不同种源江南油杉幼林生长与土壤环境的差异性研究

陈风帆 王勇 黄鑫浩 刘晓蔚 刘雄盛 蒋雨桐 蒋燚

摘要：通过对广西林科院老虎岭试验基地内4个种源江南油杉幼林生长量和土壤环境的进行研究，揭示了不同种源江南油杉幼林生长和土壤环境的差异，探讨了江南油杉幼林生长与土壤环境的关系。研究结果表明：4个种源江南油杉幼林间地径和苗高差异均不显著。0～20 cm土层内不同种源间土壤pH值和全氮含量差异显著，20～40 cm土层内不同种源间所有土壤指标均差异不显著。同一种源的不同土层间土壤理化性质、养分、微生物量差异较大。相关分析表明：江南油杉幼林地径与20～40 cm土层内土壤全氮含量呈极显著正相关，江南油杉幼林苗高与20～40 cm土层内土壤全磷含量呈极显著正相关。因此，在对老虎岭试验基地江南油杉幼林经营管理时，应注重20～40 cm土层内全氮和全磷含量的增加，以促进江南油杉幼林健康快速的生长。

关键词：江南油杉幼林;生长量;土壤理化性质;土壤养分;土壤微生物量

中图分类号：S725.5

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）04-0001-05

1 引言

江南油杉（Keteleeria fortunei var. cyclolepis）系松科（Pinaceae）油杉属（Keteleeria）植物，为我国特有树种，是国家三级保护植物--。江南油杉枝繁叶茂，是优良的绿化观赏树种，树根含有胶质，常用于造紙胶料，是具有很高价值的用材树种。江南油杉天然种群主要分布于浙江、江西、福建、广东、广西、湖南、贵州、云南等省区，大多呈散生或局部成片分布。近年来，由于社会需求增加导致的人为砍伐、自身较为特殊的生物学特性及自然环境等多方面因素的影响，江南油杉天然林资源日渐减少，因此，开展江南油杉种植资源收集、人工林的营造是十分必要的。

土壤是植物赖以生存的基础，其中，土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物量等土壤性质是土壤肥力高低变化的重要依据，体现了土壤的水、肥、气、热状况，与其上植物的生长、水源的涵养以及其它因子关系密切。目前，对江南油杉人工林的研究主要集中在人工林生长和生物量与地形、气象和生境的关系以及江南油杉成林土壤养分等方面。江南油杉幼林土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物量等方面的研究未见报道。

在这种情况下，开展不同种源江南油杉幼林生长量和土壤环境的研究具有重要理论和实际意义。以广西林科院老虎岭试验基地内4个种源江南油杉幼林为对象，研究其生长量以及土样不同层次的土壤理化性质、养分、微生物量，以期揭示不同种源江南油杉幼林生长和不同土层内土壤理化性质、养分、微生物量的差异，探讨江南油杉幼林生长量与土壤理化性质、养分和微生物量的关系，为江南油杉引种栽培和人工林营建提供理论基础。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

试验地为广西壮族自治区林业科学研究院老虎岭试验基地，位于广西南宁市北郊，坐标为108°56'E，22°56' N，研究区海拔为90～250 m，年均气温21.7℃左右，极端最高气温40.4℃，极端最低气温-1.5℃.最冷的1月份平均气温12.8℃，最热的7、8月份平均气温28.2℃，年均降水量为1347.2 mm，平均相对湿度80%，土壤为砖红壤性红壤，壤土厚度5～25 cm，pH值5～6，肥力中等，地带性植被为亚热带常绿季雨林。

2.2研究方法

本研究选取取样点进行定位，记录广西博白（BB）和隆林（LL）、福建（FJ）、贵州望谟（WM）4个种源江南油杉幼林生长指标数据（地径和苗高）、采集土壤样品，综合利用各类数据分析软件对研究区江南油杉生长指标和土壤指标数据的进行分析。

2.2.1 野外调查

试验基地内江南油杉为3年生幼林（2015年3月造林）。江南油杉生长指标测定采用样方法，样方设计成20 m×20 m的范围，随机选取样方内20株江南油杉，用钢卷尺测量每一株江南油杉的高度与地径;在样地范围内随机选取3个土壤调查样点，每个样点采集2个土层（0～20 cm、20～40 cm）土壤样本。

2.2.2样品采集

土壤样品的收集采用挖剖面法，用环刀（100 cm³）分别在0～20 cm、20～40 cm层取样，并保持环刀内的土壤结构不被破坏，带回实验室测定土壤物理性质中土壤pH值、含水率（θg）、容重（ρb）;在环刀取样的周围用土钻（45 cm）再取相同层次的样品并混合均匀，过2 mm孔径的土筛去除植物残根和石砾后装入无菌自封袋，带回实验室保存于4℃冰箱内，每层土壤共采集约1 kg左右，分成2份，分别进行土壤养分中有机碳（SOC）、有机质（OM）、全氮（TN）、全磷（TP）的测定和微生物量碳含量（ MBC）、微生物量氮（MBN）含量的测定。

土壤容重的测定用土壤烘干重除以采样用的环刀体积，pH值测定采用玻璃电极法.含水率采用烘干法测定。土壤有机质和有机碳采用重铬酸钾容量法一外加热法测定.全氮采用凯氏半微量定氮法测定，全磷采用钼锑抗比色法测定。微生物量碳含量和微生物量氮含量采用氯仿熏蒸浸提法。

2.3数据分析

用Excel2007进行江南油杉幼苗生长量.土壤理化性质、养分以及微生物生物量各指标的常规数据统计以及作图;用SPSS19.0对不同种源、不同土层下江南油杉幼苗生长量，土壤理化性质、养分以及微生物生物量各指标进行方差分析和多重比较（采用邓肯氏新复极差法），并用SPSS19.0对江南油杉幼苗生长量与土壤理化性质、养分以及微生物生物量各指标进行Pearson相关分析。

3结果与分析

3.1 不同种源江南油杉幼苗生长量分析

不同种源江南油杉幼苗生长量见表1，从表1可知，4个江南油杉种源间地径和苗高差异均不显著（P>0. 05）。在老虎岭试验基地中，望谟（WM）种源地径和苗高均最大，分别为15. 06±2.66 mm和82.5±12. 43cm，博白（BB）种源地径和苗高均最小，分别为10.40±0. 60 mm和52.7±4.33 cm。

3.2江南油杉幼林土壤环境分析

3.2.1 不同种源江南油杉幼林土壤指标差异

不同种源江南油杉幼林土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物量指标差异见表2。由表2可知，0～20 cm土层内不同种源的土壤容重（ ρb）、含水率（θg）、有机碳（SOC）、有机质（OM）、全磷含量（TP）、微生物量碳含量（ MBC）和微生物量氮（MBN）均差异不显著（P>0.05）.土壤pH值和全氮含量（TN）差异显著（P<0. 05）;20～40 cm土层内不同种源的土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物量等指标均差异不显著（P>0.05）。0～20cm土层内4个种源中LL种源土壤pH值最大，为4. 51 ，BB种源土壤pH值最小，为4.33;FJ种源土壤的全氮含量最大，为0.61 g/kg，LL种源土壤的全氮含量最小，为0. 46 g/kg。

虽然不同种源间大部分指标在整体上差异不显著，但多重比较结果表明，某些指标整体上差异不显著，但两两之间存在显著差异，如：0～20土层内，不同种源间土壤容重差异不显著，但FJ种源与BB和LL之间差异显著。

3.2.2 江南油杉幼林不同土层厚度土壤指标差异

江南油杉幼林不同土层土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物量等指标差异见图1。从图中可知，BB种源江南油杉幼林2个土层（0～20 cm和20～40 cm）间土壤容重、pH值、全氮含量、微生物量碳含量和微生物量氮含量呈极显著差异（P<0.01），土壤有机碳、有机质含量呈显著差异（P<0.05）。FJ种源江南油杉幼林2个土层间土壤pH值、全氮含量差异极显著（P<0.01）.土壤全磷含量差异显著（P<0.05）。WM种源江南油杉幼林2个土层间除土壤全氮含量差异极显著外，其余指标均差异不显著。LL种源江南油杉幼林2个土层间土壤pH值、微生物量氮含量差異极显著（P<0. 01），土壤容重、有机质、全氮含量差异显著（P<0. 05）。

3.3江南油杉幼林生长与土壤环境的关系

从表3可知，在老虎岭试验基地.江南油杉幼林地径和苗高与0～20 cm土层内的各土壤指标均无显著相关性。江南油杉幼林地径与20～40 cm土层内土壤全氮含量（TN）呈显著正相关.江南油杉幼林苗高与20～40 cm土层内土壤全磷含量（TP）呈显著正相关。

4讨论

植物的生长发育与其生境密切相关，不同的生长环境植物的生长和形态可能发生明显的变化。研究结果表明，老虎岭试验基地4个种源江南油杉幼苗的地径和苗高差异均不显著，这说明在小范围内不同种源江南油杉对生境的适应性相一致。相关分析表明.在老虎岭试验基地.幼苗地径和苗高与0～20 cm土层内的各土壤指标均无显著相关性，幼苗地径与20～40 cm土层内土壤全氮含量呈显著正相关，苗高与20～40 cm土层内土壤全磷含量呈显著正相关，而在老虎岭试验基地中4个种源20～40 cm土层内土壤全氮含量和全磷含量均差异不显著.这从土壤方面解释了为什么老虎岭试验基地4个种源江南油杉地径和苗高差异不显著。

土壤理化性质是土壤的基本属性.集中体现了土壤的水、肥、气、热状况，与植物的生长、水源的涵养以及其因子关系密切，土壤养分则能反应出植物与土壤间的关系.土壤微生物量是微生物总量.为植物生长提供了可利用的养分，是土壤活性养分的储存库。研究结果显示，同一土层不同种源间土壤内某些指标存在显著差异;同一种源，不同土层间有些指标也存在显著或极显著差异。这说明不同种源江南油杉幼苗、不同土层的土壤理化性质、养分以及微生物量存在一定的差异.导致这些差异的原因有很多，如气候因子（光照、温度、湿度、降雨量），林地坡位、坡度、坡向，地表径流量以及江南油杉自身生物学特性等因素均会影响林地内土壤理化性质、养分以及微生物生物量。具体是由于哪种因素或哪几种因素共同影响造成以上土壤理化性质、养分以及微生物生物量的差异还有待进一步深入研究。

植物的生长与土壤环境的关系密切，土壤理化性质、土壤养分、土壤微生物生物量等都可能会影响植物的生长。研究结果表明，老虎岭试验基地，江南油杉幼苗地径与20～40 cm土层内土壤全氮含量呈显著正相关，苗高与20～40 cm土层内土壤全磷含量呈显著正相关;这说明老虎岭试验基地20～40 cm土层内土壤环境对江南油杉幼苗生长影响较大，随着土壤内全氮含量的增加幼苗地径随着增大，土壤内全磷含量增加幼苗苗高随着增大。可能是因为，在老虎岭试验基地生境下江南油杉幼苗对土壤内全氮含量、全磷含量较敏感.有利于幼苗吸收。

综上所述，在老虎岭试验基地江南油杉幼林内应注重20～40 cm土层内全氮和全磷含量的增加，以促进江南油杉幼林健康快速的生长。