桉樹青枯病林地根際土壤營養(yǎng)分析

馬海賓，王勝坤，陸俊錕，楊富成

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桉樹青枯病林地根際土壤營養(yǎng)分析

馬海賓，王勝坤，陸俊錕，楊富成

(中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東廣州 510520)

為了探討桉樹林地根際土壤營養(yǎng)狀況與青枯病發(fā)生的關(guān)系，從廣東省陽東縣采集了3塊不同健康狀況樣地的桉樹林地根際土壤進行分析測定。結(jié)果表明：土壤pH值與桉樹青枯病發(fā)病狀況無顯著相關(guān)性，土壤有機質(zhì)、全氮、全鉀含量在不同發(fā)病程度的樣地間呈現(xiàn)健康林地<中等發(fā)病林地<嚴重發(fā)病林地的趨勢。主成分分析表明，土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、有效磷4個成分的含量可能是反應(yīng)桉樹林地健康狀況的主要因子。

桉樹；青枯??；土壤；營養(yǎng)

我國引種桉樹()已100多年，廣泛栽培于廣東、廣西、福建和海南等省(區(qū))，目前華南地區(qū)桉樹種植面積已超過450萬hm2，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟木材生產(chǎn)中不可或缺的重要資源[1]。桉樹青枯病是由青枯病菌()引起的一種系統(tǒng)性維管束細菌病害，亦是一種嚴重的土傳病害。1982年我國廣西首次報道桉樹青枯病發(fā)生，在華南桉樹種植區(qū)普遍發(fā)生[2]。特別是連片營造大面積桉樹無性系純林，極易導(dǎo)致青枯病流行，給桉樹人工林經(jīng)營者造成重大經(jīng)濟損失。

礦質(zhì)營養(yǎng)可以影響作物對病害的防御能力，調(diào)節(jié)礦質(zhì)營養(yǎng)元素可以減輕作物的病害發(fā)生程度[3]。土壤營養(yǎng)平衡可以提高地上林木的抗逆能力，進而提升林地生產(chǎn)力，提高林業(yè)經(jīng)濟效益。已有研究[4]對桉樹青枯病的發(fā)生流行規(guī)律、病原菌致病力以及抗病無性系等開展研究，但涉及桉樹林地土壤養(yǎng)分狀況與青枯病發(fā)生情況的關(guān)系研究少見報道。本文對廣東省陽東縣3塊不同健康狀況樣地的桉樹林地根際土壤進行分析測定，以研究桉樹林地土壤營養(yǎng)與青枯病發(fā)生的關(guān)系，為綜合防控桉樹青枯病探索新途徑提供參考，為科學(xué)防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)為位于廣東省西南沿海、珠江三角洲西緣的廣東省陽東縣，地處東經(jīng)111゜42′ ~ 112゜21′，北緯21゜42′ ~ 22゜15′。該地區(qū)屬南亞熱帶海洋季風氣候，常年溫暖濕潤、雨水充沛、日光充足、無霜期長。年平均氣溫23.3℃，1月均溫14.6℃，7月均溫28℃，年總積溫為7 700 ~ 8 400℃，無霜期350 d。年平均降雨量2 136 mm。常年主要風向為東北東及東北，次為南南東。每年6―11月是臺風季節(jié)。

1.2 研究方法

試驗中土壤采集于中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所2008年營建的桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營示范林的一代林地，以尾巨桉(×)無性系DH32-29為主。根據(jù)青枯病發(fā)病成度，設(shè)置3個樣地取樣，分別為健康無青枯病樣地NR，青枯病發(fā)病中等林地RM、青枯病發(fā)病嚴重林地RS。剔除土壤表層凋落物后，采集桉樹根際0 ~ 20 cm的土層，重復(fù)3次。

土壤樣品測定指標包括pH 值、有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅、水溶性氯根等15 項。其測定方法[5]分別為：電位法測定pH 值；重鉻酸鉀容量法測定有機質(zhì)；凱氏消煮法測定全氮；氫氧化鈉熔融法消煮后比色法測定全磷，火焰光度計法測定全鉀；堿解擴散法測定堿解氮；碳酸氫鈉法測定速效磷；火焰分光光度計法測速效鉀；原子吸收分光光度法測定鈣、鎂。

1.3數(shù)據(jù)處理

所有土壤有效成分相關(guān)數(shù)據(jù)均采用Excel 2007 進行基本處理，然后采用SPSS 16.0 軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 桉樹根際土壤pH值的差異分析

不同健康程度桉樹青枯病林地根際土壤的pH值結(jié)果如圖1所示。不同發(fā)病程度3塊樣地的pH值呈現(xiàn)典型的南方地區(qū)酸性紅壤特征，平均pH值在4.29 ~ 4.38之間，但彼此間pH值差異未達到顯著水平(>0.05)。

圖1　桉樹青枯病林地根際土壤的pH值

2.2 桉樹根際土壤有機質(zhì)含量差異分析

不同發(fā)病程度的桉樹林地土壤有機質(zhì)含量表現(xiàn)顯著性差異(<0.05)。圖2的結(jié)果表明：桉樹青枯病發(fā)病林地土壤有機質(zhì)含量(29.13 g·kg-1)高于健康桉樹林地土壤有機質(zhì)含量(19.58 g·kg-1)，并且隨著青枯病發(fā)病程度的加重，呈現(xiàn)有機質(zhì)含量增加的趨勢。

圖2　桉樹青枯病林地根際土壤的有機質(zhì)含量

注：圖中不同小寫字母表示差異顯著(<0.05)，下同。

2.3 桉樹根際土壤氮磷鉀含量差異分析

對土壤樣品的全氮、全磷、全鉀和堿解氮、有效磷、速效鉀進行了分析，圖3的結(jié)果表明：健康桉樹林地土壤、發(fā)病中等桉樹林地土壤和發(fā)病嚴重桉樹林地土壤全氮含量均值分別為0.77 mg·kg-1、1.03 mg·kg-1和1.19 mg·kg-1，健康桉樹林地與青枯病發(fā)病桉樹林地土壤全氮含量差異顯著(<0.05)，青枯病發(fā)病林地的土壤全氮含量顯著高于健康桉樹林地土壤全氮含量，并且隨著發(fā)病程度的增加，土壤全氮含量表現(xiàn)增加趨勢。

圖3　桉樹青枯病林地根際土壤的全氮磷鉀含量

進一步對不同土壤樣品的堿解氮、有效磷和速效鉀進行分析(圖4)，發(fā)現(xiàn)雖然健康桉樹林地土壤堿解氮含量低于發(fā)病桉樹林地土壤，但兩者間無顯著差異；有效磷含量表現(xiàn)出發(fā)病林地土壤顯著高于健康林地土壤(<0.05)，其均值分別為2.36 mg·kg-1、25.66 mg·kg-1、28.79 mg·kg-1，但不同發(fā)病程度林地土壤有效磷含量差異不顯著。不同土壤樣品的速效鉀含量無顯著差異。

圖4　桉樹青枯病林地根際土壤的有效氮磷鉀含量

2.4 桉樹根際土壤交換性鈣鎂含量差異分析

交換性鈣離子和鎂離子的分析結(jié)果如圖5所示，健康桉樹林地土壤的交換性鈣離子含量顯著低于發(fā)病林地土壤交換性鈣離子含量(<0.05)，但發(fā)病中等的桉樹林地土壤交換性鈣離子含量最高，達到0.32 cmol·kg-1；交換性鎂離子含量呈現(xiàn)隨著發(fā)病程度增加含量增加的趨勢，并且嚴重發(fā)病林地土壤與其它土壤樣品表現(xiàn)顯著差異，但健康林地土壤與發(fā)病中等林地土壤見差異并不顯著。

圖5　桉樹青枯病林地根際土壤的交換性鈣鎂含量

2.5 桉樹青枯病發(fā)病林地土壤營養(yǎng)狀況主成分分析

為了更全面地分析桉樹林地土壤營養(yǎng)狀況與青枯病的關(guān)系，對上述分析測定的10個土壤營養(yǎng)指標進行了主成分分析。結(jié)果表明：前3個主成分(F1-F3)因子的方差累積貢獻率已達89.70%，基本保留了原10個變量的特征、差異和相互關(guān)系。從表1可知，主成分F1評價桉樹林地健康狀況的影響力明顯高于F2和F3.

表1　主成分的特征值、貢獻率和累計貢獻率

把10個指標轉(zhuǎn)化成3個不相關(guān)的綜合指標,運用SPSS軟件計算得出特征向量矩陣和不同主成分表達式為：

Y=0.011+0.412+0.403+0.404+0.385+0.146

+0.407-0.27 8+0.179+0.2810

Y=0.631+0.023+0.124-0.225+0.266+0.137

+0.288+0.549-0.3210

Y=-0.041+0.032-0.083+0.114-0.135-0.826

+0.177+0.248+0.369+0.2710

第一主成分為土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、有效磷主導(dǎo)的桉樹土壤營養(yǎng)積累因子，并且4個指標在Y上有接近的正載荷；第二主成分為土壤pH和交換性鈣離子主導(dǎo)，其特征化向量分別為0.63和0.54；第三主成分為有效氮主導(dǎo)，特征向量絕對值達到0.82，但為負載荷。

3 結(jié)論與討論

桉樹青枯病是制約桉樹人工林健康經(jīng)營的重要土傳病害之一，目前尚沒有青枯病類土傳病害的理想防控措施。青枯病病原菌的習居、擴散和傳播同土壤理化性質(zhì)有著密切的關(guān)系[6]。本研究對不同健康狀況的桉樹林地土壤分析測定了10個相關(guān)指標，結(jié)果表明：除土壤pH不與桉樹青枯病發(fā)病狀況顯著相關(guān)外，土壤有機質(zhì)、全氮、全鉀含量在不同發(fā)病程度的樣地間呈現(xiàn)健康林地<中等發(fā)病林地<嚴重發(fā)病林地的特征。另外，健康林地土壤有效磷含量顯著低于發(fā)病林地，但與發(fā)病程度相關(guān)性不顯著；發(fā)病林地土壤交換性鈣離子含量也顯著高于健康林地土壤。初步反映出桉樹林地土壤營養(yǎng)狀況的差異對青枯病的發(fā)生具有一定的影響。

作為森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤健康一直是眾多科學(xué)研究的關(guān)注熱點。土壤營養(yǎng)平衡對調(diào)節(jié)根際微生態(tài)環(huán)境具有重要意義，而植物青枯病的發(fā)生同根際微生態(tài)環(huán)境的改變密切相關(guān)[7-10]。礦質(zhì)營養(yǎng)調(diào)控是近年來研究較多的一條新途徑，且已有研究者將營養(yǎng)調(diào)控措施用于青枯病類土傳病害的防控研究[11-13]；亦有研究通過施肥或者改良土壤可直接或間接的改變土壤微生物區(qū)系，提高土壤的抑菌作用[14]。本研究僅對桉樹林地土壤的營養(yǎng)狀況進行分析，在今后的研究中需要結(jié)合桉樹林地根際土壤微生物區(qū)系開展工作，摸清桉樹林地健康狀況與微生物區(qū)系的關(guān)系，進一步耦合現(xiàn)有的土壤營養(yǎng)狀況分析結(jié)果，為桉樹林地土壤健康評價、桉樹青枯病預(yù)測預(yù)報和科學(xué)防控提供科學(xué)依據(jù)。

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Analyses of Rhizosphere Soil Nutrition inPlantations Affected by Bacterial Wilt Disease

MA Hai-bin, WANG Sheng-kun, LU Jun-kun, YANG Fu-cheng

()

Soil samples were collected and analyzed in order to study the relationship between rhizosphere nutrition of eucalypt plantations that were affected by bacterial wilt disease (BWD) in Guangdong province. The results showed that soil pH did not differ significantly between healthy eucalypt plantations and those affected with BWD. The content of soil organic matter, total nitrogen and total potassium showed the following trends: healthy plantations

; bacterial wilt disease; soil; nutrition

S714.8

A

國家科技支撐計劃課題資助(2012BAD19B0802)

馬海賓(1976― )，博士，副研究員，主要從事森林保護研究