖4 海南野生稻和栽培稻土壤全氮含量

2.4.2 土壤磷素含量

海南野生稻土壤有效磷范圍1.28～96.72 mg/kg，變化幅度較大，其中紅旗、舊州、白蓮為最低級(jí)六級(jí)占25%，東路為五級(jí)占8.33%，東澳、崖城為三級(jí)占 16.67%，臨城、中原、合慶、板橋?yàn)槎?jí)占33.33%，黃流、新村為一級(jí)占16.67%?？梢?jiàn)海南野生稻土壤有效磷含量不同地區(qū)差異極大，這與于費(fèi)等人研究海南農(nóng)用地土壤有效磷含量分布結(jié)論一致［17］。從圖5可知，野生稻土壤有效磷高于栽培稻的為6個(gè)采樣區(qū)占50%，兩者互有高低，無(wú)明顯規(guī)律，主要受栽培稻生產(chǎn)中施用磷肥的多少影響。

圖5 海南野生稻和栽培稻土壤有效磷含量

海南野生稻土壤全磷范圍0.25～1.55 g/kg，其中新村最低為0.25 g/kg，紅旗最高為1.55 g/kg。按土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，東路、板橋、黃流、新村為最低級(jí)六級(jí)占33.33%，舊州、臨城、中原為五級(jí)占25%，東澳為四級(jí)占 8.33%，白蓮、崖城為三級(jí)占16.67%，紅旗、合慶為二級(jí)占16.67%。總體上野生稻土壤全磷含量較低，不同地區(qū)差異性較大。從圖6可知，除白蓮、崖城外其余地區(qū)均為野生稻土壤含量高于栽培稻，占83.33%。這與野生稻土壤有機(jī)質(zhì)普遍高于栽培稻，利于磷的儲(chǔ)存以及栽培稻不斷復(fù)種及落干管理造成磷的分解流失較多有關(guān)。

圖6 海南野生稻和栽培稻土壤全磷含量

2.4.3 土壤鉀素含量

海南野生稻土壤有效鉀范圍19.28～180.21 mg/kg，新村最低為 19.28 mg/kg，合慶最高為180.21 mg/kg，其中新村為最低級(jí)六級(jí)占8.33%，舊州、臨城、中原、東澳、板橋?yàn)樗募?jí)占41.67%，東路、紅旗、白蓮、黃流、崖城為三級(jí)占41.67%，合慶最高為二級(jí)占8.33%?？傮w上有效鉀含量偏低。這與水稻土中Fe2+交換土體中的鉀而產(chǎn)生置換淋失有關(guān)［18］。從圖7可知，野生稻土壤有效鉀高于栽培稻的為8個(gè)采樣區(qū)，占66.67%。南方水稻生產(chǎn)區(qū)存在復(fù)種指數(shù)高、偏施化肥的問(wèn)題，造成了栽培稻土壤鉀素消耗虧損，制約了水稻產(chǎn)量的提高［19］。

圖7 海南野生稻和栽培稻土壤有效鉀含量

海南野生稻土壤全鉀范圍1.24～37.26 g/kg，臨城最低為1.24 g/kg，崖城最高為37.26 g/kg.其中東路、紅旗、舊州、白蓮、臨城為最低級(jí)六級(jí)占41.67%，中原、板橋?yàn)槿?jí)占16.67%，合慶、東澳、黃流、新村為二級(jí)占 33.33%，崖城為一級(jí)占8.33%。全鉀含量總體上較低，尤其是極缺乏地區(qū)較多，不同地區(qū)差異大。海南的東、西、北部是我國(guó)缺鉀最嚴(yán)重的地區(qū)之一，南方紅壤的粘粒礦物組成以固鉀能力差的高嶺石和水云母為主，土壤供鉀能力較差［19］。海南北部的東路、紅旗、舊州、白蓮、臨城地區(qū)多為玄武巖發(fā)育的紅壤，成土礦物含鉀量低，供鉀能力不足［20］。從圖8可知，野生稻土壤全鉀含量高于栽培稻土壤的為9個(gè)采樣區(qū)，占75%。這與野生稻土壤有機(jī)質(zhì)較高易于保肥，以及栽培稻土壤復(fù)種和落干管理利于難效態(tài)鉀分解轉(zhuǎn)化流失有關(guān)。

圖8 海南野生稻和栽培稻土壤全鉀含量

3 結(jié)論和討論

(1)按照第二次全國(guó)土壤普查和海南土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，海南普通野生稻原生境土壤pH、堿解氮總體適宜，有機(jī)質(zhì)及磷鉀含量以中等偏低水平居多。

(2)海南不同地區(qū)普通野生稻原生境土壤養(yǎng)分含量對(duì)比，pH值差異較小，全氮除中原外其它地區(qū)均極缺乏，有機(jī)質(zhì)及其它養(yǎng)分含量不同地區(qū)差異大。

(3)海南普通野生稻原生境土壤與周邊栽培稻土壤養(yǎng)分進(jìn)行對(duì)比，pH值差異較小，普通野生稻原生境土壤有機(jī)質(zhì)明顯高于栽培稻，總體上氮磷鉀含量在多數(shù)地區(qū)為野生稻土壤高于栽培稻。

(4)海南栽培稻土壤因復(fù)種指數(shù)高、偏施化肥、輕施有機(jī)肥等原因?qū)е峦寥婪柿ο陆?，并最終將制約產(chǎn)量的提高。應(yīng)加強(qiáng)科學(xué)合理的農(nóng)田管理措施。

(5)海南野生稻原生境土壤普遍存在有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀含量偏低甚至是極缺乏問(wèn)題，對(duì)野生稻的正常生長(zhǎng)造成一定影響。建議對(duì)野生稻的保護(hù)可采取原生境保護(hù)和異位保護(hù)(種子資源圃)兩種方式分別進(jìn)行，從而更有利于普通野生稻資源的保存和保護(hù)。

(6)因人為開(kāi)墾、自然災(zāi)害、環(huán)境惡化等因素導(dǎo)致海南普通野生稻原生境分布點(diǎn)、面積和野生稻植株受到嚴(yán)重破壞。建議加強(qiáng)相關(guān)保護(hù)及資金投入，將現(xiàn)有6個(gè)野生稻原生境保護(hù)區(qū)增加到10個(gè)甚至更多，否則沒(méi)有進(jìn)行保護(hù)的野生稻原生境點(diǎn)將在不遠(yuǎn)的將來(lái)消失殆盡。

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