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杉木、油桐、仙人草复合模式的根际土壤肥力



全 文 :第 2 9卷 第 2期
2 01 0`1三 3月
东 北 林 业 大 学 学 报
O U JR NL AO F NO R T H EA SF TO R S ER TYU NI VR ESI TY
V o l
.
2 9 N o
.
2
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.
2 0 01
杉木 、 油桐 、 仙人草复合模式的根际土壤肥力 ”
蔡丽平 陈光水 谢锦升
(福建农林大学资源与环境系 , 南平校区 ,
杨玉盛
3 5 30 0 1 )
摘 要 通过对 2 年生杉木 、 油相 、 仙人草复合经营模式及对照杉木纯林根际土攘肥力的研究 . 得出结果 :
复合经营模式全土 p H 值比对照的高 . 模式中杉木 、 油相 、 仙人草根际土攘的有机质和全氮 ( N )含量均比全土
大 ; 对照中杉木根际土与全土有机质和全 N 量的差值比复合经营模式的大 . 复合经营模式及对照的杉木根际土攘
水解性 N 均比全土大 . 而速效磷 ( P ) 、 速效钾 ( K ) 则比全土低 。 复合经营模式中 . 与杉木根际土攘相比 . 仙人
草和三年桐根际微生物总数及生理类群数量大 . 土攘生化活性强 . 复合经管模式全土和杉木根际土攘微生物数量
和生化活性均比相应对照大 。 这说明复合经管模式的林地能维持较高的土攘肥力 . 从而促进复合经营模式中杉木
生长 。
关键词
分类号
杉木 : 油桐 ; 仙人草 ; 复合经营 ; 根际土攘 ; 土攘肥力
5 79 1
.
27 0
.
1
R h i z o s P h e r i e 5 0 11 F e r t i l i t y u n d e r C o m P o u n d P a t t e r n o f uC
n n ing h a m ia la n ce ol a ta
一通l e u ir res fo ird i
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C h e n G u a n g s h u i
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,
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N o r t h e a s t F o r e s t卿 U n i v e r s i t y一 20 0 1 , 29 (2 )一 5 1一 54
A s t u d y o n r h iz o s Ph e r ie 5 0 11 fe r t i li t y u n d e r e o m P o u n d Pat t e r n o f uC
n n ing h a m i a l a n e e o la t a

A l e u ir r e s
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一油 s o r a e h i n e n is s w a s e a r r i e d o u t , an d t h e r e s u lt s s h o w e d t ha t t h e PH v a lu e w a s h i g h e r u n d e r
e o m P o u n d P a t t e r n t ha n un d
e r t h e e o n t r o l
.
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杉农复合经营模式在我国具有悠久的历史 , 在
我国杉木林区林农复合经营中占有较重要的位置 。
从 20 世纪 80 年代开始 , 杉木 、 油桐 、 仙人草复合
经营模式在闽北颇受群众欢迎 , 复合经营面积不断
扩大 。 油桐 (三年洞 ) ( A l e u r i r e s .of r d i i )是我国特
有的油料树种 ; 仙人草 ( Me os ar ch ine ns is) 干品可
l ) 福建省教委资助项目 。
第 l 作者简介 : 蔡丽平 , 女 . 19 6 8年 3 月生 , 福建农林大学资
源与环境系 . 俐币。
收稿日期 : 2 00 年 5 月 1 1 日。
责任编辑 : 戴芳天 。
制草冻 。 是消夏的优良饮品 , 提取的果胶是可口可
乐天然添加剂 , 在国际市场上销路较好 , 是良好创
汇品种之一 。 杉木 、 油桐 、 仙人草复合经营技术的
实施不但可以提高杉木造林保存率和成活率 , 促进
杉木幼林生长 . 又能在短期内获得较高的经济收
入 、 是较为成功的杉木复合经营模式之一 。 关于该
模式的生物量 、 土壤结构恃性、 水分性质及生物学
活性已经见报道 ( ’ 一 ” , 笔者针对复合经营模式的
根际土壤肥力进行深入的分析研究 , 对推动南方山
地杉木的可持续利用模式研究与实践具有指导意
义 。
DOI : 10. 13759 /j . cnki . dlxb. 2001. 02. 013
东 北 林 业 大 学 学 报 第 2 9 卷
1 试验地自然概况
量 , 或 用 C O Z容 量 测 定 土 壤 呼 吸释 放 C O Z
量 〔 8 ’ 。 文中表内的数值均为多个重复的平均值 ,
相对误差小于 2% 。
一 试验地位于福建省建贩市吉阳镇 (东径 1 17 。
15
` 北纬 27 0 10 ` ) 。 该地位于武夷山脉的东南
部 , 鸳峰山脉的西北侧 。 本区属中亚热带海泽隆季
风气候 , 年平均温度 16 一 17 ℃ , 年平均相对湿度
83%
, 年降水量 1 880 m m , 标准地位于海拔高度
30 0 一 4 00 m , 中下坡 、 坡度 30 。 士 2 。 。 土壤为花
岗岩 片麻岩发育 的红壤 、 土层厚度 > 10 c孤
A 十 A B 层 (黑土层 ) 厚度 ( 20 士 3) cm 。 标准地
前身为松阔混交林 , 伐前土壤有机质含量 ( 31 . 86
士 3 . 2 2 ) g / k g
, 全 N 为 ( 1 . 3 8 士 0 . 2 3 )g / k g , 全 P
为 ( 0 . 6 88 士 0 . 0 30 ) g / k g 。 全面清杂后炼山 , 根据
对比试验安排 , 进行穴状整地 ; 冬末春初种植杉
木 , 随后直播油桐种子 , 对照地则仅种植杉木 。 翌
年 4 月初在杉木 、 油桐标准地内 , _ 厂采用分孽方式种
植仙人草 ( 6 00。丛 / h m Z) , 复合经营模式每年拔
草 、 松土 2 一 3次 , 对照地的经营措施与复合经营
模式相同 。
3 结果与分析
3
.
1 根际土养分状况
在植物生长过程中 , 根系从生长介质中摄取养
分和水分的同时 , 也向生长介质中溢泌质子 、 离子
并释放大量的有机物质 。 这些有机物质不仅为根际
微生物提供丰富的碳源 , 而且极大地改变了根际微
区的物理和化学环境 、 进而对根际土壤养分产生重
大影响 〔 ’ 一 ” ’ 。 从表 l 可见 , 复合经营模式中杉木
和油桐根际土 p H 值 , 分别比全土低 0 . 2 和 0 . 05 ,
而仙人草根际土略高于全土 (高 0 . 02 ) , 对照杉木根
际土 p H 值亦比全土低 0 . 12 。 这说明杉木幼树根际
土壤存在一定酸化现象 , 而油桐和仙人草根际土壤
p H 值与全土差异不明显 。
表 1 复合经营模式根际土壤养分
, t T 弓少; , .节一 之+` 钊万 岁毛刀 ,石
类型 土样来源 p H值 有机质 全 N 水撇 N 速效 P 速效K
/g
·
kg
一 ’
/g
·
kg
一 ’
/m g
·
kg
一 ’
/m g
·
kg
一 ’
/m g
·
k g
一 ’
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éO尹n,0八凡U在吉阳镇黄村龙坑 2 年生杉木 、 油桐 、 仙人草
复合经营及对照建立标准地 (标准地面积 20 m
只 2() m
, 重复 3 次 ) , 用抖落法 〔 4 〕取杉木 、 油
桐 、 仙人草根际 0 一 20 c m 表层细根土壤 ( cI m
内 ) 及各自全土 ( O 一 20 c m ) 。 土壤有机质 、 全
N
、 全 P 、 水解陕 N 、 速效 P 、 速效 K 、 交换性
盐基离子组成 、 C E C 、 p H 值测定方法按常规方法
进行 ; 土壤全 K — 火焰分光光度计法 , 全 C a 、M g 、 F e 、 M n 、 C u 、 z n一原子吸收分光光度计法 〔 5 ’ 。 土壤细菌 、 真菌 、 放线菌 、 氨化细菌
一一平板法 , 硝化细菌一一稀释法 , 纤维素分解
菌 、 好气性固 N 菌— 表面涂抹法 , 厌气性固 N菌一一焦性没食子酸法 , 有机磷分解菌一一稀释
法 〔 “ 〕 ` 转化酶活性一一 G . H o l…fn l a im 与 A
s e e g r e r 法 ( 19 5 1) . 脉酶一一改进扩散法 , 蛋白酶
一一 G . H o f l、 11 a n n 与 K . T e i e h e r 法 ( 19 5 7 ) ,
酸性磷酸酶活性一一 G . H of fm an n( l 9 6 7) , 接触
酶— 滴定法 , 过氧化物酶 、 多酚氧化酶— A .出 r a o e r o . ( 1 9 7 4 ) , 脱氢酶一一 1 . L . S t e v e n s o n
法 ( 1 9 56 ) 〔 7 · 8 ’ 。 用 W a r b u r g 呼吸器分别测定呼
吸作用过程中土壤释放二氧化碳和 吸收氧气的
复合 全土5 5. 08 29. 63 1. 287 126 8 7 . 26
经营 杉木根际土 R. 4 . 88 30. 12 1. 366 130. 6 6 . 08
油桐根际土R: 5. 03 32. 84 1. 4 2 112 . 4 6 . 00
仙人草根际土R, 5 . 10 33 . 65 1. 486 120. 6 5. 20
对照 全土S ` 4 . 84 29. 94 1. 32 1 120. 1 4 . 02 82
杉木根际土R I ’ 4 . 96 2 7. 6 1 1 . 20 1 116. 7 3 80 86
进行复合经营的全土 p H 值比对照的全土大
.0 12
, 说明合理复合经营对改善土壤酸性有利 。 复
合模式中杉木 、 油桐 、 仙人草有机质和全 N 含量均
比全土大 , 其中以仙人草根际土壤有机质和全 N 富
集量最大 , 分别 比全 土增加 了 4 . 02 9 / gk 和
.0 19 g/ k g
。 对照中杉木根际土有机质和全 N 量与
全土差值比复合经营中杉木与全土差值大 , 这与复
合经营模式中油桐和仙人草对土壤起有益作用 , 即
增加全土有机质和全 N 量 (复合经营全土有机质和
全 N 分别比相应对照增加 6 . 82 % 和 6 . 68 %) 有关 。
从表 l 可以看出 , 复合经营模式中 , 杉木根际土壤
水解性 N 及对照杉木根际水解性 N 分别 比相应全
土大 , 而速效 P 及速效 K 、 根际土壤则比全土低
(亏缺 ) , 这可能与杉木幼树吸收 N 、 P 、 K 特
第 2 期
性及土壤中 N、 P
蔡丽平等 :杉木 、 油桐 、 仙人草复合模式的根际土壤肥力
复 K、 K存在形态 、 含量有关 。
合经营中油桐 、 仙人草根际土壤速效性 N、 P 、
均存在亏缺现象 , 说明油桐和仙人草根系对 N
P

~ 玲吸收能力较强 。
3
.
2 根际土壤微生物数量及组成
大量根际沉积物是刺激根际微生物繁殖的重要
能源和养分源 〔 ” ’ 。 从表 2 可见 , 在复合经营中 ,
仙人草和油桐的根际细菌 、 真菌及放线菌数量比杉
木的大 , 其中 R / (S 根际土壤 / 全土 ) 值为仙人草
( 3
.
79 ) > 油桐 ( 1 , 89 ) > 杉木 ( 1 . 05 ) 。 这说明仙
人草 、 油桐根际微生物效应比杉木的明显 , 可能与
不同种的植物根分泌物不同有关 。 复合经营全土微
生物总数是相应对照的 1 . 29 倍 , 复合经营中杉木根
际微生物总数则是相应对照的 1 . 18 倍 , 说明复合经
营有利于杉木根际微生物繁殖 , 同时亦对土壤微生
物生长繁殖有利 。
表 2 根际土壤微生物组成 (以干土计 ) 个 · g 一 ’
类型 植物种类 土样 细菌 真菌 放线菌 微生物总数 氨化细菌 嫌气性固 N 菌 纤维素分解菌 有机 P 分解菌
复合 杉 木
经营 油 桐
仙 人 草
全 土
R r 9 16 3
x
R Z 16 5 4 8 x
R 3 3 3 14 5 x
10 3 4 6 8 x
10 3 6 5 2 x
10 3 2 2 6 8 x
10 3 6 7 9 x 1 0 3
10 3 2 6 8 8
x l 03
10 3 4 0 7 5 x 1 0 3
10 3 2 9 8 x 10 3
又」洪双 杉

5 8 7 4 6 x l 0 3
R l

8 13 8 x 10 3
S

6 9 2 0 x 1 03
4 0 5 只 10 3 Z16 x
2 5 8 K 10 3 16 7 x
10 310
x 1 0 3 9 89 6 x 10 3
19 8 88 x 10 3 16 34 5 x 10 3
3 8 4 8 8 x 10 3 32 59 8 x 10 3
9 4 7 6 x 10 3 兮 5 4 6 x 10 3
8 7 5 9 x 10 3 6 9 6 3 x 10 3
7 3礴5 x 1 0 3 5 0 14 x 103
6 8
.
4 x 10 3
4 83
.
8 x 10 3
4 6 5
.
1 x 10 3
60
.
6 x 10 3
6 0
.
2 x 10 3
2 9
.
0 x 10 3
7 9
.
6 X
9 7
.
Z X
1 13
.
4 x
10 3 2
,
3 x 10 3
10 3 3 7
x 20 3
10 3 6
.
6 x 10 3
10 3 1
.
2 x 10 3
5 3
.
1 x 10 3
3 8
.
8
x 10 3
x 10 3
x 10 3
护沪木土
从表 2 还可以看出 , 氨化细菌 、 好气性纤维素
分解菌 、 有机磷分解菌均以仙人草根际土最大 , 其
次为油桐的 , 杉木根际最低 。 仙人草氨化细菌 、 好
气性纤维分解菌 、 有机磷分解菌 R / S值分别为
3
.
8 1

7
.
67 和 5 . 50 。 复合经营模式全土上述 3 种
生理类群数量分别是对照的 1 . 70 、 1 . 7 、 1 . 2
倍 ; 复合经营模式中杉木根际上述 3 种生理类数量
手拐」是又叔暇的 1 . 42 、 1 . 5 0 、 1 . 28 倍 。 嫌气性固 N
菌以油桐根际土壤数量最大 , 其次为仙人草 , 杉木
根际最低 。 复合经营模式中油桐 、 仙人草和杉木嫌
气性固 N 菌 R /S 值分别为 7 . 97 、 7 . 67 和 1 . 13 ,
全土嫌气性固 N 菌数量是对照全土的 2 . 09 倍 , 杉
木根际土嫌气性固 N 菌数量是对照杉木的 1 . 14
倍 , 说明油桐 、 仙人草根际土壤生理类群数量均
比杉木的大 `、 这对复合经营的全土生理类群数量
增加有利 , 可促进土壤中 C 、 N 等营养元素生物
循环 、
3
,
3 土壤酶活性
林木根系及其残体 、 土壤动物及其遗骸和微生
物是土壤酶的主要来源者 , 土壤酶促作用主要在土
壤颗粒 、 植物根系和微生物细胞表面上发生 〔 ” 。
从表 3 可见 , 脉酶活性以仙人草根际 ( R 3) 为最
大 , 其 次 为 油桐 ( R Z) , 杉 木 ( R l) 为最 小 ;
R 3 / S

R Z / S

R l / S分别为 1 . 86 、 1 . 3 8 和 1 . 13 ,
R
I脉酶是 R ; ` 的 1 . 13 倍 , S 的脉酶是 S ` 的 1 . 17
倍 。 转化酶活性亦有此规律 。 仙人草和油桐根际土
壤 C 、 N 的转化能力强于杉木的 , 这可能与不同
植物种类分泌物差异及根际土壤微生物数量 、 种
类差异有关 。
分析结果表明 (见表 3) , 复合经营模式中仙人
草根际土 ( R 3) 酸性磷酸酶活性分别是油桐 ( R Z)
和杉木 ( R l ) 的 1 . 52 倍和 2 . 18 倍 , 杉木根际土壤
( R
!
) 和全土 ( )S 酸性磷酸酶活性分别是对照中
杉木 ( R l ` ) 和全土 ( S ’ ) 的 1 . 2 1倍和 1 . 19 倍 。
这说明仙人草和油桐根际土壤比杉木的能更强烈地
进行有机磷转化 、 因而复合经营可加速土壤中有机
磷转化过程 。
从表 3 还可以看到 , 复合经营模式中 , 仙人
草 、 油桐 、 杉木根际土壤接触酶活性较为接近 , 且
杉木根际比前两者大 ; 对照中杉木根际土壤接触酶
活比则更大 , 这可能与不同植物种类根系分泌有毒
物质数量有关 。 复合经营模式中 , 仙人草根际过氧
化物酶活性最大 , 杉木的最小 , 仙人草根际过氧化
物酶活性分别是油桐和杉木的 1 . 34 倍和 1 . 62 倍 ;
复合模式全土和杉木根际土过氧化物酶活性分别是
相应对照全土和杉木根际的 1 . 1 倍和 1 . 07 倍 , 说
明仙人草根际土及复合经营全土土壤腐殖质化能力
明显比杉木根际及对照全土大 。
土壤生化作用强度直接影响土壤养分供应与贮
存 , 是土壤生物活性强度标志之一 〔 ” ’ `、 土壤呼吸
54 东 北 林 业 大 学 学 报 第 2 9卷
作用亦以仙人草根际土为最大 , 其次为油桐 , 杉木
根际最小 ; 复合经营模式全土和杉木根际土呼吸作
用强度分别是对照的全土和杉木根际土的 1 . 2 倍和
1
.
35倍 。
表 3 复合经营模式根际土壤酶活性及呼吸作用强度
类型 植物种类 土样 脉酶 (以
/m g
·
N H
3动
g
一 ’
转化酶 (以0 . l m ol / L 酸性磷酸酶 (以 接触酶 (以 .0 lm ol / L 过氧化物酶 (以没 呼吸作用强度(干土 ,
N a Z 5
2
0
, 计 ) /m L 酚计 )P/ g · g一 ` kM n o .计 ) /mL · g 一 I 食子酸计 )加g · g ` C o ,动 /叱 · g一 , · d 一 ,
3
.
0 84
3
.
966
5
.
9 32
2
.
736
n几ùln,`,IJ,`月,j516283406789复合 杉 木
经营 油 桐
仙 人 草
全 土
18
.
9 5
2 3
.
2 8
3 1
.
3 5
16
.
83
6
.
3 5
9
.
38
20
.
7 5
4
.
32
19
.
8
2 8
.
5
4 3
.
2
12
.
1
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又寸 杉 木 R 一’ 1 6 7 9 9 8 16 80一 ~ 目 . . . . , , , ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ . . . . . . . . . . . . . . , . , , ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ . . ` . . . . . . .月 . 月. . , , ~ ~ ~ ~ ~ ~ . 目~ . 目目` ` . . .? 卜u召 协 士 p , , 1人 7一 气 q一 6 _ 4 8 0 4 8 1 . 7 2 . 5 32全 土 14 . 35 3 . 88 10 . 2 65 76 3 . 5 2 . 03 ]生物量的研究 . 福建林学院学报 . 19 % 、 16( :3) 20 一 204
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7 5~ 7 9
等 . 杉木油桐仙人草复合经营的土
19 9 3
.
17 (3 )
模式中全土 p H值比对照的全土高 ; 模式中杉
木 、 油桐 、 仙人草根际土壤的有机质和全 N含量均
比全土大 . 对照中杉木根际土有机质和全 N量与全
土差值比复合经营中杉木与全土差值大 ; 复合经营
模式中杉木及对照的杉木根际土壤水解比 N均比相
应全土大 , 而速效 P 、 速效 K , 根际土壤则比全土
低 (亏缺 )
仙人草 、 油桐根系吸收和分泌能力有别于杉木 ,
前二者根系分泌物种类可能比杉木多 、 数量可能比杉
木大 , 导致仙人草和油桐根际土壤状况与杉木根际土
铡犬况相差较大 。 与杉木根际土壤相比 , 仙人草环口油
桐根际微生物总数及生理类群数量大 , 土壤生化活性
强 , 土壤更强烈地进行有机物转化和能量转移 , 退口寸
复合经营土壤和杉木根系产生积极影响 。 复合经营土
壤和杉木根际土壤微生物数量和生化活性均时目山寸
照大 , 使复合经营的林地维持较高的土绷巴力、 从而
促进复合经营模式中杉木生长 。
参 考 文 献
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