壹.土壤質地
土壤的厚度,即土壤的機械組成,土壤中各種顆粒級分的比例,或每種顆粒級分占土壤重量的百分比,稱為土壤質地。土壤由不同數量的粘土、沙子和淤泥組成。不同粒級的不同比例形成不同的土壤,主要可分為三類,即沙土、粘土和壤土。
不同的土壤質地具有不同的肥力特性(如生根條件、良好的透水透氣性、保水保肥能力等。),耕作性能和生產性能,這些對藥用植物的生長也有很大的影響,尤其是根莖類藥用植物對土壤質地有嚴格的要求。大多數種類喜歡生長在疏松的壤土中,有利於根系和地下根莖的生長。
(1)沙土
土壤中砂粒多,粘粒少,粒間孔隙大,小孔隙少,總孔隙度小。毛細作用弱,保水性差,但通氣性好,易幹,耕性好;由於粘粒含量低,保肥性能差,養分易淋溶,有機質含量低,分解快而貧瘠;沙土熱容量小,容易升溫降溫,晝夜溫差大。初春土壤溫度容易上升升溫,但深秋遇到寒流溫度下降很快,植物容易遭受凍害。因此,沙土要多施肥,有機肥要深施,化肥要少施多施,基肥追肥並重。
沙土廣泛分布於新疆、青海、甘肅、內蒙古等省區,以及華北平原、江河兩岸和沿海地區。
這種土壤適合種植壹些耐旱性強的藥用植物,如北沙參、甘草、麻黃等。在山東煙臺,北沙參的主產區多種植在海邊的沙土或砂壤土上。由於沙土疏松,北沙參根系生長良好,主根埋藏較深,可達40cm左右。同時分支少,質量好。但生長在壹般壤土上,根系不發達,主根短,分枝多,商品質量差。麻黃和甘草多分布在西北、內蒙古等省的幹旱沙丘和沙漠中,但在黏濕的土壤中生長不佳。
(2)粘土
這種土壤很粘,很難耕作。粘粒含量高,雖然總孔隙度大,但土壤顆粒間孔隙小且小孔多,土壤透氣性、透水性差,容易積水,造成根腐甚至死亡,水分蒸發慢。不耐澇旱;土壤溫度低,溫差變化小,有機質分解慢,腐殖質易積累;含礦物質營養豐富,尤其是K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等陽離子。吸附性能強,不易被水淋溶,保肥性強。腐殖質含量高,含氮量也高於壹般土壤;由於粘土致密堅硬,濕時泥濘,幹時堅硬,耕作費力,水和氣往往處於矛盾狀態。
由於這類土壤的物理性質較差,不適合大多數藥用植物生長,往往導致幼苗不足,根系發育不良,特別是根莖或深根藥用植物,根系不易舒展,主根不易深入更深的土層。所以分支多,質量差。適合在粘土中生長的植物多為沼澤或水生藥用植物。如澤瀉、菖蒲、芡實等。,通常種植在稻田或低濕度的地方,如溝渠和池塘。另外,少數幹燥的藥用植物,如川明參,也適合種植在排水良好的粘壤土中,長勢好,根系飽滿,品質好。種植在沙土或砂壤土上的川明參,根含水量高,含粉少,加工後品質差。
(3)壤土
土粒粗細比例適中,沙子適合粘結。它的性質介於砂土和粘性土之間,兼有兩者的優點。大小孔比例合適,透氣性和儲存性好。營養豐富,有機質分解快,土壤溫熱,耕作性好。
壤土廣泛分布於黃土地區、華北平原、松遼平原、長江中下遊、珠江三角洲河網平原及河流兩岸沖積平原。
這種土壤是大多數藥用植物最理想的土壤,尤其是根莖類藥用植物更喜歡生長在這種疏松肥沃的土壤中,有利於根系的發育和根莖的膨大。如黨參、當歸、生地、川貝、人參、丹參等。
有些有較長的根系,如黃芪、栝樓、山藥、牛膝等。,主根長30-100 cm,有的甚至達到150cm。不僅要求表層土是疏松的沙壤土,而且要求核心土也是疏松的。這樣長出來的主根比較直,分枝少,深入土壤,容易種植和收獲,也不容易斷根。如黃芪主產區內蒙古,懷山藥、牛膝主產區武陟、溫縣,砂壤土疏松,土層深厚,腐殖質豐富,透水性強,黃芪、懷山藥、牛膝根長而直,不分分枝或少分枝。加工後的貨物質量高,經常出口,為國家換取了大量外匯。
壹些根較淺的藥用植物,如黃連、郁金等,要求上層土壤疏松,下層土壤緊密。由於黃連的地下根莖向上生長,須根多分布在表土中,因此疏松肥沃的表土是根莖向上生長和擴張的良好環境。下層土壤緊實,可防止郁金塊根長得太深,挖收更方便。
土壤質地對藥用植物生長的影響,也可以從同壹種藥用植物在不同土壤類型中生長的差異上看出來。如杜永祥對黃芪種植中“雞爪芪”原因的調查表明,同壹種黃芪在不同土壤類型種植時,黃芪的生長表現發生了明顯變化,發育狀況有明顯差異。
棕色森林土(山地棕色礫石土)質地疏松,含腐殖質少,呈沙質,排水性和滲透性強,水、肥、氣、熱協調,pH值略呈酸性。黃芪根系長而直,分枝少,根皮黃褐色,表皮光滑,無銹斑,無水眼,斷纖維細,粉性好,呈鞭狀,商品質量最好。
淋溶黑土(黑色砂壤土)質地疏松,透水性好,保水性強,透氣性好,顆粒結構,淋溶明顯,三相協調,pH值呈中性或微酸性。種植黃芪的根長而直,差異不大,表皮深褐色,有少量銹斑,斷絲較粗,含粉較少,產品質量好。
碳酸鹽黑土(鹽堿土)質地疏松,透水性好,保水性差,含鹽堿,pH值偏堿性,返堿明顯。黃芪根系長,分枝少。但由於鹽堿的侵蝕,根皮銹蝕嚴重,碎纖維木質化,粉末很小,產品質量差。
沿河沖積砂質地疏松,透水性好,保水性強,含水量大,腐殖質少,pH值微酸性。黃芪根系長而直,分枝少。但由於土壤含水量高,根皮重爛,商品質量差,特別是低窪或多雨年份。
森林石灰土(白漿土)表層土壤腐殖質多,質地疏松,保水性強;核心土層(稱為沈積層或白漿層)質地致密,透水性差,透氣性極差,有石灰菌絲,三相不平衡,pH值呈酸性。種植的黃芪主根短彎,延伸至沈澱停止,導致根系變異,呈雞爪狀,因表土保水性強,根皮銹斑多,水洞重,表層纖維粗碎,粉末小,產品質量最差。
草甸土(泥炭土)勢低,腐殖質層深,排水性差,保水性強,含水量高,pH值偏酸性。黃芪主根短,分枝多,水洞重,爛皮明顯,產品質量差。
黑龍江省的兩種典型土壤類型列於表5-1。
表5-1不同土壤類型對黃芪生長發育的影響
註:1。根厚:夏露下10cm。
2.都是本地種子。
我國幅員遼闊,地形復雜,各地或多或少都分布著各種土壤。但由於長期生長在壹定的環境條件下,各種藥用植物對某種土壤形成了壹定的適應性。因此,各種藥用植物對土壤條件的要求差異很大,應根據藥用植物的特點選擇相應的土壤栽培,以達到優質高產的目的。
第二,土壤有機質
除了礦物質,土壤固相還有壹個重要成分,就是土壤有機質。在自然土壤中,有機質的含量可達10%以上,而在壹般土壤中則較少,約為0.5-3%。土壤有機質含量雖然不多,但作用很大。它不僅是養分的主要來源,而且對壹系列土壤性質和生產性狀起著決定性作用。因此,土壤有機質被認為是土壤肥力的中心,是評價土壤肥力質量的重要指標之壹。許多藥用植物喜歡生長在有機質含量高的腐殖土中。
(壹)土壤有機質的來源和類型
土壤有機質主要來源於動物、植物和微生物的殘留物,以及施用的有機肥。土壤有機質由土壤中的微生物分解,根據分解程度的不同,壹般可分為三類:
1.新鮮有機物
也就是有機物中很少被微生物分解的部分,它們仍然保持著解剖特征,大部分是動植物的遺骸。
2.部分分解的有機物
這類有機質已失去解剖特征,呈深褐色小塊,對疏松土壤有很好的作用。
3.腐殖質
是經過微生物完全轉化的有機物。它是壹種黑色或深棕色的膠狀物質,是壹種復雜的高分子有機化合物。它與礦物顆粒緊密結合,只能用化學方法分離,而不能用任何機械方法分離。它是土壤有機質的主要類型,對土壤肥力有很大影響。
(B)有機物在土壤肥力中的作用
1.植物營養素的主要來源
土壤有機質含有植物所需的全部養分,如C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg及各種微量元素。有機物被微生物礦化,釋放出植物養分,滿足植物和微生物的需求。微生物在分解有機物的過程中,獲得生命活動所需的能量,同時產生CO2用於植物的碳營養。植物還可以直接吸收壹些簡單的有機化合物,如氨基酸、有機磷化合物以及高度分散的膠體和分子態腐殖質。
土壤中氮素的來源主要是土壤有機質,其中壹部分通過礦化作用釋放出植物可吸收的氮,另壹部分則通過分解合成轉化為土壤腐殖質而儲存在土壤中。由於腐殖質比較穩定,分解較慢,每年只有2-4%的氮以有效態釋放,所以土壤中有效氮含量不高,壹般占土壤全氮的1-2%。
土壤中磷的含量在0.1-0.04%之間。除了有機磷要分解釋放外,無機磷也是與鈣、鎂、鐵、鋁結合不溶的,所以這部分磷的釋放也很重要。含磷有機質壹方面釋放植物可吸收的磷,另壹方面由於有機質是絡合劑,可以與不溶性磷酸鹽的鹽基絡合,從而提高磷的有效性。
此外,土壤有機質中所含的鉀、鈣、鎂、硫、鐵等微量元素也隨著有機質的分解而逐漸被植物利用。
2.它能刺激植物生長。
可溶性腐植酸在低濃度(百萬分之幾到十萬分之幾)時能刺激根系的生長,但在高濃度時抑制根系的發育。
可溶性腐植酸能促進植物的呼吸作用,改善細胞膜的通透性,從而增加養分的吸收量。
總之,低濃度的可溶性腐殖酸在作物生長前期促進根系發育,後期促進養分吸收,促進作物吸收貫穿作物整個生命過程。
3.它能提高土壤保水保肥能力。
半分解的有機質可以疏松土壤,大大增加土壤的孔隙度,從而提高土壤的保水性。腐殖質是壹種親水膠體,可以吸收大量的水分,其吸水率為400-600%,而粘粒的吸水率為50-60%,比粘粒大10倍左右,因此可以吸收更多的水分。
腐殖質是壹種膠體物質,有許多官能團,如羧基上的H+和酚羥基,可以與土壤溶液中的陽離子進行交換,使這些陽離子不會流失,腐殖質的取代量是粘土的4-5倍。因此,腐殖質可以大大提高土壤肥力。
4.改善土壤物理性質
腐殖質是良好的膠結劑,能促進土壤團粒結構的形成。尤其是鈣離子存在時,腐殖質產生凝聚,使分散的土壤顆粒形成團聚體,形成良好的水穩性團聚體。腐殖質的粘聚力比粘土小11倍,比粘土小壹半,但都比砂大。因此,它可以降低粘土的粘度,增加沙子的粘度,從而改善粘土的滲透性和可耕性以及沙子的疏松度。腐殖質還能使土壤顏色變黑,增加吸熱能力,提高土壤溫度。
5.促進土壤有益微生物的活性。
土壤有機質是微生物營養和能量的主要來源。同時,腐殖質可以調節土壤的酸堿反應,有利於微生物的活動。
鑒於土壤有機質對改善土壤結構、提高土壤肥力的巨大作用,土壤具有疏松、通透、肥沃的特點,即水、肥、氣充分協調,為植物生長發育創造了良好的條件,也是大多數藥用植物生長的最佳條件。所謂腐殖土,是山林中自然形成的富含有機質的土壤,最適合壹些淺根的多年生藥用植物生長,如人參、黃連、細辛等。,它們的根並不大,只生長在表土中。黃連須根分布在表層土0-25 cm,但集中在土層5-10 cm,說明其根系需氧,而腐殖土疏松透氣,是黃連根莖生長的最佳環境。人參、西洋參、細辛也是多年生陰生植物,光合能力低,吸肥少,植株生長緩慢,生長過程中不需要太多的速效肥。腐殖土不僅疏松,而且穩定,能不斷釋放吸收利用所需的養分,從而使植物長勢良好,產量高,質量好。
三。土壤養分
參見第六章藥用植物的營養與施肥和第二節藥用植物的土壤營養。
第四,土壤濕度
(壹)土壤水分對藥用植物生長的影響
土壤水分在土壤形成中起著重要作用,是土壤肥力的重要因素。土壤中的許多物質轉化過程,如礦質養分在土壤中的溶解和轉化,有機質的合成和分解,都離不開土壤水分。水量也會影響這壹轉變過程。土壤水分影響土壤通氣和土壤熱狀況,也影響土壤氧化還原過程、微生物活性和有機質分解。
植物的生命活動也離不開水:首先,水是植物的重要組成部分,壹般植物含有60-80%的水分;種子發芽需要水;水是植物光合作用的原料之壹,沒有水就無法進行光合作用;植物生長發育所需的養分必須溶於水,才能被吸收並輸送到植物的各個部位。植物需要吸收大量的水分來保證葉片蒸騰的需要,來降低和穩定植物的體溫,使植物在強烈的陽光下進行光合作用而不被灼傷。
雖然植物需要大量的水,但也不能盲目的給土壤澆水,因為土壤中的水和氣往往處於矛盾的狀態。水分過多會影響土壤的通風和根系的吸收,從而影響根系的正常生命活動和整株植物的生長。藥用植物種類繁多,各有特點,對水分的要求也各不相同。有些藥用植物不需要太多的水分,即所謂的耐旱藥用植物如麻黃、甘草等。如果土壤濕度高,會長勢不佳或造成爛根;有些藥用植物需要更多的水分,如澤瀉、菖蒲、芡實等。,甚至可以在水下厭氧條件下生長。如果土壤太幹燥,它會長得很差。然而,大多數藥用植物需要在合適的幹燥和潮濕的土壤條件下生長。太濕的土壤往往會導致爛根,導致整株植物死亡。太幹燥的土壤容易缺苗或長勢不佳。因此,生長期要註意水分管理。如果沒有下雨,要註意澆水,雨後要及時排水,避免土壤通風不良導致植物窒息死亡。
(2)土壤含水量及其有效性
1.土壤含水量的表達方法
土壤在自然條件下保持的含水量稱為土壤含水量,意思是有以下幾種方法:
(1)重要性百分比
也就是說,土壤含水量在土壤重量中所占的百分比壹般是基於幹燥土壤的重量。
(2)體積百分比
土壤含水量的重量百分比雖然應用廣泛,但不便於解釋土壤孔隙中土壤水的體積或土壤中水與空氣的比例,應表示為土壤水體積占土壤體積的百分比。
(3)相對含水量
為了更好地解釋土壤水分的飽和度、有效性和水氣狀態,在植物栽培中,常采用土壤天然含水量占田間持水量的百分比來表示土壤中的水分狀態,稱為相對含水量。
(4)水層厚度(毫米)
為了將土壤實際含水量與降雨量和蒸發量進行比較,將壹定深度土壤實際含水量換算成水層厚度(mm),有時稱為土壤蓄水量(mm)。
水層厚度(mm)=土壤含水量(水重量%) ×容重×土層厚度(cm)×102。土壤水對植物的有效性。
土壤水分的可利用性是指土壤水分能否被植物利用,以及利用的難易程度。並不是所有的土壤水分都能被植物利用,這取決於根毛吸力和土壤吸力的矛盾。當土壤水分充足時,土壤吸水能力僅為8-0.5個大氣壓,水分移動快,植物就能吸收所需水分。隨著植物對水分的吸收和土壤水分的蒸發,土壤水分越來越少,土壤吸水越來越多,植物吸水越來越困難。當土壤的吸水量達到15 atm(約等於根的吸水量)時,根毛就不能再吸水了,植物就會永久萎蔫,所以萎蔫系數就是土壤有效水的下限。當土壤含水量達到田間持水量時,其能級接近自由水,土壤吸力約為1/3大氣壓。此時土壤水分有效性最高,這是有效含水量的上限。田間持水量以上的水是多余的,無效的,甚至是有害的,因為多余的水會使土壤通風不良,影響根系的生長活動。事實上,當土壤水分達到植物生長遲緩的含水量時,植物的正常生長已經受到影響。所以,在土壤還沒有達到生長遲緩的含水量之前,就要抓緊時間及時灌溉。
土壤的最大有效蓄水量受土壤質地、結構、緊密度和有機質含量的影響。就質地而言,沙子最少,壤土最大,粘土比壤土小。
此外,土層深度也是影響土壤有效水量的重要因素。在其他因素相同的情況下,深層土壤的有效水量明顯大於淺層土壤的有效水量。因此,通過深耕改良土壤和增加深耕層也是增加土壤有效水分的重要措施。