全 文 ：文章编号:1006 － 1126 － 2015 (3) － 0244 － 05
大叶栎、火力楠人工林土壤酸度及腐殖质相关分析
收稿日期:2015 － 05 － 27
基金项目:中央财政林业科技推广示范资金项目 ( ［2012］ TG08 号) ;广西大学大学生实验技能和科技创新能力训练基金项目
(SYJN20131609) ;“广西林业科学与工程高校重点实验室”建设项目
第一作者:朱彩丽 (1988—) ，女，硕士研究生，研究方向:用材林培育理论与技术。
通讯作者:吕成群 (1957—) ，教授，博士生导师，主要从事植物生理生化及森林微生物研究。
朱彩丽1，2，任 涵1，2，彭志威1，2，刘 云3，
徐中伟1，2，黄娟萍1，2，蒋奇钊1，2，吕成群1，2
(1. 广西大学林学院，南宁 530004;2. 广西林业科学与工程高校重点实验室，
南宁 530004;3. 广西农业职业技术学院，南宁 530007)
摘 要:比较广西赤红壤区相同林龄 (12 年)和立地条件的大叶栎 (Castanopsis fissa )、火力楠 (Michelia mac-
clurei )人工林不同坡位土壤酸度、腐殖质组成及其相关性。分别用电位法和中和滴定法测定其活性酸和交换性
酸，用焦磷酸钠浸提 －重铬酸钾氧化法测定腐殖质组成。结果表明:大叶栎林土壤活性酸及交换性铝含量略低
于火力楠林，交换性铝占交换性酸的百分含量为火力楠林的 60%，交换性氢、交换性酸、水解性总酸及交换性
酸 /总酸均高于火力楠林。活性酸与交换性酸、水解性总酸度为极显著负相关关系，与交换性酸 /总酸为显著性
负相关关系。交换性氢与交换性铝的百分含量为极显著负相关关系。交换性酸与水解性总酸度、交换性酸 /总酸
为极显著正相关关系。大叶栎林的交换性能高于火力楠林，铝毒作用较弱。
关键词:大叶栎;火力楠;人工林;土壤酸度;腐殖质
中图分类号:S718. 516 文献标识码:A
Acidity and Its Correlationship with Soil Humus in Soil of
Castanopsis fissa and Michelia macclurei Plantations
ZHU Cai-li1，2，ＲEN Han1，2，PENG Zhi-wei1，2，LIU Yun3，XU Zhong-wei1，2，
HUANG Juan-ping1，2，JIANG Qi-zhao1，2，LYU Cheng-qun1，2
(1. Forestry College of Guangxi University，Nanning 530004，China;2. University Key
Laboratory of Forestry Science and Engineering in Guangxi，Nanning 530004，China;
3. Guangxi Agricultural Vocational College，Nanning 530007，China)
Abstract:Soil acidity，the composition of soil humus，and their correlation in Castanopsis fissa and
Michelia macclurei plantations with the same forest age (12 years)and site condition on different slope
positions in Guangxi were compared. The active acid and exchangeable acid were determined by using the
potential method and neutralization titration method respectively. The composition of soil humus was de-
termined by using sodium pyrophosphate extract potassium dichromate oxidation method. Ｒesults showed
that contents of soil active acid and exchangeable Al3 + of Castanopsis fissa were slightly lower than those
of Michelia macclurei. The percentage of exchangeable Al3 + was 60% of exchangeable acid in Michelia
macclurei. Exchangeable H +，exchangeable acid，hydrolytic total acid and ratio of exchangeable acid and
第 44 卷 第 3 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 44 No. 3
2015 年 9 月 Guangxi Forestry Science Sep. 2015
total acid were higher than Michelia macclurei. The active acid was extremely significant negative correla-
tion with exchangeable acid and hydrolytic total acid，significant negative correlation with ratio of ex-
changeable acid and total acid. Exchangeable H + showed extremely significant negative correlation with
percentage of exchangeable Al3 + . Exchangeable acid was extremely significant positive correlation with
hydrolytic total acid and ratio of exchangeable acid and total acid. Castanopsis fissa plantations had higher
exchange performances than Michelia macclurei，with less Al3 + toxicity .
Key words:Castanopsis fissa;Michelia macclurei;plantations;soil acidity;soil humus
大叶栎 (Castanopsis fissa )又名黧蒴、大叶栲
等，壳斗科栲属常绿阔叶乔木，主要分布在南亚
热带及亚热带［1］。火力楠 (Michelia macclurei )又
名醉香含笑，木兰科含笑属常绿阔叶乔木，主要
分布在南亚热带［2］。它们均具有生长快、适应性
强、根系发达，固土力强、落叶量大且易分解等
特点，是优良的多用途速生乡土树种［3 － 4］。2 树种
具有巨大经济价值的同时能够有效保持水、肥和
改良土壤。在林业快速发展，而土壤退化日益严
重的情况下，研究和开发此类兼具经济效益和生
态效益的树种具有重要意义。赤红壤是南亚热带
的代表性土类，土壤呈酸性，且富铝铁、肥力差，
淋溶作用强，土壤酸化及肥力衰减问题严重，红
壤退化问题已成为全球土壤退化的研究重点。研
究表明，土壤 pH 值越低，Al3 +越多［5］。腐殖质是
有机质的主体，可表征土壤肥力［6］。土壤腐殖质
对土壤酸度有影响，富里酸 (FA)含量越高，则
酸度越大［7］。在对赤红壤区不同树种土壤理化特
性的研究中，将酸度及腐殖质组成作为土壤质量
评价的因素具有重要意义。国内对红壤酸化的防
治及肥力恢复的研究始于 20 世纪 50 年代，90 年
代对其退化原因和机理进行了研究。对赤红壤理
化性质的变化及原因有相关研究，钟继洪等［8］对
广东省丘陵赤红壤表土和亚表土进行测定，表明
有机质的减少是丘陵赤红壤物理性质退化的主要
原因。冯宏等［9］对赤红壤丘陵坡地不同侵蚀部位
土壤养分和微生物特性的变异性进行了对比分析，
证明水土流失对赤红壤丘陵坡地土壤 pH、有机质、
全氮、碱解氮、速效磷和速效钾都有较大的影响，
使微生物总数减少。对赤红壤区土壤有良好改良
作用的树种成为研究热点，薛立等［10］对 16 种阔叶
树种土壤养分、酶活性进行研究，表明大叶栎有
较好的土壤改良作用。对大叶栎、火力楠土壤性
质的比较研究有少数相关报道［11 － 12］。对火力楠、
大叶栎人工林的研究主要集中在造林方面，对土
壤的研究主要集中在土壤物理性质以及土壤肥力
方面。本研究以广西赤红壤山地 12 年生、相同立
地条件的大叶栎和火力楠人工林土壤为研究对象，
测定土壤酸度及腐殖质组成，比较不同坡位的差
异性，分析酸度与腐殖质组成的相关性，以期为
赤红壤区优良乡土树种土壤理化性质的研究以及
大叶栎和火力楠人工林的大力发展与应用提供一
定的理论参考。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于广西南宁市北郊的高峰林场
(108°20 ～ 108°23E，22°45 ～ 23°60N) ，该地属
南亚热带季风气候，年平均气温 21. 8℃，雨量充
沛，降 雨 集 中 在 5—9 月，降 水 量 1 200 ～
1 500 mm。海拔 250 ～ 450 m，坡度 20° ～ 40°。土层
厚度 80 cm 以上，腐殖质表层浅薄，厚度 15 ～ 20
cm，凋落物层厚度 1. 5 ～ 3. 5 cm。土壤类型为第四
纪砂页岩分化发育而成的赤红壤，土壤呈较强酸
性，pH4. 0 ～ 5. 5。土壤脱硅富铝化作用较强，粘
粒矿物主要为高岭石，矿质营养贫乏。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 土壤样品的采集
土壤样品采集于 2014 年夏，分别对 12 年生大
叶栎和火力楠人工林的南坡坡面，上、中、下坡
位设置标准样地各一块。在每个样地中心处半径 5
m2 范围内选择一株长势中等的代表木，在根基部
半径 1 m2 区域，除去土壤表面凋落物，挖取土壤
剖面。采集表层 (0 ～ 20 cm)土壤带回实验室，
风干后过 2 mm筛，待测。
1. 2. 2 土壤样品的分析方法
活性酸的测定采用电位法［13］，取水土比
2. 5 ∶ 1测定;交换性酸 (包括交换性氢和交换性
铝)的测定采用 KCl 交换 －中和滴定法［14］;水解
性总酸度的测定采用醋酸钠水解 －中和滴定法［13］，
腐殖质组成的测定采用焦磷酸钠浸提 －重铬酸钾
外加热氧化法［15］。
1. 2. 3 数据处理与分析方法
用 Excel 2013 对数据进行初步计算和处理，用
542第 3 期 朱彩丽，任 涵，彭志威，等:大叶栎、火力楠人工林土壤酸度及腐殖质相关分析
SPSS 17. 0 统计软件对不同坡位个因子进行差异显
著性分析及对土壤酸度、酸度与腐殖质组成进行
相关分析。
2 结果与分析
2. 1 大叶栎、火力楠人工林土壤酸度比较
土壤的活性酸即 pH值影响土壤溶液中的铝化
物的溶解和沉淀，以及土壤离子的交换吸附。土
壤交换性酸是潜性酸的一种，是由被土壤胶体吸
附的 H +及 Al3 +组成，交换性铝是铝在土壤中存在
的一种化学形态［16］。通过测定大叶栎与火力楠人
工林表层土壤的活性酸 (pH)及交换性酸表明
(表 1) ，大叶栎人工林及火力楠人工林土壤活性酸
含量［l1］分别为 4. 15 ～ 4. 24、4. 25 ～ 5. 74，且 2 种
人工林不同坡位均差异极显著 (P 值分别为 0. 000
和 0. 010)。大叶栎人工林土壤交换性氢含量高于
火力楠人工林，2 种人工林不同坡位差异均不显
著。大叶栎人工林土壤交换性铝含量略低于火力
楠人工林，2 种人工林不同坡位差异均不显著。大
叶栎人工林土壤水解性总酸度高于火力楠人工林，
不同坡位差异极显著 (P = 0. 003)。大叶栎人工林
土壤交换性酸总量高于火力楠人工林，不同坡位
差异极显著 (P = 0. 005)。大叶栎人工林土壤交换
性铝占交换性酸总量的百分比低于火力楠人工林，
不同坡位差异不显著，火力楠人工林不同坡位差
异显著 (P = 0. 012)。大叶栎人工林土壤交换性酸
与总酸比高于火力楠人工林，不同坡位差异极显
著 (P = 0. 008) ，火力楠人工林不同坡位差异显著
(P = 0. 023)。不同树种之间差异不显著。2 树种
不同坡位土壤交换性氢含量均为上坡低于下坡，
活性酸、交换性铝、交换性酸总量、水解性酸总
量、交换性铝占交换性酸总量的百分比及交换性
酸与总酸比均为上坡高于下坡，中坡土壤酸性无
明显的变化规律。
表 1 大叶栎、火力楠人工林土壤酸度
Tab. 1 Soil acidity of Castanopsis fissa and Michelia macclurei plantations
林分 坡度
活性酸
(pH)
交换性氢 /
(mmol /kg)
交换性铝 /
(mmol /kg)
交换性酸 /
(mmol /kg)
水解性总酸
(mmol /kg)
交换性铝
(%)
交换性酸 /
总酸
上坡 4. 24 A 21. 189 77. 693 98. 882 B 325. 486 A 78. 571 0. 304 B
大叶栎 中坡 4. 19 B 66. 879 39. 674 106. 553 A 277. 151 B 37. 234 0. 384 A
下坡 4. 15 C 59. 170 23. 784 82. 955 B 284. 250 B 28. 671 0. 292 B
上坡 4. 33 B 14. 683 76. 352 91. 035 292. 486 83. 871 A 0. 311 a
火力楠 中坡 5. 74 A 1. 115 17. 845 18. 960 105. 953 94. 119 A 0. 179 b
下坡 4. 25 B 26. 747 47. 447 74. 194 261. 656 63. 950 B 0. 284 a
表格中数据为 3 次测定的平均值 (Mean) ，大写字母表示在 0. 01 水平显著，小写字母表示在 0. 05 水平显著。下同。
2. 2 大叶栎、火力楠人工林土壤腐殖质组成
对 2 种人工林土壤腐殖质进行测定，结果表明
(表 2) ，大叶栎人工林上、中、下坡土壤腐殖质胡
敏酸 (HA)和富里酸总量均高于火力楠人工林，
不同坡位差异极显著 (P = 0. 002) ，火力楠人工林
不同坡位差异不显著。大叶栎人工林土壤 HA均含
量高于火力楠人工林，上坡及下坡 HA 含量较少，
仅占腐殖质组成的 38. 9%和 41. 8%，不同坡位差
异显著 (P = 0. 014)。2 种人工林不同坡位 HA 百
分比差异均极显著 (P = 0. 007、0. 005)。大叶栎
人工林上、中、下坡土壤富里酸含量均高于火力
楠人工林，不同坡位差异显著 (P = 0. 003)。大叶
栎人工林不同坡位富里酸百分比均高于火力楠人
工林，2 种人工林富里酸百分比达 41%以上，差异
均极显著 (P = 0. 004、0. 006)。大叶栎人工林
HA/FA除中坡为 1 外，上坡及下坡均小于 1，富里
酸所占比例占大多数，而火力楠人工林土壤 HA比
例较大，2 种人工林不同坡位 HA/FA 差异均显著
(P = 0. 023、0. 02)。
2. 3 大叶栎、火力楠人工林土壤酸度相关关系
对土壤酸度交换性各因子进行相关分析，结
果表明 (表 3) ，活性酸与交换性铝占交换性酸的
百分含量之间为正相关关系，与其他因子之间均
为负相关关系，其中，活性酸与交换性酸、水解
性总酸度间差异极显著，与交换性酸 /总酸差异显
著。交换性氢含量与交换性铝为负相关关系，与
交换性铝百分比为极显著负相关关系，与交换性
酸、水解性总酸、交换性酸 /总酸为正相关关系。
交换性铝含量与其他因子间均为正相关关系，但
差异不显著。交换性酸与交换性铝百分比为负相
642 广 西 林 业 科 学 第 44 卷
关关系，与水解性总酸、交换性酸 /总酸为极显著 正相关关系。
表 2 大叶栎、火力楠人工林土壤腐殖质组成
Tab. 2 Soil humus compositions of Castanopsis fissa and Michelia macclurei plantations
林分 坡度
HA + FA /
(g /kg)
HA
(g /kg) %
FA
(g /kg) %
HA/FA
上坡 16. 544 B 6. 450 a 38. 987 A 10. 093 A 61. 007 A 0. 639 b
大叶栎 中坡 17. 579 A 8. 972 a 51. 038 A 8. 607 C 48. 962 A 1. 042 a
下坡 15. 181 C 6. 357 b 41. 875 B 8. 824 B 58. 125 B 0. 720 a
上坡 15. 939 9. 297 58. 329 A 6. 642 41. 671 A 1. 399 a
火力楠 中坡 5. 135 2. 716 52. 892 B 2. 419 47. 108 B 1. 123 b
下坡 12. 398 5. 664 45. 685 C 6. 734 54. 315 C 0. 841 b
表 3 土壤酸度及交换性相关分析
Tab. 3 Correlation analysis between soil acidity and exchangeability
参数 交换性氢 交换性铝 交换性酸 水解性总酸 交换性铝% 交换性酸 /总酸
活性酸(pH) － 0. 64(0. 17) － 0. 49(0. 32) － 0. 93＊＊(0. 007) － 0. 95＊＊(0. 003) 0. 62(0. 18) － 0. 85* (0. 03)
交换性氢 － 0. 25(0. 63) 0. 62(0. 19) 0. 47(0. 34) － 0. 97＊＊(0. 001) 0. 73(0. 09)
交换性铝 0. 60(0. 20) 0. 69(0. 13) 0. 35(0. 50) 0. 42(0. 41)
交换性酸 0. 95＊＊(0. 004) － 0. 52(0. 29) 0. 95＊＊(0. 004)
水解性总酸 － 0. 43(0. 40) 0. 79(0. 06)
交换性铝% －0. 61(0. 19)
表中数据为 pearson相关系数 (显著性 P 值) ，＊＊表示 P ＜ 0. 01 水平极显著相关，* 表示 P ＜ 0. 05 水平显著相关。
下同。
2. 4 土壤酸度与腐殖质组成的相关性
本研究所得土壤酸度与腐殖质组成的相关关
系结果 (表 4) ，活性酸与胡敏酸和富里酸总量、
富里酸百分含量之间极显著负相关，与胡敏酸 /富
里酸正相关。胡敏酸和富里酸总量与交换性酸、
水解性酸之间极显著正相关，与交换性氢、交换
性铝之间正相关，而与交换性铝百分比之间负
相关。
表 4 土壤酸度与腐殖质组成的相关关系
Tab. 4 Correlation between soil acidity and composition of soil humus
参数 HA + FA HA (%) FA (%) HA/FA
活性酸 (pH) － 0. 925＊＊ (0. 008) － 0. 49 (0. 32) － 0. 93＊＊ (0. 007) 0. 341 (0. 508)
交换性氢 0. 635 (0. 175) － 0. 005 (0. 993) 0. 364 (0. 478) － 0. 332 (0. 52)
交换性铝 0. 58 (0. 227) 0. 003 (0. 996) － 0. 373 (0. 466) 0. 089 (0. 867)
交换性酸 0. 993＊＊ (0. 000) － 0. 243 (0. 642) － 0. 003 (0. 996) － 0. 202 (0. 702)
水解性总酸 0. 946＊＊ (0. 004) － 0. 394 (0. 44) － 0. 173 (0. 743) － 0. 332 (0. 52)
交换性铝% －0. 542 (0. 266) 0. 372 (0. 468) － 0. 372 (0. 468) 0. 408 (0. 422)
表中数据为 pearson相关系数 (P值)
3 结论
本研究发现，相同林龄和立地条件的大叶栎
和火力楠人工林土壤活性酸、交换性铝的含量接
近。大叶栎人工林土壤交换性氢、交换性酸、水
解性总酸含量和交换性酸 /总酸均高于火力楠人工
林，表明大叶栎人工林土壤交换性酸度较火力楠
人工林强。大叶栎林土壤交换性铝百分含量仅为
742第 3 期 朱彩丽，任 涵，彭志威，等:大叶栎、火力楠人工林土壤酸度及腐殖质相关分析
火力楠林的 60%，表明其土壤中淋溶作用风化的
矿石溶出铝离子较少。
2 种人工林不同坡位土壤活性酸差异显著，表
明 pH值一定程度上受坡位影响。大叶栎林不同坡
位水解性总酸及交换性酸差异极显著，表明大叶
栎林的水解性总酸和交换性总酸受坡位影响较大。
火力楠林交换性铝百分比差异显著，表明火力楠
人工林土壤交换性铝百分比受坡位影响。2 种人工
林不同坡位土壤胡敏酸和富里酸的百分含量差异
极显著，其比值差异显著，表明两种腐殖质成分
分布一定程度上受坡位影响。大叶栎林胡敏酸和
富里酸总量差异极显著，表明大叶栎林腐殖质组
成不同坡位分布差别较大。
相关性分析结果表明，pH值越高，交换性酸、
水解性酸及其比值越低。交换性氢含量越高，交
换性铝的百分含量越低，与徐仁扣等［5］的研究结
果一致。交换性酸含量越高，水解性总酸含量及
交换性酸与水解性总酸比越高。土壤腐殖质由胡
敏酸、富里酸及胡敏素组成，其组成和含量是决
定土壤酸度的因子之一。一般，土壤中胡敏酸含
量高则土壤酸度小，富里酸含量高则土壤酸度
大［7］。活性酸与富里酸百分含量间为极显著负相
关关系，表明富里酸含量越高，则土壤 pH 值越
小，即酸度越大，与陈恩凤［7］的理论一致。此外，
胡敏酸和富里酸总量与活性酸极显著负相关，与
交换性酸和水解性酸极显著正相关，表明腐殖质
含量越高，pH 值越低，土壤中交换性酸和水解性
酸含量越高。腐殖质组成使土壤酸性增高，使可
溶态酸离子量增多。
4 讨论
大叶栎人工林较火力楠人工林的土壤交换性
酸度强而铝离子溶出量少;土壤腐殖质组成中，
大叶栎人工林胡敏酸及富里酸的含量均高于火力
楠人工林。由于不同植物的耐铝毒能力不同［17］，
且本研究中，交换性酸及水解性总酸含量的提高
有利于土壤腐殖质组分的积累，提高土壤肥力。
因此，大叶栎人工林土壤肥力更高，土壤交换性
能较好且铝离子溶出量对林木生长危害性小。大
叶栎人工林的保肥能力及防止土壤酸化提高土壤
交换性能强于火力楠人工林，可作为改良土壤的
优选树种。
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