鄰株競(jìng)爭(zhēng)對(duì)低磷環(huán)境杉木生長(zhǎng)及根系有機(jī)酸的影響研究.pdf

1、杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.]是我國(guó)特有速生樹(shù)種，居我國(guó)南方人工造林樹(shù)種首位。近年來(lái)隨著杉木人工造林面積不斷增大，其種植區(qū)域由原來(lái)山區(qū)向低山丘陵地區(qū)擴(kuò)展，并出現(xiàn)了杉木人工林多代連續(xù)栽植引起地力衰退的現(xiàn)象。由于杉木人工林廣泛分布的南方土壤中有效磷匱乏，植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，為最大量獲取土壤有限的磷營(yíng)養(yǎng)，一些植物可通過(guò)形態(tài)生理學(xué)指標(biāo)的適應(yīng)性變化，以增加在磷素不足環(huán)境下完成生命周期的機(jī)會(huì)。自然

2、環(huán)境中，植物無(wú)法自由移動(dòng)，在整個(gè)生命周期內(nèi)持續(xù)不斷遭受種內(nèi)和種間對(duì)共有環(huán)境資源的競(jìng)爭(zhēng)，尤其是發(fā)生于地下根系之間對(duì)水分、礦物質(zhì)等土壤資源的爭(zhēng)奪。大量研究表明：植物主要通過(guò)根系形態(tài)變化來(lái)緩解對(duì)土壤有限資源競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度，并通過(guò)根系分泌有機(jī)酸等生理變化來(lái)調(diào)整適應(yīng)對(duì)策。近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者研究報(bào)道了次生闊葉林內(nèi)杉木種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)大于種間競(jìng)爭(zhēng)，杉木-觀光木(Tsoongioden odorum)混交林中杉木種內(nèi)鄰株競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度也大于杉木觀光木種間競(jìng)爭(zhēng)。目前，雖然對(duì)單株

3、杉木在磷脅迫環(huán)境下的根系響應(yīng)已有深入研究，但對(duì)鄰株競(jìng)爭(zhēng)條件下杉木對(duì)低磷脅迫的反應(yīng)策略知之甚少，而這又是揭示大面積連片杉木人工林在低磷環(huán)境如何維持生產(chǎn)力的關(guān)鍵。
　　有鑒于此，本文以南方廣泛種植的速生杉木無(wú)性系（洋-020）幼苗為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)模擬磷脅迫環(huán)境，構(gòu)建杉木鄰株競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn)，測(cè)定不同競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間與競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度處理中杉木苗高、地徑、根系等生長(zhǎng)情況，比較不同競(jìng)爭(zhēng)處理下杉木地上部與根系生物量的積累與分配，分析不同處理?xiàng)l件下杉木根系內(nèi)源有

4、機(jī)酸種類(lèi)及其數(shù)量的變化規(guī)律，研究鄰株競(jìng)爭(zhēng)杉木生長(zhǎng)及根系分泌有機(jī)酸對(duì)不同供磷水平的適應(yīng)性應(yīng)對(duì)策略，為南方杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)理論及實(shí)踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）不同競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度對(duì)低磷環(huán)境杉木生長(zhǎng)、生物量分配及根系有機(jī)酸的影響較大。低磷環(huán)境中強(qiáng)度、中度競(jìng)爭(zhēng)處理杉木苗高、地徑、根系生長(zhǎng)、地上部分干重、根系干重增量高于輕度競(jìng)爭(zhēng)處理。隨著競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度的提高，杉木各生長(zhǎng)指標(biāo)增量均有不同程度增加。低磷環(huán)境中不同強(qiáng)度競(jìng)爭(zhēng)處理對(duì)杉木根系有

5、機(jī)酸總量及草酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、辛酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、亞油酸、山崳酸等含量的影響較大，強(qiáng)度、中度競(jìng)爭(zhēng)處理杉木根系有機(jī)酸含量明顯高于輕度、無(wú)競(jìng)爭(zhēng)處理。在不供磷環(huán)境中，不同競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度對(duì)杉木生長(zhǎng)、生物量及根系有機(jī)酸等指標(biāo)的影響存在明顯差異。在正常供磷環(huán)境中，競(jìng)爭(zhēng)處理對(duì)杉木生長(zhǎng)及根冠比等指標(biāo)的影響較小，但對(duì)杉木根系有機(jī)酸總量及草酸、蘋(píng)果酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸等含量具顯著影響。
　?。?）不同競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間對(duì)低磷環(huán)境杉木生長(zhǎng)、生物量分配及根系有機(jī)酸

6、的影響明顯。在試驗(yàn)初期（競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間為50d），競(jìng)爭(zhēng)處理對(duì)杉木苗高、根系生長(zhǎng)、根系有機(jī)酸總量及草酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸等低分子的影響不明顯；在試驗(yàn)中期（競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間100d），競(jìng)爭(zhēng)處理對(duì)杉木苗高、根系生長(zhǎng)、根系有機(jī)酸影響顯著；在試驗(yàn)后期（競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間150d），競(jìng)爭(zhēng)處理對(duì)杉木根系生長(zhǎng)、生物量、根系有機(jī)酸含量影響較大，對(duì)杉木苗高、地徑的影響不顯著。隨著競(jìng)爭(zhēng)時(shí)間的延長(zhǎng)，競(jìng)爭(zhēng)處理對(duì)杉木生長(zhǎng)及生物量的積累具有一定促進(jìn)作用。競(jìng)爭(zhēng)試驗(yàn)中期杉木根系有機(jī)酸含量最高，在