用成对样本T检验法对相邻生长的杉木林和阔叶林以及若干不同世代的杉木林土壤酚含量进行了比较研究。结果表明:1 杉木林和阔叶林土壤挥发性酚含量都很低,远低于可使植物产生中毒的浓度;2 挥发性酚含量随季节的变化而变化且会自行消解,在常温下经过一个月后,其平均含量下降了62.10% ,含酚量越高的土壤降低的程度越大;3 阔叶林土壤水溶性酚和复合态酚的平均含量高于杉木林土壤,但未达显著水平,而两种林分的挥发性酚含量近乎相等;4 没有发现不同世代杉木林土壤水溶性酚和复合态酚含量有显著差异。上述结果表明,酚在土壤中积累而成为中毒因素的可能性很小。
Phenolic contents in soils of Chinese fir and its adjacent broad leaved stands and in different rotation generations of Chinese fir were compared by paired sample T test method. The results indicated that: 1. The concentration of volatile phenol in soils of both Chinese fir and broad leaved stands were much lower than concentrations that cause damage to plants. 2. The content of volatile phenols varied with seasons and automatically reduced so quickly that one month later the average content of the phenols reduced up to 62.1%。The higher of the content of the soil was, the more it reduced. 3. The average content of water soluble and complex phenols in the soil of the broad leaved stand was higher than that of the Chinese fir, however, no significant differences between them were found. The amount of volatile phenol in soils of Chinese fir and broad leaved stands were about the same. 4. No significant differences of water and complex phenols in soils between different rotation generations of Chinese fir were observed. The results indicated that the possibility which the phenols accumulate in soil then become a toxic factor was low.
全 文 :第 v{卷 第 u期
u s s u年 v 月
林 业 科 学
≥≤∞× ≥∂ ∞ ≥≤∞
∂²¯1v{ o²1u
¤µqou s s u
杉木林和阔叶林土壤酚含量及其变化的研究 3
李传涵 李明鹤 何绍江 陈秀华
k华中农业大学 武汉 wvsszsl
摘 要 } 用成对样本 Τ检验法对相邻生长的杉木林和阔叶林以及若干不同世代的杉木林土壤酚含量进行
了比较研究 ∀结果表明 }t1 杉木林和阔叶林土壤挥发性酚含量都很低 o远低于可使植物产生中毒的浓度 ~u1
挥发性酚含量随季节的变化而变化且会自行消解 o在常温下经过一个月后 o其平均含量下降了 yu1ts h o含酚
量越高的土壤降低的程度越大 ~v1 阔叶林土壤水溶性酚和复合态酚的平均含量高于杉木林土壤 o但未达显著
水平 o而两种林分的挥发性酚含量近乎相等 ~w1 没有发现不同世代杉木林土壤水溶性酚和复合态酚含量有显
著差异 ∀上述结果表明 o酚在土壤中积累而成为中毒因素的可能性很小 ∀
关键词 } 杉木 o土壤酚 o连栽
收稿日期 }usst2sw2sy ∀
基金项目 }国家自然科学基金资助项目 批准号 }v|xzsx{w ∀
3 朱正宁 !刘国锋两位同志为本研究做了许多有益的工作 o特此致谢 ∀
ΣΤΥ∆ΙΕΣ ΟΝ ΠΗΕΝΟΛΙΧ ΧΟΝΤΕΝΤ ΑΝ∆ ς ΑΡΙΑΤΙΟΝ ΙΝ ΣΟΙΛΣ ΟΦ ΧΗΙΝΕΣΕ2ΦΙΡ
ΑΝ∆ ΒΡ ΟΑ∆2ΛΕΑς Ε∆ ΣΤΑΝ∆Σ
¬≤«∏¤±«¤± ¬¬±ª«¨ ¨≥«¤²¬¤±ª ≤«¨ ± ÷¬∏«∏¤
k Χεντραλ Χηινα Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ωυηανwvsszsl
Αβστραχτ} °«¨ ±²¯¬¦¦²±·¨±·¶¬±¶²¬¯¶²©≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ¤±§¬·¶¤§¤¦¨±·¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §¶·¤±§¶¤±§¬± §¬©©¨µ¨±·µ²·¤·¬²± ª¨ ±¨ µ¤2
·¬²±¶²©≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µº¨ µ¨ ¦²°³¤µ¨§¥¼³¤¬µ¨§¶¤°³¯¨ Τ·¨¶·°¨ ·«²§q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±§¬¦¤·¨§·«¤·}t1 ׫¨ ¦²±¦¨±·µ¤·¬²±²©√²¯2
¤·¬¯¨ ³«¨ ±²¯ ¬±¶²¬¯¶²©¥²·«≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ¤±§¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §¶·¤±§¶º¨ µ¨ °∏¦« ²¯º¨ µ·«¤±¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶·«¤·¦¤∏¶¨ §¤°¤ª¨ ·²
³¯¤±·¶qu q׫¨ ¦²±·¨±·²©√²¯¤·¬¯¨ ³«¨ ±²¯¶√¤µ¬¨§º¬·«¶¨¤¶²±¶¤±§¤∏·²°¤·¬¦¤¯ ¼¯µ¨§∏¦¨§¶² ∏´¬¦®¯¼·«¤·²±¨ °²±·« ¤¯·¨µ·«¨
¤√¨ µ¤ª¨ ¦²±·¨±·²©·«¨ ³«¨ ±²¯¶µ¨§∏¦¨§∏³·²yu qt h ∀ ׫¨ «¬ª«¨µ²©·«¨ ¦²±·¨±·²©·«¨ ¶²¬¯ º¤¶o·«¨ °²µ¨ ¬·µ¨§∏¦¨§qv q
׫¨ ¤√¨ µ¤ª¨ ¦²±·¨±·²©º¤·¨µ2¶²¯∏¥¯¨¤±§¦²°³¯ ¬¨³«¨ ±²¯¶¬±·«¨ ¶²¬¯ ²©·«¨ ¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §¶·¤±§º¤¶«¬ª«¨µ·«¤±·«¤·²©·«¨
≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µo«²º¨ √¨ µo±²¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨¶¥¨·º¨ ±¨·«¨ ° º¨ µ¨ ©²∏±§q׫¨ ¤°²∏±·²©√²¯¤·¬¯¨ ³«¨ ±²¯ ¬±¶²¬¯¶²©≤«¬±¨ ¶¨
©¬µ¤±§¥µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §¶·¤±§¶º¨ µ¨ ¤¥²∏··«¨ ¶¤°¨ qw q²¶¬ª±¬©¬¦¤±·§¬©©¨µ¨±¦¨¶²© º¤·¨µ¤±§¦²°³¯ ¬¨ ³«¨ ±²¯¶¬± ¶²¬¯¶¥¨2
·º¨ ±¨ §¬©©¨µ¨±·µ²·¤·¬²± ª¨ ±¨ µ¤·¬²±¶²©≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µº¨ µ¨ ²¥¶¨µ√¨ §q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¬±§¬¦¤·¨§·«¤··«¨ ³²¶¶¬¥¬¯¬·¼ º«¬¦«·«¨ ³«¨ ±²¯¶
¤¦¦∏°∏¯¤·¨¬±¶²¬¯·«¨ ± ¥¨¦²°¨ ¤·²¬¬¦©¤¦·²µº¤¶ ²¯º q
Κεψ ωορδσ} Χυννινγηαµιαλανχεολαταo≥²¬¯ ³«¨ ±²¯ o≥∏¦¦¨¶¶¬√¨ ³¯¤±·¬±ª
酚是土壤有毒物质的主要成分k李天杰 ot||xl ∀它主要来源于植物碎屑中木质素的分解 !微生物的
合成及根的分泌k²¶¨ ετ αλqot||tl ∀杉木k Χυννινγηαµιαλανχεολαταl是我国南方最重要的速生用材树种 o
经济价值高 o深受群众喜爱 ∀但杉木对气候 !土壤条件要求较严 o可以栽杉的土地有限 o因此 o连栽难以
避免 ∀不少专家认为 o杉木连栽会引起减产 o这已成为南方木材生产的重要障碍k盛炜彤 ot||u ~方奇 o
t|{zl ∀引起减产的原因有多种 ∀有的专家认为 o酚类物质可能在土壤中积累 o从而使土壤中毒 o成为杉
木连栽减产的重要原因之一k张宪武 ot||v ~俞新妥 ot|{|l ∀这些结论尚缺乏直接的数据证明 ∀
一般认为 o与阔叶树种轮作或混交可以消除或降低连栽减产现象 ∀如果酚中毒是引起连栽减产的
重要原因 o则以土壤酚含量而言 o似乎应是阔叶林比杉木林为低 o一代林应比二代林为低 ∀作者以多处
相邻生长的杉木林和阔叶林以及不同连栽世代的杉木林为对象 o把它们看成是成对随机样本 o研究了酚
类物质在土壤中积累和消散的过程 o用统计学成对样本 Τ检验法比较了两者土壤酚含量的差异 o在此
基础上对酚在土壤中积累并导致中毒的可能性做了估计 ∀
t 材料和方法
111 样地概况及样本采集
成对样地设在湖北省崇阳县桂花林场和京山县虎爪山林场k李传涵等 ot|||l ∀t||y2sw o选生长在同
一地点 o同一坡向 o同一海拔高度 o母质 !土壤条件无明显差异 o林龄在 us ¤以上 o郁闭度 s1|左右 o而又
相邻生长的杉木林 !阔叶林组成一对样本 ~共 {对样本林分 ∀在距两林分交界处各 us °的林地内均匀
对称地分别布设 y个样点 ~从 s ∗ vs¦°深度取土样 o总计 |y个样本 ∀土样分为两部分 o一部分置 w ε 冰
箱中 o并迅速测定其挥发性酚含量 ~另一部分经风干后 o过 u °°筛贮存于塑料袋中 o供水溶性酚和复合
态酚测定用 ∀与杉木林配对的阔叶林为南方常见树种 ∀林地崇 t为枫香k Λιγυιδαµβαρφορµοσαναl林 o崇
u !崇 v !崇 w为苦槠k Χαστανοπσισσχλεροπηψλλαl林 o均位于崇阳县 ~林地京 t !京 u !京 v !京 w均为栎树k Θυερχυσ
αχυτισσιµαl o位于京山县 ∀
t||z p sv o在京山县 v块杉木林k京 x !京 y !京 zl中分别采集 s ∗ vs¦°和 vs ∗ ys ¦°处土壤样品 o迅
速测定其挥发性酚含量 o并将同一批样本分装成多份 o分别置于 w ε !ux ε 和室温ktx ∗ uz ε l下 o在 sv p
ts ∗ sx p vs o每隔约 us §测定一次 o共测 x次 o研究土壤挥发性酚含量变化的规律 ∀
与此同时 o在湖北崇阳 !京山 !红安和湖南通道杉木一代林和二代林中 o从 s ∗ vs ¦°处采集土壤样
品供分析用 ∀
112 测定项目和方法
挥发性酚 }水蒸汽蒸镏2w氨基安替比林2分光光度比色法k城乡建设环境保护部环保局 ot|{vl ~水溶
性酚 }水提取2ƒ²¯¬±试剂2分光光度比色法k徐礼 等 ot|{w ~营原洁等 ot|{t ~∏¬·¨µ¶ ετ αλqot|{sl ~复合态
酚 }¤提取2ƒ²¯¬±试剂2分光光度比色法k徐礼 等 ot|{w ~营原洁等 ot|{t ~∏¬·¨µ¶ ετ αλqot|{sl ~挥发性
酚以苯酚为标准 o水溶性酚和复合态酚均以单宁酸为标准 ∀
113 数椐处理
以每林分 y个样点的平均数作为计算单元 o用微机 ≥≥软件进行成对样本 Τ检验以判断阔叶林与
杉木林 o不同世代杉木林酚含量差异的显著性 ∀
u 结果与分析
211 土壤挥发性酚的变化
u1t1t 林地挥发性酚的季节性变化 挥发性酚是土壤中对植物有直接毒害作用的酚类物质k李天杰 o
t||xl ∀为了解土壤挥发性酚在不同季节的变化 o并在不同树种间进行比较 o分别于 t月 !v月和 ts月 o
从苦槠k Χαστανοπσισσχλεροπηψλλαl !麻栎k Θυερχυσ αχυτισσιµαl !枫香kΛιγυιδαµβαρφορµοσαναl !湿地松k Πινυσελ2
λιοττιιl !马尾松k Πqµασσονιανα l和杉木k Χqλανχεολαταl林地采样 o测定土壤挥发性酚含量k见表 tl ∀
表 1 不同树种林地土壤中挥发性酚含量的季节性变化
Ταβ .1 Σεασοναλ χηανγεσιν χοντεντ οφ ϖολατιλε πηενολσιν στανδσσοιλσ οφ διφφερεντ σπεχιεσ kΛª#ªptl
测定日期
⁄¤·¨ ²©
¤¨¶∏µ¤·¬²±k°°2§§l
苦槠
Χq
σχλεροπηψλλα
麻栎
Θq
αχυτισσιµα
枫香
Λq
φορµοσανα
湿地松
Πq
ελλιοττιι
马尾松
Πq
µασσονιανα
杉木
Χq
λανχεολατα
平均
√¨ µ¤ª¨
st p tv s1usw s1uu| s1us{ s1tyz s1t{y s1s|x s1t{u
sv p t{ s1tvy s1tsv s1ttx s1tus s1txw s1tvu s1tuz
ts p t| s1tux s1sxy s1szt s1szu s1sxx s1sxv s1szu
从表 t可以看出 o在野外 o不同树种林地土壤挥发性酚含量不同 ∀值得注意的是 o在 y个所测树种
中 o杉木林土壤挥发性酚含量几乎是最低的 ∀从表 t还可以看出 o除杉木外 o其它树种土壤中挥发性酚
含量呈一致的下降的趋势 o即 t月份最高 ov月次之 ots月最低 ∀可以想像 o到下一年 t月时 o土壤中挥
st 林 业 科 学 v{卷
发性酚含量又会恢复到一个较高的水平 ∀这是一种循环过程 ∀在生长季 o温度高 o一些酚挥发或降解 ~
到冬季 o由于枯枝落叶 o另一些酚又不断地补充进来 ∀这是一个动态的循环过程 ∀这些事实说明 o挥发
性酚在一年中就有很大的变化 o它很容易挥发或分解 ∀
u1t1u 挥发性酚消解的速度 在 sv p t{第一批样本测定后k见表 tl o将同一批样品保存在室内 o经过
一段时间后再进行测定 o以了解在没有外来酚补充的情况下酚消解的速度 ∀现将结果列于表 u ∀从表 u
可以看出 o在没有外来酚补充的情况下 o土壤挥发性酚含量会迅速下降 o从 st p tv ∗ sv p sx o在一个多
月的时间里 o酚含量平均下降了 yu1ts h o而且土壤酚含量愈高 o其下降的程度也愈大 ∀第二批样品于
sv p t{测定后 o至 sw p sw o在不到一个月的时间内 o酚含量平均降了 vt1{u h ∀这表明 o土壤中挥发性酚
会迅速挥发或分解 ∀由此可以推断 o如果没有另外的酚继续加入 o即使土壤原有的挥发性酚含量很高 o
也会很快降下来 o很难在土壤中积累 o并达到使植物中毒的浓度 ∀
表 2 来自不同树种林地土壤挥发性酚的消解
Ταβ .2 Ρεδυχτιον οφ ϖολατιλε πηενολσιν σοιλστακεν φροµ στανδσ οφ ϖαριουσσπεχιεσ kΛª#ªptl
树种
≥³¨¦¬¨¶
不同日期酚含量 ≤²±·¨±·¤·§¬©©¨µ¨±·§¤·¨k°° p §§l
st p tv st p ux sv p sx
下降率
¤·¨ ²©µ¨§∏¦·¬²±k h l
苦槠 Χq σχλεροπηψλλα s1usw s1tvs s1sxx zv1sv
麻栎 Θq αχυτισσιµα s1uu| s1tzx s1sy{ zs1vs
枫香 Λq φορµοσανα s1us{ s1tzx s1s{s yt1xw
湿地松 Πq ελλιοττιι s1tyz s1tyu s1s{t xt1xs
马尾松 Πq µασσονιανα s1t{y s1twu s1sys yz1zw
杉木 Χqλανχεολατα s1s|x s1szz s1syz u|1wz
平均 √¨ µ¤ª¨ s1t{u s1tww s1sy| yu1ts
u1t1v 挥发性酚消解与温度的关系 为了解杉木林土壤挥发性酚变化的动态 osv p ts从京山县虎爪山
林场三块杉木林中分层采集土壤样品进行了测定 o结果列于表 v ∀然后将土样分别置于 w ε !ux ε 和室
温ktx ∗ uz ε l下直至 sx p vs o定期测定酚含量 o结果列于表 w ∀表 v表明 o上层土壤挥发性酚含量高于下
层 o说明土壤中的挥发性酚主要来自植物的枯落物 ∀表 w表明 o挥发性酚含量下降的速度与温度有密切
的关系 o以室温条件下下降最快 o其次是 ux ε ow ε 时下降最慢 ∀表 w进一步表明 o酚含量愈高的土壤 o下
降的百分率也愈大 o因而到后来 o其含酚量反比其他土壤更低些 o挥发在各种温度条件下都是如此 ∀
表 3 杉木林土壤挥发性酚含量在土层中的分布
Ταβ .3 ∆ιστριβυτιον οφ ϖολατιλε πηενολσιν σοιλσ οφ Χηινεσεφιρ στανδσ kΛª#ªptl
土层深度
⁄¨ ³·«²©¶²¬¯k¦°l
林 地 号 ²q²©³¯¤±·¤·¬²±
京 x ¬±ªx 京 y ¬±ªy 京 z ¬±ªz 平均 √¨ µ¤ª¨
s ∗ vs s1t|| s1t{s s1vtv s1uvt
vs ∗ ys s1tyx s1tvz s1uxz s1t{y
212 杉木林 !阔叶林土壤含酚量的差异
崇阳 !京山 {对杉木林 !阔叶林土壤挥发性酚 !水溶性酚和复合态酚测定结果列于表 x ∀
表 x表明 o杉木林土壤挥发性酚含量与阔叶林相近 o而水溶性酚和复合态酚含量略低于阔叶林 ∀但
成对样本 Τ检验表明 o两种林分的三种酚含量均无显著差异 ∀
213 不同世代杉木林土壤酚含量比较
从不同地点在相近条件下采集的杉木一代林和二代林土壤酚含量列于表 y ∀
tt 第 u期 李传涵等 }杉木林和阔叶林土壤酚含量及其变化的研究
表 4 杉木林土壤挥发性酚含量在不同温度条件下的下降过程
Ταβ .4 Ρεδυχτιον οφ ϖολατιλε πηενολ χοντεντ ιν σοιλ οφ Χηινεσεφιρ στανδσιν διφφερεντ τεµπερατυρεσ kΛª#ªptl
林地号
²q²©³¯¤±·¤·¬²±
不同日期酚含量 ≤²±·¨±·¤·§¬©©¨µ¨±·§¤·¨k°° p §§l
sv p ts sw p su sw p uu sx p ts sx p vs
下降率
¤·¨ ²©µ¨§∏¦·¬²±k h l
w ε
京 x ¬±ªx s1tx| s1twt s1twu s1tvw s1tuy us1zx
京 y ¬±ªy s1t{u s1tws s1tvx s1tuy s1tus vw1sz
京 z ¬±ªz s1u{x s1uwu s1uty s1ttu s1tsw vy1uz
平均 √¤µ¤ª¨ s1us| s1tzw s1tyw s1tuw s1ttz vs1vy
ux ε
京 x ¬±ªx s1tx| s1twt s1tvw s1tuw s1s|u wu1tw
京 y ¬±ªy s1t{u s1tww s1tuz s1ttv s1s{z xu1us
京 z ¬±ªz s1u{x s1uwx s1uss s1tws s1s{x zs1t{
平均 √¤µ¤ª¨ s1us| s1tzz s1txw s1tuy s1s{{ xw1{w
室温 ²²° ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ktx ∗ uz ε l
京 x ¬±ªx s1tx| s1tws s1tts s1tvx s1s{t wv1ws
京 y ¬±ªy s1t{u s1tx{ s1tvs s1tsz s1s{u xw1|x
京 z ¬±ªz s1u{x s1uvu s1ust s1s{s s1syx zz1t|
平均 √¤µ¤ª¨ s1us| s1tzz s1twz s1tsz s1szy x{1xt
表 5 杉木林 !阔叶林土壤挥发性酚 !水溶性酚和复合态酚平均含量
Ταβ .5 Χοντεντ οφ ϖολατιλε, ωατερ σολυβλε ανδ χοµ πλεξ πηενολσιν σοιλσ οφ Χηινεσεφιρ ανδ βροαδ − λεαϖεδ στανδσ kΛª#ªptl
林分
≥·¤±§¶
挥发性酚 ∂²¯¤·¬¯¨ 水溶性酚 • ¤·¨µ¶²¯∏¥¯¨ 复合态酚 ≤²°³¯ ¬¨
杉木林
≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ
阔叶林
µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §
杉木林
≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ
阔叶林
µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §
杉木林
≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ
阔叶林
µ²¤§2¯ ¤¨√¨ §
崇 t ≤«²±ªt s1sy| s1t|x tu1ws ts1z| tsyy1u{ tsx{1vt
崇 u ≤«²±ªu s1szw s1uuu tz1vu t|1xu |t{1t{ z{{1yw
崇 v ≤«²±ªv s1t|s s1s{s tx1|s tu1{v zut1t| ysu1{z
崇 w ≤«²±ªw ) ) ty1s{ tx1|t wus1ts wvt1zu
京 t ¬±ªt s1txu s1swx ux1uu tz1{x z|w1vs txuu1|z
京 u ¬±ªu s1s{w s1t|t uu1uw vx1{{ ||z1tz tvzw1uz
京 v ¬±ªv s1ut| s1sxz y1x{ ty1wu |z{1|v t|sz1wz
京 w ¬±ªw s1s|t s1svt {1{z tw1vt z|t1tx tzvv1x|
平均 √¨ µ¤ª¨ s1tuy s1ttz tx1x{ tz1|w {vx1|t ttzz1w{
表 6 不同世代杉木林土壤酚含量比较
Ταβ .6 Χοµπαρισον οφτηε χοντεντ οφ πηενολσ βετωεεν τηεσοιλσ οφφιρστ ανδ σεχονδ ροτατιονσ οφ Χηινεσεφιρ kΛª#ªptl
地 点
²¦¤¯¬·¼
水溶性酚 • ¤·¨µ¶²¯∏¥¯¨ 复合态酚 ≤²°³¯ ¬¨
一代林 ƒ¬µ¶· 二代林 ≥ ¦¨²±§ 一代林 ƒ¬µ¶· 二代林 ≥ ¦¨²±§
通道 ײ±ª§¤² t|1ut ty1y{ vsy1|v vz|1{y
崇阳 ≤«²±ª¼¤±ª tz1vv t|1ut |t{1t{ z|{1yt
tx1|s tz1yv zut1t{ {yv1st
京山 ¬±ª¶«¤± tv1ts ut1wv usu1wu uyu1y{
ux1uv t{1sv zxx1|x vuy1yx
ux1uv us1s| z|w1v| uvs1yz
红安 ²±ªχ¤± uy1uz vw1ux {v{1sy |y|1{|
uv1ws t{1uu zwy1ts utx1{s
平均 √¨ µ¤ª¨ us1zt us1y| yys1ws xsx1|s
ut 林 业 科 学 v{卷
从表 y看出 o无论一代林或二代林 o水溶性酚比复合态酚含量低而且稳定得多 ~同为一代林或二代
林 o不同林分土壤水溶性酚 o尤其是复合态酚含量差异很大 o而其平均数却相差不大 ∀结果是 oΤ检验表
明 o一代林和二代林土壤水溶性酚与复合态酚含量没有显著差异 ∀
v 讨论
近些年来 o在论述杉木人工林地力衰退问题的论文中 o我国部分学者认为杉木连栽会引起酚类物质
积累 o导致土壤中毒 ∀而本研究表明 o其可能性很小 ∀
酚类化合物可分为挥发性酚与非挥发性酚两类 ∀土壤中高浓度挥发性酚对植物有直接毒害作用 o
因此在环境质量检测中多检测挥发性酚 ∀国家标准规定 o水中挥发性酚含量低于 t ∗ v Λª#ªpt时可作为
一类灌溉用水k李天杰 ot||xl ∀挥发性酚的特点是容易挥发 o也容易被氧化或被土壤微生物分解 ∀本研
究表明 o不同树种林地土壤 o在室内常温下 o经过一个月后 o其挥发性酚含量平均下降了 yu1ts h ~含酚
量越高的土壤降低的程度越大 ∀可以推想 o如果没有另外的酚继续加入 o即使原有的酚含量很高 o也会
很快降下来 ∀杉木林砍伐后 o要经过很多年才能形成下一代郁闭的森林 ∀这期间 o林地暴露 o土温升高 o
整地 !造林增加了土壤透气性 o这都有利于酚的挥发 !氧化和微生物的分解 ∀有报道认为 o酚在土壤中容
易被降解转化 o一般不发生积累现象k李天杰 ot||xl ∀本研究还表明 o杉木林和阔叶林土壤挥发性酚含
量一般都在 s1v Λª#ªpt以下 o下层土壤的含量比表层土壤更低 o都远低于可使植物产生中毒的浓度 ∀因
此 o作者认为 o挥发性酚很难在土中积累而达到使林木产生中毒的浓度 o并成为杉木连栽减产的原因 ∀
在土壤中 o水溶性酚含量较低 o几种常见酚酸含量一般变化在 s1t ∗ vs Λª#ªpt的范围内 o只有少数
高达 ys ∗ tss Λª#ªpt的 ∀水溶性酚含量低首先是由于吸附作用k²¶¨ ετ αλqot||tl ∀当土壤中水溶性酚
酸含量高时可被土壤腐殖质和矿物胶体吸附 o成为复合态酚 ~而当土壤中水溶性酚含量降低时 o复合态
酚又从土壤胶体上释放出来 o转化为水溶性酚 ∀这是一个动态的平衡k²¶¨ ετ αλqot||tl ∀其次是由于
酚很容易被微生物分解 ∀例如 o据研究 o用不同浓度的几种酚酸加入经消毒过的土壤中 ouw «后 o酚含量
仅降低了 x h o但如在同样消毒过的土壤中接种土壤微生物 o则 uw «后 o酚酸全部消失k⁄¤¯·²± ετ αλqo
t|{vl ∀对羟基苯甲酸 !丁香酸 !香草酸和 ±¬¶¬¦酸结构上的羧基碳在与土壤混合培养一周后 o有 |s h被
分解为 ≤u otu周后 |x h 被分解k¤¬§¨µετ αλqot|zx ~ ¤µ·¬± ετ αλqot|zyl ∀这证明微生物有很强的分解
酚酸的能力 ∀因此 o土壤水溶性酚含量低且较稳定 ∀
水溶性酚可以被植物吸收 ∀低浓度的水溶性酚可以促进植物生长 o浓度高时有毒害作用 ∀不同植
物受危害的起始浓度不同 o水稻为 uss Λª#ªpt o黄瓜 !西红柿为 tss Λª#ªpt ∀用低浓度含酚污水灌溉蔬莱
时 o可以增产k李天杰 ot||xl ∀我们用不同浓度的对羟基苯甲酸 !阿魏酸和邻香草醛等酚酸对杉木种子
进行培养试验时发现 o浓度为 xs Λª#ªpt可促进种子胚根生长 o浓度大于 tss Λª#ªpt时对杉木种子胚根生
长有明显的抑制作用k¬≤«∏¤±«¤± ετ αλqot||yl ∀本研究中测得的不同地点 !不同林分水溶性酚含量均
小于 vs Λª#ªpt o低于可使植物产生中毒的浓度 ∀
我们用丁香酸 !龙胆酸 !香草酸和香豆酸等四种酚酸 o每种酚酸各设 xs Λª#ªpt !tss Λª#ªpt !uss Λª#
ªpt !wss Λª#ªpt和 yss Λª#ªpt等 x种浓度对杉苗进行盆栽试验 ∀结果发现 o浓度越高 o杉苗中毒越严重
k待发表l ∀但生长期结束后发现 o各种施用浓度土壤中水溶性酚和复合态酚含量与施用前的酚含量没
有显著的差异 o即没有随处理浓度的加大而表现出积累的趋势 ∀因此 o很难相信酚酸会在几个世代 o数
十年中逐渐积累而成为使土壤中毒的因素 ∀
土壤中水溶性酚含量高时可被土壤腐殖质和矿物胶体吸附 o成为复合态酚 ∀它能稳定地保存并积
累而达到很高的含量k²¶¨ ετ αλqot||tl ∀例如 o不同的土壤 o香豆酸的含量变化在 ws ∗ zzvs Λª#ªpt ~对
羟基苯甲酸的含量变化在 tss ∗ tt{ss Λª#ªptk²¶¨ ετ αλqot||tl ∀用碱性溶液比用水提取所得酚酸浓度
高很多 o这表明土壤中的酚主要是以复合态存在的 ∀复合态酚由于被土壤胶体吸附 o不溶于水 o不能被
植物吸收 o也不对植物产生毒害 ∀因此 o即使酚类物质可能在不同世代杉木林地逐代积累 o也不会对后
继世代杉木林的生长产生影响 ∀
vt 第 u期 李传涵等 }杉木林和阔叶林土壤酚含量及其变化的研究
目前关于杉木连栽导致土壤酚中毒的结论来源于对野外少数不同世代杉木林的调查分析 ∀我们认
为这种方法很难准确 ∀因为不同世代的杉木林也生长在不同的地点 o其坡向 !坡度 !母质 !土层厚度 !质
地 !有机质含量 !³值 !各种养分元素含量 !微生物的种类和数量 !土壤酶活性 o等等 o都很难相同 ∀即使
是同一地点 o历史上所经历的气候条件 o所用种子的遗传品质 o经营管理的强度 o等等 o也难说一致 ∀这
必然会影响到酚含量的差异 ∀例如 o质地 !有机质含量 !³ 值都影响胶体对酚的吸附量k²¶¨ ετ αλqo
t||tl ∀一片生长在粘壤土上的一代林 o其酚含量可能高于生长在砂壤土上的二代林 ∀从表 y中可以看
出 o同是一个地方的一代林或二代林 o酚的含量可以相差很大 o而两种林分酚含量平均数的差异却并不
大 o一代林土壤酚含量可能比二代林更高 ∀从少数林地所获得的数据无法进行统计可靠性分析 o在确定
什么是典型的样地时难免主观性 ∀因此 o我们认为目前关于不同世代杉木林土壤酚类物质积累和中毒
的论据的可靠性值得怀疑 ∀
本研究采用成对样本 Τ检验法 o把相邻生长的林分看成成对随机样本 o以排除上述各种因素影响 o
而把不同地点的成对样地看成重复 o以便给论证以统计可靠性估计 ∀虽然本研究所抽样本对数偏少 o世
代偏低 o可能使某些本来存在的差异未被发现 o但这种方法比从少数样地所得结果为可靠 ∀
欧洲曾有连栽云杉人工林土壤累积酚类物质毒害云杉幼苗的报道 ∀但云杉减产是由于把云杉种在
潮湿粘重的土壤上 o而不是由于连作k中国林业科学研究院林业科学信息研究所 ot||zl ∀现在欧洲云杉
连作没有地力衰退现象 ∀连作减产不是规律 ∀非洲斯威士兰引种湿地松 !展叶松 !火炬松己有 xs¤历
史 o根据众多样地对比 o一 !二 !三代人工林的生产力是一致的 o或是一代胜过一代 ∀因此 o外国专家认
为 o杉木林生产力降低的原因未必是连栽 o而可能是别的k中国林业科学研究院林业科学信息研究所 o
t||zl ∀当然 o他们也不认为连栽会使酚类物质积累 o并使土壤中毒 ∀
参 考 文 献
城乡建设环境保护部环保局编 q环保监测分析方法 q北京 }中国环境科学出版社 ot|{v }vvu ∗ vvv
方 奇 q杉木连栽对土壤肥力及其林木生长的影响 q林业科学 ot|{z ouvkwl ov{| ∗ v|z
李传涵 o李明鹤 o何绍江等 q杉木连栽导致减产的原因分析 q华中农业大学学报 ot||| okvl }uzz ∗ u{s
李天杰主编 q土壤环境学 q北京 }高等教育出版社 ot||x }ty| outw ovuz ∗ vu{
k日l营原洁 q副岛正美著 o张旭译 o蛋白质的定量法 o北京 }农业出版社 ot|{t
盛炜彤主编 q人工林地力衰退研究 o北京 }中国科学技术出版社 ot||u }tx ∗ t| ous ∗ ut ouz ∗ vs ow| ∗ xs
徐 礼等编 q中草药有效成分分析法k下册l q北京 }人民卫生出版社 ot|{w }tu|
俞新妥 q杉木连栽林地土壤生化特性及土壤肥力研究 q福建林学院学报 ot|{| o|kvl }uyv
张宪武主编 q土壤微生物研究 q沈阳 }沈阳出版社 ot||v }vws ∗ vwx
中国林业科学研究院林业科学信息研究所 o英林学家就人工林连作导致地力衰退问题与我专家商榷 q世界林业动态 ot||zkwl }t ∗ v
⁄¤¯·²±
o
¯∏° o • ¨¨ §≥
q¯ ¯¨ ²¯³¤·«¬¦¶∏¥¶·¤±¦¨¶¬± ¦¨²¶¼¶·¨°¶}∞©©¨¦·¬√¨ ±¨ ¶¶²©¶·¨µ¬¯¨ ¶²¬¯¦²°³²±¨ ±·¶¬± ¤¯·¨µ¬±ªµ¨¦²√¨ µ¼²©©¨µ∏¯¬¦¤¦¬§o¦«¨ °
∞¦²¯ ot|{v o| }tt{x
¤¬§¨µo ¤µ·¬± ° q ⁄¨ ¦²°³²¶¬·¬²± ²©¶³¨¦¬©¬¦¤¯ ¼¯ ¦¤µ¥²±2tw2¯ ¤¥¨¯¨ §¥¨ ±½²¬¦¤±§¦¬±±¤°¬¦¤¦¬§§¨µ¬√¤·¬√¨ ¶¬± ¶²¬¯q≥²¬¯ ≥¦¬≥²¦°¨ µ°µ²¦ot|zx }v|
²¶¨ q≥¬´∏¨¬µ¤ ετ αλqq≥¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ²©³«¨ ±²¯¬¦¦²°³²∏±§¶¬± ³¯¤±·2¶²¬¯2°¬¦µ²¥¬¤¯ ¶¼¶·¨°¶o≤µ¬·¬¦¤¯ µ¨√¬¨º¶¬± ³¯¤±·¶¦¬¨±¦¨¶o≤ ≤ °µ¨¶¶o±¦ot||t ots
ktl }yv ∗ zw
∏¬·¨µ¶ × o≥¤µ¬±® q¨¤¦«¬±ª²©³«¨ ±²¯¬¦¦²°³²∏±§¶©µ²° ¯¨ ¤©¤±§±¨ §¨¯¨ ¬¯·¨µ²©¶¨√ µ¨¤¯ §¨¦¬§∏²∏¶¤±§¦²±¬©¨µ²∏¶·µ¨ ¶¨o≥²¬¯
¬²¯
¬²¦«¨ ° ot|{s }
t{ kxl }wzx ∗ w{s
¬≤«∏¤±«¤±o¬¬±ª«¨ q∞©©¨¦·²©·µ¨¨¯¨ ¤©¯¨ ¤¦«¤·¨ ¤±§³«¨ ±²¯¬¦¤¦¬§¶²¯∏·¬²± ²± ¶¨ §¨ª¨µ°¬±¤·¬²± ²© Χυννινγηαµιαλανχεολατα o±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ¶¼°³²¶¬∏°
²±©²µ¨¶·¤±§ ±¨√¬µ²±° ±¨·ot||y }uxv ∗ ux{
¤µ·¬± ° o ¤¬§¨µq ⁄¨ ¦²°³²¶¬·¬²± ²©¶³¨¦¬©¬¦¤¯ ¼¯ ¦¤µ¥²±2tw2¯ ¤¥¨¯¨ §©¨µ∏¯¬¦¤¦¬§ }ƒµ¨¨¤±§ ¬¯±®¨ §¬±·² °²§¨¯«∏°¬¦¤¦¬§2·¼³¨ ³²¯¼°¨ µ¶q≥²¬¯ ≥¦¬≥²¦q
° qqot|zy ows }vzz ∗ v{s
wt 林 业 科 学 v{卷