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东方杉对滨海沙地土壤养分及可溶性盐的适应能力评价



全 文 :基金项目 :福建省林业厅、福州市科技局基金项目《东方杉引种栽培试验研究》(2209 - N - 79)。
作者简介:陈端钦(1956 -) ,女,福建平潭人,教授级高工,主要从事沿海防护林研究和林业科技推广工作。 收稿日期:2012 - 10 - 11
东方杉对滨海沙地土壤养分及可溶性盐的适应能力评价
陈端钦1 张顺恒2 李宝福3 刘 芳2 翁品荣1 陈 妍1
(1 平潭县林业科技推广站,福建平潭 350400;2 福州市林业局,福建福州 350003;
3 福建省林业科学研究院,福建福州 350003)
摘 要:对平潭滨海沙地引种东方杉的生长以及土壤可溶性盐含量、土壤养分与 pH 值进行调查、测定与分析。结果
表明,东方杉具有一定的抗滨海沙地土壤贫瘠能力,但土壤养分浓度对东方杉生长影响较大,有机质、N、磷素等养分
含量相对高的,东方杉的生长量、生长幅度也大; 东方杉有一定的耐滨海盐碱能力但远不如木麻黄的抗盐碱性,在盐
含量 0. 789 g /kg的环境下,生长正常,而在 8. 928 g /kg盐浓度下已致死。东方杉可以作为沿海地区防护林的次要树
种之一,适合在没有盐渍化或轻度盐渍化的滨海沙地上造林。
关键词:东方杉;可溶性盐; 生长量;适应能力
中图分类号 S153. 6 文献标识码 A 文章编号 1007 - 7731(2012)21 - 143 - 03
东方杉(Taxodium mucronatum Ten. × Cryptomeria for-
tunei Hooibrenk ex Otto et Dietr.)属半常绿的高大乔木,是
我国 20 世纪 70 年代由南京林业大学成功培育的杉科新
树种,是以墨西哥落羽杉(Taxodium mucronatum)为母本,
柳杉(Cryptomera fortunei)为父本的属间杂交种。在 20 世
纪 90年代以来,我国林业工作者对东方杉栽培技术、生物
生态学特性等方面进行了研究[1 - 3],总结出该树种具有生
长快,抗风、耐水湿、树姿优美、落叶期短和景观效果好等
许多优良特性,适于在沿海滩涂造林。但是,东方杉对滨
海土壤养分及可溶性盐的适应性及其在可溶性盐胁迫下
的最适耐受浓度还未见报道,本文通过对养分、盐胁迫下
东方杉生长量的调查及其相应土壤的测定,初步评价该树
种在滨海沙地环境下对土壤的适应能力,为评估该树种作
为沿海防护林栽培和推广应用的可行性提供科学依据。
1 试验地概况
试验地位于平潭岛流水镇,地处北纬 25° 16 ~
25°45,东经 119°32 ~ 120°10,东部濒临台湾海峡,西部
以海坛海峡与长乐、福清相望。平潭土壤以风沙土为主,
年均气温 19. 6°C,全年≥10°C 的积温 6562°C,年平均降
水量 1127 mm,年均蒸发量 1300 mm。属于南亚热带海岛
型季风气候,夏季以偏南风为主,其余季节多为东北风,风
力年平均风速 6. 9m /s,全年大风(7 级以上)日数为 125d。
7 ~ 9 月高温干旱,常受热带风暴影响,年平均 6. 3 次。夏
季大旱出现机率高达 54%,是台风、大风、暴雨、干旱等自
然灾害多发地区。
2 材料与方法
2. 1 试验材料 2009年 3月引种东方杉种植在平潭流水
镇,苗高约 15cm。试验地分为 3 个小地,分别编号为样地
Ⅰ、样地Ⅱ、样地Ⅲ,其中样地Ⅰ林分仅种东方杉,样地Ⅱ
和样地Ⅲ除了栽植东方杉外,还分别套种相思树和木麻
黄,行状混交(1∶ 1,株行距 2 m × 2 m,相思在东方杉种植
1a后于 2010 年 5 月份种植,苗高约 20cm;木麻黄与东方
杉同期种植)。3地块均为块状,整地穴规格为 50 cm × 40
cm × 30 cm,栽植前每穴放过磷酸钙 0. 15kg、泥土 5kg,带
土球栽植。
2. 2 野外调查与室内测定 2011 年 11 月、2012 年 6 月,
分别对 3 个地块的东方杉生长量进行调查并采集土样。
在试验林分内,选择典型地段,沿同一水平线,设置 25. 8
m × 25. 8 m 的标准地 3 块,在生长量调查的基础上,在每
块标准地内按“S”型路线多点采集 0 ~ 40 cm的土样,混合
后用 4 分法取约 1 kg带回实验室,并按森林土壤国标分析
方法进行土壤可溶性盐含量、土壤速效养分(水解氮和速
效磷)、pH值以及有机质含量测定。其中,土壤可溶性盐
含量采用水浸提重量法测定;土壤水解氮采用 1. 2 mol /L
NaOH碱解扩散法;速效磷采用 0. 25 mol /L HCL - 0. 03
mol /L NH4F浸提 -钼锑抗比色法测定;有机质采用重铬
酸钾氧化法测定;土壤 pH值采用水浸提 -酸度计测定。
3 结果与分析
3. 1 不同立地的东方杉生长情况分析 生长量是评价东
方杉对滨海土壤适应性程度的主要指标。从表 1 中可看
出,2011年 11月(2. 5a生)和 2012年 6 月(3. 0a生) ,2 次
生长量调查均显示,样地Ⅰ的东方杉生长状况最佳,样地
Ⅲ全部死亡,样地Ⅱ生长一般。经方差分析结果表明,不
同样地间的东方杉平均树高、平均胸径和平均冠幅等各项
生长指标均存在显著或极显著性的差异。其中,2012 年 6
月调查的样地Ⅰ中东方杉的平均树高、平均胸径和平均冠
341安徽农学通报,Anhui Agri. Sci. Bull. 2012,18(21)
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2012.21.081
幅分别比 2011 年 11 月调查相应的增加了 28%、11. 4%、
33. 3%;而对于样地Ⅱ而言,2012 年 6 月调查的东方杉的
平均树高,平均胸径和平均冠幅分别比 2011 年 11 月调查
相应的增加了 26. 7%、7. 7%、22. 2%。由此可见,样地Ⅰ
的东方杉比样地Ⅱ的东方杉生长幅度更大,在气候环境、
经营措施、种苗等一致的情况下,导致东方杉生长量差异
的原因主要与土壤养分或可溶性盐含量的不同有关。
表 1 不同立地环境下东方杉的生长情况
样地号
2011 年 11 月生长量调查 2012年 6月生长量调查
平均树高
(m)
平均胸径
(cm)
平均冠幅
(m)
平均树高
(m)
平均胸径
(cm)
平均冠幅
(m)
Ⅰ 2. 5 3. 5 1. 5 3. 2 3. 9 2. 0
Ⅱ 1. 5 2. 6 0. 9 1. 9 2. 8 1. 1
注:F(2,4)0. 05 = 6. 94;F(2,4)0. 01 = 18. 00。
3. 2 东方杉生长与滨海沙地土壤养分状况的关系分析
根据全国第二次土壤普查养分分级标准(表 2) ,将大量元
素含量分为 6 级别[4],并按照此标准对平潭海岛沙地引种
东方杉的不同立地的土壤养分测定数据进行归纳,结果见
表 3。
表 2 土壤主要养分元素分级标准
等级
有机质
(g /kg)
全氮
(g /kg)
水解氮
(mg/kg)
全磷
(g /kg)
速效磷
(mg/kg)
全钾
(g /kg)
速效钾
(mg/kg)
1极富 > 40 > 2. 0 > 150 > 2. 0 > 40 > 30 > 200
2富 30 ~ 40 1. 50 ~ 2. 0 120 ~ 150 1. 5 ~ 2. 0 20 ~ 40 20 ~ 30 150 ~ 200
3 中 20 ~ 30 1. 0 ~ 1. 5 90 ~ 120 1. 0 ~ 1. 5 10 ~ 20 15 ~ 20 100 ~ 150
4低 10 ~ 20 0. 75 ~ 1. 0 60 ~ 90 0. 7 ~ 1. 0 5 ~ 10 10 ~ 15 50 ~ 100
5缺乏 6 ~ 10 0. 5 ~ 0. 75 30 ~ 60 0. 4 ~ 0. 7 3 ~ 5 5 ~ 10 30 ~ 50
6 极缺乏 < 6 < 0. 5 < 30 < 0. 4 < 3 < 5 < 30
表 3 不同样地的东方杉土壤养分状况
样地号
水解氮 速效磷 有机质
(mg /kg) 等级 (mg /kg) 等级 (g /kg) 等级
pH
Ⅰ 14. 018 6 3. 290 5 11. 187 4 6. 32
Ⅱ 10. 011 6 0. 592 6 5. 623 5 6. 10
Ⅲ 8. 411 6 0. 586 6 1. 501 6 6. 04
从表 3看出,样地Ⅰ的土壤速效氮、磷以及有机质各
养分指标均高于其它 2个样地,但各样地土壤养分含量都
大致处于低或缺乏或极缺乏状态。主要表现为:水解氮、
速效磷含量,均以样地Ⅰ的含量最高,样地Ⅱ次之,样地三
Ⅲ最低,其中 N均处在极缺乏水平,磷处于缺乏或极缺乏
状态,说明平潭海岛沙地的土壤氮、磷养分严重不足;有机
质含量,样地Ⅰ土壤有机质含量远高于样地Ⅱ、Ⅲ,但仍为
低水平,而样地Ⅱ、Ⅲ的有机质含量则处于缺乏或极缺乏
水平。土壤有机质、氮、磷素等养分含量的高低与土壤肥
力水平密切相关,是表征土壤肥力的主要指标,这表明样
地Ⅰ的肥力水平高于其它 2个样地,也就决定了样地Ⅰ的
东方杉,相对其它 2 个样地而言,生长量要更高,且生长幅
度更大。从土壤 pH 值来看,3 个样地土壤的 pH 值很接
近,都处于中性偏酸性水平。总体而言,平潭东方杉土壤
养分含量普遍偏低,均处在贫瘠或肥力不足状态。根据样
地Ⅰ和样地Ⅱ东方杉的各生长指标也证实了东方杉对滨
海贫瘠的土壤具有一定的适应能力,即耐贫瘠。
3. 3 东方杉生长与滨海沙地土壤可溶性盐含量的关系分
析 土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性,是限制植物
生长的障碍因素。滨海地区由于受海水浸渍,生成滨海盐
土。盐土中含有大量水溶性盐类,影响植物生长,同一浓
度的不同盐分危害植物的程度也不一样,盐分中以碳酸钠
的危害作用最大,会增加土壤碱度和恶化土壤物理性质,
使作物受害。其次是氯化物,氯化物中又以 MgCl2 的毒害
作用较大,另外,氯离子和钠离子的作用也不一样。土壤
中水溶性盐的分析,是研究盐渍土盐分动态的重要方法之
一,对了解植物生长的影响以及拟订改良措施都是十分必
要的[5]。因此,测定滨海沙地土壤可溶性盐含量,并分析
东方杉对土壤可溶性盐的适应性,对沿海引种东方杉防护
林的造林地选择及土壤改良具有重要意义。经测定,Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ样地的土壤可溶性盐含量分别为 0. 789、0. 720、
8. 982g /kg。
样地Ⅲ土壤可溶性盐含量大大高于样地Ⅰ和样地Ⅱ,
有高出 10 倍之多,按照我国滨海滩涂的分析资料,样地
Ⅰ、Ⅱ属盐化土边缘,样地Ⅲ属强度盐化土。表 1 生长量
调查显示,样地Ⅲ的东方杉全部死亡,表明东方杉难以适
应这种高盐浓度的环境,这主要是高盐浓度下,东方杉树
体失水过多加上夏季高温少雨、水分严重缺乏的胁迫,树
体内脂膜损伤使电解质和有机质大量外渗有关,膜透性的
变化会导致细胞间和细胞内的各种微环境发生改变,从而
使酶和基质间的平衡丧失,各种代谢过程失调最终导致叶
片的枯萎脱落、植株矮化以至死亡[6]。样地Ⅰ土壤可溶性
盐含量虽略高于样地Ⅱ,但表 1数据显示样地Ⅰ的东方杉
生长量各指标均高于样地Ⅱ,这意味着东方杉具有一定的
耐盐碱性和适宜的耐盐碱范围,在可溶性盐含量 0. 789 g /
kg的浓度下,其生长不受影响,但在 8. 928 g /kg 浓度下已
致死。木麻黄耐可溶性盐含量的临界浓度为 3. 141%[7],
可以肯定东方杉耐滨海盐咸的能力远不如木麻黄,但受野
外条件的限制,难以设置不同盐浓度范围的立地来进行田
间试验,因此在自然环境状况下,东方杉的耐盐临界值难
以确定。
4 结论与讨论
(1)引种地土壤有机质、N、磷素等养分含量较低,处
于缺乏或极缺乏水平,体现东方杉具有一定的耐滨海土壤
贫瘠能力,但土壤养分浓度对东方杉生长影响较大,有机
质、N、磷素等养分含量相对高的,东方杉的生长量、生长
幅度也大。
(2)可溶性盐是滨海沙地限制植物生长的主要障碍
性因子,测定分析表明东方杉有一定的耐滨海盐碱能力,
但东方杉耐滨海盐碱的能力远不如木麻黄,在盐含量
0. 789g /kg的环境下,生长正常,而在 8. 928 g /kg盐浓度下
已致死。据马风云等人对东方杉的盐胁迫盆栽试验,东方
杉在 0. 4% NaC1 浓度胁迫下,各生理指标发生适应性响
应,形成新的物质代谢平衡,导致生长状况受到一定的影
响,其耐受的临界盐分浓度在 0. 4%左右[8]。根据试验研
441 安徽农学通报,Anhui Agri. Sci. Bull. 2012,18(21)
究表明,东方杉具有一定的耐盐性,可以作为沿海地区防
护林的次要树种之一,但只适合在没有盐渍化或轻度盐渍
化的滨海沙地上造林。
(3)受野外条件的限制,难以设置不同盐浓度范围的
立地来进行田间试验,因此在自然环境状况下,东方杉抗
盐碱的最适浓度范围以及抗盐的作用机理还有待于进一
步研究。
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( 责编: 施婷婷)
(上接 74 页)略低于对照组,保鲜剂处理可以有效地钝化
哈密瓜果实的 PPO活性,较好的控制酶促褐变,保持哈密
瓜果实的品质。
3 结论
(1)通过单因素实验和正交实验,最终得出哈密瓜的
最佳保鲜剂配方为:茉莉酸甲酯(MeJA)浓度 12μmol /L,
拮抗菌为 LP2,菌悬液浓度 109cfu /mL,贮藏温度以 5℃为
最佳。
(2)该复合处理也更为显著地诱导了哈密瓜果实抗
病相关酶活性的上升;显著地抑制贮藏期间果实呼吸强
度,延缓其呼吸跃变高峰的出现,保持果实的硬度、糖度和
Vc的含量,延缓了哈密瓜的后熟,降低哈密瓜的腐烂率,
对于延缓哈密瓜果实的衰老起到一定的作用,较好地保持
哈密瓜果实的品质。
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( 责编: 施婷婷)
(上接 99页)播期在前后相差 30d 的情况下,生育进程与
幼穗分化进程在生育的前期有显著的差异,而在生育后
期,即生育进程在起身以后,相对晚播的生育进程逐渐加
快,至成熟期前后相差只有 2 ~ 3d;幼穗分化进程,在二棱
后期以前,不同播期有显著差异。但自护颖分化期开始,
相对晚播的幼穗分化进程逐步加快,至四分体时,前后播
期相差 30d,但幼穗分化总进程,相差较少,半冬品种相差
大致在 1 ~ 7d,春性品种相差 2 ~ 10d。
(2)播期对平均穗粒数有一定的影响,即随着播期的
推迟穗粒数逐渐增多,其原因是相对晚播的以主茎成穗为
主,早播的以分蘖成穗为主。
(3)播期对千粒重有明显的影响,相对播种越早,千
粒重越高,播种越晚,千粒重越低。其原因是:生育进程虽
相差很少,但抽穗期早 2 ~ 3d,灌浆开始就相对较早,千粒
重就高,播期相对较晚的,灌浆开始晚,灌浆期相对较短,
使千粒重下降。
(4)播期对不孕小穗数有一定的影响,对半冬性品种
影响明显,前后相差 3. 14个。播种越早不孕小穗数越多,
其原因是播种早的以分蘖成穗为主。
(5)播期对产量影响不显著。不论是半冬性品种还
是春性品种,播种相对较早的,产量不是最高。播期前后
相差 30d,产量相差大体在 37 ~ 68kg /667m2,尤其半冬性
品种产量相差不悬殊。以此说明,在当今气候逐渐变暖的
情况下,不论半冬性或是春性品种,适期晚播,适当增加播
量也同样可以获得高产,不但可以防止因播种过早而出现
越冬期的冻害,而且可以防止因春季极端天气造成的倒春
寒的影响。但从本试验产量结果可以看出,在商丘地区气
候生态条件下,不论半冬性品种还是春性品种的最适播期
在 10月 10 日 - 10月 20 日,在此之间播种的产量最高。
以上仅系 1a的结果分析,每年土、肥、水等因素不同,
都会对试验结果产生影响,并且,每年小麦生育期间诸气
象要素的时空分布都有所不同,因此冬、春性小麦品种的
播期对产量构成因素、生育进程,幼穗分化进程的影响尚
需进一步探讨。 ( 责编: 施婷婷)
54118 卷 21 期 陈端钦等 东方杉对滨海沙地土壤养分及可溶性盐的适应能力评价