三七产地土壤肥力状况和三七植株养分分布特征研究

摘要

三七(Panaxnotoginseng(BurK.)F.H.Chen)是我国特有的珍贵中药材，三七生产在我国中药材产业中有着举足轻重的地位，仅2012年云南文山州三七产业总值已越百亿。本研究分2年选取我国目前具有代表性的46个三七种植地，采用实地调查与实验室分析相结合的方法，对各产地地理信息、土壤-植株养分含量、植株农艺性状-生物量和品质指标进行系统调查、测定及分析，研究对比了不同三七种植地地理海拔分布、土壤和植株养分状况及对三七生物量和皂苷含量的影响，以期为三七合理生产区划、施肥及优质丰产提供基础资料和科学依据。研究的主要结论如下:
　　(1)三七产地范围向西北、向高海地区拔扩展，说明三七生长地理环境适应性在提高，发现曲靖宣威板桥(E104°03′、N25°58′，2021m)为种植极点。
　　(2)无论是新老产地还是不同种植地间三七土壤养分含量存在显著差异，三七营养管理中存在不统一的情况，需要根据具体种植地情况采用不同的施肥及营养管理手段。除全钾和有效铁、锰、铜、锌外，其它指标平均含量均是新近产地＞道地产地，三七种植地土壤中NO3--N含量远大于NH4+-N。三七种植地土壤养分很丰足，以酸性及强酸性土壤为主。三七根层与背景土壤相比，酸碱度、交换性钙和镁差异不大，NO3--N、全钾和有效铁下降外，其余指标含量均明显升高(＞10％)。三七种植地土壤两年内养分状况变化不大，但二期调查发现土壤NO3--N增幅为37.78％，而NH4+-N却下降了34.71％，可能是肥料类型改变的结果。养分间存在一定相关性，相关度最高的是容量指标与相应强度指标。有机质与大多数养分指标存在正相关趋势，然而并非所有养分指标间的联系都非常显著，这也充分体现了土壤的复杂性。交换性钙和NH4+-N与土壤酸碱度有显著关系，一般情况下施用石灰会提高pH值、而NH4+提高会使土壤酸化，这在三七种植地中也得到了证实。不同种植地重金属全量差异很大，镍在一些种植地有超标情况，重金属残留状况整体可控。重金属指标间联系紧密，积累来源可能类似，而与土壤中钾和磷正相关度最高，可能是与肥料重金属残留有关。
　　(3)不同产地三七植株各农艺性状差异显著，新近产地剪口和块根的长度明显高于道地种植地。地上部农艺特征一定程度上可以表征地下部块根状况。各农艺指标可归为3大主成分，地上部指标权重最大;新近产地植株农艺性状综合评价优于道地种植地。
　　(4)钾、氮和钙是三七植株各部位中含量最高的三种元素。叶片与根条中的养分元素含量最高的种类最多。元素含量越大变异越强，根条部的养分元素含量差异最大。除氮和硼外其他养分元素在一些部位中有显著差异，均是道地种植地植株含量显著高于新近种植地。块根有别于其他部位，铜累积量最低，极少有超标现象。除个别部位，不同年份三七植株养分含量类似。土壤与植株相应养分元素含量有一定相关性，大部分为正趋势，各指标相关趋势及程度在不同部位中有所不同，三七铜积累与土壤有效铜含量显著相关，土壤氮各指标中除NO3--N呈正相关外，其余指标多为负相关或相关度不明显，这可以表明三七生产中氮肥的利用率不高，三七喜NO3--N得以进一步证实。不同养分元素在各部位间联系紧密，正相关趋势普遍存在，剪口与各部相应元素含量联系最为紧密，磷和锰在各部位中联系最紧密。三七植株不同养分元素含量间相关度不高，显著相关最多的的部位是根条，这可能是根条部是养分吸收部位的缘故，与其它矿质元素含量联系最为密切的是钾。
　　(5)各种植地间三七植株单株生物量和总皂苷含量差异显著，但两类种植地差异不显著。5种不同皂苷成分含量分布均为剪口＞块根＞根条，各部含量均是Rg1＞Rb1＞Rd＞R1＞Re;种植地三七块根60％以上的达到优级水平以上，三七质量总体较好。生物量与皂苷含量间存在相互联系，对剪口和块根而言，生物量增高，总皂苷含量会明显下降，其中Rg1、Rb1趋势最显著。除剪口，其他部位平均生物量随海拔高度升高而明显提高。不同皂苷含量随海拔变化的规律在各药用部位表现的较为一致，其中皂苷R1含量会随海拔升高显著增高，Re趋势却恰恰相反。土壤养分水平对三七生物量的影响程度远低于对皂苷含量的影响。对生物量的影响，速效钾正效应最为明显，分类后发现，NH4+-N显著负相关与单株生物量，NO3--N显著正相关于地上部生物量，这说明三七生产中NH4+对三七生长存在一定危害作用。土壤养分各指标对三七地下各部所含总皂苷含量影响的趋势基本一致，土壤酸度越大三七总皂苷含量会下降，且剪口和根条程度最明显，有机质对剪口总皂苷含量影响显著，除NH4+-N、有效锰含量存在明显负效应外，其余养分水平都会对三七总皂苷含量有促进的作用。对块根总皂苷有显著正效应的养分指标有全磷、交换性钙和有效锌。除铁外，植株养分含量与三七生物量和皂苷含量的呈负相关趋势，块根总皂苷含量会随铁元素含量增高而极显著增高。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 三七及其药用价值简介

1．2 三七的人工种植

1．2．1 三七品种选育

1．2．2 三七种苗培育及大田栽培

1．2．3 三七道地产地土壤肥力质量状况

1．2．4 三七的连作障碍

1．3 三七营养特性的研究现状

1．3．1 三七必需营养元素及分布

1．3．2 三七对营养元素的吸收动态和数量

1．3．3 影响三七吸收利用养分的因素

1．3．4 三七营养缺乏的症状

1．4 三七的施肥效应

1．4．1 氮肥效应

1．4．2 磷肥效应

1．4．3 钾肥效应

1．4．4 微肥效应

1．4．5 平衡施肥

1．5 课题研究的目的与内容

1．5．1 研究背景

1．5．2 研究的目的意义

1．5．3 研究的内容与技术路线

2 三七产地地理信息采集与植株农艺性状分析

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 调查采样时间及区域

2．2．2 采样记录及样品制备方法

2．2．3 地理信息采集

2．2．4 数据处理及图形制作

2．3 结果与分析

2．3．1 不同种植地地理信息

2．3．2 不同三七种植地植株农艺性状概况

2．3．3 不同三七种植地植株农艺性状相关性

2．3．4 不同种植地三七植株农艺指标主成分分析

2．4 讨论

3 不同三七产地土壤肥力状况评价分析

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 样品制备与测定

3．2．2 土壤养分分级标准

3．2．3 数据处理

3．3 结果与分析

3．3．1 不同三七种植地土壤酸碱度状况与分析

3．3．2 不同三七种植地土壤有机质状况及分析

3．3．3 不同三七种植地土壤氮、磷、钾状况及分析

3．3．4 不同三七种植地土壤交换性钙、镁状况分析

3．3．5 不同种植地土壤微量养分元素状况及分析

3．3．6 三七种植地土壤养分变化状况

3．3．7 pH值与三七种植地根层土壤有效态养分含量的关系

3．3．8 有机质与三七种植地根层土壤养分含量的关系

3．3．9 三七种植地土壤养分间的关系

3．3．10 不同三七种植地土壤重金属含量状况与分析

3．4 讨论

4 不同产地三七植株养分状况评价与分析

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 样品处理与测定

4．2．2 数据处理

4．3 结果与分析

4．3．1 不同三七种植地三七植株各营养元素含量与分布

4．3．2 不同年份三七植株各部位养分元素含量差异

4．3．3 三七种植地根层土壤与植株各部位相应养分含量的相关性

4．3．4 三七植株各部位养分元素与其它部位相应养分元素间相关性

4．3．5 三七植株养分元素含量相关性

4．4 讨论

5 不同产地三七产量比较和品质评价分析

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 仪器、试剂与样品

5．2．2 三七皂苷测定

5．2．3 数据处理

5．3 结果与分析

5．3．1 不同种植地三七生物量状况

5．3．2 不同种植地三七皂苷成分含量状况

5．3．3 三七生物量与皂苷成分含量关系

5．3．4 海拔对三七生物量和皂苷含量的影响

5．3．5 土壤养分水平对三七生物量和皂苷含量的影响

5．3．6 三七植株养分元素含量对生物量和皂苷含量的影响

5．4 讨论

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 研究展望

参考文献

附录

致谢