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促進(jìn)歐美I-107楊生長(zhǎng)并提高根際土壤微生物多樣性的適宜根剪位置

2018-06-19 01:33:06井大煒王明友馬海林杜振宇劉方春
關(guān)鍵詞:生長(zhǎng)率材積根際

井大煒,王明友,馬海林,杜振宇,劉方春

(1 德州學(xué)院資源環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院,山東德州 253023;2 德州學(xué)院生態(tài)與園林建筑學(xué)院,山東德州 253023;3 山東省林業(yè)科學(xué)研究院,濟(jì)南 250014)

楊樹 (Populus) 屬楊柳科 (Salicaceae) 木本植物,是我國(guó)速生豐產(chǎn)林工程的主要造林樹種[1–2]。楊樹的旁側(cè)根系龐大,隨著林木的不斷長(zhǎng)高,其旁側(cè)根系向四周擴(kuò)展的范圍在不斷加大[3]。當(dāng)楊樹林分郁閉后,地下根系便相互交織在一起,根系盤生極易使楊樹形成“小老樹”,并易滋生傳播病蟲害,導(dǎo)致根系生長(zhǎng)量降低[4];根系逐漸老化,幼小細(xì)根和根毛大幅度減少,減弱了楊樹根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收[4]。有研究發(fā)現(xiàn)[5],楊樹進(jìn)入郁閉階段后的材積生長(zhǎng)速率顯著減緩。如何改善楊樹人工林郁閉期根系的生長(zhǎng)狀況亟待研究解決。

根剪是利用物理或生態(tài)方法,通過(guò)控制根系生長(zhǎng)來(lái)調(diào)節(jié)植物地上部與地下部營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)過(guò)程的栽培方式[6]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,常應(yīng)用根剪對(duì)桃樹[7]、蘋果樹[8]、梨樹[9]等果樹的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)進(jìn)行控制,以適應(yīng)果樹矮化密植栽培的要求。楊守軍等[10]關(guān)于冬棗的研究認(rèn)為,根剪可顯著刺激切口處萌發(fā)出大量的細(xì)根,而細(xì)根分泌出的大量根系分泌物,明顯提高了土壤酶活性和微生物數(shù)量,提高了土壤養(yǎng)分的有效性。對(duì)小麥[11]、玉米[12]、花生[13]等農(nóng)作物的研究也發(fā)現(xiàn),適宜的根剪措施能夠顯著改善根系的吸收能力和生長(zhǎng)狀況。那么,郁閉楊樹采用根系修剪措施是否也能提高根系的吸收能力,改善林木根系的生態(tài)環(huán)境,從而改變“小老樹”的現(xiàn)狀呢?根際是距離根系表面0~4 mm的土壤區(qū)域,受到植物根系的直接影響[14]。根際與原土體差異較大,是各種養(yǎng)分、水分與物質(zhì)進(jìn)入根系參與物質(zhì)循環(huán)及能量轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所[14]。土壤微生物及其參與下的物質(zhì)轉(zhuǎn)化是農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),且較高的土壤微生物活性通常是土壤肥沃的標(biāo)志[15]。維持土壤微生物功能多樣性對(duì)于提高農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)力、抑制土傳病及增強(qiáng)土壤緩沖能力具有重要意義[16]。微生物功能多樣性是土壤質(zhì)量與健康的重要生物學(xué)指標(biāo),能夠表達(dá)土壤微生物群落所能執(zhí)行的功能范圍及這些功能的執(zhí)行過(guò)程[15]。土壤微生物功能多樣性與土壤功能緊密相關(guān),是土壤功能的基礎(chǔ),可以反映一個(gè)區(qū)域土壤的肥力特征,為生態(tài)恢復(fù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的創(chuàng)建以及土壤資源可持續(xù)利用提供理論指導(dǎo)[17]。鑒于此,本文以郁閉的5年生歐美I-107楊為試材,開展不同根剪措施對(duì)楊樹人工林根際土壤理化性狀、土壤微生物功能多樣性及材積生長(zhǎng)的影響研究,旨在明確最佳的根剪措施,為歐美I-107楊人工林的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況與供試材料

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在山東省濟(jì)南市北郊林場(chǎng),地處北緯 36°40′、東經(jīng) 117°00′,屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),日照充分,四季分明,年均降雨量650~700 mm,年均氣溫14℃。供試土壤為潮土,土壤速效氮、有效磷和速效鉀含量分別為19.46 mg/kg、14.18 mg/kg和45.79 mg/kg,總有機(jī)碳含量為8.97 g/kg。

所用化肥為尿素、過(guò)磷酸鈣與硫酸鉀,肥料用量為常規(guī)施肥量,其中2014年的施肥量相當(dāng)于N 206.35 kg/hm2、P2O569.72 kg/hm2、K2O 57.49 kg/hm2,之后每年的施肥量隨林齡的增大按10%遞增的比例調(diào)整。楊樹為郁閉的5年生I-107歐美楊,株行距4 m × 3 m,南北行向,林木生長(zhǎng)均勻,平均樹高與胸徑分別為 (12.76 ± 0.23) m 與 (12.38 ± 0.16) cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年4月19日進(jìn)行,采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),每個(gè)小區(qū)30棵樹 (6棵/行 × 5行),重復(fù)3次。試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理,分別為:1) 未根剪處理(CK);2) 6倍胸徑兩側(cè)根剪 (6-2);3) 6倍胸徑四側(cè)根剪 (6-4),分別在距樹干6倍胸徑處的東西方向或東南西北方向垂直地面向下切斷側(cè)根與須根;4) 8倍胸徑兩側(cè)根剪 (8-2);5) 8倍胸徑四側(cè)根剪,分別在距樹干8倍胸徑處的東西方向或東南西北方向垂直地面向下切斷側(cè)根與須根 (8-4);6) 10倍胸徑兩側(cè)根剪 (10-2);7) 10倍胸徑四側(cè)根剪 (10-4),分別在距樹干10倍胸徑處的東西方向或東南西北方向垂直地面向下切斷側(cè)根與須根。各根剪處理的開溝寬度和深度分別為100 cm和40 cm,并將挖出來(lái)的土回填夯實(shí)。同時(shí),根剪時(shí)切口要平滑,以利于傷口愈合與須根的生長(zhǎng)。此外,每個(gè)處理的施肥量保持一致,并在施肥時(shí)為了避免擾動(dòng)根系,在距離樹體60 cm的4個(gè)方向分別打孔施入,施肥深度為30 cm,然后再用土填滿夯實(shí)。日常管理按大田常規(guī)措施進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在每個(gè)小區(qū),去掉東西兩側(cè)的保護(hù)行和南北兩端的邊緣樹,選取中間的12棵樹作為研究對(duì)象,進(jìn)行根際土的采集與單株材積的調(diào)查,重復(fù)3次。2016年10月20日參照Wang等[18]的剝落分離法采集根際土,取樣深度為40 cm,去掉土壤中可見的植物根系和動(dòng)植物殘?bào)w,用無(wú)菌袋將土壤封袋保存,放入有冰袋的泡沫箱中帶回實(shí)驗(yàn)室后放入4℃冰箱中保存待用,一部分新鮮土樣過(guò)2 mm篩后進(jìn)行土壤微生物功能多樣性的測(cè)定,另一部分風(fēng)干過(guò)1 mm篩后供土壤根系分泌物、理化性狀的測(cè)定。

土壤微生物功能多樣性測(cè)定:采用BIOLOG微生物自動(dòng)分析系統(tǒng) (Gen III Microstation,美國(guó)Biolog公司) 進(jìn)行分析。稱取5 g新鮮土樣置于50 mL無(wú)菌的0.85% NaCl溶液中,在175 r/min下振蕩30 min。用無(wú)菌的0.85% NaCl溶液稀釋至200倍后,再用8通道加樣器向BIOLOG Eco微孔板各孔中分別添加150 μL稀釋后的懸液,25℃恒溫培養(yǎng),每隔24 h在BIOLOG自動(dòng)讀盤機(jī)上讀取波長(zhǎng)590 nm和750 nm下的吸光值。參照Z(yǔ)hong等[19]的方法計(jì)算平均吸光度 (AWCD) 和多樣性指數(shù),選取96 h的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和多樣性指數(shù)的計(jì)算。BIOLOG分析中平均吸光度不僅可反映土壤微生物群落的碳源利用率,還能表征微生物活性與微生物群落功能多樣性[16]。

根系分泌物采用層析濾紙定位收集法[20],根系分泌物中有機(jī)酸總量、氨基酸總量與總糖的測(cè)定分別采用液相色譜儀法、甲醛滴定法與蒽酮比色法。土壤堿解氮、有效磷與速效鉀的測(cè)定分別采用堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法與醋酸銨浸提—火焰光度計(jì)法;土壤pH采用電位法測(cè)定 (水土比2.5∶1)[21];土壤總有機(jī)碳與活性有機(jī)碳分別采用重鉻酸鉀氧化外加熱法與333 mmol/L KMnO4氧化法測(cè)定;非活性有機(jī)碳 = 總有機(jī)碳 – 活性有機(jī)碳[22]。

單株材積生長(zhǎng)率的計(jì)算:分別在2014年4月19日和2016年10月20日用胸徑尺和測(cè)高器(ZLK,北京卓樂(lè)康科技有限公司,中國(guó)) 測(cè)定所有試驗(yàn)樹木的胸徑d與樹高h(yuǎn),用公式V = 3.14d2hf/4 (f =0.42)[23]計(jì)算材積;采用普雷斯勒公式[24]計(jì)算材積平均生長(zhǎng)率,

式中,Pv表示單株材積平均生長(zhǎng)率(%),vl和v2分別表示間隔n年前與n年后測(cè)得的總的單株材積(m3),n為兩次測(cè)定的間隔年數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2013處理數(shù)據(jù)并制圖,利用SPSS 11.5軟件進(jìn)行單因素方差分析 (one-way ANOVA),采用最小顯著差異法 (Least significant difference,LSD) 進(jìn)行多重比較,α = 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 根剪對(duì)根系分泌物含量的影響

在植物生長(zhǎng)過(guò)程中,根系從土壤中吸收養(yǎng)分與水分的同時(shí),也會(huì)向生長(zhǎng)介質(zhì)中分泌質(zhì)子,釋放無(wú)機(jī)離子,分泌大量的有機(jī)物,即根系分泌物[14]。由表1可以看出,8-2處理的土壤中根系分泌物中有機(jī)酸總量與氨基酸總量均最高,顯著高于其他處理,分別較CK顯著高出44.6%和26.0%;其次是10-4、8-4處理,也顯著高于CK,其中有機(jī)酸總量分別較CK顯著提高26.8%和15.9%;而6-2或6-4處理的有機(jī)酸總量與氨基酸總量均明顯低于CK,其中6-2處理的有機(jī)酸總量顯著高于6-4處理,氨基酸總量與6-4處理無(wú)顯著性差異。此外,不同根剪處理的總糖含量波動(dòng)范圍為14.76~15.32 mg/kg,與CK之間的差異均未達(dá)顯著水平。以上分析認(rèn)為,根剪措施對(duì)楊樹根系分泌物中有機(jī)酸總量與氨基酸總量具有顯著的影響,其中8-2根剪處理的增幅最大。

表 1 根剪對(duì)I-107歐美楊根際土壤中根系分泌物含量的影響Table 1 Effect of the root pruning on root exudate contents in the rhizosphere soil of Populus euramericana cv. ‘Neva’

2.2 根剪對(duì)根際土壤理化性狀的影響

從表2可以看出,各處理土壤堿解氮含量和pH值的變化規(guī)律基本一致,其大小次序?yàn)椋?-4 ≈ 6-2 >CK ≈ 10-2 > 8-4 > 10-4 > 8-2??梢?,6-2 和 6-4 處理較CK均顯著提高了土壤堿解氮含量和pH值,10-2處理與CK無(wú)顯著性差異,而8-2、8-4和10-4處理則明顯低于CK,其中8-2處理的堿解氮含量和pH值顯著低于其他處理,分別較CK降低11.6%和0.67個(gè)單位。8-2處理的有效磷含量最高,并顯著高于其他處理,其中較CK提高15.8%;其次是10-4、8-4和10-2處理,分別較CK顯著高出10.2%、9.7%和5.8%;而6-2或6-4處理與CK差異未達(dá)顯著水平。同CK相比,6-4和6-2處理的速效鉀含量顯著提高,10-2處理無(wú)顯著變化,而10-4、8-4和8-2處理顯著降低,以8-2處理為最低,并與其他處理差異達(dá)顯著水平,其中較CK下降26.0%。由表2還可知,8-2處理的總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量均顯著高于其他處理,分別較CK高出39.6%和35.8%;而6-2或6-4處理的總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量則顯著低于其他處理;同時(shí),不同根剪處理對(duì)非活性有機(jī)碳含量的影響較小。上述分析表明,8-2處理顯著提高了楊樹根際土壤有效磷、總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量,而明顯降低了堿解氮和速效鉀含量及pH值。

2.3 根剪對(duì)微生物功能多樣性的影響

Shannon指數(shù)主要反映物種的豐富度,Simpson指數(shù)反映群落內(nèi)最常見物種的優(yōu)勢(shì)度,而McIntosh指數(shù)反映的是群落內(nèi)物種的均勻性。從表3可見,不同根剪處理的AWCD (平均吸光度) 值與McIntosh指數(shù)表現(xiàn)出基本一致的變化規(guī)律:8-2處理的AWCD值與McIntosh指數(shù)顯著高于其他處理,分別較CK提高46.59%和44.10%;其次是10-4和8-4處理,顯著高于CK,而6-2、6-4處理明顯低于CK。各處理Shannon指數(shù)的大小次序?yàn)?-2 > 8-4≈10-4 >10-2 ≈ CK > 6-2 > 6-4,8-2 處理的 Shannon 指數(shù)達(dá)最高值,分別較CK、6-2、6-4、8-4、10-2和10-4處理顯著高出27.82%、40.27%、56.93%、8.93%、25.30%和9.69%。由表3還可知,8-2處理的Simpson指數(shù)最低,并顯著低于其他處理,其中較CK降低22.83%;10-4和8-4處理的土壤微生物Simpson指數(shù)較低,也顯著低于CK;10-2處理與CK差異未達(dá)顯著水平,而6-2或6-4處理明顯高于CK。綜合分析認(rèn)為,在不同的根剪措施中,8-2處理能明顯提高楊樹根際土壤微生物的豐富度指數(shù)與均勻度指數(shù),但顯著降低了優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。

表 2 根剪對(duì)I-107歐美楊根際土壤理化性狀的影響Table 2 Effect of the root pruning on physical and chemical properties in the rhizosphere soil of Populus euramericana cv. ‘Neva’

表 3 根剪對(duì)I-107歐美楊根際土壤微生物功能多樣性的影響Table 3 Effect of the root pruning on microbial functional diversity in the rhizosphere soil of Populus euramericana cv. ‘Neva’

2.4 根剪對(duì)材積生長(zhǎng)率的影響

從圖1可見,各處理單株材積平均生長(zhǎng)率的大小次序?yàn)?8-2 > 10-4 > 8-4 > 10-2 ≈ CK > 6-2 > 6-4。其中8-2處理的單株材積平均生長(zhǎng)率為58.16%,顯著高于其他處理,分別較CK、6-2、6-4、8-4、10-2和10-4處理提高43.57%、64.4%、84.8%、25.8%、42.2%和17.1%;其次是10-4和8-4處理,分別較CK顯著高出22.6%和14.1%;10-2處理與CK無(wú)顯著性差異,而6-2與6-4處理分別較CK顯著降低12.7%與22.3%。由此可知,在不同根剪處理中,8-2處理顯著促進(jìn)了楊樹材積的生長(zhǎng),10-4和8-4處理亦表現(xiàn)出促進(jìn)效應(yīng),而6-2或6-4處理則明顯抑制了林木生長(zhǎng)。

圖 1 根剪對(duì)I-107歐美楊單株材積生長(zhǎng)率的影響Fig. 1 Effect of the root pruning on single volume growth rate of Populus euramericana cv. ‘Neva’

3 討論

3.1 根剪與根際土壤理化性質(zhì)

林木根際是由林木細(xì)根–土壤–微生物組成的一個(gè)特殊微生態(tài)系統(tǒng),也是各種養(yǎng)分、水分及各種物質(zhì)進(jìn)入根系參與能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)的重要場(chǎng)所之一[14]。當(dāng)林木受到外在管理措施作用時(shí),根系首先會(huì)感應(yīng)到根際土壤的變化[4]。因此,研究根際土壤的生物學(xué)特性對(duì)于探討I-107歐美楊在管理措施下的響應(yīng)機(jī)制具有重要指導(dǎo)意義。本研究表明,與對(duì)照相比,10-2處理的pH值變化不明顯,6-2和6-4處理的pH值顯著升高,而8-2、8-4和10-4處理明顯降低,其中8-2處理顯著低于其他處理。在歐美I-107楊生長(zhǎng)過(guò)程中,根系在從土壤中吸收養(yǎng)分、水分的同時(shí),通過(guò)根分泌的方式向根周圍釋放出各種化合物,產(chǎn)生根際效應(yīng),進(jìn)而調(diào)控或影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育,這些由林木根系在生命活動(dòng)過(guò)程中向外界環(huán)境分泌的各種化合物被稱為根系分泌物[18]。相關(guān)研究表明[25],根系分泌物中含有H+與大量的低分子量有機(jī)酸,從而能酸化根際土壤,導(dǎo)致根際土壤pH值降低。本試驗(yàn)中,8-2處理的根系分泌物中有機(jī)酸總量顯著高于其他處理,而6-2和6-4處理的有機(jī)酸總量最低,可能與8-2處理更利于刺激楊樹切口處細(xì)根的萌發(fā),進(jìn)而增強(qiáng)細(xì)根活性有關(guān)[3]。這與李夏[26]的研究結(jié)果基本相符。這也許是8-2處理降低根際土壤pH值的主要原因之一。本研究得出,6-2、6-4處理的堿解氮與速效鉀含量顯著高于其他處理,其原因可能是由于六倍胸徑的根剪距離樹干較近,對(duì)楊樹根系造成了較大的傷害,延長(zhǎng)了根系的恢復(fù)時(shí)間,從而導(dǎo)致根系對(duì)養(yǎng)分的吸收量急劇減少[26];而8-2、8-4、10-2和10-4處理的堿解氮和速效鉀含量均明顯低于對(duì)照,可能是因?yàn)?倍胸徑和10倍胸徑的根剪措施刺激了切口處重新長(zhǎng)出大量的側(cè)根與須根,擴(kuò)大了根系的吸收面積,增強(qiáng)了根系對(duì)堿解氮和速效鉀的吸收,從而使根際土中剩余的堿解氮和速效鉀含量降低[3,27]。同時(shí)發(fā)現(xiàn),8-2處理顯著提高了有效磷含量,分析其原因可能與根系分泌物增加能提高磷的溶解性有關(guān)[28]。磷在土壤中主要以螯合態(tài)難溶性磷的形式存在,植物快速生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致根系周圍磷元素的大量缺乏,從而改變根系皮層細(xì)胞的膜電位滲透壓,這對(duì)植物吸收水分很不利[14]。由此可知,8-2處理可以提高根際土壤有效養(yǎng)分離子濃度,對(duì)于楊樹養(yǎng)分吸收和保持根系皮層細(xì)胞的膜電位滲透壓具有積極意義。本研究還得出,6-2、6-4處理使根際土壤的總有機(jī)碳與活性有機(jī)碳含量顯著降低,而8-2、8-4和10-4處理則可顯著提高這兩種有機(jī)碳含量,可能是因?yàn)?倍或10倍根剪處理后,林木為了盡快恢復(fù)根系的吸收與生長(zhǎng),將同化物大部分運(yùn)輸至根部,使根部具有較多的有機(jī)物質(zhì)[26]。這對(duì)于改善楊樹根際土壤的微生態(tài)環(huán)境具有積極作用。但與劉方春等[29]關(guān)于金銀花根際土壤的研究結(jié)果不完全一致,可能與林木類型、試驗(yàn)周期和土壤質(zhì)地等因素的差異有關(guān)。

3.2 根剪與根際土壤微生物功能多樣性

本試驗(yàn)研究表明,與對(duì)照相比,8-2、8-4和10-4處理均能顯著提高根際土壤微生物的AWCD值,其中8-2處理明顯高于其他處理,而6-2、6-4處理較對(duì)照顯著降低,這與井大煒等[16]對(duì)側(cè)柏根際土壤的研究結(jié)論相似。其原因可能與不同根剪措施引起根際土壤理化性狀的改變有關(guān),這種變化影響了多種微生物的適宜性,進(jìn)而影響了微生物對(duì)碳源的選擇性利用。這也說(shuō)明8-2處理使土壤微生物對(duì)底物的利用能力強(qiáng),土壤碳素的周轉(zhuǎn)速率快。McIntosh指數(shù)反映了土壤微生物群落的均勻度[29–30],從試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知其呈現(xiàn)出與AWCD值一致的變化規(guī)律。Shannon指數(shù)可表征土壤微生物群落的豐富度[31]。本研究中,8-2、8-4和10-4處理比對(duì)照顯著提高了Shannon指數(shù),其中8-2處理顯著高于其他處理,而6-2或6-4處理較對(duì)照呈遞減趨勢(shì)。其原因可能與8-2處理能顯著提高根系分泌物含量有密切關(guān)聯(lián),根系分泌物是根際土壤微生物的主要碳源與能源,且可通過(guò)改變根際土壤氧化還原電位、酸堿度與螯合作用來(lái)影響根際元素的溶解度與有效性[14,32],進(jìn)而影響微生物的代謝,并直接或間接影響根際土壤微生物多樣性[16]。Simpson指數(shù)可評(píng)估土壤微生物群落的優(yōu)勢(shì)度。本試驗(yàn)中其表現(xiàn)出的變化趨勢(shì)與McIntosh指數(shù)、Shannon指數(shù)相反。這與羅達(dá)等[30]對(duì)不同林齡云杉人工林的研究結(jié)論基本一致。

楊樹的生長(zhǎng)發(fā)育受到許多因素的綜合影響,而根剪通過(guò)改變根際土壤的微域環(huán)境,進(jìn)而影響林木的生長(zhǎng)。本研究中,8-2處理較對(duì)照能顯著促進(jìn)楊樹材積的生長(zhǎng),并對(duì)單株材積平均生長(zhǎng)率的提高幅度最大。其原因在于8-2處理能刺激切口處細(xì)根的大量萌發(fā)和根系分泌物的增加[3,33],改善根際土壤理化性狀,并提高微生物功能多樣性,增強(qiáng)微生物活性,從而有效改善楊樹根系生長(zhǎng)的微生態(tài)環(huán)境條件。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),10-4處理的單株材積平均生長(zhǎng)率顯著大于10-2處理,這與6倍、8倍根剪處理的單株材積平均生長(zhǎng)率變化趨勢(shì)不一致。這主要是由于10-2處理的根剪強(qiáng)度較弱,刺激根系萌發(fā)新根的作用很有限;而10-4處理的根剪強(qiáng)度較大,經(jīng)過(guò)3年的生長(zhǎng),四側(cè)的切口處已萌發(fā)出大量新根,其根系吸收面積顯著大于10-2處理[26]。與對(duì)照相比,6-2和6-4處理的單株材積平均生長(zhǎng)率明顯降低,這進(jìn)一步驗(yàn)證了根剪強(qiáng)度的選擇具有決定性作用。

4 結(jié)論

1) 8倍胸徑兩側(cè)根剪明顯增加了根系分泌物中有機(jī)酸總量和氨基酸總量以及根際土壤有效磷、總有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量,并顯著降低了堿解氮、速效鉀含量和pH值。

2) 8倍胸徑兩側(cè)根剪處理顯著提高了微生物的AWCD值、Shannon指數(shù)和McIntosh指數(shù),但降低了Simpson指數(shù)。

3) 根剪最佳距離為8倍胸徑兩側(cè),此處根剪的材積平均生長(zhǎng)率顯著高于6倍胸徑兩側(cè)和四側(cè)、8倍胸徑四側(cè)、10倍胸徑兩側(cè)和四側(cè)處理。

綜合分析認(rèn)為,8倍胸徑兩側(cè)根剪措施能提高歐美I-107楊根際土壤根系分泌物含量和微生物功能多樣性,改善了土壤理化性狀,促進(jìn)林木的生長(zhǎng),其作用效果顯著優(yōu)于6倍胸徑兩側(cè)或四側(cè)、8倍胸徑四側(cè)、10倍胸徑兩側(cè)或四側(cè)根剪措施。

[1]陳曦, 趙雨森, 辛穎. 切根貼膜對(duì)黑土區(qū)楊樹農(nóng)田防護(hù)林光合特性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 28(1): 47–54.Chen X, Zhao Y S, Xin Y. Effects of root excision mulched with film on photosynthesis characteristics of poplar shelter belts in black soil region[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(1): 47–54.

[2]Desrochers A, Tremblay F. The effect of root and shoot pruning on early growth of hybrid poplars[J]. Forest Ecology and Management,2009, 258: 2062–2067.

[3]Du Z Y, Xing S J, Ma B Y, et al. Effects of root pruning on the growth and rhizosphere soil characteristics of short-rotation closedcanopy poplar[J]. Forest Systems, 2012, 21(2): 236–246.

[4]井大煒. 不同栽培措施對(duì)歐美I–107楊的增長(zhǎng)效應(yīng)及作用機(jī)理研究[D]. 山東泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文, 2013.Jing D W. Studies on growth promotion and relevant mechanism of different cultivation measures on poplar clone 107 (Populus euramericana cv. ‘Neva’) [D]. Tai’an, Shandong: PhD Dissertation of Shandong Agricultural University, 2013.

[5]馮志敏, 劉春生, 邢尚軍, 等. 斷根和施肥對(duì)楊樹人工林根際土壤肥力及生物學(xué)特性的影響[J]. 水土保持學(xué)報(bào), 2008, 22(6): 145–148.Feng Z M, Liu C S, Xing S J, et al. Effects of cutting roots and fertilization on soil fertility and bionomics in poplar plantation[J].Journal of Soil and Water Conservation, 2008, 22(6): 145–148.

[6]陳安余, 趙長(zhǎng)星, 王月福, 等. 斷根對(duì)不同苗情花生根系生長(zhǎng)分布與衰老特性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2014, 25(5): 1387–1394.Chen A Y, Zhao C X, Wang Y F, et al. Effects of root cutting under different seedling conditions on root system distribution and senescence character of peanut[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2014, 25(5): 1387–1394.

[7]Richards D, Rowe R N. Effects of root restriction, root pruning and 6-benzylaminopurine on the growth of peach seedlings[J]. Annals of Botany, 1977, 41: 729–740.

[8]Miller S S, Tworkoski T. Regulating vegetative growth in deciduous fruit trees[J]. Plant Growth Regulation Society of America Quarterly,2003, 31: 8–46.

[9]Asin L S, Montserrat R. Effect of paclobutrazol, prohexadione Ca,deficit irrigation, summer pruning and root pruning on shoot growth,yield, and return bloom, in a ‘Blanquilla’ pear orchard[J]. Scientia Horticulturae, 2007, 113: 142–148.

[10]Yang S J, Du X Y, Yu Y, et al. Effects of root pruning on physicchemical characteristics and biological properties of winter jujube rhizosphere soil[J]. Plant Soil and Environment, 2011, 57(11):493–498.

[11]王振宇, 呂金印, 李鳳民, 等. 斷根對(duì)冬小麥競(jìng)爭(zhēng)能力與產(chǎn)量的影響[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2007, 31(2): 300–304.Wang Z Y, Lü J Y, Li F M, et al. Effect of root excision on competitive ability and yield of winter wheat[J]. Journal of Plant Ecology, 2007, 31(2): 300–304.

[12]徐振和, 梁明磊, 路篤旭, 等. 在植株不同水平距離處垂直斷根對(duì)夏玉米產(chǎn)量形成和籽粒庫(kù)容特性的影響[J]. 作物學(xué)報(bào), 2016, 42(12):1805–1816.Xu Z H, Liang M L, Lu D X, et al. Effect of cutting roots vertically at a place with different horizontal distance from plant on yield and grain storage capacity of summer maize[J]. Acta Agronomica Sinica,2016, 42(12): 1805–1816.

[13]郭慶, 馮鍇, 張曉軍, 等. 斷根深度對(duì)花生根系生長(zhǎng)分布和衰老特性及產(chǎn)量的影響[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào), 2015, 30(3): 140–145.Guo Q, Feng K, Zhang X J, et al. Effects of root cutting in different depths on root system distribution, senescence character and yield of peanut[J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2015, 30(3): 140–145.

[14]井大煒, 王明友, 馬海林, 等. 畦灌與保水劑配施對(duì)楊樹根際土壤微環(huán)境特征及生長(zhǎng)的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2017, 23(1):62–70.Jing D W, Wang M Y, Ma H L, et al. Effect of border irrigation coapplied with super absorbent polymers on micro-environment characteristics in the rhizosphere soil and growth of Populus euramericana cv. ‘Neva’[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,2017, 23(1): 62–70.

[15]孫雪, 隋心, 韓冬雪, 等. 原始紅松林退化演替后土壤微生物功能多樣性的變化[J]. 環(huán)境科學(xué)研究, 2017, 30(6): 911–919.Sun X, Sui X, Han D X, et al. Changes of soil microbial functional diversity in the degraded and successional primitive korean pine forest in Lesser Khingan Mountain, northern China[J]. Research of Environmental Sciences, 2017, 30(6): 911–919.

[16]井大煒, 邢尚軍, 劉方春, 等. 保水劑施用方式對(duì)側(cè)柏根際微生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2016, 47(5): 146–154.Jing D W, Xing S J, Liu F C, et al. Effect of application methods of super absorbent polymers on micro-ecological environment in rhizosphere soil of Platycladus orientalis[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(5): 146–154.

[17]馮海萍, 楊冬艷, 白生虎, 等. 枸杞枝條發(fā)酵木質(zhì)纖維素降解與微生物群落多樣性研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2017, 48(5): 313–319.Feng H P, Yang D Y, Bai S H, et al. Characteristics of degradation of lignocelluloses and microbial community diversity during fermentation of wolfberry branches substrate[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(5): 313–319.

[18]Wang X, Zabowski D. Nutrient composition of Douglas-fir rhizosphere and bulk soil solutions[J]. Plant and Soil, 1998, 200:13–20.

[19]Zhong W, Cai Z. Long-term effects of inorganic fertilizers on microbial biomass and community functional diversity in a paddy soil derived from quaternary red clay[J]. Applied Soil Ecology, 2007, 36:84–91.

[20]涂書新, 吳佳. 植物根系分泌物研究方法評(píng)述[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2010, 19(9): 2493–2500.Tu S X, Wu J. A review on research methods of root exudates[J].Ecology and Environmental Sciences, 2010, 19(9): 2493–2500.

[21]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1999.Lu R K. Analytical method for soil and agro–chemistry [M]. Beijing:China Agriculture Science and Technology Press, 1999.

[22]井大煒, 邢尚軍, 劉方春, 等. 配施味精廢漿促進(jìn)楊樹生長(zhǎng)提高土壤活性有機(jī)碳及碳庫(kù)管理指數(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2016, 32(S1):124–131.Jing D W, Xing S J, Liu F C, et al. Applied monosodium glutamate wastewater promoting poplar growth, improving soil active organic carbon and carbon pool management index[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016, 32(S1): 124–131.

[23]Fang S, Xu X, Lu S, et al. Growth dynamics and biomass production in short-rotation poplar plantations: 6-year results from three clones at four spacings[J]. Biomass Bioenergy, 1999, 17(5): 415–425.

[24]孟憲宇. 測(cè)樹學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社, 1996. 158–204.Meng X Y. Forest measurement [M]. Beijing: China Forestry Press,1996. 158–204.

[25]井大煒, 王明友, 張紅, 李士平. 蚯蚓糞配施尿素對(duì)豇豆根系特征與根際土腐殖質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2017, 48(1): 212–219.Jing D W, Wang M Y, Zhang H, Li S P. Effects of vermicompost coapplied with urea on root characteristics and humus in rhizosphere soil of cowpea[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(1): 212–219.

[26]李夏. 根剪措施對(duì)歐美I-107楊根際土壤生物學(xué)特征的短期影響[J]. 水土保持通報(bào), 2014, 34(5): 202–207.Li X. Short-term effects of root pruning on biological characteristics in rhizosphere soil of poplar clone 107[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2014, 34(5): 202–207.

[27]Yang S, Xing S, Liu C, et al. Effects of root pruning on the vegetative growth and fruit quality of Zhanhua dongzao trees[J]. Horticulture Science, 2010, 37: 14–21.

[28]井大煒, 邢尚軍, 劉方春, 等. 畦灌配施保水劑改善楊樹林下土壤物理性狀提高微生物活性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2015, 31(14): 116–122.Jing D W, Xing S J, Liu F C, et al. Border irrigation co-applied with super absorbent polymers improving soil physical characteristics and increasing microbial activity in poplar forest[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(14): 116–122.

[29]劉方春, 馬海林, 杜振宇, 等. 根際促生細(xì)菌應(yīng)用方式下金銀花生長(zhǎng)與根際環(huán)境特征[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2016, 47(11): 163–171.Liu F C, Ma H L, Du Z Y, et al. Lonicera japonica thumb. growth and its rhizosphere environment characteristics with application of plant growth-promoting rhizobacteria[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(11): 163–171.

[30]羅達(dá), 劉順, 史作民, 等. 川西亞高山不同林齡云杉人工林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2017, 28(2): 519–527.Luo D, Liu S, Shi Z M, et al. Soil microbial community structure in Picea asperata plantations with different ages in subalpine of western Sichuan, Southwest China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology,2017, 28(2): 519–527.

[31]吳家森, 張金池, 錢進(jìn)芳, 等. 生草提高山核桃林土壤有機(jī)碳含量及微生物功能多樣性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013, 29(20): 111–117.Wu J S, Zhang J C, Qian J F, et al. Intercropping grasses improve soil organic carbon content and microbial community functional diversities in Chinese hickory stands[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2013, 29(20): 111–117.

[32]陳智裕, 馬靜, 賴華燕, 等. 植物根系對(duì)根際微環(huán)境擾動(dòng)機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2017, 36(2): 524–529.Chen Z Y, Ma J, Lai H Y, et al. Research advances in the mechanisms of plant root systems disturbance in rhizosphere microenvironment[J]. Chinese Journal of Ecology, 2017, 36(2): 524–529.

[33]井大煒, 邢尚軍, 劉方春, 等. 保水劑-尿素凝膠對(duì)側(cè)柏裸根苗細(xì)根生長(zhǎng)和氮素利用率的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2016, 27(4):1046–1052.Jing D W, Xing S J, Liu F C, et al. Effects of gel made by super absorbent polymers and urea on fine root growth and nitrogen use efficiency of Platycladus orientalis bare root seedlings[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2016, 27(4): 1046–1052.

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