云南昭通天麻不同产区土壤肥力特征与评价

田孟华，王家金，张公信，戴 堃，刘旭燕，张昌飞，田治蛟，余显伦，刘大会*

(1. 昭通市天麻研究院，云南 昭通 657000；2. 云南省农业科学院 药用植物研究所, 云南 昆明 650205；3. 昭通市天麻特产局，云南 昭通 657000)



云南昭通天麻不同产区土壤肥力特征与评价

田孟华1，王家金2*，张公信1，戴 堃3，刘旭燕1，张昌飞1，田治蛟3，余显伦1，刘大会2**

(1. 昭通市天麻研究院，云南 昭通 657000；2. 云南省农业科学院 药用植物研究所, 云南 昆明 650205；3. 昭通市天麻特产局，云南 昭通 657000)

对云南昭通天麻不同产区进行土壤取样，并针对土壤所在的地理信息、生长环境和土壤理化指标进行测定分析和评价。结果表明，彝良和镇雄2个传统产区的土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钠含量都相对较高；新产区中的大关、永善与传统产区土壤肥力特点较为相近，威信、盐津2产地与传统产区土壤肥力水平差异较大。相关性分析表明，有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效锌及速效钠之间呈极显著正相关，全钾与其它土壤肥力分析指标呈负相关。对不同产区土壤肥力含量进行聚类分析，可分为4大类，彝良9个传统产区与大关寿山乡益株产区的土壤全氮、碱解氮、有机质极丰富，具有较高的土壤肥力相似性。昭通天麻产区以彝良为中心，为酸性黄壤，土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效锌和速效钠是产区土壤肥力特征评价的主要因素，其中大关、永善2个产区可作为新区主要发展区域。

昭通天麻；不同产区；土壤肥力；评价

天麻为兰科植物天麻(GastrodiaelataBl. )的干燥块茎，具有息风止痉、平抑肝阳、祛风通络的功效，为中国传统名贵大宗药材[1]。天麻异养型兰科植物，没有根和叶，其生长主要营养来源是消耗侵入的蜜环菌[2]。土壤是天麻生长发育的重要的环境生态条件，是天麻赖以生存的基质，天麻的生长发育需要土壤不断地供给一定数量的水分、养料及微生物，三相(固相、液相和气相)组成成分的变化直接影响天麻的生长繁殖[3-4]。现代研究表明，天麻除由蜜环菌获得营养外，还可以直接从周围的土壤中摄取营养物质，称之为第二营养源[5]。郑亚玉等研究发现土壤有机质含量、pH值与天麻素含量在野生或栽培样本群内都具有显著正相关[6]。天麻产区生态环境分析表明，土壤是影响天麻生长及品种质量的主要因素[7-8]。目前，关于天麻产区地理和土壤养分状况评价主要集中在陕西、贵州、四川等地区，而对云南地区的报道较少。

昭通位于乌蒙山区，云南省东北部，地势西南高、东北低，属典型的山地构造地形，山高谷深，土壤以黄壤、红壤、紫色土为主，具备种植优质天麻的地貌类型和土壤类型条件。昭通得天独厚的自然条件，所产天麻质量优良，是中国人工种植天麻最早地区之一和全国天麻重要产地[9]。《中华道地药材》记载：天麻主产于四川、云南、湖北、陕西、贵州等省，东北及华北亦产。现以四川、贵州、云南产为道地药材[10]。为了进一步发展昭通天麻种植，规范天麻种植地的选择和种植区划，笔者采用模糊数学方法与主成分分析法相结合，对昭通的彝良县、镇雄县2个天麻传统产区和永善县、威信县、盐津县、大关县4个新产区的地理概况和土壤养分进行调查分析和评价，旨在为昭通天麻的质量评价、GAP基地建设和生产区划提供基础信息。

1 材料与方法

1.1 采样点及采样数量

昭通天麻传统产区为彝良、镇雄2个县，种植面积分别为2000和667 hm2左右；近年来永善、盐津、威信、大关4个县开始发展成为天麻新产区，种植面积各县均不超过333.5 hm2。根据传统产区和新产区天麻种植基地面积大小及土壤状况，结合生产实际，采集了6个县36个代表性产区的土壤样品，具体见表1。

土壤样品的采集考虑空间分布上的不均匀性，按照“随机”、“等量”和“多点混合”原则进行“S”形布点采样[11]，每个土样设置5～8个采样点，去除土表枯枝和树叶，采集0～20 cm的表土，将各采样点的土样混合均匀，按“四分法”保留1 kg，自然风干后磨细，分别过20目、100目筛后保存待分析。

表1 昭通天麻不同产区土壤样品采样点的地理信息和生境概况

续表1 Continued table 1

编号No.县区Counties产地Producingarea经度Longitude纬度Latitude海拔(m)Altitude土壤性质和类型Propertyandtypeofsoil落叶层(cm)Leafcover腐殖质层(cm)HumuscoverYHZ-2海子镇中沟-2104°15'27°31'1698砂性黄棕壤22YHQ海子镇清河104°17'27°34'1605砂性黄壤57YQH-1荞山乡猴街-1104°14'27°36'1931砂性黄壤1510YQH-2荞山乡猴街-2104°14'27°36'1930砂性黄壤1010ZMM镇雄木卓镇墨黑村104°47'27°44'1521砂性黄壤35ZSW-1杉树乡瓦桥村-1104°23'27°37'1590砂性黄壤25ZSW-2杉树乡瓦桥村-2104°26'27°40'1691砂性黄壤25ZWS碗厂镇上厂村104°26'27°40'1582砂性黄壤35ZMS芒部镇三滴水村104°49'27°38'1470砂性黄壤310YLL永善莲峰镇六井村103°08'27°54'2163砂性黄壤25YMS马楠乡石灰窑103°36'28°02'2384砂性黄壤24YSZ水竹乡中梁子103°42'27°56'1950砂性黄壤17YNL盐津牛寨乡龙茶104°24'28°09'918砂性黄壤24YLX落雁乡陆溪沟104°16'28°11'1074砂性黄壤12WZX威信扎西镇小坝105°03'27°52'1291砂性黄壤23WLB林凤镇斑鸠104°54'27°49'1513砂性黄壤35DSY大关寿山乡益珠103°50'27°55'1667砂性黄壤510

1.2 测定项目及方法

土壤pH值采用电位法，土壤有机质采用外加热重铬酸钾容量法，土壤全氮采用凯氏定氮法，土壤全磷、全钾采用氢氧化钠熔融后钼锑抗比色法和火焰光度法，土壤碱解氮采用碱解扩散法，土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法，土壤速效钾、速效钠采用乙酸铵浸提-火焰光度法，土壤交换性钙、镁采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法，有效态锰、锌、铁、铜的测定采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法[12]。

1.3 数据分析方法

试验数据均采用Excel 2010、SPSS 19.1进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 昭通天麻不同产区的生境概况

昭通天麻主要产区的地理分布和地理信息、生境概况见表1。昭通天麻产区是以彝良县为中心，沿北纬27°31′～28°11′，东经103°08′～105°03′地理位置分布；海拔范围918～2384 m，其中永善产区海拔最高，盐津产区海拔最低，多数在1400～2000 m；土壤类型以砂性黄壤为主，少量砂性黄棕壤，没有粘性土壤；高海拔区域多为阳面种植，中海拔区域多为半阴半阳面种植，低海拔区域多为阴面种植，坡度在15°～60°，其中一半以上坡度在30°左右；腐殖质层厚度1～20 cm，以5～15 cm腐殖质厚度居多，占总数60 %以上；枯枝落叶厚度1～20 cm。

2.2 昭通天麻不同产区土壤肥力特征

2.2.1 土壤pH值和有机质 土壤pH值和有机质是植物生长的基础条件，直接影响养分元素的存在形态和植物有效利用，是土壤化学性质的一个综合反映[13]。昭通天麻主要种植区土壤pH值在4.00～4.74，平均pH值为4.31，整体差异较小，具有较好的代表性和普遍性。天麻一般生长于微酸环境，pH值为5.0～6.0，蜜环菌最适生长于pH值 5.0～5.5，抑制生长的pH值 <2.9或pH值 >7.4[14]。朱光新对昭通地区土壤pH值测定和分区结果表明，彝良、大关等地大部分土壤pH值 <5.0，低于其它天麻产区，彝良天麻品质最优，这可能与较低的土壤酸度长期影响微生物菌群和溶解的矿物离子有密切的关系[15]。

有机质含量最低和最高均在彝良产区，分别为30.20和138.30 g/kg。就变异系数来看，彝良变异最大，为34.90 %，其它产区较小，能较好的代表当地有机质整体水平。根据全国第二次土壤普查养分分级标准，所有产区有机质均处于丰富和极丰富水平，其中大关县、永善县、彝良县和镇雄县有机质平均含量极丰富，植被茂盛，地表覆盖物厚，气候寒冷湿润，有利于天麻的生长。

表2 昭通天麻不同产区的土壤理化性状

2.2.2 土壤大量养分 表2显示，彝良县全氮含量1.37～5.59 g/kg，平均值3.23 g/kg，碱解氮含量99.40～651.30 mg/kg，平均值352.80 mg/kg，变异较大；镇雄县全氮含量1.77～3.40 g/kg，平均值2.63 g/kg，碱解氮含量120.20～244.80 mg/kg，平均值185.16 mg/kg，变异较小；永善县全氮含量2.73～3.91 g/kg，平均值3.18 g/kg，碱解氮含量197.30～253.70 mg/kg，平均值217.10 mg/kg，变异较小；威信县全氮含量平均值2.30 g/kg，碱解氮含量平均值146.85 mg/kg；盐津县全氮含量平均值1.56 g/kg，碱解氮含量平均值99.40 mg/kg；大关县样品全氮含量4.73 g/kg，碱解氮含量550.40 mg/kg。全氮和碱解氮含量平均水平以大关县、彝良县较高，永善县、镇雄县居中，威信县、盐津县较低。

彝良县全磷含量0.33～1.71 g/kg，平均值0.82 g/kg，有效磷含量4.30～16.40 mg/kg，平均值9.12 mg/kg，变异较大；镇雄县全磷含量0.40～1.23 g/kg，平均值0.68 g/kg，有效磷含量4.60～15.70 mg/kg，平均值8.34 mg/kg，变异较大；永善县全磷含量0.81～1.22 g/kg，平均值0.95 g/kg，有效磷含量5.30～7.70 mg/kg，平均值6.23 mg/kg，变异较小；威信县样品全磷含量平均值0.90 g/kg，有效磷含量平均值12.70 mg/kg；盐津县样品全磷含量平均值0.35 g/kg，有效磷含量平均值4.10 mg/kg；大关县样品全磷含量0.78 g/kg，有效磷含量13.20 mg/kg。从各县整体平均水平来看，永善、威信、彝良和大关的全磷较高，镇雄居中，盐津最低，平均含量最高的永善是盐津的2.7倍；有效磷的平均含量以大关最高，威信、彝良和镇雄较高，永善居中，盐津最低。

彝良县全钾含量3.50～19.70 g/kg，平均值9.36 g/kg，速效钾含量48.00～247.00 mg/kg，平均值104.35 mg/kg，变异较大；镇雄县全钾含量9.80～24.00 g/kg，平均值17.60 g/kg，速效钾含量38.00～82.00 mg/kg，平均值63.60 mg/kg，全钾含量较高，变异较小；永善县全钾含量4.80～27.20 g/kg，平均值13.10 g/kg，速效钾含量57.00～148.00 mg/kg，平均值96.33 mg/kg，变异较大；威信县样品全钾含量平均值28.80 g/kg，速效钾含量平均值100.50 mg/kg；盐津县样品全钾含量平均值12.90 g/kg，速效钾含量平均值42.50 mg/kg；大关县样品全钾11.00 g/kg和速效钾237.00 mg/kg。全钾和速效钾整体未呈对应关系，大关县和彝良县全钾较低，但速效钾含量较高，镇雄县全钾较高，速效钾相对较低，这可能与土壤酸度和土壤类型等因素差异有关。

交换性钙、镁含量调查结果表明，各县交换性钙含量83.86～413.23 mg/kg，彝良县和永善县整体变异较大，彝良、永善、威信和大关4县交换性钙含量较高，盐津县最低；交换性镁含量18.66～22.96 mg/kg，整体变异较小，平均值由低到高依次为大关县>永善县>彝良县>威信县>镇雄县>盐津县。

根据全国第二次土壤普查养分分级标准，昭通天麻产区的全氮、全磷、碱解氮含量为丰富和极丰富，全钾为适量水平，有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁大部分处于适量和缺乏。大关县和彝良县的大量养分含量特点极为相似，永善县和镇雄县也具有相似的养分特点，威信县无明显相似性，盐津县与其它5个产区差异较大。

2.2.3 土壤微量养分 对土壤样本中的有效铁、锰、锌、铜、钠进行含量分析，有效铁含量在71.22～173.88 mg/kg，整体变异较小，平均值由低到高依次为镇雄县>盐津县>永善县>大关县>彝良县>威信县。有效锰、铜、钠整体变异均较大，其中，彝良县的有效锰和有效铜变异系数最大，分别为77.97 %和95.77 %；永善县的有效钠变异最大，变异系数为115.58 %。各县有效锌含量0.69～6.55 mg/kg，整体变异较小，其中大关县有效锌含量最高，彝良县和镇雄县居中，威信县和盐津县较低，永善县最低。

2.3 土壤养分间相关性分析

对36份土壤样品的15个肥力指标进行相关性分析，有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、有效铜、有效锌互成极显著正相关，速效钠与有机质和有效锌呈显著或极显著正相关。速效钾与pH值、交换性钙、交换性镁、速效锰、有效铜、有效锌呈显著或极显著正相关。有效铁与pH值、全氮、全磷、碱解氮、速效钾呈显著或极显著负相关。

2.4 昭通天麻不同产区土壤养分组间聚类分析

以欧氏距离平方作为衡量土壤养分状况，采用组间连接法对36份土壤样品聚类分析(图1)。当阈值为10时，36份土壤样品被聚为4类，其中ZMM、ZSW-1、ZSW-2、ZWS、ZMS、YXS、YZC、YZM-1、YZM-2、YLT-1、YLD、YXD-2、YHZ-1、YQH-1、YNL、YLX、YSZ和WZX共18个样品被分为Ⅰ类，占总样品数的50.00 %，表现为有机质、全氮、碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁整体处于中等偏低。当阈值为5时，Ⅰ类又被聚为ZMM、ZSW-1、ZWS、ZMS、YSZ、WZX、YNL、YLX、YXS、YZC和YZM-1第一小类，其特征为有机质、全氮、碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁含量整体偏低，有效铁含量在所有样品中较高；ZSW-2、YZM-2、YLT-1、YLD、YXD-2、YQH-1为第二小类，该类碱解氮含量整体居于中等，明显高于第一小类；YLG、YXJ-1、YXD-1、YHZ-2、YHQ、WLB、YLL和YMS等8个样品被分为Ⅱ类，占样品总数的22.22 %，该类pH值值、速效钾、交换性钙、交换性镁含量较高，碱解氮含量处于中等水平；YZM-3、YLT-2、YLB、YXL、YXG、YXJ-2、YXD-3、YQH-2和DSY等9个样品被分为Ⅲ类，占总样品数的25.00 %，该类碱解氮、全氮和有机质含量较高，有效铁含量偏低； YLS被单独聚为IV类，占总样品数的2.8 %，该类在被检测的15项指标中除有效铁相对其它各产地较低，全钾、速效钠居中，其它13项指标均较高。

表3 各理化指标相关系数矩阵

注：*表示在P<0.05水平显著相关；**表示在P<0.01水平极显著相关。

Notes:*meant significant difference atP<0.05 level, ** meant significant difference atP<0.01 level.

图1 天麻产区土壤养分聚类图Fig.1 Clustering map about soil nutrient of G. elata Bl. producing area

3 讨 论

由于品种不同，天麻种植生态条件差异较大，品质和产量差异也较大。北京郊区天麻种植产地海拔52 m，辽宁恒仁、吉林抚松、陕西勉县等地天麻种植海拔多在1000 m以下[3]。昭通天麻主要在阴冷潮湿，全年多雨，相对湿度70 %以上，海拔1400～2400 m，坡度5°～30°，以黄砂壤为主，表层腐殖质丰厚的竹林、灌木林和人工林中仿野生种植。根据张光明、王兴文等研究[16-18]，昭通天麻中天麻素含量明显高于《中国药典》2010版规定的0.2 %标准；Zn、Fe、Mn、Mo、Sr、Se 微量元素较其它地区高，B和重金属含量相对较低；天麻多糖含量相对较高。与其它产区的天麻有如此大的差异，可能是天麻品种不同，更重要的是昭通市具有独特的乌天麻种植自然气候和土壤环境。

文章对彝良、镇雄、永善、大关、威信、盐津6个县种植产地土壤进行采样，分析、比较各产地土壤养分及元素含量特点。对36个产区的15项理化指标测定和数据统计分析，明确了昭通天麻生长于相对较强的酸性土壤环境，有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钠含量在传统产区彝良县、镇雄县和大关县寿山乡益珠产区中整体处于较高水平。永善县产区中的有机质、全氮、碱解氮、全磷、交换性钙、交换性镁含量相对较高，有效锌含量最低。威信县产区的全磷、有效磷、全钾、速效钾和交换性钙含量相对较高，其余指标相对较低。盐津县产区除pH值、全钾、有效铁外，其它含量均相对较低。

土壤养分中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效锌及速效钠互呈极显著正相关；全钾与其它分析指标均呈负相关或非显著性相关。昭通天麻新老产地交叉聚类，大关县寿山乡益珠与彝良县钟鸣乡麻窝等8个彝良县老产区聚为第Ⅲ类，该类土壤碱解氮、全氮和有机质含量较高，有效铁含量偏低；彝良县龙安乡山娃坳单独聚为第IV类，该类除有效铁相对其它各产地较低和全钾、速效钠接近中等水平外，其它13项指标均较高。第Ⅲ、第IV类中的9个彝良县产区为传统昭通天麻主产区，表明大关县寿山乡益珠产区的土壤养分特点和9个传统产区具有较高的相似性，可作为新区拓展规划区域。

研究认为有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有效锌、速效钠和全钾是评价产区土壤养分的主要因素。为了更加准确的评价天麻生态适宜性，合理选择天麻新产区，还需对新产区的天麻进行品质检测与综合评价，以期为天麻的种植和制定天麻生产区划提供更加详细的信息与科学依据。

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(责任编辑 王家银)

Characteristics and Evaluation on Soil Fertility ofGastrodiaelataBl. for Different Production Regions in Zhaotong

TIAN Meng-hua1, WANG Jia-jin2*, ZHANG Gong-xin1, DAI Kun3, LIU Xu-yan1,ZHANG Chang-fei1, TIAN Zhi-jiao3, YU Xian-lun1, LIU Da-hui2**

(1. Zhaotong Tianma Research Institute, Yunnan Zhongtong 657000, China; 2. Institute of Medicinal Plants,Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Yunnan Kunming 650205, China; 3. Zhongtong Tianma Specialty Bureau, Yunnan Zhongtong 657000, China)

Soil samples were collected from the differentgastrodiaelataBl. producing areas in Zhaotong,Yunnan province. The related indexes as soil geographic information, growth environment, physical and chemical properties were analyzed and evaluated. The results indicated that the content of total N, alkali-hydrolyzale N, available P and effective Na in samples collected from Yiliang and Zhenxiong two traditional producing areas was relatively higher. The soil fertility characteristics of Daguan, Yongshang were relatively similar to that of the traditional in production areas. However, the soil fertility characteristics in Weixin and Yanjin were totally different from traditional areas. Correlation analysis showed that the organic matter, total N, alkali-hydrolyzale N, available Zn, available P and effective Na had high significant positive correlation. Total K had negative correlation with other analysis indexes. Clustering analysis was carried out on the different region soil fertility levels and they were classified into 4 major categoriesthe. Total N, alkali-hydrolyzale N, organic matter in soil was extremely rich in the nine Yiliang traditional regions and the Daguan Yizhu producing area; the soil fertility of the above regions had the high similarities. Yiliang was the center region of ZhaotonggastrodiaelataBl. Producing areas. The soil presented the acid and yellow sand type; soil organic matter, total N, alkali-hydrolyzale N, available P, available Zn and effective Na were the main factors for production areas soil fertility evaluation, so Daguan and Yongshan could be as the new main production areas.

ZhongtongGastrodiaeelataBl.; Different producing area; Soil fertility; Evaluation

1001-4829(2016)11-2653-07

10.16213/j.cnki.scjas.2016.11.026

2015-02-09

国家科技支撑计划(2013BAK13B04);云南省科技计划重点项目(2012CG022);云南省科技创新人才计划(2014HB040)

田孟华(1984-)，男，硕士，工程师，云南楚雄人，主要从事天麻的质量评价与栽培研究；*为共同第一作者，E-mail:2354665275@qq.com,**为通讯作者， E-mail：juhuacha2007@sohu.com。

S567.23

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