楊開(kāi)太 韓小美 梁燕芳 劉軍 陳寶玲 陳爾 杜鈴 毛純

摘要 ［目的］探究林下生態(tài)高效栽培3種藥材對(duì)土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分的影響。［方法］在加勒比松林下種植百部、砂仁和天冬，在種植時(shí)、種植后180 d和種植后360 d取樣進(jìn)行土壤pH和營(yíng)養(yǎng)元素檢測(cè)。［結(jié)果］3種藥材種植后對(duì)土壤pH的影響小；有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀的含量先增大后減小，但百部種植下的土壤全氮含量呈緩慢升高；硝態(tài)氮和有效磷含量逐漸增加；全磷和全鉀逐漸減少，但天冬在種植后360 d土壤全鉀含量有所升高；銨態(tài)氮含量先減少后升高。［結(jié)論］在林下種植百部、砂仁和天冬，應(yīng)根據(jù)不同作物實(shí)行不同的施肥方案，在松樹(shù)-百部的種植模式下，種植前期宜多施氮、磷、鉀肥料，隨著種植時(shí)間的增加，可以減少氮肥的施用量；在松樹(shù)-砂仁的種植模式下，種植前期可以適量少施氮肥和磷肥，適當(dāng)施用鉀肥，在種植后期應(yīng)多施氮肥、磷肥和鉀肥；在松林-天冬的種植模式下，在種植前后期應(yīng)多施磷、鉀等肥料，施用少量氮肥，種植后期增加氮、磷肥的施用，適當(dāng)施用鉀肥。

關(guān)鍵詞 林下種植；生態(tài)高效栽培；土壤性質(zhì)；營(yíng)養(yǎng)元素

中圖分類號(hào) S714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2023）09-0083-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.020

Abstract ［Objective］To explore the effects of ecological and efficient cultivation of three medicinal materials under the forest on soil physicochemical properties and nutrients.［Method］Stemona japonica，Amomum villosum and Asparagus cochinchinensis were planted under the Pinus caribaea Morelet forest.Soil samples were taken during planting，6 months and 12 months after planting to detect soil pH and nutrient elements.［Result］The results showed that the three herbs had little effect on soil pH after planting;The contents of organic matter，total nitrogen and available potassium increased first and then decreased after planting，but the content of soil total nitrogen increased slowly under Stemona japonica planting;The content of NO3N and available phosphorus increased gradually;Total phosphorus and total potassium decreased gradually，but the content of total potassium in soil increased from 6 months after planting Asparagus cochinchinensis;The content of ammonium nitrogen decreased first and then increased.［Conclusion］When planting Stemona japonica，Amomum villosum and Asparagus cochinchinensis under the forest，different fertilization schemes should be implemented according to different crops.Under the planting mode of pine Stemona japonica，it is appropriate to apply more nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer in the early stage of planting.With the increase of planting time，the application amount of nitrogen fertilizer can be reduced; Under the planting mode of pine and Amomum villosum，an appropriate amount of nitrogen and phosphorus fertilizer can be applied less and potassium fertilizer can be applied appropriately in the early stage of planting，and more nitrogen，phosphorus and potassium fertilizer should be applied in the late stage of planting; Under the planting mode of pine and Asparagus cochinchinensis，more phosphorus，potassium and other fertilizers should be applied before and after planting，and a small amount of nitrogen fertilizer should be applied.In the later stage of planting，the application of nitrogen and phosphorus fertilizer should be increased，and potassium fertilizer should be applied appropriately.

Key words Planting under the forest; Ecological and efficient cultivation; Soil properties; Nutrient elements

基金項(xiàng)目 廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“廣西林下經(jīng)濟(jì)特色種質(zhì)資源收集保存與生態(tài)高效栽培及利用研究”（桂科AB21238014）。

作者簡(jiǎn)介 楊開(kāi)太（1973—），男，云南鎮(zhèn)雄人，高級(jí)工程師，從事林下經(jīng)濟(jì)、園林花卉栽培研究。*通信作者，工程師，從事森林培育研究。

近年來(lái)，大力發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)已越來(lái)越被重視，其中林下生態(tài)高效種植已成為發(fā)展的主要方式，結(jié)合林區(qū)實(shí)際情況，合理利用林地資源，根據(jù)其土壤結(jié)構(gòu)、植被分布、土壤肥力等選擇適合林下種植的作物，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下將有限的林地資源實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益［1-2］。在林下種植作物中，以中藥材尤為興盛，林下藥材生態(tài)高效的種植模式能使中藥材達(dá)到一種仿野生生態(tài)生長(zhǎng)的過(guò)程［3］，因此也能提高藥材的品質(zhì)和產(chǎn)量。

百部（Stemona japonica （Bl.） Miq），為百合目百部科多年生草本藥用植物，在兩廣及云貴地區(qū)分布廣泛，并且產(chǎn)量較高，入藥可用于治療咳嗽、肺癆、頭虱、體虱等［4］。砂仁（Amomum villosum Lour），為姜科豆蔻屬多年生草本植物，果實(shí)供藥用，是我國(guó)四大傳統(tǒng)南藥之一，主治脾胃氣滯，宿食不消，腹痛痞脹，噎膈嘔吐，寒瀉冷痢，藥用價(jià)值極高，在我國(guó)兩廣地區(qū)和云南等南亞熱帶地區(qū)均有分布，屬于熱帶亞熱帶作物［5-6］。天冬（Asparagus cochinchinensis（Lour .）Merr.），又稱天門(mén)冬，為百合科天冬屬植物，原產(chǎn)非洲熱帶荒漠，人工栽培易成功，食用部分為地下塊狀莖，多數(shù)呈紡錘形，是冬季儲(chǔ)藏養(yǎng)分的重要器官，具有較高的藥用價(jià)值，可鎮(zhèn)咳去痰、滋腎潤(rùn)燥，可用于治療肺熱咳嗽、肺痿腫癰、骨痿等［7］。不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)作物的品質(zhì)與產(chǎn)量具有一定影響，作物的生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收也具有偏好性與選擇性，有著特定的需求種類和吸收比例［8］。影響淫羊藿總黃酮含量的主導(dǎo)因子為全鉀、全氮，影響淫羊藿苷含量的主導(dǎo)因子為有效磷［9］；在花生的長(zhǎng)期栽培生長(zhǎng)中，從土壤中吸收的氮素會(huì)逐漸減少，而對(duì)磷、鉀、硼、鐵、鈣等元素的吸收量較多［10］，致使土壤中營(yíng)養(yǎng)元素失衡，同時(shí)還能影響土壤的理化性質(zhì)［11］，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量減少，品質(zhì)變差。為了解林下生態(tài)高效種植百部、砂仁和天冬的生態(tài)高效栽培對(duì)土壤理化性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素含量變化的影響，采用林下生態(tài)高效種植試驗(yàn)樣地，定期取土樣檢測(cè)，比較不同林藥林下生態(tài)高效種植土壤理化性質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素含量的差異，以期為百部、砂仁和天冬林下生態(tài)高效種植過(guò)程中肥料的施用提供指導(dǎo)，對(duì)林藥林下生態(tài)高效種植栽培方案的制訂及林地土壤的保護(hù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于108°12′E，22°41′N(xiāo)的廣西國(guó)有七坡林場(chǎng)立新站12林班林下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)。試驗(yàn)林下土壤以赤紅壤為主，土壤pH為4.31～4.59，質(zhì)地較輕，土層厚。發(fā)育母巖主要以砂巖、砂頁(yè)巖、硅質(zhì)巖或四紀(jì)紅土母質(zhì)為主，土層厚度在70～120 cm，土壤含水量27.34%，土壤總孔隙度50.04%。

1.2 試驗(yàn)材料 2020年5月在加勒比松林下采用開(kāi)梯帶式種植，林下試驗(yàn)總面積0.1 hm2，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選擇3種林下藥材砂仁、百部和天冬。每種藥材種植3個(gè)重復(fù)，小區(qū)面積為2 m×15 m～2 m×20 m。3種林藥均為林下生態(tài)高效栽培，苗的培育在林場(chǎng)育苗基地完成，移栽時(shí)挑選長(zhǎng)勢(shì)一致且無(wú)明顯異常的幼苗。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 取樣方法與樣品保存。

于藥材種植前進(jìn)行采樣，測(cè)定土壤pH和養(yǎng)分含量作為對(duì)照（CK），對(duì)比林藥種植180 d和林藥種植360 d的土壤pH和養(yǎng)分含量。分別在不同藥材種植林下，每個(gè)隨機(jī)區(qū)組距離中草藥20 cm處采集0～20 cm深度的土壤，每取3個(gè)點(diǎn)混合成一個(gè)土樣，每個(gè)林藥設(shè)置3個(gè)重復(fù)。采集樣本后，進(jìn)行分批陰干，去除土樣中的葉片、石塊等，然后研磨過(guò)2 mm篩，最后密封存放于-20 ℃冰箱中待測(cè)。測(cè)定土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀含量。

1.3.2 測(cè)定指標(biāo)及方法。

各測(cè)試指標(biāo)采用如下方法進(jìn)行檢測(cè)：pH，水土比為1∶5，采用便攜式多參數(shù)數(shù)字化分析儀測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)采用灼燒法測(cè)定；土壤全氮含量采用凱氏定氮法測(cè)定；硝態(tài)氮、銨態(tài)氮采用流動(dòng)分析儀法測(cè)定；土壤全磷含量采用氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗比色法測(cè)定；有效磷含量采用浸提法測(cè)定；土壤全鉀含量用氫氧化鈉堿熔-火焰光度計(jì)法測(cè)定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行整理和分析，使用單因素方差分析（oneway ANOVA）分析數(shù)據(jù)的顯著性，采用Duncan檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 林下種植藥材對(duì)土壤pH變化的影響

由圖1可知，在松林下種植百部、砂仁和天冬，林地土壤pH的變化趨勢(shì)基本一致。種植開(kāi)始時(shí)，3種藥材的土壤pH存在一定的差異，但差異不大；種植后180 d，土壤pH均下降，其中種植砂仁的變化率小于百部和天冬；種植后360 d時(shí)，pH均上升，以砂仁的上升變化率為最大，pH為4.65±0.07，高于種植時(shí)土壤的平均pH 4.59±0.16。種植3種藥材對(duì)林下土壤pH的影響較小，百部、砂仁和天冬種植后土壤pH的變異系數(shù)分別為1.18%、1.16%和1.42%。

2.2 林下種植藥材對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分含量變化的影響

林下生態(tài)高效栽培種植3種藥材對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全量養(yǎng)分（全氮、全磷和全鉀）含量的影響見(jiàn)表1。3種藥材種植后土壤有機(jī)質(zhì)的含量均先升高后降低，其含量排序?yàn)榉N植180 d＞360 d＞種植0 d，且不同時(shí)間段的含量間均差異顯著（P＜0.05），其中種植天冬對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響變化率最大，種植后180 d時(shí)較初始增加了94.86%，到種植后360 d時(shí)有機(jī)質(zhì)含量下降了33.10%。

種植百部后，土壤中全氮含量逐漸上升，且不同時(shí)間段的含量間差異顯著（P＜0.05），種植砂仁和天冬后土壤全氮含量均先上升后下降，且表現(xiàn)為種植后180 d＞種植后360 d＞種植0 d。

全磷在土壤含量較其他全量養(yǎng)分低，種植百部和砂仁180 d時(shí)土壤全磷含量較初始時(shí)含量幾乎穩(wěn)定，且無(wú)顯著差異（P＜0.05），但在種植后360 d含量急速下降，分別下降了38.89%和28.95%，種植天冬后土壤全磷含量持續(xù)下降，種植180 d時(shí)下降47.50%，種植360 d較初始含量下降57.50%。

種植百部和砂仁后土壤全鉀含量逐漸降低，3個(gè)時(shí)間段的含量間差異顯著（P＜0.05），在種植360 d時(shí)，土壤全鉀含量分別下降了46.86%和32.12%，但種植天冬后，土壤中全鉀含量先降低后升高，含量變化表現(xiàn)為種植0 d＞種植360 d＞種植180 d。

2.3 林下種植藥材對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量變化的影響

土壤中速效養(yǎng)分包括硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀，林下種植3種藥材對(duì)土壤中速效養(yǎng)分含量的影響見(jiàn)表2。種植3種藥材后，土壤中硝態(tài)氮均呈升高趨勢(shì)，種植180 d時(shí)較種植時(shí)含量升高最多，種植360 d的升高速率變緩，種植0～180 d以天冬硝態(tài)氮增長(zhǎng)最快，種植180～360 d時(shí)以砂仁土壤硝態(tài)氮增長(zhǎng)速率最快。

土壤中銨態(tài)氮的變化規(guī)律均先下降再升高，在種植百部和天冬的土壤中銨態(tài)氮含量表現(xiàn)為種植0 d＞種植360 d＞種植180 d，種植砂仁處理中表現(xiàn)為種植360 d＞種植0 d＞種植180 d，在3種藥材中，不同時(shí)間段的含量之間均差異顯著（P＜0.05）。

有效磷含量在3種種植藥材的土壤中均表現(xiàn)為逐漸升高，種植百部后有效磷的含量呈逐步上升。種植砂仁的土壤有效磷含量在前180 d基本穩(wěn)定，但在種植360 d時(shí)顯著增加（P＜0.05），較種植0 d含量增加了106.84%；種植天冬的土壤有效磷含量在種植180 d時(shí)較初始增長(zhǎng)率較大，增加了81.79%，種植后360 d時(shí)較初始增加了131.36%。

土壤速效鉀含量先升高后降低，3種藥材種植后土壤速效鉀含量表現(xiàn)為種植180 d＞種植后360 d＞種植0 d，種植0～180 d時(shí)砂仁對(duì)土壤速效鉀含量的影響最大，增長(zhǎng)率最高，種植180～360 d時(shí)百部和天冬對(duì)其影響大于砂仁，含量顯著降低，分別降低了37.27%和28.44%。

3 結(jié)論與討論

土壤pH對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分含量具有一定影響。酸度增大可致使土壤微龜裂密度增大、數(shù)量增多，加速水分運(yùn)行，導(dǎo)致土壤耐旱性變差，肥力下降；土壤堿性增大導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量低，質(zhì)地黏重，土壤板結(jié)，肥力降低［12-13］。有研究表明，土壤pH與土壤全氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），與土壤全鉀、速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）［14］，在不同pH區(qū)間的土壤中，速效鉀、有效鋅、有效錳、有效鐵、有效硼、交換性鈣、交換性鎂的含量組間均存在顯著差異［15］。在該研究中，加勒比松林下種植百部、砂仁和天冬，分別在種植0 d、種植180 d和種植360 d取樣進(jìn)行土壤pH測(cè)定，平均pH分別為4.39±0.05、4.60±0.05和4.43±0.06，百部、砂仁和天冬在整個(gè)試驗(yàn)周期中對(duì)土壤pH的影響較小，因此，林下種植百部、砂仁和天冬因影響土壤pH而導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分含量變化的可能性較小。

松林下種植百部，土壤有機(jī)質(zhì)、速效鉀含量隨時(shí)間的變化先增加再減少，土壤全氮、硝態(tài)氮和有效磷含量隨種植時(shí)間增加而增加，土壤銨態(tài)氮含量隨種植時(shí)間的延長(zhǎng)先減少再增加，土壤全磷和全鉀隨時(shí)間的變化而減少。因此，在松樹(shù)-百部的種植模式下，種植前期宜多施氮、磷、鉀肥，隨著種植時(shí)間的增加，可以減少氮肥的施用量。松樹(shù)下種植砂仁，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效鉀含量隨時(shí)間的變化先增加再減少，土壤硝態(tài)氮和有效磷含量隨時(shí)間增加而增加，土壤銨態(tài)氮含量隨時(shí)間變化先減少再增加，全鉀含量隨時(shí)間增加而減少。因此，在松樹(shù)-砂仁的種植模式下，種植前期可以適量少施氮肥和磷肥，適當(dāng)施用鉀肥，在種植后期應(yīng)多施氮、磷、鉀肥。松林下種植天冬，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量隨時(shí)間的變化先增加再減少，土壤銨態(tài)氮、全鉀含量隨種植時(shí)間變化先減少再增加，土壤有效磷和硝態(tài)氮含量隨種植時(shí)間增加而增加，全磷含量隨著時(shí)間變化而減少。因此，在松樹(shù)-天冬的種植模式下，在種植前后期應(yīng)多施磷、鉀等肥料，施用少量氮肥，種植后期增加氮、磷肥的施用，適當(dāng)施用鉀肥。

在松林下進(jìn)行林下種植，其林地主要植被為松樹(shù)，針葉凋落后周轉(zhuǎn)緩慢，易在土壤表面形成較厚的凋落物層，而較厚的凋落物層能有效減弱降雨對(duì)土壤的擊濺、侵蝕以及地表徑流的沖刷，減少土壤中水分蒸發(fā)，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，改善土壤理化特性［16-17］，有助于林下藥材的生長(zhǎng)，但是林地植被較為單一，穩(wěn)定性弱，易發(fā)生林地系統(tǒng)退化或植被受損。長(zhǎng)期大量施用化肥容易對(duì)土壤造成污染，且導(dǎo)致利用率減退，在實(shí)際種植過(guò)程中，化學(xué)肥料與外源有機(jī)肥料配施，可以有效提高土壤肥力及改善作物產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)林下中草藥種植產(chǎn)業(yè)與林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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