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鸡眼草和美丽胡枝子对贫瘠土壤的生态适应性比较



全 文 :第 28 卷 第 4 期 浙 江 林 业 科 技 Vol. 28 No.4
2 0 0 8 年 7 月 JOUR. OF ZHEJIANG FOR. SCI. & TECH. Jul., 2 0 0 8
文章编号:1001-3776(2008)04-0012-04

鸡眼草和美丽胡枝子对贫瘠土壤的生态适应性比较

徐黎明1,柏明娥2,唐建军1,丁伟华1,洪利兴2,陈 欣1*
(1. 浙江大学 生命科学学院,浙江 杭州 310058;2. 浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 310023)

摘要:采用来自浙江省金衢盆地红壤坡耕地和严重侵蚀退化瘠薄地带的 2 种土壤,对鸡眼草和美丽胡枝子 2 种豆
科植物进行盆栽实验,比较研究 2 种豆科植物对贫瘠土壤的适应性。结果表明,在贫瘠土壤条件下,鸡眼草的地
﹑ ﹑ ﹑上干重 叶绿素含量 浓度氮 浓度磷均极显著高于美丽胡枝子;在正常土壤条件下除浓度磷外,其它理化性状
鸡眼草也显著高于美丽胡枝子;在 2 种土壤条件下,鸡眼草叶绿素含量差异不显著,而美丽胡枝子差异极显著。
说明,在贫瘠土壤中鸡眼草较美丽胡枝子具有更强的营养吸收能力,更耐贫瘠。
关键词:鸡眼草;美丽胡枝子;红壤;贫瘠土壤;抗性;适应性;
中图分类号:S728.2 文献标识码:A

Comparing Adaptability of Kummerowia striata and
Lespedeza formosa To Poor Soils

XU Li-ming1,BAI Ming-e2,TANG Jian-jun1,DING Wei-hua1,HONG Li-xing2,CHEN Xin1
(1. Zhejiang University College of Life Sciences, Hangzhou 310058, China; 2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China)

Abstract: A comparative study was conducted on adaptability of Lespedeza formosa and Kummerowia striata to seriously corroded soil as oppose to
cultivated red soil both with normal watering in a potted environment. The results showed that K.striata had better performance and tolerance to poor
soil than that of L. formosa. K. striata had higher biomass of shoot, nitrogen and phosphorus content and leaf chlorophyll content in poor soil than L.
formosa, and nearly the same was true in normal red soil except for phosphorus content. L. formosa showed significant difference of chlorophyll
content between the soil treatments, whereas K.striata had no difference. The test demonstrated that K.striata had stronger adaptability to poor soil.
Key words: Kummerowia striata; Lespedeza formosa; red soil; seriously corroded poor soil; tolerance; adaptability

浙江红壤丘陵山地面积达 754.33 万hm2,约占总土地面积的 71.6%,是林果业的主要生产基地,开发山丘
坡地发展林、果、茶和其他经济作物是浙江丘陵山区发展农村经济的重要途径。但随着丘陵坡地的不断开发利
用,尤其是新开发的坡地,原植被已破坏,新的植被未形成,土壤裸露,坡地易发生季节性高温干旱、土壤侵
蚀和养分流失。据调查,浙江全省丘陵山地水土流失面积达 257 万hm2,占丘陵总面积的 1/3,平均侵蚀模数为
200 t/km2,局部地带如金华兰溪的一些低丘坡地土壤侵蚀退化更为严重,红色粘土层地表裸露,有“红色沙漠”
之称。低丘土壤大多为遭受不同程度侵蚀退化后的残体,其养分水平已接近植物生长生存的“低谷”,植被恢
复极为困难。
严重侵蚀退化贫瘠土壤的生物修复技术一直受到重视,尤其是在植物技术修复方面做了大量工作[1~5]。在植物
收稿日期:2008-02-23;修回日期:2008-04-15
基金项目:浙江省科技计划项目“美丽胡枝子在困难立地植被恢复中的应用技术研究”(2007C22070)及浙江省教育厅项目“现代生态农林
业模式及其示范推广”(20070169)资助
作者简介:徐黎明(1985-),女,山东泗水人,硕士生,从事植物群落生态学研究;*通讯作者。


4 期 徐黎明,等:鸡眼草和美丽胡枝子对贫瘠土壤的生态适应性比较 13
种类上,已选择出了许多能提高土壤抗侵蚀能力的植物,如百喜草(Paspalum notatum)、芨芨草(Achnatherum
splendens)、香根草(Vetiveria zizanioides)和紫花苜蓿(Medicago sativa)用于退化贫瘠土壤的修复,这些植物
组成的植物篱笆能显著改善退化贫瘠土壤的物理特性和提高土壤水稳态团粒结构,有利于土壤抗冲刷能力的提高
[1,2,6~11]。豆科植物胡枝子及其近缘植物由于有根瘤菌固氮可恢复地力,并耐旱耐寒耐贫瘠,因此,已被作为先锋
物种广泛用于生态修复[12~15],为此,本实验比较研究 2 个本地豆科植物鸡眼草(Kummerowia striata)和美丽胡枝
子(Lespedeza formosa)耐侵蚀退化贫瘠土壤的特性,为利用豆科植物修复侵蚀退化贫瘠土壤提供依据。
1 材料和方法
1.1 供试土壤与材料
本试验所用土壤来自浙江省金衢盆地的红壤坡耕地和严重侵蚀退化的瘠薄地带,其土壤的理化性质见表 1。
表1 供试土壤的理化性状
Table 1 Physics and chemistry properties of tested soil
土壤类型 pH 全氮/g·kg-1 全磷/ g·kg-1 速效磷/ g·kg-1 全钾/ g·kg-1 速效钾/ g·kg-1 有机质/%
正常土壤 6.25 2.791 1.530 0.041 14.895 0.088 1.914 5
贫瘠土壤 4.93 1.187 0.311 0.011 13.810 0.023 0.447 0
供试植物鸡眼草为豆科一年生草本植物,美丽胡枝子为豆科多年生灌木。
1.2 试验设计
2 种供试土壤分别来自耕作多年的正常坡地土壤,其母质相同但地表裸露严重的侵蚀坡地,地力贫瘠。土
壤相对含水量为 70%~80%。每种土壤重复 6 次,随机区组排列,每盆定植 5 株鸡眼草或者 3 株美丽胡枝子。
试验于温室条件下进行,于 2006 年 5 月中旬播种。播种前,种子用 3%次氯酸钠浸种消毒,用水冲洗后,
置 25 ℃培养箱恒温催芽,发芽后移入盆中。盆栽容器为塑料盆,上口内径 10 cm,盆底内径 7 cm,盆高 10 cm,
每盆装 1 号基质 400 g 或 2 号基质 600 g。播种后 2 周对所处理定苗,所有处理通过称重法测定失水量并及时补
充水分,保持正常灌溉,不进行施肥处理。
供试植物在播种 80 d 后,收获取样,将完整植株连同根系从盆中取出,洗净。
1.3 测定指标与方法
叶绿素(Chl)含量:按Arnon法进行测定[16]。
地上部分生物量:将植株 105℃杀青处理 30 min、65℃48 h烘干,测定植株地上部分生物量[17]。
植物氮、磷含量测定:将植物样品在烘箱内烘干后磨碎,采用凯氏法即H2SO4-H2O2(氧化剂)法消煮,全
氮采用 2200Kjeltec Auto Distillation(Foss Tecator瑞典产)定氮仪测定,全磷采用钼锑抗比色法测定[18]。
1.4 数据处理
试验数据运用 DPS 软件进行处理间平均值差异显著性测验。
2 结果与分析
2.1 植物生物量及其对逆境的响应
生物量是植物内在遗传基础和外界环境综合作用的结果,不同物种由于遗传背景的差异会存在生物量的差
异。严重侵蚀贫瘠土壤逆境条件下的植物生物量的差异反映不同物种的绝对耐瘠薄性,而同一植物在逆境条件
下和正常条件下的生物量的变化,则反映出该物种的相对耐逆性。不同物种对同一逆境的相对耐逆性的大小,
是一个考虑并消除了物种遗传背景差异的生态适应性的大小。测定结果表明(图 1),鸡眼草在正常土壤和贫
瘠土壤条件下的地上部分生物量分别为 8.125 g/盆和 2.395 g/盆,而美丽胡枝子在正常土壤和贫瘠土壤条件下的
地上部分生物量分别为 3.317 g/盆和 0.935 g/盆,这表明,鸡眼草的绝对耐瘠薄性显著优于美丽胡枝子,两个物
种的相对耐性没有显著差异(干物重减少幅度接近)。



14 浙 江 林 业 科 技 28 卷
2.2 叶绿素含量





绿




/m

g-
1 FW

图 2 正常灌溉条件下 2 种植物在
不同土壤肥力条件下的叶片叶绿素含量
Figure 2 Chlorophyll content of the 2 plants under normal
irrigation with different soil fertility
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
鸡眼草 美丽胡枝子
正常土壤 贫瘠土壤







/%

图 3 不同土壤条件正常灌溉条件下
植物体内含氮量
Figure 3 Nitrogen content of the 2 plants under normal
irrigation with different soil fertility
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
鸡眼草 美丽胡枝子
正常土壤 贫瘠土壤







/g·


1
图 1 正常灌溉条件下 2 种植物在
不同土壤肥力条件下的地上部分干重
Figure 1 Dry weight of aerial part of the 2 plants under normal
irrigation with different soil fertility
0
2
4
6
8
10
12
鸡眼草 美丽胡枝子
正常土壤 贫瘠土壤







/%

图 4 不同土壤条件正常灌溉条件下
植物体内含磷量
Figure 4 Phosphorus content of the 2 plants under normal
irrigation with different soil fertility
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
鸡眼草 美丽胡枝子
正常土壤 贫瘠土壤
测定结果表明,鸡眼草在正常土壤及贫瘠土壤条件下
的叶绿素含量分别为 3.333 mg/gFW 及 3.031 mg/gFW,而
美丽胡枝子在正常和贫瘠土壤条件下的叶绿素含量分别
为 1.810 mg/gFW 和 1.304 mg/gFW。分析结果表明(图 2),
鸡眼草在贫瘠土壤条件下植物叶片的叶绿素含量为正常
条件下植物的 90.94%,2 种土壤条件下的叶绿素含量差异
不显著(p = 0.055 2);美丽胡枝子在贫瘠土壤条件下植
物叶片的叶绿素含量为正常条件下植物的 72.04%,叶片
叶绿素含量在 2 种土壤条件下差异极显著(p = 0.004),
说明鸡眼草的叶绿素含量性状的绝对耐瘠薄性和相对耐
瘠薄性都较强。
2.3 植株体内氮元素和磷元素含量
正常及瘠薄条件下鸡眼草体内的含氮量分别为 3.67%
和 3.61%,不同土壤条件下差异不显著(图 3,P > 0.05),
正常及瘠薄条件下美丽胡枝子体内的含氮量分别为 2.25%
和 2.34%,土壤间差异也不显著(图 3,P > 0.05),表明
在贫瘠土壤条件下,豆科植物的固氮作用对植物的氮吸收
有一定的补偿和促进作用,导致即使在贫瘠土壤条件下植
物体内的含氮量也不发生明显降低,尤其是美丽胡枝子,
体内氮含量反而有些不显著的上升。
正常及瘠薄条件下鸡眼草体内的磷含量分别为 0.18%
和 0.06%,不同土壤条件下差异显著(图 4,P < 0.05),
正常及侵蚀瘠薄条件下美丽胡枝子体内的磷含量分别为
0.33%和 0.03%,土壤间差异极显著(图 4,P < 0.01),表
明在贫瘠土壤条件下,2 种豆科植物的吸磷过程都受到了
显著的抑制作用,鸡眼草在贫瘠土壤条件下的含磷量为其
在正常土壤条件下的 31.3%,而美丽胡枝子在贫瘠土壤条
件下的体内含磷量为正常土壤条件下的 9.99%,说明美丽
胡枝子的磷素摄取过程受到的抑制要比鸡眼草显著得多。
3 结语
植株地上部分干重、叶片叶绿素含量、体内氮素和磷
素的含量,以及这些指标在不同土壤条件下所表现出来的
差异及其幅度,是反映植物生长状况和适应特定环境能力
的重要指标。美丽胡枝子作为被广泛认可的水土保持、防
风固沙植物,已被用于很多受损生态系统的修复工作。本
文通过不同土壤肥力条件下美丽胡枝子和鸡眼草的栽培和
测定,发现豆科草本植物鸡眼草表现出了比美丽胡枝子更
强的对瘠薄土壤的适应能力,为严重侵蚀土壤的生物修复
提供了一个更好的潜在生物资源,有望通过后续的研究,


4 期 徐黎明,等:鸡眼草和美丽胡枝子对贫瘠土壤的生态适应性比较 15
实现这 2 种豆科植物的草灌结合方式,有效地用于沙化土壤、矿区废弃地、牧场等裸露地的生态恢复和水土保
持。此外,鸡眼草还具有良好的繁殖能力,作牧草适口性好,营养价值较高,对菌根真菌具有显著的感染特性
和共生特性,因此,鸡眼草是一种极具应用潜力和开发价值的资源植物。

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信息
林业生物质能源标识启用

为展示能源林业形象,提高林业生物质能源认知度,国家林业局林业生物质能源办公室日前正式启用林业
生物质能源标识。
该标识以林木花蕊、果实为中心,金色凤凰为主体,绿色地球为背景。花蕊、果实代表林业资源,凤凰是
太阳和能量的象征。标识寓意着林业生物质能直接来自太阳,是绿色、清洁、可再生的能源,表达“清洁能源、
绿色地球”的主题。
在石油价格高涨,人们日益体验到能源短缺的时候,林业生物质能源正成为吸引国内外投资的“潜力股”,
呈现蓬勃发展之势。国家林业局与中国石油携手,规划“十一五”期间建设“林—油”一体化生物柴油能源林
示范基地 600 万亩。中海油筹划投巨资在海南发展生物柴油能源林。在云南,投资小桐子能源林开发的国内外
企业已超过 20 家,去年累计投入资金 1.41 亿元,完成造林近 100 万亩。国能生物发电有限公司以农林废弃物
为原料开展生物发电,去年向社会奉献绿色清洁电能约 6 亿度。林业生物质致密成型燃料新设备新技术快速推
广,北京市已在怀柔区等地开展了试点示范建设。
摘自《中国绿色时报》