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不同岩性土体上构树苗木的生长效应

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018/5/24     浏览次数:    

摘 要:选择1年生构树(Broussonetia lpyrifera)苗移植到6种不同岩性土体上培育1年(2年生苗),分析苗木生长效应,结果表明,构树苗木在不同岩性土体上其高、地径生长都产生差异。在白云质石灰岩和石英砂岩土体上生长最好,年净生长量超过164cm和17mm,其后依次为第四纪红色黏土、变余砂页岩、紫色砂页岩,在煤系砂页岩土体上生长最差,年净生长量仅为46cm和6.39mm。构树苗木年生长动态呈“慢—快—慢”的趋势,移栽后160~199d生长速度最快。不同岩性土体构树苗木含水量不同,分别为43.63%~57.26%。白云质石灰岩生物量最大,为420g,其后依次是石英砂岩为371g、第四纪红色黏土为179g、紫色砂页岩为170g、变余砂页岩为160g、煤系砂页岩为80g。


关键词:构树, 岩性土体, 苗木生长, 含水量, 生物量


中图分类号:Q949.737.405; S728       文献标识码:A     文章编号:1008-0457(2008)03-0213-05



构树隶属于桑科(Moraceae)桑亚科(Momideae)构树属(Broussonetieae),分布于亚洲东部及太平洋岛屿[1],是一个多用途树种,其中韧皮因木素含量少,纤维长,色泽白,强度大,是最古老、最优质的造纸原料之一[2-4],且是我国出口的传统产品。


土壤发育与母岩性状密切相关,特别是山区多幼年土或始成土,其关系就更为密切[5]。无论土壤的物理性状或矿质养分含量以及化学性质,均深受母岩的影响,其性状明显受岩性控制。山区在植被遭到破坏、土壤侵蚀严重的情况下,即使在同一地区,地带性土壤一致,由于成土母岩不同,其发育的土壤性状仍有很大差异。目前,对不同岩性土体上植物生长效应的研究较少,仅见杉木、马尾松、猴樟、皂荚[6-10]。


构树生长迅速,贵州将其作为石漠化防治树种广泛种植,但对构树的研究集中在利用方面,如皮、花、叶等方面[11],而关于岩性土壤对构树生长的影响研究极少,鉴此,本试验通过对不同岩性土体的生长效应进行分析,旨在为探索构树造林适宜的立地条件提供理论基础。



1 材料与方法


1.1 材料


试验在贵州大学林学院实验场内进行。供试的6类土体均为心土层土体,即去掉土壤上层A层及部分B层、植物根系、大块石砾等,分别取自清镇市廿沟林场的白云质石灰岩、龙里县林场的石英砂岩、花溪区黔陶乡的紫色砂页岩、清镇市归云乡的变余砂页岩、贵州大学农学院分场的第四纪红色黏土、花溪区彭官的煤系砂页岩。供试土体装入5.0m×1.2m×0.5m的石框内,每类土体均设3个重复[6]。其土体主要理化性质见表1[11]。


供试苗木来源于贵州大学林学院实验场的1年生苗,选择高度20cm左右、地径5mm左右的苗木,于2006年3月定植,至当年11月结束本试验;初植密度为40株。m-2。

1.2 方法


自苗木长出新芽开始测定地径、苗高,每20~25d测定1次。2006年11月试验结束时取生长正常、地径、苗高在平均值左右的苗木3株,分别测定鲜重、分枝数量、枝条长度;取200~250g样品烘干测定干重。


根系部分掏空石框内供试土体,然后拔出根系,测定其主根、侧根长度并称鲜重、一级侧根数量、长度及二级侧根数量。


2 结果与分析


2.1 苗木生长


从图1可以看出,地径生长以石英砂岩和白云质石灰岩为最好,年净生长量分别为17.88mm和18.47mm;其次为第四纪红色黏土,年净生长量达12.70mm;煤系砂页岩最低,仅为6.39mm。以煤系砂页岩生长量为100%计算,则地径生长量石英砂岩为279.8%、白云质石灰岩为289.0%、第四纪红色黏土为198.7%、紫色砂页岩为177.5%、变余砂页岩为163.2%。表明构树苗地径生长以白云质石灰岩为最好,其下依次为石英砂岩、第四纪红色黏土、紫色砂页岩、变余砂页岩、煤系砂页岩。


图2结果表明,苗高生长以白云质石灰岩为最好,净生长量达到213.2cm,煤系砂页岩为最差,仅为46.6cm。以煤系砂页岩生长量为100%计算,则高生长量白云质石灰岩为457.5%、石英砂岩为353.6%、变余砂页岩为265.0%、第四纪红色黏土为264.4%、紫色砂页岩为189.7%。表明构树苗高生长以白云质石灰岩为最好,其下依次为石英砂岩、变余砂页岩、第四纪红色黏土、紫色砂页岩、煤系砂页岩。


不同岩性土体上构树苗的地径生长在整个年生长过程中,在移栽后109d内生长缓慢且各岩体差异不大;130d后地径生长增快,且各处理间出现较大差异;160d时,地径生长量更大,其中白云质石灰岩最大,其后依次为第四纪红色黏土、紫色砂页岩、变余砂页岩;在移栽后199d,地径生长量有所变化,以白云质石灰岩最大,其后依次为石英砂岩、第四纪红色黏土、变余砂页岩、紫色砂页岩、煤系砂页岩。在160~199d这段时间内,白云质石灰岩和变余砂页岩的地径生长速度加快最为突出(见图1)。


不同岩性土体上构树苗的高生长在整个年生长过程中,在移栽后109d内差异不明显,从移栽后130d开始出现差异,在移栽后160d,高生长量排序以白云质石灰岩为最好,其后与地径生长量相似,在199d,高生长量仍以白云质石灰岩为最好,其后依次为石英砂岩、变余砂页岩、第四纪红色黏土、紫色砂页岩、煤系砂页岩,以后一直保持这样的排序。其中在160~199d这段时间内,白云质石灰岩、变余砂页岩高生长速度较快(见图2)。


上述结果说明构树移栽130d后,地径、高生长出现差异,此时正是7月盛夏,苗木生长处于速生期,生长在石英砂岩和白云质石灰岩发育土壤上的构树苗在正常经历缓苗期、生长前期后,进入了速生期,而生长在其他岩性土体上的构树苗或多或少没有正常经历缓苗期或生长前期,导致其生长滞后。以变余砂页岩土体上生长的构树苗木为例,其在130d时,地径生长和高生长均缓慢,但到160d时,地径生长和高生长迅速增加。这在一定程度上说明土壤作为植物生长的载体,从根本上不能抑制植物生长,只能迟滞植物生长,植物可以通过自身的适应能力来最大限度地改善生长环境,其直接后果是植物错过适生期,从而导致生长量小。

2.2 枝和根特性


从表2可以看出,不同岩性土体上的构树枝数量、枝均长、一级根均长、一级根数量、二级根数量、枝总长度、一级根总长度之间的方差分析差异性显著,主根长差异性不显著。


构树生长较好的岩性土体上,其枝数量较多、枝均长较长、枝总长度远大于其他岩性土体上生长的构树,反之则枝数量较少、枝均长短、枝总长度远小于其他岩性土体上生长的构树。


根系的长短、土壤中营养物质的多少,二者共同决定植物从土壤中获取水分、养分的能力。如白云质石灰岩土体上生长的构树生长量、生物量较大,从表1中可以看出,速效氮、磷、钾以白云质石灰岩居多。


从表2结果可以看出其根系生长较好,特别是二级根数量最多,决定其从土壤中吸收养分、水分的能力较强,生长旺盛。而石英砂岩土体上生长的构树根总长度较长,主根最长、二级根数量较多,其根系获取养分能力较强,因此,其生长旺盛。其他岩性土体,特别是煤系砂页岩土体,虽然速效氮、磷、钾含量与石英砂岩土体相近,但由于其根系生长较差,特别是二级根数量最少,致使其植株生长较差。


第四纪红色黏土养分与石英砂岩差异不大,但其土体上生长的构树却没有石英砂岩土体上生长的好,从表面上看是受到枝总长度影响,但枝的生长受根系吸收养分和叶的光合作用影响。究其原因,笔者认为,第四纪红色黏土土体上着生的构树受到土体黏性的影响,土壤通气性差,其根系不会在生长前期就形成,而是在整个生长期内均在生长根系,导致其径生长、高生长受到抑制,从而影响生物量的积累。


变余砂页岩土体上生长的构树从图1可以看出,其生长较快的时期在160d以后,说明此前其根系已经较好地生长,能较好地吸收土壤中的养分,因此生长量和生物量较高。与白云质石灰岩和石英砂岩土体上生长的构树相比,其速生期相对迟滞,速生时间较少,导致其生长量、生物量积累相对较少。


2.3 苗木含水量


不同岩性土体上构树含水量各不相同。在不同岩性土体上生长的构树苗木含水量为43.63%~57.26%。以白云质石灰岩最高,为57.26%,其后依次为石英砂岩(56.67%)、第四纪红色黏土(53.62%)、变余砂页岩(52.57%)、紫色砂页岩(52.19%)、煤系石灰岩(43.63%)。


可以发现,在不同岩性土体上生长的构树的地径和苗高越大,含水量越多。其含水量大小与其地径、苗高生长量偶合,说明土体保水供水能力影响苗木生长,符合一般规律。


2.4 苗木各器官生物量


表3方差分析结果表明,构树干叶、皮、去皮干、枝叶、枝、主根、侧根生物量的差异均显著,各器官占总生物量比例不同。


在不同岩性土体上构树苗总生物量大小与苗木生长序列相同,符合生物量积累的一般规律。


各器官生物量积累占总生物量比例不同,结合图1、2和表2可以看出,地下部分生物量占总生物量在30%左右,构树生长较快;地下部分生物量占总生物量比例超过50%时,地上部分生长慢。


各器官生物量呈现以下规律:生物量总量越大,去皮干生物量占总生物量比例越大;而干叶生物量、主根生物量、侧根生物量则是总生物量越小,其占总生物量比例越大。


3 结论与讨论


3.1 本研究结果表明,不同岩性土体上构树苗生长差异较大。构树苗在白云质石灰岩和石英砂岩发育的土壤上生长较好,在第四纪红色黏土、变余砂页岩、紫色砂页岩发育的土壤上生长适中,而在煤系砂页岩发育的土壤上生长最差。枝、根生长及生物量积累与生长量相似。生长较差的岩性土体,其根系生长差。这可能是不同岩性土体的物理性质影响植物根系的生长以及对土壤营养元素的吸收。本研究为构树造林地的选择提供了科学依据。


3.2 本研究结果与刘映良等[8]对速生树种马尾松及谢双喜[6-7]对杉木的研究结果相似;但与胡国珠[10]对皂荚幼树的研究结果不同。可能是不同物种的生物学特性所致。


3.3 本试验是基于目前的构树造林热、造林效果差的背景下进行的。由于构树是研究的新树种,没有基础,导致其只有1年的观察数据,虽能在一定程度上反映其适宜生长的土壤,但仍需要进一步观察方能得出更为科学的结论。





致 谢 本研究得到谢双喜教授、韦小丽教授的大力支持,在此一并致谢。





参 考 文 献:


[1]张秀实,吴征镒,曹子余.中国植物志:第二十三卷:第一分册[M].北京:科学出版社,1998:23.


[2]聂勋载.开发非木材长纤维原料是解决我国造纸工业长纤维原料短缺的捷径[J].江苏造纸,2001(4):19-21.


[3]邓知明,聂勋载.韧皮纤维制浆[J].湖北造纸,2002(2):2-4.


[4]陈惠敏.构树纤维理化性能初探[J].南通工学院学报,1997,13(2):25-27.


[5]杨世逸,周政贤.山区立地分类的地质地貌方法[J].贵州农学院丛刊,1993(1):1-13.


[6]谢双喜.杉木对不同岩性土体的生长效应研究[J].福建林业科技,2001(12):32-34.


[7]谢双喜.不同岩性土体对杉木生长的影响[J].贵州农业科学,2001,29(1):6-8.


[8]刘映良,高尔刚,谢双喜,等.岩性对马尾松生长的影响[J].山地农业生物学报,2005,24(2):108-113.


[9]谢双喜.猴樟幼树在不同岩性土体上的生长反应[J].江苏林业科技,2002(2):22-31.


[10]胡国珠.不同岩性土壤与皂荚幼树生长之间的关系研究[D].贵阳:贵州大学,2006.


[11]中国科学院南京土壤研究所.土壤理化分析[M].上海:上海科学技术出版社,1977.

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