延安人工林根区和非根区土壤有机质和pH分析

2017-04-26王诣曹阳阳杨旭艳贺治慧

安徽农学通报 2017年7期

王诣+曹阳阳+杨旭艳+贺治慧

摘要：为了解延安地区人工林地土壤根区和非根区有机质和pH的差异性，在延安市宝塔区文汇山上采集了侧柏、杨树、核桃树、地棠、铺地柏及酸枣根区及非根区土壤进行测定和分析。每个采样区分0～20cm、20～40cm、40～60cm3个层次。结果表明：所有土样有机质含量平均为12.27g/kg，根区有机质含量13.05g/kg高于非根区11.49g/kg。在土壤深度为0～20cm、20～40cm、40～60cm时，有机质含量分别为14.45g/kg、12.07g/kg、10.31g/kg。可见土壤深度越深有机质含量越低。所有土样pH平均为8.18，根区pH为8.16，较非根区8.21偏酸性。在土壤深度为0～20cm、20～40cm、40～60cm时，pH分别为8.14、8.18、8.24，可见土壤深度越深越偏碱性。对于不同植物，有机质含量大小依次为酸枣>地棠>杨树>侧柏>铺地柏>核桃，灌木类>乔木类；pH含量大小依次为核桃>杨树>侧柏>铺地柏>酸枣>地棠，乔木类>灌木类。

关键词：人工林；土壤；根区；非根区

中图分类号 S151.9 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）07-0079-03

Abstract：In order to understand the nutrient differences between soil root zone and non root zone in Yan'an plantation，from Yan'an Baota District，Wenhui mountain collected the root zone and non root zone soil of Platycladus orientalis，Pterocarya stenoptera，Juglans regia，Kerria japonica，Sabina procumbens and Ziziphus jujuba to measure and analyze. Each sample space distinguishes 0～20cm，20～40cm，40～60cm three levels. The results showed that the content of organic matter in all soil samples was 12.27g/kg，and the organic matter content in the root zone was higher than that in the non root zone respectively. In the soil depth of 0～20cm，20～40cm，40～60cm，the organic contents were 14.45g/kg，12.07g/kg and 10.31g/kg. The deeper the soil depth，the lower the organic matter content. The average pH was 8.18 in all soils，and the root zone pH was 8.16，more acidic than non-root zone，which was 8.21. In the soil depth of 0～20cm，20～40cm，40～60cm，pH were 8.14， 8.18，8.24. So the deeper the soil depth，the more alkaline. For different plants，the organic contents followed Ziziphus jujuba>Kerria japonica>Pterocarya stenoptera>Platycladus orientalis>Sabina procumbens>Juglans regia，shrubs>trees；The content of pH were Juglans regia>Pterocarya stenoptera>Platycladus orientalis>Sabina procumbens>Ziziphus jujuba>Kerria japonica，trees>shrubs.

Key words：Plantation；Soil；Root zone；Non root zone

在根区这个微域环境内，植物所需的各种养分和土壤中的一些有害物质都可通过这一环境从土壤中进入植物体，使得根区这一环境的土壤物理化学性质和生物化学过程不同于一般土体，根区土壤中各种养分的含量和分布与非根区土壤有明显差异[1]。国内许多学者针对根区和非根区土壤养分进行了大量研究，例如，樊博等对贵州省何首乌种植基地根区与非根区土壤养分含量的差异性进行研究，结果表明，种植基地根区土壤养分含量总体上大于非根区土壤[2]。李博等研究了孩儿参不同种植方式对土壤养分的影响，结果表明，不同种植方式下根区土壤养分含量差异较大，7种不同种植方式根区土壤养分含量均显著高于非根区土壤，根区土壤pH值平均低于非根区土壤0.32[3]。乐乐等研究了0～5年、6～10年、11～15年、16～20年、21～25年5种种植年限的金银花，对其根区与非根区土壤养分状况分析，结果表明：不同种植年限的金银花根区土壤与非根区土壤pH值、有机质有极显著差异，与非根区相比，根区土壤内的植物根系对土壤养分有一定增加效应[4]。孟令军等发现秦岭北坡太白山区鹿蹄草根际和非根际土壤养分与酶活性密切相关，各土壤酶活性之间也存在不同程度的相关性，较好地反映了鹿蹄草生境的土壤肥力状况[5]。陈高起等以重庆市中梁山石灰土地区为研究区，选择莴笋、红菜苔、白菜、瓢儿菜和柑橘5种不同的作物，分别测定了5种作物的根际与非根际土壤的养分含量以及土壤pH值，结果表明根際土壤的pH值均低于非根际土壤，根际土壤有机质含量均高于非根际土壤[6]。

目前，涉及延安人工林土壤根区和非根区养分含量的研究还相对较少，为此，本实验选取延安地区具有代表性的植物侧柏、杨树、核桃树、地棠、铺地柏及酸枣，分别采集了其根区和非根区0～20cm、20～40cm、40～60cm的土壤，进行了土壤有机质和pH测定，从而了解根区和非根区土壤养分含量的差异性，为生产生活实践提供指导。

1 材料与方法

1.1 研究区概况延安市位于陕西黄土高原丘陵沟壑区，介于北纬35°21′～37°31′，东经107°41′～110°31′。北接榆林市，南连咸阳市，铜川市，渭南市，东隔黄河与山西省临汾市，吕梁市相望，西依子午岭与甘肃省庆阳市为邻。全市总面积37 037km2，共辖1区12县，市府驻宝塔区，196个乡镇，3 426个行政村，总人口193.88万，其中农业人口154.1万。延安四季分明，日照充足，晝夜温差大，年均无霜期170d，年均气温7.7～10.6℃，年均日照数2 300～2 700h，年均降水量500mm左右[7]。

1.2 样品采集在延安市宝塔区文汇山上选取当地代表性的侧柏、杨树、核桃树、地棠、铺地柏及酸枣，并在每种植物根区及非根区各选均匀分布的3点，用事先准备好的土钻分别走“S”形采集0～20cm、20～40cm、40～60cm深度的土样，把同深度3点土样分别混合，装袋并贴上标签。

1.3 测定项目与测定方法土壤有机质采用重铬酸钾氧化-容量法测定[8]，pH采用电位法测定[9]

1.4 数据分析本次实验所得数据均采用EXCEL分析。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质分析土壤有机质与养分供给、土壤物理性质的改善及防止土壤侵蚀有重要关系[10]。有机质主要来源于生长在其上的自然植被（木本或草本植物）的残体（地上部的枯枝落叶、地下部的死亡根系及根的分泌物）及动物残体[11]。经测定，在0～20cm，根区有机质含量平均值为16.06g/kg，非根区有机质含量平均值为12.83g/kg，两者平均值为14.45g/kg。在20～40cm，根区有机质含量平均值为11.22g/kg，非根区有机质含量平均值为12.91g/kg，两者平均值为12.07g/kg。在40～60cm，根区有机质含量平均值为11.88g/kg，非根区有机质含量平均值为8.73g/kg，者平均值为10.31g/kg。

在根区，不同层次土壤有机质平均值为13.05g/kg；在非根区，不同层次土壤有机质平均值11.49g/kg。在所有样品中有机质含量最大值为23.12g/kg，为酸枣根区0～20cm土样；有机质含量最小值为3.30g/kg，为核桃根区20～40cm土样。侧柏、杨树、核桃树、铺地柏、酸枣及地棠有机质含量平均值分别为10.99g/kg，11.09g/kg，9.3g/kg，10.49g/kg，18.63g/kg，13.15g/kg（表1）。木类有机质含量平均为10.46g/kg，灌木类平均为14.09g/kg，所有样品有机质含量平均值为12.27g/kg。

各树种表层土壤有机碳含量相对亚表层、底层较高，这是由于土壤表层地表枯落物较为丰富，土壤有机质较为丰富，使得表层有机碳含量较高；而亚表层、底层受地表枯落物的影响较小，有机质相对表层低，因此导致亚表层、底层有机碳含量低于表层[12]。侧柏与铺地柏叶形均为鳞片状且都是常绿植物，因此其有机质含量相对较低，核桃树含量最低可能是因为其位于山路边，受游人及山风影响，致使枯枝落叶难以堆积。各乔木相对于灌木有机质含量低，这可能是因为所选乔木区域坡度较大，枯枝落叶不易堆积，受气象因素影响较大所致。

2.2 pH分析土壤pH能影响土壤养分有效性的发挥，是土壤的重要属性之一[13]，其大小与植物根系的深浅多寡及微生物的活动密切相关。经测定，在土壤深度为0～20cm时，根区pH平均值为8.14，非根区pH平均值为8.13，两者平均值为8.14。在土壤深度为20～40cm时，根区pH平均值为8.12，非根区pH平均值为8.24，两者平均值为8.18。在土壤深度为40～60cm时，根区pH平均值为8.23，非根区pH平均值为8.25，两者平均值为8.24。

在根区，不同土壤深度层次pH平均值为8.16；非根区不同土壤深度层次pH平均值为8.21。所有样品中pH最大值为8.40，为核桃非根区40～60cm土样；所有样品中pH最小值为7.99，为侧柏根区20～40cm土样。侧柏、杨树、核桃树、铺地柏、酸枣及地棠pH平均值分别为8.18，8.2，8.33，8.17，8.15，8.1（表2）。3种乔木pH均值为8.24，而3种灌木为8.14。所有样品pH平均值为8.18。

分析可知，土层越深pH值越大且乔木pH值大于灌木。究其原因是林地的枯落物主要成分是木质素、单宁和树脂，这些物质主要依靠土壤中的真菌分解，真菌在分解过程中产生了部分有机酸，因而降低了土壤酸碱度[14]。侧柏与铺地柏pH较大及核桃树pH最大与有机质分析结果一致。

3 结论

（1）在土壤深度为0～20cm，20～40cm，40～60cm时，有机质含量平均值分别为14.45g/kg，12.07g/kg，10.31g/kg。

根区和非根区不同层次土壤有机质含量平均值分别为13.05g/kg，11.49g/kg。土壤有机质含量随着土壤深度增加而降低，根区有机质含量大于非根区含量；

（2）在土壤深度为0～20cm，20～40cm，40～60cm时，pH平均值分别为8.14，8.18，8.24。根区和非根区不同土壤深度层次pH平均值分别为8.16，8.21。土壤pH随着土壤深度增加而增大，非根区pH大于根区。

（3）对于不同植物，有机质含量大小依次为酸枣>地棠>杨树>侧柏>铺地柏>核桃，灌木类>乔木类；pH含量大小依次为核桃>杨树>侧柏>铺地柏>酸枣>地棠，乔木类>灌木类。

参考文献

[1]张婷.几种作物根际与非根际土壤养分含量差异探析——以重庆市北碚区为例[D].重庆：西南大学，2012.

[2]樊博，何腾兵，林昌虎，等.贵州省不同种植基地何首乌根区与非根区土壤养分的研究[J].江苏农业科学，2014（5）：256-259.

[3]李博，何騰兵，林昌虎，等.不同种植方式孩儿参根区与非根区土壤养分特性研究[J].中药材，2013（11）：1726-1730.

[4]乐乐，何腾兵，林昌虎，等.不同种植年限金银花根区与非根区土壤养分差异性研究[J].山地农业生物学报，2013（3）：229-232.

[5]孟令军，耿增超，王海涛，等.秦岭太白山区鹿蹄草根际与非根际土壤养分及酶活性研究[J].西北农林科技大学学报：自然科学版，2012（5）：157-165.