韓浩章 張麗華 王曉立 李素華 張 穎 王 芳

(宿遷學院建筑工程學院，江蘇 宿遷 223800)

樟 (Cinnamomumcamphora) 又名香樟、芳樟、烏樟，是亞熱帶常綠闊葉植物，主要分布于我國南方及西南各省區(qū)，現(xiàn)日本也有栽培，是優(yōu)良的城市綠化樹種、材用樹種和林用樹種。樟喜溫暖濕潤氣候，在微酸性至中性土壤中生長良好，而我國蘇北部分地區(qū)城區(qū)土壤有機質(zhì)含量低，營養(yǎng)缺乏，pH值在8.4～9.0[1]，鹽堿脅迫對樟幼苗根際土壤酶活性影響很大[2]，并進一步影響其對養(yǎng)分離子的吸收與光合特性[3-4]，影響樟的正常生長發(fā)育。木醋液是通過植物蒸餾得到的一種可降解有機酸，含有酸、酚、醛、酮、酯類等200多種有機成分[5]，最初因能促進植物生長而受到關注，在我國已被廣泛應用于促進植物生長、改良土壤、增進產(chǎn)量、改善品質(zhì)、防治病蟲害等方面[6]。相關研究表明，木醋液可增加土壤中2～2.5 mm的團粒數(shù)量，改善土壤結(jié)構(gòu)[7]，還可降低土壤pH值[8-9]、降低土壤鹽分[10]、提高土壤有機質(zhì)含量[11]。適宜濃度的木醋液還能夠增加土壤細菌的種類及活躍度[12]、減少真菌數(shù)量[7]，對土壤酶的活性進行調(diào)節(jié)[13]。土壤酶主要來源于土壤微生物和根系分泌物，直接參與土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分釋放和固定過程[14]，植物的生長與土壤酶活性呈顯著或極顯著正相關[15-16]。樟作為土壤酸堿度敏感型植物，土壤酶活性對樟養(yǎng)分的吸收非常重要，研究木醋液濃度對樟根際土壤酶活性及土壤特性的影響，能為進一步探索樟在蘇北地區(qū)土壤環(huán)境下進行種苗生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料來源

試驗材料選自宿遷學院園林苗木基地生長正常的1年生盆栽樟幼苗，每盆3株，苗高20～25 cm。栽培基質(zhì)為基地田園土，土壤質(zhì)量6.2 kg，pH值7.29，電導率 (EC) 值733 μS/cm，有機質(zhì)含量1 068 mg/kg，有效鉀含量234.38 mg/kg，有效磷含量3.67 mg/kg，銨態(tài)氮含量25.39 mg/kg，含鹽量0.007%，硝態(tài)氮含量139.79 mg/kg。

2017年3月10日將幼苗移入盆中進行培養(yǎng)，正常水分管理，共60盆，分4組處理，每組處理15盆。2017年5月10日以清水 (0%) 為對照 (CK)，其余3組處理分別澆施0.2%、1%、5%木醋液各1 000 mL/盆，此后進行正常水分管理，清水pH為7.29，3個濃度木醋液的pH分別為2.95、3.49、5.04。之后分別于第7、14、21、28、35天檢測幼苗栽培土壤的pH值、EC值、有機質(zhì)含量、脲酶、過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、中性磷酸酶和蛋白酶活性，3次重復，取平均值進行統(tǒng)計分析。本試驗所用木醋液為東營潤益生物科技有限公司提供，pH為2.9，水分含量18.77%、酸類含量14.61%、酚類含量14.18%、醇類含量29.09%、醛酮類含量21%、酯類含量1.62%，烷烴類含量0.7%。

1.2 取樣方法

取土時參考顏路明等[2]的方法略作修改，去除表層2 cm土層，取3～15 cm深度距根部2 cm以內(nèi)的根區(qū)土壤樣品。陰干，去除植物殘根，土樣過80目篩，作好標記并保存于4 ℃冰箱中，用于土壤pH值、土壤酶活性、EC值、有機質(zhì)含量的測定。

1.3 測定方法

土壤pH值采用pH計 (梅特勒FE20K) 測定 (m(土)∶m(水)=1∶5)；電導率采用電導率儀 (上海越平DDS-307) 測定 (m(土)∶m(水)=1∶5)；土壤有機質(zhì)含量采用外加熱硫酸法測定[17]。土壤脲酶、土壤中性磷酸酶、土壤轉(zhuǎn)化酶、土壤蛋白酶和土壤過氧化氫酶活性參考顏路明等[2]和嚴昶升[18]的方法進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel制表，用SPSS 21.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，用最小顯著差數(shù)法 (LSD) 分析數(shù)據(jù)之間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度木醋液處理對樟幼苗土壤理化指標的影響

2.1.1不同處理土壤pH值分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤pH值的影響見表1。

表1 不同濃度木醋液對樟幼苗土壤pH值的影響Table 1 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil pH value of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

由表1可知，不同濃度木醋液處理降低了樟幼苗的土壤pH，濃度越大越明顯。在處理第7天時，不同濃度木醋液處理分別比對照降低了2.10%、4.20%、10.62%。隨著培養(yǎng)時間的延長，土壤pH值呈緩慢升高趨勢，到第35天時，不同濃度木醋液處理分別比對照降低了0.51%、1.75%、5.26%，其中低濃度 (0.2%、1%) 處理與對照差異不顯著，而高濃度 (5%) 木醋液處理的pH值與對照差異顯著 (P< 0.05)。

2.1.2不同處理土壤EC值分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤EC值的影響見表2。

表2 不同濃度木醋液對樟幼苗土壤EC值的影響Table 2 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil EC value of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

由表2可知，不同濃度木醋液處理在培養(yǎng)前期提高了樟幼苗的土壤EC值，濃度越大越明顯。在處理第7天時，不同濃度木醋液處理分別比對照提高了4.46%、6.10%、13.24%。隨著培養(yǎng)時間的延長，EC值呈緩慢下降趨勢，到第35天時，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理的EC值分別比對照低1.16%和2.85%，其中0.2%濃度木醋液處理與對照差異不顯著，1%濃度木醋液處理與對照差異顯著 (P< 0.05)，而高濃度 (5%) 木醋液處理的EC值與對照差異顯著 (P< 0.05)，高于對照6.10%。

2.1.3不同處理土壤有機質(zhì)含量分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤有機質(zhì)含量的影響見表3。

由表3可知，不同濃度木醋液處理增加了樟幼苗土壤的有機質(zhì)含量，濃度越大越明顯。在處理第7天時，不同濃度木醋液處理的有機質(zhì)含量分別比對照提高了25.72%、40.88%、105.32%。隨著培養(yǎng)時間的延長，有機質(zhì)含量呈逐步下降趨勢，到第35天時，不同濃度木醋液處理的有機質(zhì)含量分別比對照提高了8.53%、31.97%、89.31%，其中0.2%濃度木醋液處理與對照差異不顯著，而1%濃度木醋液處理和5%濃度木醋液處理的有機質(zhì)含量與對照差異顯著 (P< 0.05)。

表3 不同濃度木醋液對樟幼苗土壤有機質(zhì)含量的影響Table 3 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil organic matter content of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

2.2 不同濃度木醋液處理對樟幼苗土壤酶活性的影響

2.2.1不同處理土壤轉(zhuǎn)化酶活性分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤轉(zhuǎn)化酶活性的影響見表4。

表4 不同濃度比木醋液對樟幼苗土壤轉(zhuǎn)化酶活性的影響Table 4 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil conversion enzyme activity of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

由表4可知，不同濃度木醋液處理提高了樟幼苗土壤轉(zhuǎn)化酶活性。在處理第7天時，不同濃度木醋液處理的土壤轉(zhuǎn)化酶活性分別比對照提高了52.51%、76.56%、36.68%。隨著培養(yǎng)時間的延長，對照和低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理的土壤轉(zhuǎn)化酶活性呈先降后升趨勢，高濃度 (5%) 木醋液處理的土壤轉(zhuǎn)化酶活性呈下降趨勢，在第35天時，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理的土壤轉(zhuǎn)化酶活性顯著高于對照 (P< 0.05)，而高濃度 (5%) 木醋液處理的土壤轉(zhuǎn)化酶活性略低于對照0.91%，但差異不顯著。

2.2.2不同處理土壤脲酶活性分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤脲酶活性的影響見表5。

表5 不同濃度木醋液對樟幼苗土壤脲酶活性的影響Table 5 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil urease activity of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

由表5可知，不同濃度木醋液處理在培養(yǎng)前期對樟幼苗土壤脲酶活性有抑制作用。第21天時抑制作用最明顯，此時不同濃度木醋液處理的土壤脲酶活性分別比對照降低了52.21%、54.72%、79.62%。整個培養(yǎng)過程中，對照的土壤脲酶活性呈緩慢上升趨勢，而不同濃度木醋液處理的土壤脲酶活性呈先下降后上升趨勢，在第35天時，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理的土壤脲酶活性分別比對照提高了2.73%和9.92%，但0.2%濃度木醋液處理的土壤脲酶活性與對照差異不顯著，高濃度 (5%) 木醋液處理的土壤脲酶活性顯著低于對照 (P< 0.05)。

2.2.3不同處理土壤中性磷酸酶活性分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤中性磷酸酶活性的影響見表6。

表6 不同濃度木醋液對樟幼苗土壤中性磷酸酶活性的影響Table 6 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil neutral phosphatase activity of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

由表6可知，不同濃度木醋液處理在培養(yǎng)前期對樟幼苗土壤中性磷酸酶活性有促進作用，但濃度越大，其促進效果越差。在處理第7天時，不同濃度木醋液處理的土壤中性磷酸酶活性分別比對照提高了56.59%、21.43%、4.4%。隨著培養(yǎng)時間的延長，對照的土壤中性磷酸酶活性呈緩慢上升趨勢，而不同濃度木醋液處理的土壤中性磷酸酶活性呈下降趨勢，在第35天時，不同濃度木醋液處理的土壤中性磷酸酶活性顯著低于對照 (P< 0.05)，分別比對照降低了27.31%、41.85%、52.86%。

2.2.4不同處理土壤蛋白酶活性分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤蛋白酶活性的影響見表7。

表7 不同濃度木醋液對樟幼苗土壤蛋白酶活性的影響Table 7 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil protease activity of C.camphora seedlings

注：不同小寫字母表示不同處理間差異顯著 (P< 0.05)。

由表7可知，不同濃度木醋液處理在培養(yǎng)前期對樟幼苗土壤蛋白酶活性有抑制作用。在培養(yǎng)第7天時，不同濃度木醋液處理的土壤蛋白酶活性分別比對照降低了36.14%、34.65%、40.84%。隨著培養(yǎng)時間的延長，對照的土壤蛋白酶活性呈緩慢下降趨勢，而不同濃度木醋液處理的土壤蛋白酶活性呈逐漸上升趨勢，在第35天時，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理的土壤蛋白酶活性顯著高于對照 (P< 0.05)，其中，1%濃度木醋液處理的效果最好，而高濃度 (5%) 處理的土壤蛋白酶活性仍然低于對照3.92%，差異不顯著。

2.2.5不同處理土壤過氧化氫酶活性分析

不同濃度木醋液對樟幼苗土壤過氧化氫酶活性的影響見表8。

由表8可知，不同濃度木醋液處理提高了樟幼苗土壤過氧化氫酶活性。在處理第7天時，不同濃度木醋液處理的土壤過氧化氫酶活性分別比對照提高了187.11%、229.03%、283.87%。隨著培養(yǎng)時間的延長，各處理的土壤過氧化氫酶活性呈上升趨勢，在第35天時，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理的土壤過氧化氫酶活性顯著高于對照 (P< 0.05)，其中，1%濃度木醋液處理的效果最好，而高濃度 (5%) 處理的土壤過氧化氫酶活性略低于對照3.39%，差異不顯著。

注：不同的小寫字母表示不同處理之間差異顯著 (P< 0.05)。

3 結(jié)論與討論

樟生長發(fā)育受土壤環(huán)境影響較大，我國蘇北地區(qū)城區(qū)綠化土壤有機質(zhì)含量低，土壤pH為8.4～9.0，土壤氮、磷、鉀含量低，微量元素匱乏，土壤容重大[1]，嚴重影響樟幼苗對養(yǎng)分的吸收與分配，常出現(xiàn)生長不良或缺鐵性黃化病。許多研究表明，施用木醋液能有效提高土壤團粒結(jié)構(gòu)數(shù)量，提高有機質(zhì)含量，降低土壤pH值，提高微量元素有效性，提高微生物數(shù)量和活性，改良土壤環(huán)境[8,13,19-21]。但對木醋液如何影響土壤EC值，沒有一致的結(jié)論，有研究認為木醋液顯著增加EC值[21-22]，有的則認為木醋液對EC值無顯著影響[11]，有的認為木醋液顯著降低EC值[13,19-20]。從本研究結(jié)果來看，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理降低了樟幼苗根際土壤pH值，提高了土壤有機質(zhì)含量，改良了植物生長環(huán)境，在培養(yǎng)前期提高土壤EC值，但在培養(yǎng)后期降低土壤EC值，保證植物不受土壤鹽分濃度過高的影響，其中1%濃度木醋液處理效果最好，與周紅娟等[13]、程虎等[19]、范春麗等[20]和張亞蘭等[10]的研究結(jié)果一致。而高濃度 (5%) 木醋液處理雖然降低了樟幼苗根際土壤的pH值，但卻大大提高土壤EC值。有學者認為，添加高濃度木醋液可能瞬間改變植物根際土壤環(huán)境pH值和氧化還原電位，從而活化被土壤固定的養(yǎng)分離子，除了滲透脅迫外，還能抑制土壤微生物尤其是喜好偏中性的放線菌和細菌的繁殖與活性[19]。另外，土壤溶液pH值驟然下降，還對植物生長發(fā)育不利，主要表現(xiàn)為根長變短，須根變少，總生物量下降，相對電解質(zhì)外滲率和丙二醛 (MDA) 含量增加，從而引起根系活力下降[23-25]，植物養(yǎng)分吸收受到抑制。

土壤酶主要來源于土壤微生物和根系分泌物，直接參與土壤中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分釋放和固定過程[14]。有研究表明，木醋液施用濃度對土壤酶活性的影響具有雙重性，適宜濃度的木醋液處理促進土壤酶活性，濃度過高則會抑制土壤酶活性[26]。從本研究結(jié)果可以看出，與對照相比，不同濃度木醋液處理在培養(yǎng)初期明顯提高了樟幼苗土壤轉(zhuǎn)化酶、土壤中性磷酸酶和土壤過氧化氫酶活性，而抑制了土壤脲酶和土壤蛋白酶活性。隨著培養(yǎng)時間的延長，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液在處理前期抑制了土壤轉(zhuǎn)化酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶活性，第21天開始又促進土壤轉(zhuǎn)化酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶活性提高，整個培養(yǎng)過程中促進土壤過氧化氫酶活性提高，而降低了土壤中性磷酸酶活性，其中1%木醋液處理促進效果最好；高濃度 (5%) 木醋液處理的土壤脲酶、土壤蛋白酶、土壤中性磷酸酶、土壤轉(zhuǎn)化酶和土壤過氧化氫酶活性均低于對照，而土壤轉(zhuǎn)化酶活性與對照無明顯差異，與前人的研究結(jié)果基本一致[13,19,26-27]。土壤酶與土壤微生物、土壤養(yǎng)分和植物生長狀況有較強的相關性，適宜濃度木醋液處理提高土壤酶的活性，而土壤酶活性的提高可促使土壤中大分子有機化合物降解為糖類、氨基酸、可溶性有機碳、氮等小分子化合物，為微生物發(fā)育提供載體或基質(zhì)，促進微生物 (主要是細菌和放線菌) 的數(shù)量和活性增加[7,19,28]；也有可能是木醋液中含有大量有機物質(zhì)，這為酶促反應提供了底物或底物類似物，從而誘導了土壤微生物酶的分泌；另外，也可能與植物根系生長狀況有關[29]，適宜濃度木醋液處理促進植物根系的生長和活力提高，植物根系越發(fā)達,土壤酶的活性也越高[30]。范春麗等[20]、劉敏等[26]和周紅娟等[31]的研究結(jié)果表明，單施木醋液對土壤中有效磷的含量影響不明顯，高濃度處理降低有效磷的含量，這可能與土壤中磷酸酶的活性降低有關，與本研究結(jié)果一致。在本研究中，高濃度 (5%) 的木醋液對土壤酶活性表現(xiàn)出抑制效應，與鄒小明等[32]和Blagodatskaya等[33]的結(jié)論一致，一方面可能是因為高濃度的木醋液中含有大量的酚類物質(zhì)和有機酸類物質(zhì)，大大抑制土壤微生物的繁殖和活性[19,34]，另一方面，可能是高濃度的木醋液處理抑制樟幼苗根系的生長，降低根系活力，從而進一步影響植物根系分泌物的數(shù)量，影響土壤酶的活性[30]。隨著培養(yǎng)時間的延長，木醋液逐漸被分解利用，為微生物繁殖提供可直接吸收利用的營養(yǎng)物質(zhì)，從而促進微生物數(shù)量和活性提高，根系活力恢復，土壤酶活性提高；而高濃度木醋液對環(huán)境微域改變較大，不利于促使微生物短時間繁殖，植物根系生長受到抑制，甚至死亡，從而導致土壤酶活性降低[19]。另外，本研究時間僅為35天，此時1%木醋液處理的樟幼苗生長表現(xiàn)最好，生物量最大，而5%木醋液處理的已有部分干枯死亡，關于木醋液處理改善樟幼苗盆栽土壤環(huán)境的時效性還需要進一步研究。

綜上所述，低濃度 (0.2%、1%) 木醋液處理促進了土壤轉(zhuǎn)化酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶和土壤過氧化氫酶的活性提高，而降低了土壤中性磷酸酶的活性，降低了樟幼苗根際土壤的pH值和EC值，提高了土壤中有機質(zhì)的含量，改良了植物生長環(huán)境，其中1%濃度木醋液處理效果最好。