秦岭林药复合系统中药材植物淋出物对阔叶树种枯落物分解的影响

发布时间：2018-12-16 16:34

【摘要】：林木枯落物的分解是影响养分循环和生态系统稳定的重要因素,林药复合系统中药材植物淋出物中富含植物次生代谢物,可能会对林木枯落物分解和土壤酶活性产生抑制作用,所以,检验该现象是否存在是选择合适的林下药材植物构建科学的林药复合模式的重要依据之一。本研究采样区为陕西秦岭山区周至县厚畛子林场,以秦岭山区典型的5种阔叶树种(红桦(Betula albo-sinensis)、杜仲(Eucommia ulmoides)、太白杨(Populus purdomii)、灰楸(Catalpa fargesii)和槭树(Acer mono))以及9种常见林下药材植物(蒲公英(Taraxacum mongolicum)、地丁(Corydalis bungeana)、薄荷(Mentha haplocalyx)、鱼腥草(Houttuynia cordata)、细辛(Asarum sieboldii)、金银花(Lonicera japonica)、荆芥(Nepeta cataria)、绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum)和夏枯草(Prunella vulgaris))为对象,采用分解袋法并以药材植物茎叶淋出物(水浸提液)喷浇林木枯落物进行室内恒温恒湿模拟枯落物分解试验。分解时间为6个月,期间每隔2周喷浇一次药材植物淋出物,分5次回收分解袋(回收时间分别为分解开始后第1、2、3、5和6个月时),分3次回收土壤样本(回收时间分别为分解开始后第1、3和6个月时),以测定分解残留量、养分含量及土壤酶活性,同时,利用GC-MS技术对药材植物淋出物中化学物质进行分析,研究了9种药材植物淋出物对5种林木枯落物的分解速率、养分释放(C、N、P、K、Cu、Zn和Mn)及土壤酶(蔗糖酶、羧甲基纤维素酶、β-葡糖苷酶、脱氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶和磷酸酶)活性的影响。结果表明:对于红桦枯落物,鱼腥草淋出物处理枯落物分解周转期和半衰期分别延长了4.3倍和76%,绞股蓝处理周转期和半衰期分别延长了2.7倍和35%,蒲公英、地丁、薄荷、细辛、金银花、荆芥和夏枯草处理半衰期延长了15%~63%,即鱼腥草和绞股蓝淋出物处理对枯落物前期分解和后期分解均有抑制作用,而其他7种药材植物处理只对前期分解有抑制作用;地丁、鱼腥草、绞股蓝和夏枯草淋出物处理对枯落物分解过程中养分释放抑制作用较强;鱼腥草和绞股蓝淋出物处理对枯落物分解过程中7种土壤酶活性均有显著抑制作用。由此得出,鱼腥草和绞股蓝淋出物对红桦枯落物分解、养分释放及土壤酶活性有显著抑制作用,因此,建议在红桦林下应尽量避免种植鱼腥草和绞股蓝,或者通过降低套种密度来减少影响。对于杜仲枯落物,鱼腥草淋出物处理枯落物分解周转期和半衰期分别延长了4.2倍1.7倍,绞股蓝处理周转期和半衰期分别延长了9倍和98%,即鱼腥草和绞股蓝淋出物处理对枯落物前期分解和后期分解均有显著抑制作用;蒲公英、鱼腥草、细辛和绞股蓝淋出物处理对枯落物分解过程在养分释放抑制作用较强;鱼腥草和绞股蓝淋出物处理对枯落物分解过程中7种土壤酶均有抑制作用。由此得出,鱼腥草和绞股蓝淋出物对杜仲枯落物分解、养分释放及土壤酶活性均有显著抑制作用,因此,建议在杜仲林下应尽量避免种植鱼腥草和绞股蓝,或者通过降低套种密度来减少影响。对于太白杨枯落物,蒲公英淋出物处理枯落物分解周转期和半衰期分别延长了2.3倍和29%,薄荷处理枯落物分解周转期和半衰期分别延长了67%和23%,鱼腥草处理枯落物分解周转期和半衰期分别延长了1.2倍和34%,金银花处理半衰期延长了21%,绞股蓝处理周转期延长了81%,夏枯草处理周转期和半衰期分别延长了51%和43%,即蒲公英、薄荷、鱼腥草和夏枯草淋出物处理对枯落物前期分解和后期分解均有抑制作用,金银花淋出物处理只对前期分解有抑制作用,绞股蓝淋出物处理只对后期分解有抑制作用;蒲公英、薄荷、鱼腥草和细辛淋出物处理对枯落物分解过程中养分释放抑制作用较强;蒲公英、薄荷、鱼腥草和夏枯草淋出物处理对7种土壤酶活性均有显著抑制作用。由此得出,蒲公英、薄荷和鱼腥草淋出物对太白杨枯落物分解、养分释放以及土壤酶活性均有显著抑制作用,因此,建议在太白杨林下应尽量避免种植蒲公英、薄荷和鱼腥草,或者通过降低套种密度来减少影响。对于灰楸枯落物,薄荷淋出物处理周转期和半衰期分别延长了48%和44%,鱼腥草处理半衰期延长了43%,荆芥处理周转期延长了55%,绞股蓝处理周转期和半衰期分别延长了1.6倍和54%,夏枯草处理周转期和半衰期分别延长了2.7倍和27%,即薄荷、绞股蓝和夏枯草淋出物处理对枯落物前期分解和后期分解均有抑制作用,鱼腥草淋出物处理只对前期分解有抑制作用,荆芥淋出物处理只对后期分解有抑制作用;薄荷、鱼腥草、细辛、绞股蓝和夏枯草淋出物处理对枯落物养分释放抑制作用较强;薄荷、鱼腥草、绞股蓝和夏枯草淋出物处理对枯落物分解过程中土壤酶活性抑制作用较强。由此得出,薄荷、鱼腥草、绞股蓝和夏枯草淋出物对灰楸枯落物分解、养分释放和土壤酶活性有显著抑制作用,因此,建议在灰楸林下应尽量避免种植薄荷、鱼腥草、绞股蓝和夏枯草,或者通过降低套种密度来减少影响。对于槭树枯落物,9种药材植物淋出物处理枯落物分解周转期和半衰期分别缩短了80%~88%和48%~65%,即9种药材植物淋出物处理对枯落物分解均无抑制作用;地丁、鱼腥草、金银花和荆芥淋出物处理对枯落物分解过程中养分释放抑制作用相对较强;9种药材植物淋出物处理对枯落物分解过程中土壤酶活性抑制作用均较弱。由此得出,9种药材植物中,不存在某种药材植物淋出物对槭树枯落物分解速率、养分释放以及土壤酶活性有显著抑制作用,因此,在槭树林下蒲公英、地丁、薄荷、鱼腥草、细辛、金银花、荆芥、绞股蓝和夏枯草都可以种植。
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【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S567;S714

【参考文献】