陳江燕

(遼寧省固沙造林研究所，遼寧阜新 123000)

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樟子松人工林的自毒作用

陳江燕

(遼寧省固沙造林研究所，遼寧阜新 123000)

摘要[目的]研究樟子松人工林的自毒作用，為樟子松人工林持續(xù)經(jīng)營奠定技術(shù)基礎(chǔ)。[方法]采用樟子松人工林下的表土、根際土、非根際土、地面枯落物的浸提液進(jìn)行樟子松種子發(fā)芽試驗(yàn)，研究樟子松人工林是否存在自毒作用。[結(jié)果]樟子松不同浸提液中均存在抑制種子萌發(fā)的物質(zhì)。根際土壤浸提液(1∶3)處理對(duì)樟子松種子活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和幼莖長(zhǎng)無顯著影響；表土浸提液(1∶3)處理對(duì)幼莖長(zhǎng)無顯著影響，但對(duì)種子活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)具有顯著抑制作用；非根際土浸提液(1∶3)處理除對(duì)胚根長(zhǎng)無顯著影響外，對(duì)種子活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、幼莖生長(zhǎng)均有顯著和極顯著抑制作用；地面枯落物浸提液(1∶5)處理對(duì)胚根長(zhǎng)有極顯著的促進(jìn)作用，對(duì)種子活力指數(shù)、芽長(zhǎng)、幼莖長(zhǎng)均有極顯著的抑制作用。[結(jié)論]樟子松地面枯落物可能是其種子萌發(fā)及胚芽生長(zhǎng)抑制物質(zhì)的來源之一。

關(guān)鍵詞樟子松；人工林；自毒作用

樟子松(Pinus sylvestrisvar． mongolica)天然分布于我國呼倫貝爾沙地和大興安嶺北部山地，具有耐干旱、耐瘠薄等優(yōu)良特征。自20世紀(jì)50年代中期遼寧省章古臺(tái)沙地引種成功以來，樟子松已擴(kuò)種到整個(gè)“三北”地區(qū)，成為我國“三北防護(hù)林工程”和“治沙工程”建設(shè)的主要針葉造林樹種。作為“三北”地區(qū)的主要防風(fēng)固沙樹種，樟子松既對(duì)該地區(qū)防沙治沙、生態(tài)恢復(fù)起到了重要作用，又產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。然而自1991年起，樟子松枯梢病在該地開始流行，其危害嚴(yán)重，已遍及遼寧全省，樟子松林生產(chǎn)力下降日趨明顯，嚴(yán)重影響了樟子松人工林的持續(xù)經(jīng)營。遼寧省固沙造林研究所根據(jù)生態(tài)環(huán)境學(xué)和現(xiàn)代森林病理學(xué)原理與方法，采用多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)的方式，深入系統(tǒng)地研究了樟子松枯死的難題，并提出了防治對(duì)策。筆者采用樟子松人工林根際土、非根際土、表土及地面枯落物浸提液進(jìn)行樟子松種子發(fā)芽試驗(yàn)，研究樟子松人工林的自毒作用，為樟子松人工林持續(xù)經(jīng)營奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1供試材料種子采自遼寧省彰武縣章古臺(tái)固沙造林實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)樟子松林地，是隔年產(chǎn)樟子松種子。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地選設(shè)在章古臺(tái)樟子松人工林，標(biāo)準(zhǔn)地土壤類型為風(fēng)沙土，2015年4月末在標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行取樣。選擇標(biāo)準(zhǔn)木2～3株，從樹干基部開始逐段、逐層地挖去上層覆土，追蹤根系的伸展方向，然后沿側(cè)根找到須根部分，挖去分枝，將須根帶土取出，保留距根表4mm左右的土壤，采用抖落法取根際土壤[1]。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，采用“之”字形路線多點(diǎn)取樣，分別取地面枯落物、表土(0～5cm)、非根際土(0～50cm)樣品，混合、烘干、處理備用。將樟子松人工林下的根際土、非根際土、表土、地面枯落物制備成各種浸提液，以無菌水作對(duì)照，6月初進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，15d后結(jié)束發(fā)芽試驗(yàn)。浸提液共設(shè)5個(gè)處理(表1)，每個(gè)處理重復(fù)3次。

表1　不同類型浸提液

1.3研究方法

1.3.1浸提液制備。將樟子松人工林下的根際土、非根際土、表土分別加入無菌水浸48h后，制備成1∶3浸提液；地面枯落物用無菌水浸48h并煮5min，制成地面枯落物母液，母液用無菌水稀釋成1∶5浸提液，裝入瓶中，低溫保存待用。

1.3.2發(fā)芽試驗(yàn)。在直徑12cm的培養(yǎng)皿底部放入1張濾紙，放入烘干箱中，在105 ℃下滅菌6h。將試驗(yàn)種子用0.15%福爾馬林浸泡20min，倒去福爾馬林后，再悶種30min，取出后用無菌水沖洗數(shù)次，在每個(gè)培養(yǎng)皿上整齊排列經(jīng)過篩選的種子50粒，分別滴加各種浸提液，使培養(yǎng)皿保持足夠濕潤(rùn)，放置培養(yǎng)箱(25 ℃)中培養(yǎng)，15d后檢查發(fā)芽結(jié)果，測(cè)量胚根及幼莖長(zhǎng)度。

1.3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

種子活力指數(shù)=S×∑(Gt/Dt)，S為芽長(zhǎng)；Gt指不同時(shí)間的發(fā)芽量；Dt指不同的發(fā)芽天數(shù)。

根據(jù)測(cè)定各處理值(T)和對(duì)照值(C)，計(jì)算自毒作用效應(yīng)指數(shù)RI=(T-C)/C，當(dāng)RI>0時(shí)，表示存在促進(jìn)作用；當(dāng)RI<0時(shí)，表示存在抑制作用，其絕對(duì)值大小與作用強(qiáng)度一致[2-3]。

2結(jié)果與分析

2.1不同浸提液對(duì)樟子松種子發(fā)芽的影響不同浸提液對(duì)樟子松種子發(fā)芽的影響可從種子發(fā)芽率體現(xiàn)，與無菌水處理對(duì)比(表2)，不同浸提液處理的樟子松種子發(fā)芽率均呈明顯下降趨勢(shì)，其自毒作用效應(yīng)指數(shù)均為負(fù)值(表3)。樟子松表土、非根際土、根際土壤、地面枯落物浸提液處理的種子發(fā)芽率的自毒作用效應(yīng)指數(shù)與無菌水處理對(duì)比都達(dá)極顯著差異。

表2不同浸提液對(duì)樟子松種子萌發(fā)的影響

Table 2Effects of different leaching liquor on seed germination ofPinussylvestris

處理Treatment發(fā)芽率Germinationrate∥%種子活力指數(shù)Seedvigorindex芽長(zhǎng)Shootlengthcm胚根長(zhǎng)Radiclelengthcm幼莖長(zhǎng)Cauliclelengthcm①72.0029.866.222.333.89②52.0020.255.841.933.91③46.0017.765.792.263.53④44.0023.845.962.253.71⑤48.0018.145.672.682.99

表3　自毒作用效應(yīng)指數(shù)

注：以無菌水作對(duì)照進(jìn)行方差分析，其他類推。同列數(shù)據(jù)后*表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，**表示差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。

Note：Sterile water is used as control to conduct variance analysis.Data in the same column followed by * stands for significant difference(P<0.05)，** stands for extremely significant difference(P<0.01).

2.2不同浸提液對(duì)樟子松種子胚芽、胚根、幼莖生長(zhǎng)的影響

2.2.1對(duì)樟子松種子胚芽生長(zhǎng)影響。不同浸提液下樟子松種子胚芽生長(zhǎng)與無菌水處理對(duì)比均呈下降趨勢(shì)(表2)，其自毒作用效應(yīng)指數(shù)均為負(fù)值(表3)。說明表土、非根際土、根際土、地面枯落物浸提液中均存在抑制樟子松種子胚芽生長(zhǎng)的物質(zhì)。其中地面枯落物與無菌水處理對(duì)比有極顯著差異，表土、非根際土與無菌水處理對(duì)比有顯著差異，根際土與無菌水處理對(duì)比無顯著差異。另外，經(jīng)地面枯落物浸提液處理的樟子松種子長(zhǎng)出的胚芽纖細(xì)、枯黃，說明地面枯落物中存在不利于樟子松種子胚芽生長(zhǎng)的物質(zhì)。

2.2.2對(duì)樟子松種子胚根生長(zhǎng)影響。植物根系是吸收肥水的主要器官，也是很多物質(zhì)同化、轉(zhuǎn)化或合成的器官，因此根系生長(zhǎng)發(fā)育狀況直接影響植物個(gè)體的生命活動(dòng)。與無菌水處理對(duì)比(表2)，除地面枯落物浸提液處理外，其余各浸提液處理樟子松種子胚根生長(zhǎng)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其自毒作用效應(yīng)指數(shù)除地面枯落物浸提液處理外均為負(fù)值(表3)，表土浸提液處理對(duì)樟子松胚根生長(zhǎng)具有顯著抑制作用，而地面枯落物浸提液處理具有極顯著促進(jìn)作用。

2.2.3對(duì)樟子松種子幼莖生長(zhǎng)影響。與無菌水處理對(duì)比，除表土浸提液處理外，不同浸提液處理樟子松種子幼莖生長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)(表2)，其自毒作用效應(yīng)指數(shù)除表土浸提液處理外均為負(fù)值(表3)。地面枯落物浸提液、非根際土浸提液處理對(duì)樟子松幼莖生長(zhǎng)有極顯著抑制作用，其他浸提液處理與無菌水處理對(duì)比無顯著差異。說明非根際土浸提液和地面枯落物浸提液中存在抑制幼莖生長(zhǎng)的物質(zhì)。

2.3不同浸提液對(duì)樟子松種子活力影響種子活力主要受遺傳因素和環(huán)境因素影響，環(huán)境因素包括氣候條件、土壤條件等[2]，這里主要研究土壤條件對(duì)樟子松種子活力影響，種子活力指數(shù)受芽長(zhǎng)和不同時(shí)間發(fā)芽量的影響。不同浸提液處理的樟子松種子活力指數(shù)與無菌水處理對(duì)比都呈下降趨勢(shì)(表2)，其自毒作用指數(shù)均為負(fù)值(表3)，說明各類型土壤中均存在影響樟子松種子活力的因素。其中地面枯落物、非根際土浸提液處理與無菌水處理對(duì)比有極顯著抑制作用，表土浸提液處理與無菌水處理對(duì)比有顯著抑制作用。

3結(jié)論

(1)樟子松表土、非根際土、根際土、地面枯落物浸提液中均存在不利于種子萌發(fā)的物質(zhì)，其自毒作用效應(yīng)指數(shù)與無菌水處理對(duì)比達(dá)極顯著差異。

(2)樟子松表土、非根際土、根際土、地面枯落物浸提液中均存在抑制樟子松種子胚芽生長(zhǎng)的物質(zhì)，其中地面枯落物浸提液與無菌水處理對(duì)比有極顯著差異，表土、非根際土浸提液與無菌水處理對(duì)比有顯著差異；表土浸提液對(duì)樟子松胚根生長(zhǎng)具有顯著抑制作用，而地面枯落物浸提液處理具有極顯著促進(jìn)作用；地面枯落物、非根際土浸提液處理對(duì)樟子松幼莖生長(zhǎng)有極顯著抑制作用。

(3)樟子松根際的不同土壤中均存在影響樟子松種子活力的因素，其中地面枯落物、非根際土浸提液與無菌水處理對(duì)比有極顯著抑制作用；表土浸提液與無菌水處理對(duì)比有顯著抑制作用。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王景升.種子學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1994：70-74.

作者簡(jiǎn)介陳江燕(1972- )，女，遼寧北鎮(zhèn)人，高級(jí)工程師，從事森林保護(hù)研究。

收稿日期2016-04-06

中圖分類號(hào)S 723.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)13-224-02

SelfToxicEffectofPinus sylvestrisPlantation

CHENJiang-yan

(LiaoningProvinceSandsStabilizationandAfforestationResearchInstitute,Fuxin,Liaoning123000)

Abstract[Objective] The aim was to study self toxic effect of Pinus sylvestris plantation amd lay a technical foundation for sustainable operation. [Method] P. sylvestris seed germination experiment was conducted by using surface soil, rhizosphere soil, non rhizosphere soil, ground litter leaching liquor, whether there is a self toxic effect of P. sylvestris plantation was studied. [Result] Different leaching liquor of P. sylvestris all exist seed germination inhibition materials. Rhizosphere soil(1∶3) had no significant effects on seed vigor index, shoot length, radicle growth; surface soil(1∶3) had significant effects on seed vigor index, shoot length, radicle growth; non rhizosphere soil(1∶3) had significant inhibition effects on seed vigor index, shoot length and caulicle growth; ground litter(1∶5) had extremely significant promotion effect on radicle growth, while had extremely significant inhibition effect on seed vigor index, shoot length and caulicle growth. [Conclusion] Ground litter is one of the possible inhibition materials of seed germination and germ growth of P. sylvestris.

Key wordsPinus sylvestris; Forest plantation; Self toxic effect