黧蒴栲半同胞家系根际土壤理化性质的差异

李 贵，苏晓华，童方平 ，蒋 燚 ，刘振华 ，陈 瑞

（1.中国林业科学研究院林业研究所，林木遗传育种国家重点实验室，北京 100091；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.广西林业科学研究院，广西 南宁 530001）

黧蒴栲半同胞家系根际土壤理化性质的差异

李 贵1，2，苏晓华1，童方平2，蒋 燚3，刘振华2，陈 瑞2

（1.中国林业科学研究院林业研究所，林木遗传育种国家重点实验室，北京 100091；2.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；3.广西林业科学研究院，广西 南宁 530001）

为研究黧蒴栲半同胞家系根际土壤理化特性差异，采用随机完全区组试验方法，通过对52个7年生家系生长测定，选取9个代表性黧蒴栲家系的根际土壤为材料，对根际的土壤养分含量的差异性及根际土壤养分与黧蒴栲树高、胸径的相关性进行分析。结果表明：黧蒴栲根际土pH 值低于非根际土pH 值，而有机质含量规律则刚好相反，且根际与非根际pH 值、有机质含量具有显著差异；黧蒴栲家系根际与非根际土壤速效P含量存在显著差异，而水解N以及速效K含量有极显著差异。黧蒴栲半同胞家系生长性状树高、胸径与全P含量呈显著负相关，相关系数分别为-0.682 4、0.598 0；与水解N、速效K含量呈显著正相关，其中树高与水解N、速效K含量的相关系数分别为0.567 8、0.630 7，胸径与水解N、速效K含量的相关系数分别为0.595 0、0.774 2；而与有机质、全N、全K、速效P呈较弱相关。

黧蒴栲；半同胞家系；根际；土壤理化特性

黧蒴栲Castanopsis fi ssaRehd.et Wils又名大叶栎、闽粤栲、大叶蒴、大叶锥等，为壳斗科栲属常绿高大乔木，是该科中生长最迅速的树种，也是营造木质能源林、防火林、工业原料林、菇木林等的优良树种。作为重要的速生阔叶树种，对黧蒴栲在采种育苗、扦插育苗、优树选择技术、种源家系早期性状测定、木材力学性质、生长情况初步调查等方面研究很多[1]，而在生长过程以及养分利用方面却很少见报道。近年来，有关林地根际土壤养分以及理化性质的研究很多，笔者参考了一些有代表性的林地根际土壤研究的相关文献[2-11]，本文旨在对7年生黧蒴栲不同种源家系林分的生长情况调查的基础上，通过对黧蒴栲各研究家系根际及根际土的养分分析来分析黧蒴栲半同胞家系根际土壤理化差异及养分利用特点，为黧蒴栲人工林造林技术及科学施肥管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验林概况

黧蒴栲家系子代试验林位于广西柳州市鹿寨县黄冕乡的波寨，其地理位置为 106°45′E，21°54′N，海拔高度 200 m。属中亚热带气候，温暖多雨，光照充足，雨热同季，夏冬干湿明显，年平均气温 19℃，绝对最低温-2.8℃，年均降雨量1 750 mm，降雨一般集中在 4～8月，年均蒸发量1426 mm，雨量系数92.1，为水分充足区。土壤为山地红壤，试验林地为马尾松林采伐迹地。以广西苍梧、融水、永福、平果，广东平远、兴宁，福建明溪，湖南通道等地初选的黧蒴栲52株优树为家系子代试验林的参试家系。于 2005年 12月采种育苗，2006年营造子代试验林。

1.2 土壤样品采取及处理

为了保证数据的可靠性，本次采样选择9个代表性黧蒴栲家系，每家系选择 3 株标准木，每一株标准木的周围分上下左右设置 4 个采样点。挖出细根，采用抖落法采集根际土壤混合样品。在各样地内沿“S”形采集 0～20 cm 的非根际土，带回实验室，风干磨碎过孔径1 mm筛，备用。

1.3 研究方法

pH 值：用电位法，将1 mol/LKCl 加入到土壤中，然后用 pHS-2 型酸度计测盐浸 pH 值（LY/T1239-1999)。

有机质测定：用重铬酸钾氧化法（GB9834-88)。

全 N 测定：用半微量凯氏定 N 法，浓硫酸消煮，CuSO4-K2SO4作加速剂（LY/T1228-1999)。

全 P 测定：采用浓硫酸-高氯酸-钼锑抗比色法（LY/T1232-1999)。全 K 测定：采用氢氧化钠熔融法（GB9836-88)。速效 N 测定：用碱解-扩散法测定（LY/T1229-1999)。

速效 P 测定：用 0.05 mol/L 盐酸-0.025 mol/L硫酸浸提，然后用钼锑抗比色法测定（LY/T1233-1999)。

速效 K 测定：用中性 1 mol/L乙酸铵溶液浸提，然后火焰光度测定法（LY/T1236-1999)。

1.4 数据处理与统计分析

各种数据用Excel统计分析，并用统计大师与统计分析软件进行各养分指标分析、比较以及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 土壤根际与非根际pH值及养分含量

根据土壤养分标准分级标准[12]（见表1）。经检测，各家系根际及非根际土壤pH值及养分含量如下（见表2）。

表1 土壤养分分级标准Table 1 Soil nutrient classification criteria

由表1、表2 可以看出，检测的9个家系林地土壤的有机质、全N、全P、全K、水解N、速效P以及速效K 7个养分指标含量除速效K处于中等等级外，其它均达到丰富等级，这说明经过几年的抚育管理，黧蒴栲半同胞家系子代试验林已达到较好的生长状态，其林地土壤根际养分已达到较肥沃状态。

2.2 根际与非根际土壤pH值及有机质变化

经方差分析可以看出，黧蒴栲根际与非根际土壤pH值之间存在显著性差异，显著性水平达到0.05，P值为0.010 2；而根际与非根际有机质含量之间存在极显著性差异，P值为0.000 1（见表3）。黧蒴栲家系根际土 pH 值低于非根际† R、S 分别表示根际和非根际，下同。土，根际土 pH 值大小顺序为：PG07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07，其中PG07最大为4.32，PY07最小为3.88；而有机质含量则根际土大于非根际土，根际土有机质含量RS01最大为47.85 g/kg，CW10最小为33.63 g/kg，有机质含量大小顺序是：PG07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07（见图1、图2）。

表2 各家系组根际土及非根际土pH值及养分含量†Table 2 Nutrient contents and pH of half-sib families soil rhizosphere and non-rhizosphere

2.3 根际土与非根际土速效N、P、K含量差异

经方差分析（见表4），从表4中可以看出黧蒴栲家系根际与非根际土壤中水解N、速效P以及速效K的含量存在显著性差异，其中速效P含量显著水平达到0.05，水解N以及速效K显著水平达到0.01。各家系根际土壤有效养分水解N含量大小顺序为：RS01＞MX05＞PG06＞YF03＞PY07＞CW10＞PG07＞PG08＞RS08，其中RS01最大为191.33 mg/kg，最小值为126.00 mg/kg，相差34.15%；速效P含量大小顺序为：PG06＞PG08＞CW10＞MX05＞YF03＞RS08＞PG07＞PY07＞RS01，其中PG06最大为43.22 mg/kg，RS01最小为15.72 mg/kg，相差63.63%；速效K含量的排序为：RS01＞RS08＞PG07＞PY07＞MX05＞PG06＞YF03＞PG08＞CW10，其中RS01最大为139.85 mg/kg，CW10最小为67.84 mg/kg，相差51.49%。

表3 黧蒴栲根际与非根际土壤pH值及有机质方差分析Table 3 pH of C. fissa families’ rhizosphere and nonrhizosphere, variance analysis of organic matters

图1 黧蒴栲家系根际与非根际土壤pH 值比较Fig.1 Comparison of pH values between C. fi ssa families’ rhizosphere and non-rhizosphere

图2 黧蒴栲家系根际与非根际土壤有机质含量比较Fig.2 Comparison of organic matter contents between C. fi ssa families’ rhizosphere and non-rhizosphere

表4 黧蒴栲不同家系根际与非根际有效N、P、K含量方差分析Table 4 Variance analysis of available N, P, K contents pH of C. fissa families’ rhizosphere and nonrhizosphere

2.4 黧蒴栲根际土壤养分与生长性状的相关性

将黧蒴栲生长性状与根际养分做相关性分析（见表5），从表5可以看出，生长质量性状树高、胸径与全P含量呈显著负相关，相关系数分别为-0.682 4、0.598 0；与水解N、速效K含量呈显著正相关。其中树高与水解N、速效K含量的相关系数分别为0.567 8、0.630 7，胸径与水解N、速效K含量的相关系数分别为0.595 0、0.774 2；而与有机质、全N、全K、速效P呈较弱相关（散点图见图3、图4）。

表5 黧蒴栲生长性状与根际养分的相关性分析Table 5 Relevance analysis between C. fissa’s growth traits and rhizosphere nutrients

3 结论与讨论

经过几年的施肥与抚育，黧蒴栲半同胞家系子代测定林个人根际土壤的有机质、全N、全P、全K、水解N、速效P以及速效K7个养分指标含量除速效K处于中等等级外，其它均达到丰富等级，这说明，黧蒴栲半同胞家系子代试验林林地土壤养分已达到较肥沃状态。

黧蒴栲半同胞家系试验林地土壤pH 值呈酸性，范围在4.36～4.04之间，且根际与非根际土壤pH值之间存在显著性差异，而根际与非根际有机质含量之间存在极显著性差异。黧蒴栲家系根际土 pH 值低于非根际土，根际土 pH 值大小顺序为：PG07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07，其中PG07最大为4.32，PY07最小为3.88；而有机质含量则根际土大于非根际土，根际土有机质含量RS01最大为47.85 g/kg，CW10最小为33.63 g/kg，有机质含量大小顺序是：PG07＞RS08＞PG08＞CW10＞YF03＞MX05＞PG06＞RS01＞PY07。根际土的有机质含量高，可能与根系的分泌和代谢等多种因素相关，同时，有机质的分解过程中会产生多种有机酸，因而可导致根际土pH的下降。因此，根际土具有比非根际土pH值低，有效养分含量高的特性，这与公庆党、张福锁等学者[13-15]的研究结论相一致。

图3 胸径生长与根际养分相关性散点图像Fig.3 Correlation scatter-plot of DBH growth and rhizosphere nutrients

图4 树高生长与根际养分相关性散点图像Fig.4 Correlation scatter-plot of tree height growth and rhizosphere nutrients

黧蒴栲家系根际与非根际土壤速效P含量存在显著差异，显著水平达到0.05，而水解N以及速效K含量有极显著差异。各家系根际土壤有效养分水解N含量大小顺序为：RS01＞MX05＞PG06＞YF03＞PY07＞CW10＞PG07＞PG08＞RS08，其中RS01最大为191.33 mg/kg，最小值为126.00 mg/kg，相差34.15%；速效P含量大小顺序为：PG06＞PG08＞CW10＞MX05＞YF03＞RS08＞PG07＞PY07＞RS01，其中PG06最大为43.22 mg/kg，RS01最小为15.72 mg/kg，相差63.63%；速效K含量的排序为：RS01＞RS08＞PG07＞PY07＞MX05＞PG06＞YF03＞PG08＞CW10，其中RS01最大为139.85 mg/kg，CW10最小为67.84 mg/kg，相差51.49%。

黧蒴栲半同胞家系生长性状树高、胸径与土壤根际全P含量呈显著负相关，相关系数分别为-0.6824、0.5980；与水解N、速效K含量呈显著正相关，其中树高与水解N、速效K含量的相关系数分别为0.5678、0.6307，胸径与水解N、速效K含量的相关系数分别为0.5950、0.7742；而与有机质、全N、全K、速效P呈较弱相关。这说明黧蒴栲优良家系的树高、胸径等生长性状与土壤养分的高效利用有关，生产上可根据目的性状进行选择培育，结合树种遗传特性，进而选育出高效营养型的优良品系。

[1] 童方平,蒋 燚,刘振华,等.黧蒴栲半同胞家系材性遗传变异研究与遗传参数估算[J].中国农学通报,2013,29(04):10-13.

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Study on root soil physics and chemistry differences inCastanopsis fi ssahalf-sibfamilies

LI Gui1,2, SU Xiao-hua1, TONG Fang-ping2, JIANG Yi3, LIU Zhen-hua2, CHEN Rui2
(1. Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 2.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004,Hunan, China; 3.Guangxi Forestry Research Institute, Nanning 530001, Guangxi, China)

In order to study half-sib families ofCastanopsis fi ssa’s root soil physics and chemistry differences, fi fty two seven-yearoldC. fi ssahalf-sib families growth were investigated by adopting randomized complete block test method, and through selecting 9 representativeC. fi ssafamilies’ rhizosphere soil as the materials, theirs differences in rhizosphere soil nutrient contents and correlations of rhizosphere soil nutrient contents to tree height and diameter at breast height were analyzed. The results show thatC. fi ssarhizosphere soil pH values were lower than that of non-rhizosphere soil pH values and the changing laws of organic matter contents were just the opposite, and rhizosphere and non-rhizosphere pH value, organic matter content in the soils had signif i cant differences;C. fi ssa’s halfsib families rhizosphere and non-rhizosphere soil available P contents were significantly different, and hydrolyzed N and available K contents both had very signif i cant differences. The tree height, DBH negatively correlated with total P concentration, correlation coeff i cients were -0.682 4, 0.598 0; and the tree height, DBH positively correlated with hydrolysis N, available K contents, and the correlation coeff i cients of tree height and hydrolysis of N, available K contents were 0.567 8, 0.630 7, the correlation coeff i cients of DBH and hydrolysis of N, available K contents were 0.595 0, 0.774 2; however, DBH had weak correlation with organic matter, total N,total K, available P.

Castanopsis fi ssa; half-sib families; rhizosphere environments; soil physiochemical properties

S714.2；S792.17

A

1673-923X(2014)11-0062-05

2014-01-12

国家林业公益性行业科研专项“高热能固体燃料树种新品种选育技术研究”（200904036）；湖南自然科学基金项目（2015JJ6051）

李 贵（1980-），女，湖南邵阳人，助理研究员，硕士；研究方向：工业原料林遗传改良与丰产栽培、困难立地树种选择、生态修复与植被恢复技术；E-mail：loveligui@sohu.com

苏晓华（1961-），女，研究员，博士生导师，主要从事林木遗传育种研究；E-mail：suxh@caf.ac.cn

[本文编校：吴 毅]