云南松林下干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素特征及其影響因素1)

張珊珊 毛云玲 馮志偉 楊文忠

(云南省林業(yè)和草原科學(xué)院，昆明，650201)

外生菌根(ectomycorrhiza)在森林生態(tài)系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用[1-3]。許多外生菌根真菌能夠擴大樹木根部的吸收面積，提高樹木對水分、礦物質(zhì)的吸收[4-5]。同時，菌根能改良土壤的理化性質(zhì)[6-8]，提高苗木成活率并促進幼苗生長，促使植物群落向著有利于人類和森林生態(tài)系統(tǒng)平衡的方向演替[9-11]。目前，菌根食用菌已逐漸成為農(nóng)林業(yè)的新寵兒[12-13]，但還不能完全依靠人工栽培，只能利用菌根技術(shù)，依賴宿主植物根部進行“菌根合成”[14-15]。影響菌根人工合成的因子很多[16-18]。即使外生菌根真菌順利侵染植物營養(yǎng)根形成菌根，菌絲體生長分化最終形成子實體的過程也十分復(fù)雜[19-20]。

微量元素在森林生態(tài)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用[21]。土壤中有效態(tài)微量元素主要受土壤pH[22]、土壤微量元素全量[23]、土壤有機質(zhì)[24]等因子的影響，通過調(diào)節(jié)土壤pH、有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、微生物狀況提高其有效性[25]。植物對微量元素的吸收還受土壤中各種有效態(tài)微量元素間相互促進作用等的影響[26]。不僅植物生長發(fā)育需要氮、磷、鉀等大量營養(yǎng)元素，外生菌根菌的生長同樣需要營養(yǎng)元素參與代謝活動[27-28]。研究表明，不同成分的培養(yǎng)基對菌根菌的生長影響不同，選擇含有合適微量元素的營養(yǎng)基配方對真菌生長十分重要[29-30]。

干巴菌(Thelephoraganbajun)是革菌科(Thelephoraceae)革菌屬(Thelephora)的一類可食用真菌[18]。該菌為云南松、思茅松林下最為常見的菌根食用菌，營養(yǎng)美味且具有藥用價值，具有良好的市場需求和廣泛的應(yīng)用前景[31-32]。干巴菌目前不能人工栽培，均來自野生資源。若要人工栽培成為現(xiàn)實，為云南松林下干巴菌生長提供含有適量有效態(tài)微量元素的土壤環(huán)境極為關(guān)鍵[33]。

為了解云南松林下干巴菌生長土壤的有效態(tài)微量元素特征及其影響因素，本研究對干巴菌生長土壤進行了采樣測定，通過相關(guān)性分析找到影響干巴菌生長的土壤有效態(tài)微量元素，明確適宜干巴菌生長的有效態(tài)微量元素土壤環(huán)境，為其人工栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

選取昆明市周邊的云南松天然林下8個干巴菌適宜生長地作為樣地，采集土樣。于2019年9—10月，在每個樣地隨機選取樣點3個，樣點選擇用羅盤儀定向、皮尺測距，設(shè)置面積為10 m×10 m。按照五點法在每個樣點中設(shè)置5個采樣點，選取深度相同、質(zhì)量均等的土壤，去除土壤上層腐殖質(zhì)。取樣器垂直于地面入土，確保土樣上層與下層的厚度一致。在每個采樣點分別取土壤深度為0

1.2 土壤測定方法

土壤酸堿度和有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別按照NY/T1377、NY/T1121.6方法進行測定；土壤鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)、鐵(Fe)、硼(B)有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用EDTA浸提-原子吸收分光光度計法測定[34]；干巴菌土壤有效態(tài)微量元素有效性評價采用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法[33]，計算公式如下：

Pi=Ci/Si；

式中：Pi為土壤中微量元素i的單因子有效性指數(shù)；Ci為微量元素i的實測質(zhì)量分?jǐn)?shù)；Si為i種微量元素的臨界值；Pz為土壤微量元素綜合有效性指數(shù)；Pimax為單項微量元素的最大有效性指數(shù)，n為元素的項數(shù)。

參照全國第2次土壤普查中土壤微量元素有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分級標(biāo)準(zhǔn)[35]，對云南松林下干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素豐富水平進行評價(表1)。

表1 土壤微量元素有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分級標(biāo)準(zhǔn) mg·kg-1

1.3 數(shù)據(jù)分析

SPSS16.0對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析、Duncan多重比較、變量間的相關(guān)性分析。方差分析時，不滿足方差齊性檢驗的數(shù)據(jù)通過[arcsin]或[log(x+1)]轉(zhuǎn)換，以滿足方差分析的要求。通常采用Post-hoc Tukey方法檢驗變量的顯著性；如果數(shù)據(jù)不滿足參數(shù)檢驗的條件，采用Kruskall-Wallis方法檢驗，5%為顯著水平，1%為極顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由表2可知，干巴菌不同深度生長土壤的有效鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.26～6.10 mg·kg-1，平均值為2.29 mg·kg-1；有效錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.21～22.62 mg·kg-1，平均值為9.80 mg·kg-1；有效銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.29～0.94 mg·kg-1，平均值為0.52 mg·kg-1；有效鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.31～107.32 mg·kg-1，平均值為45.24 mg·kg-1；有效硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.24～0.57 mg·kg-1，平均值為0.36 mg·kg-1。當(dāng)土壤深度為00.05)。

表2 云南松林下野生菌生長土壤有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及各等級分布頻率

2.2 干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素分布頻率

根據(jù)土壤微量元素有效態(tài)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)，對干巴菌生長土壤的有效態(tài)微量元素進行分析。結(jié)果表明，干巴菌不同深度生長土壤的有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)變幅較大，各等級分布頻率不同(表2)。當(dāng)土壤深度為0

2.3 干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素的有效性特征

由表3可知，在8個樣點中，除了樣點C土壤深度為00.05)。其中，土壤有效鐵的Pi顯著高于其余4種有效態(tài)微量元素的Pi，且有效硼的Pi最低。

表3 云南松林下干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素有效性指數(shù)

續(xù)(表3)

當(dāng)土壤深度為0

2.4 干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素與有機質(zhì)的關(guān)系

由表4相關(guān)分析可以看出，有效鐵、有效錳、有效鋅、有效銅、有效硼與pH值均不相關(guān)(P>0.05)；與有機質(zhì)呈極顯著相關(guān)(P<0.001)，且呈顯著一元線性關(guān)系(圖1，P<0.05)，并隨有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而增加。相關(guān)分析表明，有效鐵、有效錳、有效鋅、有效銅、有效硼與有機質(zhì)相關(guān)系數(shù)(R)分別為0.919、0.957、0.970、0.961、0.935，說明土壤有機質(zhì)與土壤中有效態(tài)微量元素存在正效應(yīng)。各微量元素間也呈極顯著相關(guān)(P<0.001)，表明這5種元素存在共生關(guān)系。

圖1 干巴菌生長土壤有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與有機質(zhì)的相關(guān)關(guān)系

表4 土壤有效態(tài)微量元素與pH值、有機質(zhì)的相關(guān)系數(shù)

3 結(jié)論與討論

土壤有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)反映土壤對其礦物質(zhì)營養(yǎng)的供給水平，任何微量元素都不能缺乏或過量[36-38]。研究發(fā)現(xiàn)，云南松林下干巴菌生長土壤的有效態(tài)微量元素較豐富，尤其是表層生長土壤(0

土壤有效態(tài)微量元素有效性指數(shù)越高，其有效性越高[21，33，37]。本研究表明，除樣點C土壤深度為0

有效態(tài)微量元素和有機質(zhì)之間存在良好的正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)性的大小反映了有機質(zhì)與各微量元素有效性影響力的大小[25，39]。很多研究表明，土壤中有機質(zhì)與有效態(tài)微量元素的關(guān)系穩(wěn)定且緊密，呈正相關(guān)[40-41]。土壤有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，土壤交換性鹽基總量也較高，微量元素容易被活化[42]。本研究發(fā)現(xiàn)，有效鋅、有效銅、有效錳、有效鐵、有效硼質(zhì)量分?jǐn)?shù)均與有機質(zhì)呈顯著的一元線性關(guān)系，說明土壤中有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高源于土壤中含有較為豐富的有機質(zhì)。有效態(tài)微量元素間也呈顯著正相關(guān)，說明這5種有效態(tài)微量元素間存在相互促進的關(guān)系。

適宜云南松林下干巴菌生長的土壤需含有豐富的有效銅、有效鋅、有效錳、有效鐵、有效硼。各微量元素有效性均較高，與有機質(zhì)呈顯著正相關(guān)，說明可通過提高土壤有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進而增加土壤有效態(tài)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。樣地H的Pi和Pz最高，在干巴菌半人工模擬栽培過程中，可優(yōu)先選擇在樣地H開展相關(guān)人工栽培試驗、研究。但是，關(guān)于云南松及其林下干巴菌生長狀況與土壤微量元素有效性的相關(guān)性還需要進一步研究探索。