黧蒴栲半同胞家系根際土壤理化性質(zhì)的差異

李 貴，蘇曉華，童方平 ，蔣 燚 ，劉振華 ，陳 瑞

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091；2.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530001）

黧蒴栲半同胞家系根際土壤理化性質(zhì)的差異

李 貴1，2，蘇曉華1，童方平2，蔣 燚3，劉振華2，陳 瑞2

（1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091；2.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530001）

為研究黧蒴栲半同胞家系根際土壤理化特性差異，采用隨機(jī)完全區(qū)組試驗(yàn)方法，通過對(duì)52個(gè)7年生家系生長(zhǎng)測(cè)定，選取9個(gè)代表性黧蒴栲家系的根際土壤為材料，對(duì)根際的土壤養(yǎng)分含量的差異性及根際土壤養(yǎng)分與黧蒴栲樹高、胸徑的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明：黧蒴栲根際土pH 值低于非根際土pH 值，而有機(jī)質(zhì)含量規(guī)律則剛好相反，且根際與非根際pH 值、有機(jī)質(zhì)含量具有顯著差異；黧蒴栲家系根際與非根際土壤速效P含量存在顯著差異，而水解N以及速效K含量有極顯著差異。黧蒴栲半同胞家系生長(zhǎng)性狀樹高、胸徑與全P含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.682 4、0.598 0；與水解N、速效K含量呈顯著正相關(guān)，其中樹高與水解N、速效K含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.567 8、0.630 7，胸徑與水解N、速效K含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.595 0、0.774 2；而與有機(jī)質(zhì)、全N、全K、速效P呈較弱相關(guān)。

黧蒴栲；半同胞家系；根際；土壤理化特性

黧蒴栲Castanopsis fi ssaRehd.et Wils又名大葉櫟、閩粵栲、大葉蒴、大葉錐等，為殼斗科栲屬常綠高大喬木，是該科中生長(zhǎng)最迅速的樹種，也是營造木質(zhì)能源林、防火林、工業(yè)原料林、菇木林等的優(yōu)良樹種。作為重要的速生闊葉樹種，對(duì)黧蒴栲在采種育苗、扦插育苗、優(yōu)樹選擇技術(shù)、種源家系早期性狀測(cè)定、木材力學(xué)性質(zhì)、生長(zhǎng)情況初步調(diào)查等方面研究很多[1]，而在生長(zhǎng)過程以及養(yǎng)分利用方面卻很少見報(bào)道。近年來，有關(guān)林地根際土壤養(yǎng)分以及理化性質(zhì)的研究很多，筆者參考了一些有代表性的林地根際土壤研究的相關(guān)文獻(xiàn)[2-11]，本文旨在對(duì)7年生黧蒴栲不同種源家系林分的生長(zhǎng)情況調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過對(duì)黧蒴栲各研究家系根際及根際土的養(yǎng)分分析來分析黧蒴栲半同胞家系根際土壤理化差異及養(yǎng)分利用特點(diǎn)，為黧蒴栲人工林造林技術(shù)及科學(xué)施肥管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)林概況

黧蒴栲家系子代試驗(yàn)林位于廣西柳州市鹿寨縣黃冕鄉(xiāng)的波寨，其地理位置為 106°45′E，21°54′N，海拔高度 200 m。屬中亞熱帶氣候，溫暖多雨，光照充足，雨熱同季，夏冬干濕明顯，年平均氣溫 19℃，絕對(duì)最低溫-2.8℃，年均降雨量1 750 mm，降雨一般集中在 4～8月，年均蒸發(fā)量1426 mm，雨量系數(shù)92.1，為水分充足區(qū)。土壤為山地紅壤，試驗(yàn)林地為馬尾松林采伐跡地。以廣西蒼梧、融水、永福、平果，廣東平遠(yuǎn)、興寧，福建明溪，湖南通道等地初選的黧蒴栲52株優(yōu)樹為家系子代試驗(yàn)林的參試家系。于 2005年 12月采種育苗，2006年?duì)I造子代試驗(yàn)林。

1.2 土壤樣品采取及處理

為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，本次采樣選擇9個(gè)代表性黧蒴栲家系，每家系選擇 3 株標(biāo)準(zhǔn)木，每一株標(biāo)準(zhǔn)木的周圍分上下左右設(shè)置 4 個(gè)采樣點(diǎn)。挖出細(xì)根，采用抖落法采集根際土壤混合樣品。在各樣地內(nèi)沿“S”形采集 0～20 cm 的非根際土，帶回實(shí)驗(yàn)室，風(fēng)干磨碎過孔徑1 mm篩，備用。

1.3 研究方法

pH 值：用電位法，將1 mol/LKCl 加入到土壤中，然后用 pHS-2 型酸度計(jì)測(cè)鹽浸 pH 值（LY/T1239-1999)。

有機(jī)質(zhì)測(cè)定：用重鉻酸鉀氧化法（GB9834-88)。

全 N 測(cè)定：用半微量凱氏定 N 法，濃硫酸消煮，CuSO4-K2SO4作加速劑（LY/T1228-1999)。

全 P 測(cè)定：采用濃硫酸-高氯酸-鉬銻抗比色法（LY/T1232-1999)。全 K 測(cè)定：采用氫氧化鈉熔融法（GB9836-88)。速效 N 測(cè)定：用堿解-擴(kuò)散法測(cè)定（LY/T1229-1999)。

速效 P 測(cè)定：用 0.05 mol/L 鹽酸-0.025 mol/L硫酸浸提，然后用鉬銻抗比色法測(cè)定（LY/T1233-1999)。

速效 K 測(cè)定：用中性 1 mol/L乙酸銨溶液浸提，然后火焰光度測(cè)定法（LY/T1236-1999)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

各種數(shù)據(jù)用Excel統(tǒng)計(jì)分析，并用統(tǒng)計(jì)大師與統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行各養(yǎng)分指標(biāo)分析、比較以及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤根際與非根際pH值及養(yǎng)分含量

根據(jù)土壤養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[12]（見表1）。經(jīng)檢測(cè)，各家系根際及非根際土壤pH值及養(yǎng)分含量如下（見表2）。

表1 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Soil nutrient classification criteria

由表1、表2 可以看出，檢測(cè)的9個(gè)家系林地土壤的有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、水解N、速效P以及速效K 7個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)含量除速效K處于中等等級(jí)外，其它均達(dá)到豐富等級(jí)，這說明經(jīng)過幾年的撫育管理，黧蒴栲半同胞家系子代試驗(yàn)林已達(dá)到較好的生長(zhǎng)狀態(tài)，其林地土壤根際養(yǎng)分已達(dá)到較肥沃狀態(tài)。

2.2 根際與非根際土壤pH值及有機(jī)質(zhì)變化

經(jīng)方差分析可以看出，黧蒴栲根際與非根際土壤pH值之間存在顯著性差異，顯著性水平達(dá)到0.05，P值為0.010 2；而根際與非根際有機(jī)質(zhì)含量之間存在極顯著性差異，P值為0.000 1（見表3）。黧蒴栲家系根際土 pH 值低于非根際? R、S 分別表示根際和非根際，下同。土，根際土 pH 值大小順序?yàn)椋篜G07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07，其中PG07最大為4.32，PY07最小為3.88；而有機(jī)質(zhì)含量則根際土大于非根際土，根際土有機(jī)質(zhì)含量RS01最大為47.85 g/kg，CW10最小為33.63 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量大小順序是：PG07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07（見圖1、圖2）。

表2 各家系組根際土及非根際土pH值及養(yǎng)分含量?Table 2 Nutrient contents and pH of half-sib families soil rhizosphere and non-rhizosphere

2.3 根際土與非根際土速效N、P、K含量差異

經(jīng)方差分析（見表4），從表4中可以看出黧蒴栲家系根際與非根際土壤中水解N、速效P以及速效K的含量存在顯著性差異，其中速效P含量顯著水平達(dá)到0.05，水解N以及速效K顯著水平達(dá)到0.01。各家系根際土壤有效養(yǎng)分水解N含量大小順序?yàn)椋篟S01＞MX05＞PG06＞YF03＞PY07＞CW10＞PG07＞PG08＞RS08，其中RS01最大為191.33 mg/kg，最小值為126.00 mg/kg，相差34.15%；速效P含量大小順序?yàn)椋篜G06＞PG08＞CW10＞MX05＞YF03＞RS08＞PG07＞PY07＞RS01，其中PG06最大為43.22 mg/kg，RS01最小為15.72 mg/kg，相差63.63%；速效K含量的排序?yàn)椋篟S01＞RS08＞PG07＞PY07＞MX05＞PG06＞YF03＞PG08＞CW10，其中RS01最大為139.85 mg/kg，CW10最小為67.84 mg/kg，相差51.49%。

表3 黧蒴栲根際與非根際土壤pH值及有機(jī)質(zhì)方差分析Table 3 pH of C. fissa families’ rhizosphere and nonrhizosphere, variance analysis of organic matters

圖1 黧蒴栲家系根際與非根際土壤pH 值比較Fig.1 Comparison of pH values between C. fi ssa families’ rhizosphere and non-rhizosphere

圖2 黧蒴栲家系根際與非根際土壤有機(jī)質(zhì)含量比較Fig.2 Comparison of organic matter contents between C. fi ssa families’ rhizosphere and non-rhizosphere

表4 黧蒴栲不同家系根際與非根際有效N、P、K含量方差分析Table 4 Variance analysis of available N, P, K contents pH of C. fissa families’ rhizosphere and nonrhizosphere

2.4 黧蒴栲根際土壤養(yǎng)分與生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性

將黧蒴栲生長(zhǎng)性狀與根際養(yǎng)分做相關(guān)性分析（見表5），從表5可以看出，生長(zhǎng)質(zhì)量性狀樹高、胸徑與全P含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.682 4、0.598 0；與水解N、速效K含量呈顯著正相關(guān)。其中樹高與水解N、速效K含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.567 8、0.630 7，胸徑與水解N、速效K含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.595 0、0.774 2；而與有機(jī)質(zhì)、全N、全K、速效P呈較弱相關(guān)（散點(diǎn)圖見圖3、圖4）。

表5 黧蒴栲生長(zhǎng)性狀與根際養(yǎng)分的相關(guān)性分析Table 5 Relevance analysis between C. fissa’s growth traits and rhizosphere nutrients

3 結(jié)論與討論

經(jīng)過幾年的施肥與撫育，黧蒴栲半同胞家系子代測(cè)定林個(gè)人根際土壤的有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、水解N、速效P以及速效K7個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)含量除速效K處于中等等級(jí)外，其它均達(dá)到豐富等級(jí)，這說明，黧蒴栲半同胞家系子代試驗(yàn)林林地土壤養(yǎng)分已達(dá)到較肥沃狀態(tài)。

黧蒴栲半同胞家系試驗(yàn)林地土壤pH 值呈酸性，范圍在4.36～4.04之間，且根際與非根際土壤pH值之間存在顯著性差異，而根際與非根際有機(jī)質(zhì)含量之間存在極顯著性差異。黧蒴栲家系根際土 pH 值低于非根際土，根際土 pH 值大小順序?yàn)椋篜G07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07，其中PG07最大為4.32，PY07最小為3.88；而有機(jī)質(zhì)含量則根際土大于非根際土，根際土有機(jī)質(zhì)含量RS01最大為47.85 g/kg，CW10最小為33.63 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量大小順序是：PG07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07。根際土的有機(jī)質(zhì)含量高，可能與根系的分泌和代謝等多種因素相關(guān)，同時(shí)，有機(jī)質(zhì)的分解過程中會(huì)產(chǎn)生多種有機(jī)酸，因而可導(dǎo)致根際土pH的下降。因此，根際土具有比非根際土pH值低，有效養(yǎng)分含量高的特性，這與公慶黨、張福鎖等學(xué)者[13-15]的研究結(jié)論相一致。

圖3 胸徑生長(zhǎng)與根際養(yǎng)分相關(guān)性散點(diǎn)圖像Fig.3 Correlation scatter-plot of DBH growth and rhizosphere nutrients

圖4 樹高生長(zhǎng)與根際養(yǎng)分相關(guān)性散點(diǎn)圖像Fig.4 Correlation scatter-plot of tree height growth and rhizosphere nutrients

黧蒴栲家系根際與非根際土壤速效P含量存在顯著差異，顯著水平達(dá)到0.05，而水解N以及速效K含量有極顯著差異。各家系根際土壤有效養(yǎng)分水解N含量大小順序?yàn)椋篟S01＞MX05＞PG06＞YF03＞PY07＞CW10＞PG07＞PG08＞RS08，其中RS01最大為191.33 mg/kg，最小值為126.00 mg/kg，相差34.15%；速效P含量大小順序?yàn)椋篜G06＞PG08＞CW10＞MX05＞YF03＞RS08＞PG07＞PY07＞RS01，其中PG06最大為43.22 mg/kg，RS01最小為15.72 mg/kg，相差63.63%；速效K含量的排序?yàn)椋篟S01＞RS08＞PG07＞PY07＞MX05＞PG06＞YF03＞PG08＞CW10，其中RS01最大為139.85 mg/kg，CW10最小為67.84 mg/kg，相差51.49%。

黧蒴栲半同胞家系生長(zhǎng)性狀樹高、胸徑與土壤根際全P含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.6824、0.5980；與水解N、速效K含量呈顯著正相關(guān)，其中樹高與水解N、速效K含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.5678、0.6307，胸徑與水解N、速效K含量的相關(guān)系數(shù)分別為0.5950、0.7742；而與有機(jī)質(zhì)、全N、全K、速效P呈較弱相關(guān)。這說明黧蒴栲優(yōu)良家系的樹高、胸徑等生長(zhǎng)性狀與土壤養(yǎng)分的高效利用有關(guān)，生產(chǎn)上可根據(jù)目的性狀進(jìn)行選擇培育，結(jié)合樹種遺傳特性，進(jìn)而選育出高效營養(yǎng)型的優(yōu)良品系。

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Study on root soil physics and chemistry differences inCastanopsis fi ssahalf-sibfamilies

LI Gui1,2, SU Xiao-hua1, TONG Fang-ping2, JIANG Yi3, LIU Zhen-hua2, CHEN Rui2
(1. Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 2.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004,Hunan, China; 3.Guangxi Forestry Research Institute, Nanning 530001, Guangxi, China)

In order to study half-sib families ofCastanopsis fi ssa’s root soil physics and chemistry differences, fi fty two seven-yearoldC. fi ssahalf-sib families growth were investigated by adopting randomized complete block test method, and through selecting 9 representativeC. fi ssafamilies’ rhizosphere soil as the materials, theirs differences in rhizosphere soil nutrient contents and correlations of rhizosphere soil nutrient contents to tree height and diameter at breast height were analyzed. The results show thatC. fi ssarhizosphere soil pH values were lower than that of non-rhizosphere soil pH values and the changing laws of organic matter contents were just the opposite, and rhizosphere and non-rhizosphere pH value, organic matter content in the soils had signif i cant differences;C. fi ssa’s halfsib families rhizosphere and non-rhizosphere soil available P contents were significantly different, and hydrolyzed N and available K contents both had very signif i cant differences. The tree height, DBH negatively correlated with total P concentration, correlation coeff i cients were -0.682 4, 0.598 0; and the tree height, DBH positively correlated with hydrolysis N, available K contents, and the correlation coeff i cients of tree height and hydrolysis of N, available K contents were 0.567 8, 0.630 7, the correlation coeff i cients of DBH and hydrolysis of N, available K contents were 0.595 0, 0.774 2; however, DBH had weak correlation with organic matter, total N,total K, available P.

Castanopsis fi ssa; half-sib families; rhizosphere environments; soil physiochemical properties

S714.2；S792.17

A

1673-923X(2014)11-0062-05

2014-01-12

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“高熱能固體燃料樹種新品種選育技術(shù)研究”（200904036）；湖南自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2015JJ6051）

李 貴（1980-），女，湖南邵陽人，助理研究員，碩士；研究方向：工業(yè)原料林遺傳改良與豐產(chǎn)栽培、困難立地樹種選擇、生態(tài)修復(fù)與植被恢復(fù)技術(shù)；E-mail：loveligui@sohu.com

蘇曉華（1961-），女，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事林木遺傳育種研究；E-mail：suxh@caf.ac.cn

[本文編校：吳 毅]