柏木根系分泌物对盆栽香椿土壤养分的影响

柏木根系分泌物对盆栽香椿土壤养分和酶活性的影响

 

摘 要 为了研究柏木与香椿混交时柏木根系分泌物对土壤养分和酶活性的影响，试验采用盆栽法进行，将土培法收集的柏木根系分泌物按月施加到香椿苗盆栽土壤中，设 4 个处理: G1、G2、G3 和 G4，分别为 1 株、2 株、4 株和 8 株柏木根际土提取液，同时设置空白处理CK。

处理 1 年后测定种植香椿的土壤( 简称: 香椿土壤) 养分含量和酶活性。

结果表明: 柏木根系分泌物对香椿土壤全 N、全 P、全 K 含量影响不显著( P＞0．05) ; 但显著增加了土壤碱解 N、有效 P 和速效 K 含量( P＜0．05) ，且随施加浓度的增加，碱解 N 含量、有效 P 和速效 K含量也增加，而 G3 与 G4 处理差异不显著( P＞0．05) ; 添加根系分泌物后，香椿土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性增强，且随根系分泌物施加浓度的增加，土壤酶活性递增; 相关分析显示，4 种酶的活性与土壤碱解 N、有效 P 和速效 K 及土壤 p H 值均呈极显著相关( P ＜0．01) ，但与全 N、全 P、全 K 不相关( P＞0．05) ; 4 种酶相互之间存在极显著正相关( P＜0．01) ; 不同施加浓度的柏木根系分泌物均能提高碱解 N、有效 P、速效 K 含量，增强土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性，从而直接或间接影响土壤养分的有效性。



综合分析得出，以 4 株柏木根系分泌物的促进效果较好，柏木与香椿的混交比例为 4 ∶ 1 能较好地改善土壤环境。

 

在植物生长发育过程中，根系作为植物和土壤的接触面，不仅是吸收和代谢器官，而且是强大的分泌器官( 陈龙池等，2002; Huang et al．，2010) 。植物根系能向土壤环境释放糖类、蛋白质、氨基酸、维生素、以及有机酸、酚类等化合物( Kong et al．，2008) ，从而改变土壤微生态环境、增强自身对环境的抗逆性和促进养分的吸收，甚至还对周围林木的根系活动产生一定的影响( 张豆豆等，2014) 。

就植物而言，根系分泌物是植物体地下部分和环境之间的重要媒介，与 林 木 生 长 发 育 紧 密 联 系 ( 吴 林 坤 等，2014) 。从植物根系分泌物的研究进展来看，在针对根系分泌物对土壤环境的影响方面，国内学者围绕土壤结构、CEC、养分活化、酶活性和微生物群落以及化感作用、环境胁迫缓解等进行了众多的研究( 申建波等，1999; 金婷婷等，2007) 。

国外在这方面的研究主要有: 探讨土壤中磷的释放与根系分泌的有机酸之间的关系，根系分泌物中的成分对微生物群落及多样性的影响以及根系分泌物与土壤养分转化的相关性( Landi et al．，2005) 等。虽然国内外学者在根系分泌物研究领域取得了许多有价值的研究成果，但相对于农作物，林木上的研究要滞后许多( Funck et al．，1984) 。因此，有必要对根系分泌物进行深入研究，对于有效调控土壤生态系统，提高养分资源利用效率和林木生产力具有重要的意义。

 

柏木( Cupressus funebris) 是中国川中丘陵地区重要的乡土树种，种植面积大，由于其生境水土流失严重以及不合理经营管理等原因导致林分结构单一、林相残败，生产力和生态效应低下 ( 范川等，2014) 。而柏木林区生态地位非常重要，对柏木低效林的改造和研究已成为恢复生态学领域的一个重要内容( 张厚华等，2004) 。



目前，对低效林的改造技术主要集中于纯林补植其他树种营造混交林、改善经营管理措施等，很多学者也进行了大量研究( 胡庭兴等，2002; 范川等，2013) 。而随着根系分泌物相关研究的兴起，鲜有学者从根系分泌物的角度，来研究混交对土壤环境的影响。

香椿( Toona sinen-sis) 是川中丘陵区乡土落叶阔叶树种，生态适应性强，可作为柏木低效林改造的混交树种，而在长期的实践中，基于合理树种搭配基础上，成功的混交林比例呈现出许多潜在的优势。因此，有必要进一步探究柏木与香椿合适的混交比例。本研究拟通过土培法提取柏木根系分泌物，根据 4 种施加处理，模拟不同的混交比例，从而探讨柏木根系分泌物对香椿土壤环境的影响，为土壤肥力管理、柏木与香椿的适宜混交比例以及人工林持续经营管理提供理论依据。