摘要:摘要:為了解漳州市水仙花產地的生態地球化學特征,解決漳州市水仙花種植規劃和農業產業結構調整的問題,選取了水仙花傳統種植區與非傳統種植區進行對比研究。采集了土壤、灌溉
摘要:為了解漳州市水仙花產地的生態地球化學特征,解決漳州市水仙花種植規劃和農業產業結構調整的問題,選取了水仙花傳統種植區與非傳統種植區進行對比研究。采集了土壤、灌溉水、水仙花球莖樣品,測定了重金屬元素、土壤常量元素及理化指標,根據土壤營養元素全量和有效量評價了水仙種植區的營養狀況與兩種植區土壤元素差異。結果表明,整個漳州水仙種植區土壤中營養元素含量較高,適宜水仙花生長,非傳統種植區土壤中各元素較傳統種植區無明顯差異,甚至一些對植物生長有利的指標含量更高,如速效K,有效Mn、S、Si,稀土元素。通過兩種植區土壤-水仙元素富集系數對比也發現兩地差異較小。
關鍵詞:水仙花;生態地球化學特征;營養元素;水仙種植區;漳州
0引言
水仙花是多年生鱗莖植物,在我國有1300多年的栽培歷史,其中以福建漳州水仙花最為出名,其花姿、花色豐富,香味宜人,水仙鱗莖也可入藥、有清熱解毒、散結消腫的功效[1]。福建漳州水仙花種植區地形平坦開闊,成土母質為第四系全新統海積灰黑色淤泥,局部夾泥質砂,含貝殼及腐殖質,厚度約3m,其下為第四系全新統沖洪積灰黃色中細沙,土質疏松,土壤肥沃,pH為弱酸性,具有很好的保肥能力,且漳州地區具有較高的年平均氣溫,降雨量充足,地表水文背景優越,有較好的排水灌溉能力,每年5—10月當地花農為保持土壤養分均衡有輪種水稻的習慣,這給水仙花的生長帶來了優越的條件[2]。

1研究方法
1.1樣品的采集及處理
水仙花種球為3年期栽培,取樣時間為第3年成熟期,本次野外采樣時間為2015年4月,同期采集土壤及灌溉水樣品。共采集土壤樣品36件,配套灌溉水樣品36件,水仙花球莖樣品16件。其中:園山傳統種植區土壤及灌溉水樣品各26件,水仙花球莖樣品10件;榜山鎮等非傳統種植區土壤及灌溉水樣品10件,水仙花球莖樣品6件,采樣點位分布情況見圖1。
1.2樣品分析測試
土壤樣品:采用發射光譜法測定B,原子熒光法測定As、Hg、Se,電感耦合等離子體質譜法測定Pb、Cd、Cr、Cu、Mo、Ni、Zn、REE,粉末壓片X熒光法測定Mn、P、S、Zr及SiO2、Al2O3、TFe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO。灌溉水樣品:采用高分辨等離子體質譜法測定Al、B、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo,氫化物-原子熒光光譜法測定As,離子色譜儀測定法測定F,冷蒸氣-原子熒光光譜法測定Hg。另外,采用電位法測定土壤pH,采用等離子體發射光譜儀測定速效K、有效P、銨態N、有效B、有效Cu、有效Fe、有效Mn、有效Zn、有效Mo。分析時插入國家一級標準物質控制分析準確度,按樣品總數的5%抽取檢查樣品編成密碼進行重復分析以及對異常點進行再次重復分析,控制分析測試精密度。水仙花球莖樣品:采用微波消解法預處理樣品,氫化物-原子熒光光譜法(HG-AFS)測定As、Se,冷蒸氣-原子熒光光譜法(CV-AFS)測定Hg,高分辨等離子體質譜法(HR-ICP-MS)測定B、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Pb、REE、S、Zn。分析時采用國家一級標準物質和密碼重復樣監控分析質量。
2土壤及灌溉水元素地球化學特征
2.1土壤元素含量特征
漳州水仙種植區土壤元素含量特征統計見表1。種植區土壤pH較低,平均值為5.3,呈弱酸性。通過與中國土壤(A層)元素平均含量[4]、福建沿海經濟帶表層土壤元素基準值[5]對比發現:研究區內土壤中常量元素CaO、Na2O、MgO略高于福建省沿海經濟帶表層土壤含量而低于中國土壤(A層)元素平均含量,說明在南方酸性土壤條件下(pH值3.4~5.5)堿金屬和堿土金屬會發生淋溶作用,致使土壤中的含量較低;SiO2、K2O、Al2O3含量與福建省沿海經濟帶和中國土壤(A層)含量相差不大。研究區內土壤微量元素、稀土(REE)、B、Mo、Mn元素含量高于福建省沿海經濟帶,Pb含量為中國土壤(A層)含量的2.7倍,這與福建省沿海地區Pb高背景值的特征吻合。P含量為福建沿海表層土壤及中國土壤含量的2.73倍,造成P含量較高的原因可能與人為施肥有關。
2.2灌溉水元素含量特征
水仙種植區灌溉水中元素含量統計見表2。種植區灌溉水中各元素含量變化范圍較大,含量差異顯著。通過傳統種植區與非傳統種植區灌溉水中元素均值及中位數對比發現:傳統種植區B、Mg、Zn和Ni4個元素含量低于非傳統種植區,Hg、Cu兩個元素明顯高于非傳統種植區,其他元素含量基本一致。從相關性分析(表3)中可以看出,灌溉水中含量差異元素與土壤中元素差異具有較明顯的關聯性,如傳統種植區土壤中Hg、Cu含量高于非傳統種植區,而灌溉水中具有同樣的地球化學特征顯示。綜合考慮兩地灌溉水均來自于九龍江因素,可初步判定兩地灌溉水中部分元素含量差異主要由種植區土壤元素含量差異所引起。
4水仙花元素含量特征及與土壤元素關系
4.1水仙花元素含量特征
由漳州水仙花球莖中元素含量統計(表8)可見:(1)除As、Cd、F、Fe、Mn、Ni、Pb等元素外,大多數元素在水仙花中的含量變化不大,最大值普遍小于最小值的2倍,表明漳州水仙花球莖中元素含量的穩定性。(2)傳統種植區與非傳統種植區相比,水仙花球莖中各元素平均含量基本一致,傳統與非傳統種植區水仙花無顯著差異。(3)傳統及非傳統種植區土壤中元素全量及有效態含量差異未對水仙花中元素含量造成顯著影響。這可能表明,在滿足一定養分需求條件下,水仙花球莖中元素含量不僅僅取決于土壤中元素全量及有效量的水平,而是受多種因素控制。
4.2水仙花元素含量與土壤元素含量關系
為了分析水仙花對土壤中元素吸收富集的特征,筆者分別作了水仙花球莖元素與土壤全量和有效量的相關性統計(表9、表10),除Hg、As兩種元素外,土壤中大部分元素與水仙花中的元素相關性不好。其原因可能是作物對土壤中元素吸收富集機制的復雜性,例如有研究認為作物對元素的吸收與作物品種、其基因型、土壤元素形態、土壤理化性質等多種因素有關[16-19],因而水仙花與土壤中多數元素含量關系難以從簡單的相關性反映。即使從土壤元素有效態含量與水仙花元素相關性分析來看,兩者也僅有有效Zn呈現出正相關性,其他元素土壤有效態含量與水仙花球莖中元素含量無明顯相關關系。
5結論
通過對漳州水仙花傳統種植區及非傳統種相植區土壤、灌溉水、水仙花球莖等介質中元素含量特征及其相關關系分析得出以下結論:(1)整個水仙種植區土壤主要以第四系全新統海積灰黑色淤泥為主,pH值(4.7~6.8)略低,呈弱酸性;土壤中有較高的稀土元素(REE平均354×10-6)和B(平均20.9×10-6)、Mo(平均2.23×10-6)、Mn(平均582×10-6)等營養元素全量。對土壤元素全量對比發現,除Hg元素外,兩種植區土壤中各元素含量差異不大,甚至非傳統種植區土壤中B、Mn、Mo、Zn等營養元素全量還略高于傳統種植區。2)整個種植區灌溉水中各元素含量變化范圍較大,含量差異較顯著;傳統種植區與非傳統種植區灌溉水中元素含量差異與土壤中元素差異具有較明顯的關聯性,兩地灌溉水中部分元素含量差異應主要由種植區土壤元素含量差異所引起。(3)整個種植區內有效態元素含量整體處于不缺乏水平,較豐富的土壤營養元素有效態含量可能是漳州水仙花品質較好的原因之一。但根據變異系數統計發現各有效態含量跨度較大且分布不均勻,需根據不同地塊差異調整施肥措施。兩種植區土壤營養元素有效量差異不顯著,非傳統種植區土壤中Mn、S、Si有效態與速效K的含量率高于傳統種植區。
綜上所述,園山腳下水仙傳統種植區與九龍江南岸非傳統種植區各介質中元素含量并無明顯差異。在綜合考慮水仙花收購價格及種植管理因素前提下,可在與傳統種植區類似的九龍江沖海積平原區推廣漳州水仙花的種植。
參考文獻:
[1]牛煒.水仙多糖及生物堿的提取、純化與檢測[D].福州:福建農林大學,2013.
[2]王成斌.漳州水仙花農業地質背景初探[J].福建地質,2008,27(2):254-258.
[3]劉楊,孫志梅,王小敏.農業地質及其與名特優農產品的相關性研究進展[J].安徽農業科學,2010,38(7):3736-3738.
[4]遲清華.應用地球化學元素豐度數據手冊[M].北京:地質出版社,2007