不同土壤类型下北美香柏栽培试验研究

刘 娜， 包 颖， 温桂梅， 周远航， 邓 煜， 唐瑞蔓

(1. 长春市林业科学研究院， 吉林 长春 130117； 2.吉林省林业技术推广站， 吉林 长春 130022)

北美香柏(Thujaoccidentalis)为柏科(Cupressceae)崖柏属(Thuja)常绿乔木，树冠尖塔形，具有香气，适应性较强，耐荫，耐旱抗寒，抗烟尘和有毒气体，既是园林绿化树种，又是重要的香料和家具用材树种。北美香柏原产北美州东部，在我国郑州、青岛、上海、杭州、北京、沈阳、黑河等地均有栽培。本文通过不同土壤类型对北美香柏生长指标和生理指标影响的研究，为该树种在吉林省及地理环境相近地区的推广应用提供技术依据。

1 试验地概况

试验地位于长春净月潭国家森林公园，长春市林业科学研究院花卉种苗中心温室内。地理位置125°21′ E、43°52′ N，为温带大陆性湿润季风气候向半干旱气候的过渡带，年均气温4.8 ℃，年均降水量610.8 mm，平均相对湿度65 %，年均日照时数2 658.2 h，无霜期145 d[1]。日光温室采用全自动控光调温设备，试验苗木栽植于15 cm×15 cm营养钵中，放置在距地面100 cm高的覆土苗床上培育。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

2.1.1 供试土壤

试验土样选自吉林省内典型土壤类型[2]，采样深度为10～60 cm，具体类型及地理位置见表1。试验土样化学成分分析见表2。

表1 不同土壤类型及地理位置

表2 不同土壤类型化学成分分析

2.1.2 供试苗木

以温室2年生播种苗为试验材料，供试苗木生长良好且长势基本一致。

2.2 试验方法

每处理各3次重复，每个重复栽植播种苗30株。

2.2.1 指标测定

2.2.1.1 苗木生长指标测定

培育160 d后，测定苗木形态指标及生物量指标。

形态指标测定：采用随机抽样，测量苗高、地径、主根长、Ⅰ级侧根数、高径比。

生物量指标测定：测量植株地上鲜重及干重、地下鲜重及干重、总鲜重及干重，用流水将测试植株根部基质冲刷干净，稍微风干并擦干水分，用电子天平称重，然后装袋放入干燥箱中，在105 ℃条件下烘干30 min，然后调温至70 ℃，烘干至恒重，自然冷却后称量[2]。

2.2.1.2 苗木生理指标测定

培育80 d后，测定苗木生理指标。

可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[3，4]，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝G-250法[3，4]，叶绿素含量测定采用95 %乙醇研磨浸提法[4，5]，根系活力测定采用TTC染色法[3，5]。

2.2.2 试验数据处理与分析

采用Microsoft excel 2007进行数据汇总，利用SPSS 17.0软件进行方差统计分析，并绘制图表。

3 结果与分析

3.1 不同土壤类型条件对北美香柏苗木生长的影响

3.1.1 对形态指标的影响

从表3中可以看出，在苗高方面，T1、T3、T4、T5处于同一水平，与T6差异显著，大小顺序：T4>T1>T3>T5>T2>T6；地径方面，T3、T4与T2差异显著，大小顺序：T4>T3>T1>T5>T6>T2；主根长方面，T1、T3、T4与T6差异显著，大小顺序：T4>T1>T3>T2>T5>T6；Ⅰ级侧根数方面，T3、T4、T5处于同一水平，与T1、T2、T6差异显著，大小顺序：T4>T3>T5>T1>T2>T6；高径比方面，T3、T4、T6与T2差异显著，大小顺序：T2>T5>T1>T4>T3>T6。

表3 不同土壤类型对北美香柏苗木形态指标的影响

3.1.2 对生物量积累的影响

土壤类型不同，其生物量积累不同。从表4中可以看出，不同土壤类型栽植的香柏苗木总鲜重为8.15～12.97 g；最大值为T4，最小值为T6，两者之间差异显著，相差59.14 %，大小顺序：T4>T3>T1>T2>T5>T6；总干重为3.01～5.21 g，最大值为T4，最小值为T5，两者相差73.09 %，大小顺序：T4>T3>T1>T2>T6>T5。6种土壤类型中T4的总鲜重与T6差异显著(P<0.05)，总干重除T3外，T4与其他样本均差异显著，且T3与T2、T5、T6之间差异显著。

表4 不同土壤类型对北美香柏苗木生物量的影响

3.2 不同土壤类型条件对北美香柏苗木生理指标的影响

苗木体内含有的养分尤其是碳水化合物，对于维持植株的正常生命活动、促使根茎的正常生长发育、提高成活率等方面都起到很大的作用。对不同土壤类型条件下栽培的北美香柏苗木营养物质进行测定，可以反映苗木生理指标的变化，从而得出不同土壤类型对苗木栽植的影响[6]。

3.2.1 不同土壤类型条件对北美香柏苗木可溶性糖含量的影响

可溶性糖在植物的生长发育过程中发挥着重要作用，不仅为植物生长发育提供能量，同时也是重要的调节因子[5]。从图1中可以看出，各土壤类型培育的北美香柏苗木可溶性糖含量为0.22 %～2.19 %，T4基质可溶性糖含量最高，与其他5组基质处理差异极显著(P<0.01)。T2、T3、T5处于同一水平，明显低于T4和T1。可溶性糖含量最高的T4约为最低T2的10倍。

图1 不同土壤类型条件对北美香柏苗木可溶性糖含量的影响

3.2.2 不同土壤类型条件对北美香柏苗木可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白是植物重要的营养物质和渗透调节物质，其含量与植物的新陈代谢密切相关。从图2中可以看出，T4基质可溶性蛋白含量与其他5组基质处理差异极显著(P<0.01)；T2、T3、T5、T6基质处理处于同一水平，明显低于T4和T1。可溶性蛋白含量最高的T4比可溶性蛋白含量最低的T6高75.12 %。

图2 不同土壤类型条件对北美香柏苗木可溶性蛋白含量的影响

3.2.3 不同土壤类型条件对北美香柏苗木叶绿素含量的影响

植株叶绿素含量直接影响光合作用，并与植株的水分、矿物质养分的供给及抗逆性等密切相关。从图3中可以看出，T4、T3培育的苗木叶绿素含量较高，与其他4组处理相比差异显著(0.01

图3 不同土壤类型条件对北美香柏苗木叶绿素含量的影响

3.2.4 不同土壤类型条件对北美香柏苗木根系活力的影响

植物的根系具有吸收、输导、固着、合成、储藏和繁殖等功能，其生长发育状态直接影响植株个体的生长发育及营养水平[2]。从图4中可以看出，T4、T3培育的苗木根系活力最高，与其他4组基质相比差异极显著(P<0.01)；T1、T2、T6基质处理处在同一水平；T5(白浆土)培育的苗木与其他5种土壤类型培育的苗木相比根系活力最低，表明白浆土在促进香柏苗木根系发育方面不如其他土壤类型。

图4 不同土壤类型条件对北美香柏苗木根系活力的影响

4 结论与讨论

4.1 不同土壤类型条件对苗木生长发育的影响

不同类型土壤具有不同的理化特性，对植物的生长发育也会产生不同的影响作用。例如，王超研究了5种土壤类型对美洲黑杨和欧美杨幼树的生长影响，结果表明美洲黑杨在酸性的紫色土壤和黄棕壤条件下生长表现最好，欧美杨在两种紫色土壤中生长表现最好[7]。邹蓉等研究了不同土壤条件对槐树生长和生物量的影响，结果表明棕色石灰土更有利于槐树的生长，其生物量积累高于水稻土、旱地土和沙土[8]。本研究结果表明，北美香柏在pH 5.1～7.93的草甸暗棕壤至轻碱土之间均能生长，其中，在草甸暗棕壤与森林暗棕壤其生物量积累最多，苗高、地径生长也优于其他土壤类型，高径比适中，说明苗木处于健康生长趋势；淡黑钙土和白浆土生物量积累优于轻碱土和黑土；轻碱土和黑土生物量积累低于其他土壤类型，黑土的苗高最低和轻碱土的地径最低致使其高径比均不理想，说明苗木生长趋势不佳。

4.2 不同土壤类型条件对苗木生理指标的影响

可溶性糖含量越高，代表植物在逆境下细胞失水可能性越小，成活几率越大，抗性更强。草甸暗棕壤培育苗木可溶性糖含量高于其他5种土壤类型培育的苗木，轻碱土培育苗木可溶性糖含量为6种土壤类型中最低。

植物蛋白质含量水平是植物抗逆性好坏的一个重要指标，不同土壤类型对北美香柏苗木可溶性蛋白含量的影响表明，草甸暗棕壤、淡黑钙土有助于北美香柏苗木栽植后抵御各种不良条件影响，顺利渡过缓苗期。

土壤中营养物质的多少直接反映了植物叶片叶绿素含量的多少，而植物叶片叶绿素含量的多少则直接决定了植物碳水化合物的产生量。不同土壤类型对北美香柏叶绿素含量的影响表明，白浆土、黑土和轻碱土对北美香柏的代谢产生负效应，草甸暗棕壤、森林暗棕壤和淡黑钙土对北美香柏的代谢产生积极效应。白浆土虽然全氮和水解性氮含量较高，但因为土壤质地黏重或许影响了叶绿素的合成。

根系活力是反映植物抗逆性的重要指标，北美香柏在不同类型土壤中的根系活力表明，土壤养分含量高、质地通透良好的草甸暗棕壤与森林暗棕壤有利于根系的生长以及根系活力的提高。

综合分析表明，在苗木生长过程中，土壤中氮、磷、钾含量都起到重要的作用，北美香柏苗木营养元素的积累都与氮元素含量有一定的相关性。6种土壤类型中T4(草甸暗棕壤)营养元素含量较高，土壤透气度、pH均在适宜范围内，其培育的苗木质量均高于其他5种土壤类型。因北美香柏属浅根性树种，土壤取样深度不同，对其苗期不同土壤类型条件下的形态指标、生物量指标及生理指标的影响，还需进行深入探讨。