楊樹品種更替連作對土壤生態(tài)環(huán)境的影響及外源酚酸的化感效應.pdf

1、楊樹人工林由于多代連作導致了嚴重的地力衰退,土壤生態(tài)環(huán)境惡化,林分生產(chǎn)力下降。以往人工林地力衰退研究主要集中在氣候、土壤、人工林群落結構及其功能、土壤微生物種群區(qū)系變化、栽培措施等方面,對楊樹人工林連作效應、特別是品種更替連作效應及外源酚酸類物質(zhì)化感效應缺少必要的研究。為進一步揭示楊樹人工林地力衰退的機理,探索切實可行的維持林地生產(chǎn)力的技術和方法,本文對山東莒縣境內(nèi)的楊樹品種更替連作林地土壤生態(tài)環(huán)境進行了研究,并采用外源添加方法研究了阿

2、魏酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸、肉桂酸和香草醛對土壤酶、土壤微生物和楊樹苗木的化感效應。主要研究結果表明： 1.楊樹品種更替連作與非更替連作相比,土壤的生態(tài)環(huán)境有明顯的改善：楊樹品種更替連作林地的pH值均顯著高于作為對照林地的非更替連作林地,有效減輕了土壤酸化。品種更替連作林地土壤有機質(zhì)含量、林地細菌、真菌、放線菌和土壤微生物總量都高于非更替連作,土壤脲酶、過氧化物酶和多酚氧化酶活性更替連作林地高于非更替連作林地,過氧化氫酶活性低于

3、非更替連作。 2.阿魏酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸、肉桂酸和香草醛五種物質(zhì)在楊樹人工林林地土壤中均被HPLC檢出。五種物質(zhì)在楊樹人工林林地土壤中存在一定的積累,隨著楊樹連作代數(shù)的增加,阿魏酸的含量逐漸降低,苯甲酸和肉桂酸含量則增加。楊樹人工林林地中以對羥基苯甲酸的含量最高,肉桂酸含量最低,五種酚酸類物質(zhì)總量在二代林根際土壤中最多,更替三代林次之,一代林最少,不同連作類型之間差異顯著。 3.酚酸物質(zhì)對土壤微生物具有明顯的化感效

4、應。真菌數(shù)量隨著阿魏酸、肉桂酸和香草醛濃度的增加而先增大后降低,隨著苯甲酸濃度的增大而增大,真菌在阿魏酸和香草醛50μg·g-1濃度時達到最大數(shù)量,在肉桂酸100μg·g-1濃度時達到最大。放線菌數(shù)量隨著阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸濃度增大表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,對羥基苯甲酸和香草醛則對放線菌表現(xiàn)為抑制作用,且抑制程度隨著濃度的增大而加強。氨化細菌數(shù)量在經(jīng)過阿魏酸、對羥基苯甲酸和香草醛50μg·g-1、100μg·g-1和200μg·g-1

5、三個濃度處理后比對照顯著增加,且均在100μg·g-1濃度處理時氨化細菌數(shù)量達到最大；只有苯甲酸和肉桂酸在200μg·g-1濃度時表現(xiàn)為抑制作用。隨著苯甲酸和香草醛處理濃度的增加,纖維素分解菌的數(shù)量先增加后降低。阿魏酸、對羥基苯甲酸和肉桂酸不同濃度均對纖維素分解菌均表現(xiàn)為不同程度的抑制作用。五種酚酸對亞硝酸細菌表現(xiàn)為較強的抑制作用,亞硝酸細菌的數(shù)量大幅度下降,其中對羥基苯甲酸的抑制作用最強,香草醛的抑制作用最弱。 4.五種酚酸對

6、土壤酶具有明顯的化感效應。阿魏酸、苯甲酸、對羥基苯甲酸、肉桂酸、香草醛五種物質(zhì)50μg·g-1、100μg·g-1和200μg·g-1均對脲酶產(chǎn)生抑制作用,且抑制作用隨著濃度的增加而加強,酚酸對脲酶的抑制程度為肉桂酸>對羥基苯甲酸>阿魏酸>苯甲酸。過氧化氫酶活性在苯甲酸和對羥基苯甲酸上述三個濃度酚酸處理下活性上升,且隨著濃度增加活性增強,但肉桂酸和香草醛處理在高濃度時活性增強程度有所下降,阿魏酸則在高濃度下表現(xiàn)為抑制作用。過氧化物酶活性

7、在阿魏酸50μg·g-1濃度下增強,在100μg·g-1和200μg·g-1濃度表現(xiàn)抑制作用；苯甲酸和肉桂酸則只在200μg·g-1起到為抑制作用,香草醛三個濃度對過氧化物酶活性均表現(xiàn)為刺激作用,對羥基苯甲酸作用規(guī)律不明顯。五種酚酸對多酚氧化酶均表現(xiàn)為抑制作用,且隨著濃度的增加,抑制作用加強,抑制作用為阿魏酸>苯甲酸>對羥基苯甲酸。香草醛在低濃度時的抑制作用較小,但在高濃度下抑制作用強于上述三種酚酸。 5.五種外源酚酸處理可以對