鄰株競爭對低磷環(huán)境杉木生長及根系有機酸的影響研究.pdf

1、杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.]是我國特有速生樹種，居我國南方人工造林樹種首位。近年來隨著杉木人工造林面積不斷增大，其種植區(qū)域由原來山區(qū)向低山丘陵地區(qū)擴展，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，植物在長期進化過程中，為最大量獲取土壤有限的磷營養(yǎng)，一些植物可通過形態(tài)生理學指標的適應性變化，以增加在磷素不足環(huán)境下完成生命周期的機會。自然

2、環(huán)境中，植物無法自由移動，在整個生命周期內(nèi)持續(xù)不斷遭受種內(nèi)和種間對共有環(huán)境資源的競爭，尤其是發(fā)生于地下根系之間對水分、礦物質(zhì)等土壤資源的爭奪。大量研究表明：植物主要通過根系形態(tài)變化來緩解對土壤有限資源競爭強度，并通過根系分泌有機酸等生理變化來調(diào)整適應對策。近年來國內(nèi)學者研究報道了次生闊葉林內(nèi)杉木種內(nèi)競爭大于種間競爭，杉木-觀光木(Tsoongioden odorum)混交林中杉木種內(nèi)鄰株競爭強度也大于杉木觀光木種間競爭。目前，雖然對單株

3、杉木在磷脅迫環(huán)境下的根系響應已有深入研究，但對鄰株競爭條件下杉木對低磷脅迫的反應策略知之甚少，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性系（洋-020）幼苗為研究對象，通過室內(nèi)模擬磷脅迫環(huán)境，構(gòu)建杉木鄰株競爭試驗，測定不同競爭時間與競爭強度處理中杉木苗高、地徑、根系等生長情況，比較不同競爭處理下杉木地上部與根系生物量的積累與分配，分析不同處理條件下杉木根系內(nèi)源有

4、機酸種類及其數(shù)量的變化規(guī)律，研究鄰株競爭杉木生長及根系分泌有機酸對不同供磷水平的適應性應對策略，為南方杉木人工林可持續(xù)經(jīng)營提供科學理論及實踐依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）不同競爭強度對低磷環(huán)境杉木生長、生物量分配及根系有機酸的影響較大。低磷環(huán)境中強度、中度競爭處理杉木苗高、地徑、根系生長、地上部分干重、根系干重增量高于輕度競爭處理。隨著競爭強度的提高，杉木各生長指標增量均有不同程度增加。低磷環(huán)境中不同強度競爭處理對杉木根系有

5、機酸總量及草酸、蘋果酸、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，強度、中度競爭處理杉木根系有機酸含量明顯高于輕度、無競爭處理。在不供磷環(huán)境中，不同競爭強度對杉木生長、生物量及根系有機酸等指標的影響存在明顯差異。在正常供磷環(huán)境中，競爭處理對杉木生長及根冠比等指標的影響較小，但對杉木根系有機酸總量及草酸、蘋果酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸等含量具顯著影響。
　　（2）不同競爭時間對低磷環(huán)境杉木生長、生物量分配及根系有機酸

6、的影響明顯。在試驗初期（競爭時間為50d），競爭處理對杉木苗高、根系生長、根系有機酸總量及草酸、蘋果酸、檸檬酸等低分子的影響不明顯；在試驗中期（競爭時間100d），競爭處理對杉木苗高、根系生長、根系有機酸影響顯著；在試驗后期（競爭時間150d），競爭處理對杉木根系生長、生物量、根系有機酸含量影響較大，對杉木苗高、地徑的影響不顯著。隨著競爭時間的延長，競爭處理對杉木生長及生物量的積累具有一定促進作用。競爭試驗中期杉木根系有機酸含量最高，在