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湖南省4种杜鹃属植物土壤特性分析



全 文 :第31卷 第5期   中 南 林 业 科 技 大 学 学 报    Vol.31 No.5
 2011年5月 Journal of Central South University of Forestry &Technology  May 2011
湖南省4种杜鹃属植物土壤特性分析
廖菊阳1,2,3,闫文德1,朱颖芳1,4,彭春良2,3,郑 威1,刘 艳2,3
(1.中南林业科技大学,湖南 长沙410004;2.湖南省森林植物园 杜鹃研究所,湖南 长沙410116;
3.珍稀濒危植物迁地保育湖南省重点实验室,湖南 长沙410116;4.湖南财政经济学院,湖南 长沙410205)
摘 要: 基于“生态相似性”营养保育策略理论,对湖南省森林植物园种植的4种优良园林观赏杜鹃属植物土壤
营养条件进行了研究。结果表明:栽植4种杜鹃的不同层次(0~15、15~30、30~45cm)土壤含水率在21.02%~
21.95%之间,其中以鹿角杜鹃3层次平均含水率最高;土壤容重呈现由低到高的趋势,分别为1.335、1.3425、
1.42g/cm3。土壤有机质含量以溪畔杜鹃0~15cm层次最高,为85.25g/kg,鹿角杜鹃16~30cm层次的有机质
最低,为19.17g/kg;全N平均含量为0.52g/kg,以毛棉杜鹃0~15cm层次最高,达到1.07g/kg,毛棉杜鹃和溪
畔杜鹃3个层次含量明显高于鹿角杜鹃和云锦杜鹃。P、K、Mg平均含量分别为0.17、3.58和1.95g/kg;土壤微
量元素含量高低排序为:Fe> Mn>Zn> Ni>Cu>Pb>Co>Cr。
关键词: 杜鹃属;土壤理化特性;土壤微量元素
中图分类号: Q949.772.3 文献标志码: A 文章编号: 1673-923X(2011)05-0219-04
Physicochemical analysis of soils planted four Rhododendronplants
in Hunan Botanical Garden
LIAO Ju-yang1,2,3,YAN Wen-de1,ZHU Ying-fang1,4,PENG Chun-liang2,3,ZHENG Wei 1,LIU Yan2,3
(1.Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004,Hunan,China;
2.Institute of Rhododendron Research,Hunan Forestry Botanical Garden,Changsha 410116,Hunan,China;
3.Hunan Provincial Key LAB For Rare Plant EX SITU Conservation,Changsha 410116,Hunan,Chian;
4.Hunan University of Finance and Economics,Changsha 410205,Hunan,China)
Abstract:Based upon the plant conservation strategy“ecological similarity”in ex situ conservation,the soil physico-
chemical property planted 4kinds of Rhododendronin Hunan Forest Botanical Garden was investigated.The re-
sults show that soil moisture content at different depth(0~15,15~30,30~45cm)was in the range of 21.02%~
21.95%,with the highest moisture content for Rh.latoucheae.The soil bulk density increased with soil depth,be-
ing 1.335g/cm3,1.3425g/cm3,and 1.42g/cm3 for the 3different depths,respectively.The highest soil organic
matter content was measured in Rh.rivulare at the depth of 0~15cm to be 85.25g/kg,and the lowest in Rh.
latoucheae at the depth of 15~30cm to be 19.17g/kg.The average of total N was about 0.52g/kg,with the high-
est content in Rh.moulmainense at the depth of 0~15cm to be 1.07g/kg.The content of total N was significantly
higher for Rh.moulmainense and Rh.rivulare than that for Rh.latoucheae and Rh.fortunei.Content of P,K and
Mg was with an average of 0.17g/kg,3.58g/kg and 1.95g/kg,respectively;Microelement concentrations in the
soils was ranked as Fe> Mn>Zn> Ni>Cu>Pb>Co>Cr.
Key words:Rhododendron;soil physicochemical properties;soil microelements
  收稿日期:2011-01-10
  基金项目:国家林业公益性行业科研专项(200804030);国家林业局“948”项目(2007-4-19,2008-4-36);国家自然科学基金项目
(31070410);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-10-0151);湖南省科技厅项目(2010TP4011-3);湖南省教育厅项目(2010-
70);长沙市科技局项目(K1003009-61);中南林业科技大学青年科学研究基金项目(2008003A)
  作者简介:廖菊阳(1980-),男,湖南汨罗人,高经工程师,硕士,主要从事植物生态学研究
  通讯作者:闫文德,教授;E-mail:csfuywd@hotmail.com
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2011.05.018
   杜鹃花是我国十大名花之一,据资料记载,杜
鹃属Rhododendron植物早在白垩纪就已出现,在
第三纪已布满北半球,后因欧洲和北美洲冰川较大
而大遭破坏,因亚洲冰川较小而使大多数种群得到
了保存[1]。杜鹃属植物大部分种类分布于中高山
区,少数种类生长在低山丘陵,性喜凉爽湿润气候
和富含腐殖质、疏松、湿润的酸性土壤,其引种栽培
繁育一直成为该属植物开发应用的技术瓶颈,但目
前的研究仅涉及云锦杜鹃土壤肥力及根际微生物
研究等。本文中较为系统地研究了湖南鹿角杜鹃
Rhododendron latoucheae、云锦杜鹃 Rhododen-
dron fortunei、毛 棉 杜 鹃 Rhododendron moul-
mainense和溪畔杜鹃Rhododendron rivulare生长
的土壤特性,为揭示该种群引种驯化机制及开发利
用提供基础性资料。
绿色植物的生命过程,除了需要大中量营养元
素来保证外,还需要必要的微量元素才能顺利地进
行。植物生命周期中,微量元素扮演着非常重要的
角色,它们与植物的光合作用、碳水化合物的运转
和积累密切相关,对植物的干物质积累起着重要的
作用。对于杜鹃属植物来说更是如此,土壤中微量
元素的或缺关系到杜鹃属植物能否正常生长、繁
殖,在生态条件相似的异地保育中,除了要注重气
候、生物条件等因子外,矿质营养因子也是不可缺
少的部分[2-4]。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地点位于湖南省长沙市的湖南省森林植
物园内,地处113°01′30E,28°06′40N,占地面积
140hm2,其中杜鹃属植物引种驯化面积30hm2,海
拔70~80m。属热带亚热带季风气候,年平均气温
17.2 ℃,绝对最高气温40.6 ℃,绝对最低气温
-11.3℃,无霜期281d,年降雨量1 412.3mm,平
均相对湿度80%。其地层主要是的冲积性网纹红
土和砂砾,属典型红壤丘陵区,园内小生境众多,植
物种类达2 328种,植被以人工次生林为主。从
2010年8月起在湖南省森林植物园杜鹃园选择了
鹿角杜鹃Rh.latoucheae、云锦杜鹃Rh.fortunei、
毛棉杜鹃Rh.moulmainense和溪畔杜鹃Rh.rivu-
lare这4种杜鹃属植物为研究对象,4种杜鹃属植
物生长状况和基本情况均有所不同(见表1)。
表1 4种杜鹃属植物的基本情况
Table 1 Description of four Rhododendronplants
树种 胸径/cm 树高/m 枝下高/m 郁闭度 生长状况
鹿角杜鹃Rh.latoucheae  21.0  5.1  1.4  0.5 较好
云锦杜鹃Rh.fortunei  2.8  2.3  0.8  0.9 较差
毛棉杜鹃Rh.moulmainense  4.2  3.2  0.9  0.8 一般
溪畔杜鹃Rh.rivulare  23.0  3.1  1.2  0.2 较好
1.2 样品采集与处理
在湖南省森林植物园杜鹃园核心地段鹿角杜
鹃、云锦杜鹃、毛棉杜鹃和溪畔杜鹃4中杜鹃集中
分布区域划分0.67hm2 采样区,在采样区内设4
个区分别取3个采样点,共计采样点12个,在每个
采样点内将土壤分层(0~15、15~30、30~45cm),
每层采样1个,共采48个供试土样。4种杜鹃种植
在省植物园杜鹃园同一区间,土壤条件基本一致。
土壤样品经风干、碾碎,过80目尼龙筛备用。
土壤物理性质测定:土壤容重采用环刀法测定;土
壤含水率的测定采用烘干法;有机质用重铬酸钾容
量法———稀释热法测定;N用半微量凯氏法测定;P
用NaOH熔融———钼锑抗比色法测定;K采用火焰
光度法;Mg、Cu、Fe、Zn、Mn、Co、Cr、Ni、Pb 用
HP3510原子吸收分光光度计测定。
2 结果分析
2.1 不同层次4种杜鹃属植物土壤含水率
由表2可知,试验结果表明不同层次、不同杜
鹃属植物土壤含水量最大相差9.83%,鹿角杜鹃
31~45cm层次的土壤含水量最高,为27.97%,毛
棉杜鹃31~45cm 层次的土壤含水量最低,为
17.38%。4种杜鹃属植物总平均值为21.46%,含
水率整体上反映出杜鹃属植物生态习性,即杜鹃属
植物性喜凉爽湿润气候,忌水浸,云锦杜鹃最忌水
等,其与物种进一步相关性待后续试验观察[5-7]。
022 廖菊阳,等:湖南省4种杜鹃属植物土壤特性分析   第5期
表2 各采样点土壤含水率
Table 2 Soil water content of each sampling point %
采样点
土壤层次
0~15cm  16~30cm 31~45cm
平均值
鹿角杜鹃Rh.latoucheae  25.08  24.70  27.97  25.92
云锦杜鹃Rh.fortunei  18.93  18.14  20.32  19.13
毛棉杜鹃Rh.moulmainense  22.69  21.34  17.38  20.47
溪畔杜鹃Rh.rivulare  18.97  19.88  22.14  20.33
2.2 不同层次4种杜鹃属植物土壤容重
土壤容重是土壤最基本的物理性质,反映土壤
结构和通透状况。由表3可知,毛棉杜鹃土壤31~
45cm层次的容重值最大,为1.57g/cm3,而鹿角
杜鹃15~30cm土壤容重值最小,为1.23g/cm3,4
种杜鹃属植物土壤容重总均值为1.37g/cm3。
表3 各采样点土壤容重
Table 3 Soil bulk density of each sampling point
g/cm3
采样点
土壤层次
0~15cm  16~30cm 31~45cm
平均值
鹿角杜鹃Rh.latoucheae  1.24  1.23  1.31  1.26
云锦杜鹃Rh.fortunei  1.38  1.38  1.45  1.40
毛棉杜鹃Rh.moulmainense  1.44  1.37  1.57  1.46
溪畔杜鹃Rh.rivulare  1.28  1.39  1.35  1.34
2.3 4种杜鹃土壤中主要营养成分含量分析
有机质是反映土壤综合肥力的重要指标之一,
是土壤养分的主要来源,对维持土壤结构的稳定性
具有重要作用。由表4可以看出,鹿角杜鹃16~30
cm层次的有机质最低,为19.17g/kg,溪畔杜鹃
0~15cm层次最高,为85.25g/kg,4种杜鹃属植
物0~15cm层次中有机质含量最高。
表4 土壤基本化学性质
Table 4 Soil chemical properties of experimental zones
杜鹃
种类
土壤层次
/cm
有机质
/(g·kg-1)
全氮
/(g·kg-1)

/(g·kg-1)

/(g·kg-1)

/(g·kg-1)
鹿



0~15 27.89(0.30)0.32(0.03) 0.19(0.02) 4.28(0.62) 3.20(0.79)
16~30 19.17(1.88)0.32(0.05) 0.19(0.02) 4.03(0.05) 2.42(0.42)
31~45 23.44(1.54)0.61(0.07) 0.19(0.02) 3.78(0.28) 2.13(0.28)




0~15 48.51(1.93)0.34(0.04) 0.13(0.01) 3.14(0.16) 1.63(0.28)
16~30 33.71(2.43)0.06(0.01) 0.14(0.02) 3.32(0.97) 1.76(0.10)
31~45 22.42(4.27)0.28(0.39) 0.20(0.03) 3.43(0.96) 1.77(0.19)




0~15 49.38(5.71)1.07(0.09) 0.17(0.04) 3.71(0.10) 1.55(0.15)
16~30 34.43(9.93)0.43(0.03) 0.14(0.02) 2.94(1.88) 1.56(0.29)
31~45 23.77(1.28)0.73(0.03) 0.17(0.02) 3.20(0.74) 1.69(0.34)




0~15 85.25(35.46)0.65(0.11) 0.19(0.02) 4.49(0.40) 2.18(0.21)
16~30 56.76(1.27)0.57(0.16) 0.19(0.02) 3.82(0.84) 2.26(0.23)
31~45 60.08(1.29)0.72(0.10) 0.17(0.04) 3.25(0.67) 1.91(0.16)
土壤N素是植物生长过程中必需的元素之一。
4种杜鹃属植物全 N平均含量为0.52g/kg,以毛
棉杜鹃0~15cm层次最高,达到1.07g/kg,毛棉
杜鹃和溪畔杜鹃3层次含量明显高于鹿角杜鹃和
云锦杜鹃。4种杜鹃P、K、Mg 3个层次的含量相差
不大,平均含量分别为0.17、3.58和1.95g/kg,排
序为K、Mg、P。
2.4 4种杜鹃土壤中土壤微量元素分析
土壤中微量元素主要来源于成土母质,由于成
土母质的矿物组成不同,所以风化产物中所含养分
的种类和数量也不同。如表5所示,4种杜鹃土壤
中Fe的含量最高,平均为1 527.7mg/kg,4种杜
鹃土壤Pb、Cu、Zn、Fe、Mn、Cr、Co、Ni。的平均含
量分别为60.90、67.40、71.50、1 527.70、252.50、
55.70、60.60和67.70mg/kg,它们的大小顺序为
Fe>Mn>Zn>Ni>Cu>Pb>Co>Cr。
表5 土壤微量元素含量
Table 5 Micro element concentrations in soil  mg/kg
杜鹃种类 土壤层次/cm 铅Pb 铜Cu 锌Zn 铁Fe 锰 Mn 铬Cr 钴Co 镍 Ni
鹿角杜鹃
0~15  9.70(1.97) 21.60(2.11) 19.50(2.44) 1611.50(69.06) 212.00(46.07) 3.70(0.49) 9.60(1.11) 17.40(11.38)
16~30  8.60(0.54) 12.50(3.40) 23.30(5.48) 1622.90(136.33) 235.00(24.10) 3.50(1.10) 9.80(0.01) 12.60(5.51)
31~45  476.40(36.93) 482.20(33.09) 483.90(31.94) 1697.90(123.98) 659.90(14.62) 473.90(38.61) 477.50(36.18) 487.30(29.81)
云锦杜鹃
0~15  7.80(1.06) 13.10(9.55) 15.60(1.91) 1399.20(112.15) 209.00(32.54) 3.80(0.73) 7.80(0.43) 19.10(18.49)
16~30  8.50(1.59) 17.30(7.69) 20.00(6.31) 1324.80(82.43) 250.10(53.53) 3.30(0.75) 7.80(0.43) 15.90(9.36)
31~45  7.70(1.08) 14.10(2.70) 18.80(5.16) 1373.00(89.26) 229.80(50.64) 3.30(0.88) 8.60(1.00) 14.60(12.29)
毛棉杜鹃
0~15  10.00(2.88) 33.20(1.66) 21.00(3.73) 1680.20(77.89) 120.80(25.32) 3.80(0.42) 8.00(0.42) 27.70(33.42)
16~30  268.40(36.75) 275.30(33.46) 277.50(32.32) 1590.00(202.42) 373.50(86.05) 264.60(38.63) 268.70(36.59) 279.10(31.73)
31~45  8.80(1.16) 16.40(11.87) 22.00(3.44) 1874.10(165.59) 118.50(45.94) 3.40(0.55) 8.90(0.57) 14.10(11.39)
溪畔杜鹃
0~15  12.30(2.46) 12.40(4.29) 20.30(2.92) 1554.30(180.39) 249.80(12.36) 3.50(0.61) 8.90(1.17) 12.50(4.37)
16~30  9.60(0.55) 9.20(2.09) 21.90(3.41) 1478.20(94.07) 249.20(55.17) 4.10(0.77) 9.30(1.45) 9.80(3.04)
31~45  7.40(1.67) 6.50(1.62) 18.60(1.42) 1242.90(114.05) 239.10(23.31) 2.10(0.44) 7.50(1.77) 7.30(3.76)
122第31卷      中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
3 结论与讨论
湖南省森林植物园4种杜鹃属植物土壤特性
为:不同层次(0~15、16~30、31~45cm)土壤含水
率呈现持平趋势,在21.02%~21.95%之间,其中
以鹿角杜鹃3层次平均含水率最高;不同层次(0~
15、16~30、31~45cm)土壤容重呈现由低到高的
趋势,分别为1.34、1.34和1.42g/cm3。土壤微量
元素含量高低排序为:Fe> Mn>Zn> Ni> Cu>
Pb> Co> Cr。土壤养分是植物吸收营养的重要
来源,而植物的营养状况直接影响植物的营养生长
和生殖生长。氮素过高,易使营养生长过旺,对生
殖生长不利。中等肥力的土壤更有利于增加花数,
过肥和过于贫瘠的土壤开花少。在杜鹃属植物栽
培管理方面,应及时除掉杜鹃树下的杂草,并翻土,
以降低花芽分化期的土壤含水量;在花芽孕育期减
少尿素的施用量,改施有机肥;适当增施铜肥等措
施来确保杜鹃属植物花期的营养供应,从而确保开
花效果,有利于该属物种的开发应用[8-9]。
通过4种杜鹃属土壤特性分析,确认以鹿角杜
鹃、云锦杜鹃、毛棉杜鹃和溪畔杜鹃为代表的该属植
物大多为浅根系植物,根系较大的骨干根分布在地
表下20~55cm的土层内,须根密度很大,多集中在
地表下5~25cm的土层内,其生长特别需要疏松透
气性极好的土壤,该林地土壤表层水分状况和孔隙
状况都好,为杜鹃的生长提供了良好的土壤条件。
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[本文编校:吴 毅]
222 廖菊阳,等:湖南省4种杜鹃属植物土壤特性分析   第5期