全 文 ： 第 vx卷 第 y期t | | |年 tt 月
林 业 科 学
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杉木人工林根际土壤性质变化的研究
杨承栋 焦如珍
k中国林业科学研究院林业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 本文重点论述一代杉木人工林根际和非根际土壤生物活性 !生物化学活性 !土壤化学性质的差异及
其在林木生长过程中的动态变化规律 ∀研究结果表明 }杉木幼龄林 !中龄林及近熟林样地土壤中有机养分和无
机养分含量 o除去幼龄林土壤中全 Ž之外 o均是根际土壤养分含量高于非根际土壤 ∀不同发育阶段养分变化规
律 }速效 ‘在根际和非根际均呈下降趋势 ~速效 °含量也呈下降趋势 o仅从中龄林至近熟林略有恢复 o但全 °含
量一直呈下降趋势 o速效 Ž由幼龄林至中龄林呈升高趋势 o但由中龄林至近熟林呈下降趋势 o全 Ž只是从中龄
林至近熟林呈下降趋势 ∀ ≤∏!± ! ±含量 o从幼龄林至中龄林呈大幅度下降 o中龄林至近熟林在非根际土壤中
略有恢复 ∀关于土壤酶活性变化 o无论是水解酶类 !还是氧化还原酶类活性 o在杉木幼龄林时期 o均是根际土壤
酶活性低于非根际土壤 o随着林木生长至近熟林 o则逐渐出现根际土壤酶活性高于非根际土壤 ∀土壤微生物区
系研究结果表明 }在幼龄林阶段根际土壤细菌 !放线菌和真菌均多于非根际土壤 o从幼龄林至中龄林根际土壤
和非根际土壤细菌和真菌均呈下降趋势 o但放线菌数量在增多 o由中龄林至近熟林 o细菌 !真菌和放线菌在根际
和非根际土壤中数量趋于提高 ∀在杉木生长过程中 o根际和非根际土壤中三大类微生物的属 !种及数量发生的
变化 o指示了土壤性质恶化的动态变化 o通过对根际和非根际土壤性质研究 o为揭示杉木人工林土壤性质恶化
机理 !找出防治的技术途径 o提供了较明确的科学依据 ∀
关键词 } 杉木人工林 o根际土壤 o非根际土壤 o土壤性质
收稿日期 }t||{2s|2s| ∀
ΡΕΣΕΑΡΧΗ ΟΝ ΧΗΑΝΓΕ ΟΦ Ρ ΗΙΖΟΣΠΗΕΡΕ ΣΟΙΛ ΠΡ ΟΠΕΡΤΙΕΣ
ΟΦ ΧΗΙΝΕΣΕ ΦΙΡ ΠΛΑΝΤΑΤΙΟΝ
≠¤±ª ≤«¨ ±ª§²±ª ¬¤² • ∏½«¨ ±
( Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Φορεστρψ, ΧΑΦ Βειϕινγtsss|t)
Αβστραχτ : ׫¬¶¤µ·¬¦¯¨ °¨³«¤·¬¦¤¯ ¼¯ µ¨√¬¨º¶·«¨ §¬©©¨ µ¨±¦¨ ²©¶²¬¯¥¬²¯²ª¬¦¤¯ ¤¦·¬√¬·¬¨¶o¥¬²¦«¨ °¬¦¤¯ ¤¦·¬√¬·¬¨¶¤±§¶²¬¯
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λανχεολαταk¤°¥l‹²²®l³¯¤±·¤·¬²±qŒ·¤¯¶² µ¨√¬¨º¶·«¨¬µ§¼±¤°¬¦³¤··¨µ±¶§∏µ¬±ª ≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ³¯¤±·¤·¬²± §¨√¨¯²³2
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Κεψ ωορδσ: ≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ³¯¤±·¤·¬²±o• «¬½²¶³«¨ µ¨ ¶²¬¯o‘²±2µ«¬½²¶³«¨ µ¨ ¶²¬¯o≥²¬¯ ³µ²³¨µ·¬¨¶
我国特有的速生丰产树种杉木人工林k Χυννινγηαµια λανχεολαταk¤°¥l‹²²®l o面临较严重的地
力衰退 o林木生长量逐代大幅度下降 o土壤性质恶化 o特别是在立地条件差的地区尤为严重 o这已引起
了我国广大林业科技工作者密切的关注 o并发表多篇学术论文k柴锡周 ot|{y ~罗汝英 ot|{v ~俞新妥 o
t|{| ~杨承栋等 ot||yl ∀然而对不同发育阶段根际土壤性质动态变化的研究报导甚少 ∀鉴于该树种特
有的生物学特性 o兼之杉木分布区域立地条件较为复杂 o给我国学者对杉木人工林地力衰退原因机制
的研究增添了新的难度 ∀为了揭示导致林木产量下降的关键因子及土壤性质恶化的机理 o本文对相似
立地条件一代杉木人工林不同发育阶段根际和非根际土壤生物学活性及土壤性质进行了较系统的研
究 ∀
t 研究地区的自然地理概况
研究工作在江西省分宜县中国林科院亚热带林业实验中心进行 o试验样地位于我国中亚热带 o年
平均温度 tz1x ε o年降水量 tx|z1v °° o且 xs h集中在 w ∗ y月份 o无霜期 uy{ §o研究地区地带性植被
为常绿阔叶林 o土壤类型为红壤 o杉木林下主要植被有狗脊 Ωοοδ ωαρδια ϕαπονιχαk«q©ql≥° q!鳞毛蕨
∆ρψοπτερι󶳳q!铁芒萁 ∆ιχρανοπτερισ λινεαρισk…∏µ° ql ˜±§¨µº !乌蕨 Στενολοµ α χηυσανυ µ kql≤«¬±ªo
红淡 Αδινανδρᶳ³q!柃木 Ευρψα ¶³³q! 木 Λοροπεταλυ µ χηινεσεσk• q…µql’ ¬¯√ q!三花悬钩子 Ρυβυσ
τραιαντηυσ ƒ²¦®¨ ∀
u 试验设计和研究方法
211 样地设置
在大岗山上村 !年珠以及山下林场立地条件相似处 o选择地位指数为 ty的不同发育阶段杉木近熟
林 !中龄林和幼龄林样地 o样地面积为 ts ° ≅ ts ° o每木检尺 o找出平均木 o分别采集多株平均木根际和
非根际土壤混合样品 o进行土壤微生物区系分析 !生物化学活性分析以及土壤化学性质分析 ∀
212 试验方法
根际土壤样品取于多株树根系周围 t ¦°范围内土壤混合样品 ∀土壤微生物区系分析采用平板分
析法 o细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基 !放线菌采用高氏改良琼脂培养基 o土壤有机质k重铬酸钾法l !水
解氮k碱解扩散法l !速效磷k双酸法l !速效钾 !≤¤u n ! ªu n以及微量元素 ± !≤∏! ±和 ƒ¨o采用原子吸
收分光光度法 ∀多酚氧化酶活性kg± ¦§´ ¢ d } 法l !转化酶活性k®∂¥•±…£≥± w d 法l !‹u ’u 酶活性
k²«¶²±  i ‹²©©°¤±± Ž和 × ¬¨¦«¨µŽ法l ∀磷酸酶活性kŽ³¨ ° ³¨  q和 ‚¥˜∂≈ gl !蛋白酶活性k茚
三酮显色比色法l !脲酶活性k‹²©©°¤± Š i × ¬¨¦«¨µŽ法lk²≥ ×´¢¬∂≥ h g ot|{|l ∀
v 结果与分析
311 杉木人工林发育和林下植被生长k见表 tl
v y期 杨承栋等 }杉木人工林根际土壤性质变化的研究
表 1 杉木人工林及其林下植被的生长
Ταβ .1 Χηινεσεφιρ πλαντατιον ανδ γροωτη οφ υνδεργροωτη ϖεγετατιον
林分
≥·¤±§
地点
≥¬·¨
树龄
㻬
k¤l
平均胸径
„√ µ¨¤ª¨ ⁄…‹
k¦°l
平均树高
„√ µ¨¤ª¨ ·µ¨¨«¨¬ª«·
k°l
株数
‘∏°¥¨µ
k·µ¨ r¨«°ul
林下植被盖度
≤²√ µ¨§¨ ªµ¨¨²©·«¨
∏±§¨µªµ²º·«√ ª¨¨·¤·¬²±k h l
近熟林 年珠 ‘¬¤±½«∏ ux tz1| tw1w tt{x zz1s
‘¨¤µ°¤·∏µ¨ 上村 ≥«¤±ª¦∏± uw us1us tw1{ p |w1s
¶·¤±§ 山下 ≥«¤±¬¬¤ vt t|1ws tx1z tssx p
中龄林 年珠 ‘¬¤±½«∏ tx tu1zs tt1ws vvss y1s
‹¤¯©2°¤·∏µ¨ 上村 ≥«¤±ª¦∏± t{ tz1tt tv1zs t{tx vx1s
¶·¤±§
幼龄林 年珠 ‘¬¤±½«∏ w w1uyz y1ux uxsx ts1s
≠²∏±ª 上村 ≥«¤±ª¦∏± z {1u z1s uxsx uz1y
≥·¤±§
312 杉木不同发育阶段根际和非根际 3 大类微生物数量 !类群动态变化规律
v1u1t 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤 v大类微生物数量变化状况 森林土壤微生物在枯落物
分解 !土壤有机物分解 !转化等代谢活动中起着重要作用 o本文对根际和非根际土壤中微生物区系进行
了较详细研究 o研究结果列于表 u ∀
表 2 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤微生物数量及类群分布
Ταβ .2 Νυµ βερ ανδ σπεχιεσ οφ ρηιζοσπηερε ανδ νον2ρηιζοσπηερεσοιλ µιχροβιαλιν διφφερεντ δεϖελοπινγ σταγε οφ Χηινεσεφιρ
林分
≥·¤±§
地点
≥¬·¨
树龄
㻬
k¤l
区域
„µ¨¤²©
¶¨¯¨ ¦·¨§
¶¤°³¯ ¶¨
细菌
…¤¦·¨µ¬¤
k ≅ tsy个
r克土l
k ≅ tsyr
ªµ¤° ¶²¬¯l
放线菌
„¦·¬±²
°¼¦¨¶
k ≅ tsw个
r克土l
k ≅ tswr
ªµ¤° ¶²¬¯l
真菌
ƒ∏±ª¬
k ≅ tsw个
r克土l
k ≅ tswr
ªµ¤° ¶²¬¯l
青霉属在真菌
中所占百分率
° µ¨¦¨±·¤ª¨ ²©
° ±¨¬¦¬¯¯¬∏°
¬±©∏±ª¬k h l
白色类群在放线
菌中所占百分率
° µ¨¦¨±·¤ª¨ ²©
¤¯¥²¶³²±∏¶¬±
¤¦·¬±²°¼¦¨¶k h l
固氮菌属在
细菌所占
百分率
° µ¨¦¨±·¤ª¨ ²©
„½²·²¥¤¦·¨µ¬±
¥¤¦·¨µ¬¤k h l
巨大芽孢杆
菌在细菌中
所占百分率
° µ¨¦¨±·¤ª¨ ²©
…¤¦¬¯¯∏¶° ª¨¤·¨µ¬∏°
¬± ¥¤¦·¨µ¬¤k h l
幼龄林 年珠 w 根际 • tz1|| s1uy w1u yw1ss vv1v s1w tt1u
≠²∏±ª ‘¬¤±½«∏ 非根际 ‘²± tv1z{ s1ws v1| wu1xs vv1v u1w tu1|
≥·¤±§ 上村 z 根际 • {1{u w1{s u1u zs1ss zz1{ u1v t|1y
≥«¤±ª¦∏± 非根际 ‘²± u1{{ w1ys t1| wx1us xy1{ v1z xt1|
平均 根际 • tv1wt u1xv v1u yz1xs xx1xx t1vx tx1ws
„√ µ¨¤ª¨ 非根际 ‘²± {1vv u1xs u1| wv1{x wx1sx v1sx vu1|s
中龄林 年珠 ty 根际 • w1z{ t1ys u1u {s1ss zu1z s1v tw1xs
‹¤¯©2°¤·∏µ¨ ‘¬¤±½«∏ 非根际 ‘²± u1wu {1ws u1w xs1ss w{1v s1{ t|1xs
≥·¤±§ 上村 t{ 根际 • v1zx z1xs t1{ {s1zs {v1y uw1|s
≥«¤±ª¦∏± 非根际 ‘²± u1xt y1xs t1y wy1us w{1s t{1{s
平均 根际 • w1uz w1xx u1s {s1vx z{1tx s1v t|1zs
„√ µ¨¤ª¨ 非根际 ‘²± u1wy z1wx u1s w{1ts w{1tx s1{ t|1tx
近熟林 年珠 uy 根际 • x1ty z1ss v1z xy1|s ys1us v1w uu1ws
‘¨¤µ2 ‘¬¤±½«∏ 非根际 ‘²± u1yt z1ts u1| w{1xs w|1ss t1z wt1ss
°¤·∏µ¨ 上村 ux 根际 • w1yv u1ys v1s x{1vs wz1ys u1w uz1xs
≥·¤±§ ≥«¤±ª¦∏± 非根际 ‘²± v1{w w1ys z1y tt1ts vz1v u1| xz1ws
平均 根际 • w1|s w1{s v1vx xz1ys xv1|s u1| uw1|x
„√ µ¨¤ª¨ 非根际 ‘²± v1uv x1{x x1ux u|1{s wt1tx u1v v|1us
• }µ«¬½²¶³«¨ µ¨ o‘²±}±²±2µ«¬½²¶³«¨ µ¨ q׫¨ ¶¤°¨¤¶¥¨¯¯²º q
根际土壤细菌数量明显的多于非根际土壤 o特别是幼龄林土壤中尤为明显 ∀由幼龄林发育至中龄
林 o根际和非根际土壤细菌数量大幅度下降 o由中龄林发育至近熟林数量略有恢复 ∀表明杉木从幼龄
林至中龄林阶段 o土壤生物活性大幅度下降 o至近熟林时 o恢复幅度很小 ∀
幼龄林阶段放线菌在根际土壤中数量多于非根际土壤 o随着林木生长 o到中龄林至近熟林时 o在根
际和非根际土壤中均出现数量增多 o并且是根际土壤放线菌少于非根际土壤 ∀这与放线菌具有较强的
拮抗功能有关 o同时也说明了杉木根际土壤恶化程度超过非根际土壤 ∀
真菌在幼龄林阶段是根际土壤多于非根际土壤 o随着林木生长到中龄林时逐渐减少 o到成龄林时
又逐渐增多 o并过渡到非根际土壤数量多于根际土壤 ∀这也十分明显地反映出 o林木生长到中龄林时
土壤最为恶化 o从而导致根际和非根际土壤真菌数量最少 o到近熟林时 o随着土壤性质的恢复 o根际和
w 林 业 科 学 vx卷
非根际土壤真菌数量增多 o并且是非根际土壤真菌数量多于根际土壤 o表明根际土壤性质恶化的程度
要大于非根际土壤 ∀
v大类微生物数量分布 o说明了随着杉木林从幼龄林发育到中龄林 o根际和非根际 v大类微生物数
量逐渐减少 o特别是根际区域减少的更多 o表明杉木在这一阶段土壤生物活性大幅度下降 o特别是根际
区域下降尤为明显 ∀由中龄林发育至成龄林 ov大类微生物数量呈增加趋势 o在非根际区域增加尤为明
显 ∀而随着林分间伐 o林下植被增多 o由中龄林发育至近熟林 o土壤性质逐渐得到改良 o非根际区域与
根际区域相比 o由于非根际区域受根系影响较小 o所以当杉木由中龄林进入近熟林时 o非根际 v大类微
生物数量增加也相应较多 ∀从 v大类微生物在根际和非根际数量变化 o说明杉木在生长的同时 o也使
土壤性质产生了恶化 o特别是在中龄林时期尤为明显 ∀同时也表明到近熟林 o土壤生物活性逐渐恢复 o
在非根际区域尤为明显k²≥ ×´¢¬∂≥ h g ot|{|l ∀
v1u1u 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤微生物主要类群变化差异 众所周知 o固氮菌数量变化
与土壤含氮量变化呈密切的正相关 ∀土壤微生物类群变化表明 }杉木发育的幼龄林和中龄林阶段 o非
根际土壤固氮菌数量明显的多于根际土壤 o根际和非根际土壤固氮菌数量在中龄林时最少 ∀芽孢杆菌
在土壤中对森林枯落物的分解和有机养分的转化起着较大的作用 ∀研究结果表明 }巨大芽孢杆菌只是
在幼龄林和中龄林阶段在非根际土壤中的数量明显地多于根际土壤 o在近熟林时 o随着土壤性质的改
良 o根际和非根际土壤芽孢杆菌数量明显地增多 ∀真菌中青霉属的数量增多通常是土壤性质不良的反
映 o研究结果表明 }不同发育阶段杉木根际土壤青霉属在真菌中所占的比例明显地多于非根际土壤 o其
中又以中龄林土壤表现得尤为明显 ∀放线菌中白色类群的增多 o通常是土壤性质不良反映的指示 o研
究结果表明 }根际土壤白色类群明显地多于非根际土壤 o在中龄林土壤中尤为明显 ∀微生物类群在根
际和非根际土壤中的分布及其动态变化规律 o揭示了随着杉木林生长 o土壤性质恶化机理 o由于微生物
类群变化 o势必要影响到土壤中具有生理 !生化活性物质的种类和数量发生变化ku …¨£¦¨∂≥± r t o
t|{x ~…²º ±¨ Š ⁄ot|{|l o已查明土壤中半胱氨酸 !缬氨酸 !亮氨酸 !天门冬氨酸 !丙氨酸等是土壤微生物
的代谢产物 o这些氨基酸不仅参与土壤微生物氮素代谢 o完成生理上的调节机能 o而且直接参与土壤中
一些生理活性物质的形成 ∀笔者在浙江丽水地区研究一 !二代杉木人工林土壤组成 !结构差异时发现 o
在一代杉木人工林土壤中可以检测到 y种游离氨基酸 o而在二代杉木人工林中只能检测到 t种 o不仅
是种类明显减少 o即使是已经检测到的氨基酸 o其含量也明显较低 ∀二代杉木林土壤必需氨基酸的缺
少 o势必要给土壤的微生物氮素代谢 !生理上调节机能带来影响 o因此不同发育阶段杉木林土壤微生物
数量 !特别是属种变化 o势必要影响到一些生理活性物质的形成 o进而要影响到连栽杉木林的成活率 !
影响到林木的生长k杨承栋等 ot||y ~u …¨£¦¨∂≥± r t ot|{x ~t∂≈≥∂ „ f ot|ytl ∀
3 q3 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤水解酶类和氧化还原酶类活性及变化规律
土壤中一切生物化学反应的进行都是在酶的催化下进行的 o因此酶活性的高低 o通常是土壤中生
物活性和土壤肥力的重要标志 ∀杉木不同发育阶段根际和非根际土壤酶活性列于表 v中 ∀
表 3 根际和非根际土壤酶活性变化 ≠
Ταβ .3 Αχτιϖιτψ ϖαριετιεσ οφ ενζψµεσιν ρηιζοσπηερε ανδ νον2ρηιζοσπηερεσοιλ
林分
≥·¤±§
地点
≥¬·¨
区域
„µ¨¤²©
¶¨¯¨ ¦·¨§¶¤°³¯¨
过氧化氢酶
≤¤·¤¯¤¶¨
ks1t‘Ž ±’w °¯ rªl
蛋白酶
°µ²·¨¬±¤¶¨
k‘‹u p ‘l
酸性磷酸酶
„¦¬§³«²¶³«¤·¤¶¨¶
k酚 °ªrªl
k³«¨ ±²¯ °ªrªl
蔗糖酶
Œ±√ µ¨·¤¶¨
k葡萄糖 °ªrªl
脲酶
˜µ¨¤¶¨
k‘‹v p ‘°ªrªl
kŠ¯ ∏¦²¶¨ °ªrªl
多酚氧化酶
³²¯¼³«¨ ±²¯ ²¬¬§¤¶¨
k红紫醅精 °ªrªl
k°∏³∏µ²ª¤¯ ¬¯± °ªrªl
幼龄林 上村 非根际 ‘²± s1stx| s1uzx s1zu|y v1sss s1ssuwy s1vus
≠²∏±ª¶·¤±§ ≥«¤±ª¦∏± 根际 • s1stwvt s1uzs s1xsws u1wss s1sss|w s1uvs
中龄林 上村 非根际 ‘²± s1ssz|x s1vss s1wtzy t1us s1sssz| s1uxs
‹¤¯©2°¤·∏µ¨ ≥«¤±ª¦∏± 根际 • s1stttv s1utx s1xuvu t1ws s1sssz| s1u{x
¶·¤±§
近熟林 非根际 ‘²± s1sttv s1uws s1vwzx u1sss s1sss{| s1vvs
‘¨¤µ°¤·∏µ¨ 根际 • s1stutw s1u{x s1wutv u1svv s1sstwx s1uxtz
¶·¤±§
≠近熟林是上村 !年珠 !山下 v地点近熟林土壤分析数据平均值 ∀
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x y期 杨承栋等 }杉木人工林根际土壤性质变化的研究
表 4 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤有机质和大量元素含量变化
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上村 杉木幼龄林 非根际 ‘²± v{1wy tvw1uv u1z{z xt1yx s1yx t{1x{ tt1|| v1xv
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年珠 杉木中龄林 非根际 ‘²± uu1vu |s1sx t1vux txx1|v s1v{ tx1yt u1wy u1uv
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山下 杉木近熟林 非根际 ‘²± vs1zv {|1u{ u1tsu vy1sz s1uv tx1wy t1yz t1uv
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年珠 杉木近熟林 非根际 ‘²± vw1xz |y1x{ t1xvt yt1ww s1wu t{1w| x1y| u1{w
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上村 杉木近熟林 非根际 ‘²± u{1uy ts|1uz t1uw| xt1ys s1v| tz1vv t1{w t1vw
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平均 非根际 ‘²± vt1t| |{1v{ t1yuz w|1zs s1vx tz1uv v1sz t1{s
„√ µ¨¤ª¨ 根际 • vw1sv tsu1uu u1suu |t1vy s1vv ty1xw w1w{ u1|x
v1v1t 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤蛋白酶活性动态变化 根际土壤蛋白酶活性由幼龄林发
育至中龄林时低于非根际土壤 o发育至近熟林时随着土壤功能的逐渐恢复 o根际土壤蛋白酶活性高于
非根际土壤 ∀在幼龄林阶段 o根际土壤蛋白酶活性较低 o要影响到土壤中氨基态氮的转化 ∀
v1v1u 不同发育阶段杉木林根际和非根际土壤酸性磷酸酶活性动态变化 根据分析数据 o看来磷酸
酶活性变化与土壤速效 °含量的变化 o并不存在直接的相关性 ∀但随着林木生长 o整个根际土壤的磷
酸酶活性明显下降 o随着树龄增大 o活性逐渐升高 ∀根际土壤酸性磷酸酶活性由幼龄林时低于非根际
土壤 o逐渐地发展到近熟林 o随着土壤功能的恢复 o高于非根际土壤酸性磷酸酶活性 ∀在幼龄林至中龄
林阶段 o磷酸酶活性较低 o势必要影响到土壤中磷化合物的转化 o影响到土壤中 °元素的供给 ∀
v1v1v 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤蔗糖酶和脲酶活性动态变化 蔗糖酶和脲酶活性 o在杉
木不同发育阶段的根际和非根际土壤中的变化规律 o与土壤性质的变化规律是一致的 o即在中龄林活
性较低 o并逐渐随着土壤功能的恢复 o发展到近熟林时根际土壤蔗糖酶和脲酶活性高于非根际土壤 ∀
表明根际土壤蔗糖酶和脲酶活性 o随着土壤功能的恢复在逐渐提高 ∀
蔗糖酶活性通常与土壤有机质 !‘!°含量 !微生物数量及呼吸强度有关 o它不仅能够表征土壤生物
活动强度 o而且还可以作为评价土壤肥力水平的一个指标 ∀不同发育阶段根际和非根际土壤蔗糖酶活
性变化指示了中龄林生物活性和肥力水平较低 o即使是发育至近熟林 o土壤生物活性和肥力水平仍未
恢复 ∀
脲酶是对土壤中尿素进行催化水解的酶 o研究结果表明 }幼龄林至中龄林阶段脲酶活性在降低 o这
显然是不利于土壤中速效 ‘的转化 ∀
v1v1w 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤多酚氧化酶活性动态变化 根际土壤多酚氧化酶活性随
着林木生长缓慢上升而后下降 ∀多酚氧化酶活性下降 o势必要影响到根际土壤中多酚类物质的积累 o
影响林木生长 ∀非根际土壤随着林木生长多酚氧化酶活性下降 o中龄林土壤活性较低 o后又逐渐升高 o
因此在中龄林时积累的多酚类物质 o随着多酚氧化酶活性提高 o到近熟林时很可能会逐渐分解 ∀
v1v1x 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤过氧化氢酶活性动态变化 根际和非根际土壤过氧化氢
酶活性 o从幼龄林至中龄林呈下降趋势 o从中龄林至近熟林呈升高趋势 o并随着林木生长 o由幼龄林时
根际土壤过氧化氢酶活性低于非根际土壤 o逐渐过渡到根际土壤过氧化氢酶活性高于非根际土壤 ∀过
氧化氢酶活性降低 o直接影响到对土壤代谢过程中所产生的有毒物质的分解 o影响林木正常生长 ∀
314 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤有机养分和大量元素含量动态变化
y 林 业 科 学 vx卷
v1w1t 杉木不同发育阶段土壤有机质及水解氮含量的动态变化 杉木生长的不同发育阶段 o根际土
壤有机质含量均高于非根际土壤 ∀根际土壤有机质含量在整个生长期呈下降趋势 o主要表现在从幼龄
林发育至中龄林时期 ~非根际土壤有机质含量 o从幼龄林至中龄林呈下降趋势 o由中龄林至成熟林呈缓
慢上升趋势 ∀根际土壤速效 ‘含量高于非根际土壤 ∀随着林木生长 o根际和非根际土壤速效 ‘含量
呈下降趋势 o特别是从幼龄林发育至中龄林下降的幅度较大 ∀可见杉木人工林在其整个生长过程中 o
对 ‘的需求量是大的 ∀
图 t 杉木人工林不同发育阶段土壤 ≤∏含
量动态变化
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图 u 杉木人工林不同发育阶段土壤 ±
含量动态变化
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非根际土壤 ≤∏含量 o 根际土壤 ≤∏含量 ∀ 非根际土壤 ±含量 o 根际土壤 ±含量 ∀
≤∏¦²±·¨±·¬± ¶²¬¯k‘²±l o ≤∏¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k• l q ± ¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k‘²±l o ± ¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k• l q
图 v 杉木人工林不同发育阶段土壤 ƒ¨含
量动态变化
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图 w 杉木人工林不同发育阶段土壤  ±
含量动态变化
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非根际土壤 ƒ¨含量 o 根际土壤 ƒ¨含量 ∀ 非根际土壤  ±含量 o 根际土壤  ±含量 ∀
ƒ¨¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k‘²±l o ƒ¨¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k• l q  ±¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k‘²±l q  ±¦²±·¨±·¬±¶²¬¯k• l q
v1w1u 杉木不同发育阶段土壤全 °及全 Ž含量的动态变化 根际和非根际土壤全 °含量差异较小 o
随着林木的生长 o根际和非根际土壤全 °含量均呈较大幅度下降趋势 ∀表明杉木人工林生长过程中对
°的需求量是大的 ∀
杉木不同发育阶段土壤全 Ž含量差异较小 o仅仅在中龄林发育至近熟林过程中略有下降 ~根际和
非根际土壤全 Ž含量差异也较小 ∀
v1w1v 杉木不同发育阶段土壤速效 °及速效 Ž含量动态变化 不同发育阶段 o根际土壤速效 °均高
于非根际土壤 o根际和非根际土壤从幼龄林发育至中龄林 o速效 °呈下降趋势 o但从中龄林发育至近熟
林呈缓慢上升趋势 ∀表明杉木林需 °的高峰期是在幼龄林至中龄林阶段 ∀
不同发育阶段根际土壤速效 Ž高于非根际土壤 ~从幼龄林至中龄林 o速效 Ž呈升高趋势 o但从中
z y期 杨承栋等 }杉木人工林根际土壤性质变化的研究
龄林至成龄林 o速效 Ž呈下降趋势 ∀表明杉木需 Ž的高峰期是在中龄林至近熟林阶段 ∀
v1w1w 杉木不同发育阶段土壤 ≤¤u n及  ªu n含量动态变化 幼龄林阶段 o非根际土壤 ≤¤u n含量高于
根际土壤 o中龄林至近熟林则是根际土壤含量高于非根际土壤 o从幼龄林至中龄林 o根际和非根际土壤
≤¤u n含量大幅度下降 o特别是非根际土壤下降幅度更大 ∀由中龄林至成龄林 o根际土壤 ≤¤u n继续减
少 o非根际土壤略有增加 o表明杉木在幼龄林至中龄林阶段是需 ≤¤u n的高峰期 ∀
 ªu n在不同发育阶段根际土壤中含量高于非根际土壤 o随着林木生长 o根际和非根际土壤  ªu n
含量逐渐减少 ∀表明杉木林在整个生长期需要  ªu n量较大 o特别是在幼龄林阶段 ∀
315 杉木不同发育阶段根际和非根际土壤微量元素含量变化
v1x1t 杉木不同发育阶段土壤微量元素 ≤∏及 ±含量的动态变化 不同发育阶段根际土壤 ≤∏含量
高于非根际土壤 ∀随着林木生长发育根际土壤 ≤∏呈下降趋势 o非根际土壤 ≤∏由中龄林至近熟林含量
略有增加 ∀表明杉木在整个生长发育阶段对 ≤∏的需求量是大的 o特别是在幼龄林至中龄林阶段 ∀
不同发育阶段根际土壤 ±含量高于非根际土壤 o随着林木的生长 o根际土壤 ±含量呈下降趋势 ∀
非根际土壤 ±含量由幼龄林至中龄林呈下降趋势 o由中龄林至近熟林略呈升高趋势 ∀表明杉木在整
个生长发育阶段对  ±的需求量是大的 o特别是在幼龄林至中龄林阶段 ∀
v1x1u 不同发育阶段微量元素 ƒ¨及  ±含量的动态变化 不同发育阶段根际土壤 ƒ¨含量高于非根
际土壤 o根际土壤由幼龄林发育至中龄林 oƒ¨含量呈升高趋势 o由中龄林发育至近熟林 oƒ¨含量呈下降
趋势 ∀非根际土壤 ƒ¨变化较小 ∀
根际土壤  ±含量随着林木生长呈下降趋势 o只是非根际土壤  ±含量 o从中龄林至近熟林略有升
高 o表明杉木在整个生长发育阶段对 ±的需求量是大的 o特别是在幼龄林至中龄林阶段 ∀
w 结论与讨论
杉木生长过程中 o根际土壤有机养分和无机养分含量高于非根际土壤 o随着林木生长 o土壤养分含
量呈大幅度下降 o这种情况主要发生在杉木幼龄林到中龄林阶段 ∀从中龄林至近熟林虽然土壤养分含
量略有恢复 o但仍明显的低于幼龄林时期土壤养分含量 ∀有些土壤养分如全 ° !速效 ‘和速效 Ž到近
熟林时仍在继续下降 o可见杉木人工林地力衰退已潜伏在一代杉木林土壤之中 ∀
杉木幼龄林根际土壤中细菌和真菌数量明显多于非根际土壤 o随着林木生长 o这两类微生物数量
下降主要发生在从幼龄林至中龄林这段时期 ∀表明该时期土壤生物活性大幅度下降 o到近熟林时这两
类微生物数量 o特别是真菌数量虽然有所增加和恢复 o但细菌数量仍远远低于幼龄林阶段 o因此与细菌
代谢产物有关的生物化学活性及一些生理生化活性物质含量在土壤中也必然得不到恢复 o进而使土壤
中一系列生物化学反应受阻 o引起土壤退化 ∀
根际土壤中三大类微生物属种变化表明根际土壤性质首先受到恶化 o以中龄林阶段尤为明显 }固
氮菌在幼龄林发育至中龄林阶段非根际土壤中数量多于根际土壤 o到近熟林随着土壤功能恢复 o才出
现根际土壤固氮菌数量多于非根际土壤 ∀巨大芽孢杆菌只是在幼龄林和近熟林阶段 o非根际土壤中数
量明显多于根际土壤 ∀这些菌群的出现通常是土壤性质良好 !土壤肥沃的指示 o放线菌中的白色类群
在根际土壤中所占比例较高 o青霉属在根际土壤中所占比例高于非根际土壤 o特别是中龄林土壤尤为
明显 o指示了中龄林土壤性质恶化及土壤性质动态变化过程 ∀
根际和非根际土壤蛋白酶 !蔗糖酶 !脲酶 !过氧化氢酶活性 o随着林木生长大幅度下降 o主要发生在
从幼龄林到中龄林阶段 o表明该时期土壤生物学活性大幅度下降 o到近熟林时期 o尽管土壤酶活性有所
恢复和提高 o但仍低于幼龄林时期土壤酶活性 o而土壤酶活性是土壤生物活性和土壤肥力的重要标志 o
可见从生物化学角度去分析也表明杉木生长要导致地方衰退 ∀
根际土壤多酚氧化酶活性 o有别于其它酶活性的变化规律 o随着林木生长在中龄林前活性呈升高
趋势 o中龄林后活性呈下降趋势 o这势必要导致后期土壤中多酚类物质的积累 o引起土壤中毒 ∀
{ 林 业 科 学 vx卷
参 考 文 献
柴锡周 q浙江森林土壤 q杭州 }浙江科学技术出版社 ot|{y ousw ∗ us{
罗汝英 q森林土壤学 q北京 }科学出版社 ot|{v ou{| ∗ wtw
杨承栋等 q杉木连栽对土壤组成 !结构 !性质变化及其对林木生长的影响 q林业科学 ot||y ovukul ~tzx ∗ t{t
俞新妥 q杉木连载林地土壤生化特性及土壤肥力的研究 q福建林学院学报 ot|{| o|kvl }uyv ∗ uzt
…²º ±¨ Š ⁄ ‘∏·µ¬·¬²± ²© °¯ ¤±·¤·¬²± ©²µ¨¶·¶q²±§²±}„¦¤§¨ °¬¦°µ¨¶¶ot|{| otz ∗ xu
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章被英国5林产品文摘6 !美国5林产品杂志6等国际著名刊物收录 ∀是森工 !轻工 !建材 !机电 !化工及经
贸行业从事科研与开发 !生产与管理 o教学与咨询 !推广与营销工作必备资料 ∀
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理经验等 ∀
信息快递 报道国内外最新科技 !产品 !技术信息 o市场信息 o专利介绍 o技术转让与招标设备调剂 !人
才交流 o新书出版 !会议消息 !学会简讯等 ∀
广而告之 彩色和黑白版面 o为树立企业形象 !宣传产品 !传递信息提供服务 ∀
单月月底出版 o大 ty开 w{页 ∀国内外公开发行 o本刊编辑部常年办理订阅 ∀国内定价 }„ 类k平
寄lw元r期 o全年 uw元 ~…类k挂号ly元r期 o全年 vy元 ∀另有部分实用专业工具书及过刊合订本出售
kxs元r卷 o含邮资l ∀欢迎来人 !来电 !来函或发 ∞°¤¬¯!传真索取订单和定购 ∀订款请邮局寄至 }
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| y期 杨承栋等 }杉木人工林根际土壤性质变化的研究