漳州水仙花產(chǎn)地生態(tài)地球化學(xué)特征

　　摘要:為了解漳州市水仙花產(chǎn)地的生態(tài)地球化學(xué)特征，解決漳州市水仙花種植規(guī)劃和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的問(wèn)題，選取了水仙花傳統(tǒng)種植區(qū)與非傳統(tǒng)種植區(qū)進(jìn)行對(duì)比研究。采集了土壤、灌溉水、水仙花球莖樣品，測(cè)定了重金屬元素、土壤常量元素及理化指標(biāo)，根據(jù)土壤營(yíng)養(yǎng)元素全量和有效量評(píng)價(jià)了水仙種植區(qū)的營(yíng)養(yǎng)狀況與兩種植區(qū)土壤元素差異。結(jié)果表明，整個(gè)漳州水仙種植區(qū)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素含量較高，適宜水仙花生長(zhǎng)，非傳統(tǒng)種植區(qū)土壤中各元素較傳統(tǒng)種植區(qū)無(wú)明顯差異，甚至一些對(duì)植物生長(zhǎng)有利的指標(biāo)含量更高，如速效K，有效Mn、S、Si，稀土元素。通過(guò)兩種植區(qū)土壤－水仙元素富集系數(shù)對(duì)比也發(fā)現(xiàn)兩地差異較小。

　　關(guān)鍵詞:水仙花;生態(tài)地球化學(xué)特征;營(yíng)養(yǎng)元素;水仙種植區(qū);漳州

　　0引言

　　水仙花是多年生鱗莖植物，在我國(guó)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(jié)消腫的功效［1］。福建漳州水仙花種植區(qū)地形平坦開(kāi)闊，成土母質(zhì)為第四系全新統(tǒng)海積灰黑色淤泥，局部夾泥質(zhì)砂，含貝殼及腐殖質(zhì)，厚度約3m，其下為第四系全新統(tǒng)沖洪積灰黃色中細(xì)沙，土質(zhì)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(qū)具有較高的年平均氣溫，降雨量充足，地表水文背景優(yōu)越，有較好的排水灌溉能力，每年5—10月當(dāng)?shù)鼗ㄞr(nóng)為保持土壤養(yǎng)分均衡有輪種水稻的習(xí)慣，這給水仙花的生長(zhǎng)帶來(lái)了優(yōu)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?yàn)?年期栽培，取樣時(shí)間為第3年成熟期，本次野外采樣時(shí)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(tǒng)種植區(qū)土壤及灌溉水樣品各26件，水仙花球莖樣品10件;榜山鎮(zhèn)等非傳統(tǒng)種植區(qū)土壤及灌溉水樣品10件，水仙花球莖樣品6件，采樣點(diǎn)位分布情況見(jiàn)圖1。

　　1.2樣品分析測(cè)試

　　土壤樣品:采用發(fā)射光譜法測(cè)定B，原子熒光法測(cè)定As、Hg、Se，電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定Pb、Cd、Cr、Cu、Mo、Ni、Zn、ＲEE，粉末壓片X熒光法測(cè)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(zhì)譜法測(cè)定Al、B、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo，氫化物－原子熒光光譜法測(cè)定As，離子色譜儀測(cè)定法測(cè)定F，冷蒸氣－原子熒光光譜法測(cè)定Hg。另外，采用電位法測(cè)定土壤pH，采用等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定速效K、有效P、銨態(tài)N、有效B、有效Cu、有效Fe、有效Mn、有效Zn、有效Mo。分析時(shí)插入國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)控制分析準(zhǔn)確度，按樣品總數(shù)的5%抽取檢查樣品編成密碼進(jìn)行重復(fù)分析以及對(duì)異常點(diǎn)進(jìn)行再次重復(fù)分析，控制分析測(cè)試精密度。水仙花球莖樣品:采用微波消解法預(yù)處理樣品，氫化物－原子熒光光譜法(HG－AFS)測(cè)定As、Se，冷蒸氣－原子熒光光譜法(CV－AFS)測(cè)定Hg，高分辨等離子體質(zhì)譜法(HＲ－ICP－MS)測(cè)定B、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Pb、ＲEE、S、Zn。分析時(shí)采用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和密碼重復(fù)樣監(jiān)控分析質(zhì)量。

　　2土壤及灌溉水元素地球化學(xué)特征

　　2.1土壤元素含量特征

　　漳州水仙種植區(qū)土壤元素含量特征統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。種植區(qū)土壤pH較低，平均值為5.3，呈弱酸性。通過(guò)與中國(guó)土壤(A層)元素平均含量［4］、福建沿海經(jīng)濟(jì)帶表層土壤元素基準(zhǔn)值［5］對(duì)比發(fā)現(xiàn):研究區(qū)內(nèi)土壤中常量元素CaO、Na2O、MgO略高于福建省沿海經(jīng)濟(jì)帶表層土壤含量而低于中國(guó)土壤(A層)元素平均含量，說(shuō)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(huì)發(fā)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(jīng)濟(jì)帶和中國(guó)土壤(A層)含量相差不大。研究區(qū)內(nèi)土壤微量元素、稀土(ＲEE)、B、Mo、Mn元素含量高于福建省沿海經(jīng)濟(jì)帶，Pb含量為中國(guó)土壤(A層)含量的2.7倍，這與福建省沿海地區(qū)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(guó)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(guān)。

　　2.2灌溉水元素含量特征

　　水仙種植區(qū)灌溉水中元素含量統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。種植區(qū)灌溉水中各元素含量變化范圍較大，含量差異顯著。通過(guò)傳統(tǒng)種植區(qū)與非傳統(tǒng)種植區(qū)灌溉水中元素均值及中位數(shù)對(duì)比發(fā)現(xiàn):傳統(tǒng)種植區(qū)B、Mg、Zn和Ni4個(gè)元素含量低于非傳統(tǒng)種植區(qū)，Hg、Cu兩個(gè)元素明顯高于非傳統(tǒng)種植區(qū)，其他元素含量基本一致。從相關(guān)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(guān)聯(lián)性，如傳統(tǒng)種植區(qū)土壤中Hg、Cu含量高于非傳統(tǒng)種植區(qū)，而灌溉水中具有同樣的地球化學(xué)特征顯示。綜合考慮兩地灌溉水均來(lái)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(qū)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(guān)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(tǒng)計(jì)(表8)可見(jiàn):(1)除As、Cd、F、Fe、Mn、Ni、Pb等元素外，大多數(shù)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(wěn)定性。(2)傳統(tǒng)種植區(qū)與非傳統(tǒng)種植區(qū)相比，水仙花球莖中各元素平均含量基本一致，傳統(tǒng)與非傳統(tǒng)種植區(qū)水仙花無(wú)顯著差異。(3)傳統(tǒng)及非傳統(tǒng)種植區(qū)土壤中元素全量及有效態(tài)含量差異未對(duì)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(yǎng)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(guān)系

　　為了分析水仙花對(duì)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(guān)性統(tǒng)計(jì)(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(guān)性不好。其原因可能是作物對(duì)土壤中元素吸收富集機(jī)制的復(fù)雜性，例如有研究認(rèn)為作物對(duì)元素的吸收與作物品種、其基因型、土壤元素形態(tài)、土壤理化性質(zhì)等多種因素有關(guān)［16－19］，因而水仙花與土壤中多數(shù)元素含量關(guān)系難以從簡(jiǎn)單的相關(guān)性反映。即使從土壤元素有效態(tài)含量與水仙花元素相關(guān)性分析來(lái)看，兩者也僅有有效Zn呈現(xiàn)出正相關(guān)性，其他元素土壤有效態(tài)含量與水仙花球莖中元素含量無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系。

　　5結(jié)論

　　通過(guò)對(duì)漳州水仙花傳統(tǒng)種植區(qū)及非傳統(tǒng)種相植區(qū)土壤、灌溉水、水仙花球莖等介質(zhì)中元素含量特征及其相關(guān)關(guān)系分析得出以下結(jié)論:(1)整個(gè)水仙種植區(qū)土壤主要以第四系全新統(tǒng)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(yíng)養(yǎng)元素全量。對(duì)土壤元素全量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，除Hg元素外，兩種植區(qū)土壤中各元素含量差異不大，甚至非傳統(tǒng)種植區(qū)土壤中B、Mn、Mo、Zn等營(yíng)養(yǎng)元素全量還略高于傳統(tǒng)種植區(qū)。2)整個(gè)種植區(qū)灌溉水中各元素含量變化范圍較大，含量差異較顯著;傳統(tǒng)種植區(qū)與非傳統(tǒng)種植區(qū)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(guān)聯(lián)性，兩地灌溉水中部分元素含量差異應(yīng)主要由種植區(qū)土壤元素含量差異所引起。(3)整個(gè)種植區(qū)內(nèi)有效態(tài)元素含量整體處于不缺乏水平，較豐富的土壤營(yíng)養(yǎng)元素有效態(tài)含量可能是漳州水仙花品質(zhì)較好的原因之一。但根據(jù)變異系數(shù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)各有效態(tài)含量跨度較大且分布不均勻，需根據(jù)不同地塊差異調(diào)整施肥措施。兩種植區(qū)土壤營(yíng)養(yǎng)元素有效量差異不顯著，非傳統(tǒng)種植區(qū)土壤中Mn、S、Si有效態(tài)與速效K的含量率高于傳統(tǒng)種植區(qū)。

　　綜上所述，園山腳下水仙傳統(tǒng)種植區(qū)與九龍江南岸非傳統(tǒng)種植區(qū)各介質(zhì)中元素含量并無(wú)明顯差異。在綜合考慮水仙花收購(gòu)價(jià)格及種植管理因素前提下，可在與傳統(tǒng)種植區(qū)類似的九龍江沖海積平原區(qū)推廣漳州水仙花的種植。

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