一二代马尾松人工林根际土壤浸提物的化学组成及其化感效应研究

发布时间：2019-05-11 18:29

【摘要】：马尾松(Pinus massoniana Lamb)在我国松属中分布最广、数量最多,作为我国南方主要用材树种之一,具有速生、丰产、适生性强、经济价值高、用途广等特性。马尾松是否存在连栽退化,连栽前后根际环境如何变化等问题已经成为马尾松培育中亟待解决的问题,目前对马尾松连栽根系分泌物及其介导的根际过程的研究较少。本文通过选择配对样地的1、2代马尾松人工林为研究对象,采集其根际土壤,采用有机溶剂萃取、气相色谱-质谱联用仪测定和生物检测等技术手段,从不同季节和不同林龄两方面研究对比1、2代马尾松人工林根际土壤浸提物的化学组成情况,初步探索马尾松连栽过程中存在的自毒物质,设置高(1mg·m L-1)、中(0.5 mg·m L-1)、低(0.25 mg·m L-1)3个浓度水平的根际土壤浸提物溶液以及3种化感物质溶液对后续种子萌发和苗木生长进行化感作用测定,并从化感效应角度研究马尾松连栽后根际土壤养分、酶活性和微生物数量的变化情况,在此基础上探讨连栽根系分泌物对根际微生态环境的影响,以期为今后马尾松连栽地力维护和可持续经营提供科学技术依据。试验结果表明:(1)采用乙醇作为浸提剂提取的1、2代马尾松根际土壤浸提物有效组分为46、49种,甲醇浸提的1、2代马尾松根际土壤有效组分为36、37种,两种浸提方法均以酸类物质相对含量最高。乙醇浸提的马尾松根际土壤的有机化合物的物质类别较为丰富,种类数量较多,浸提效果较好。1、2代马尾松根际土壤浸提物物质种类数量随林龄增加而增加,并呈现出春季秋季夏季的季节变化规律。不同林龄、不同季节的1、2代马尾松根际土壤浸提物化学成分以酸类和脂类为主,其中相对含量较高的酸类物质有棕榈酸、硬脂酸和脱氢松香酸等。与1代相比,2代根际土壤浸提物物质种类数量增多,且有机酸的种类和含量增加。综合1、2代马尾松根际土壤浸提物的GC-MS对比结果,初步推断连栽马尾松根际土壤积累的化感物质有2,4-二叔丁基苯酚、棕榈酸、(Z)-9-十八烯酸酰胺等。(2)1、2代马尾松根际土壤浸提物对自身种子萌发和芽苗生长的的化感作用总体表现为高浓度、中浓度抑制,低浓度促进,且低浓度的2代马尾松根际土壤浸提物处理的发芽结果及芽苗生长均优于1代。不同浓度的1、2代马尾松根际土壤浸提物对马尾松苗木苗高、地径和地上部生物量具有不同程度上的促进作用,且随浓度降低促进作用增强,总体表现为2代优于1代,各指标在代际间差异不显著,说明连栽马尾松并未产生明显的自毒作用。(3)不同浓度的化感物质对种子和苗木具有不同程度的化感效应。高浓度下,3种化感物质对种子萌发和苗木生长指标具有抑制作用,且抑制作用为2,4-二叔丁基苯酚棕榈酸(Z)-9-十八烯酸酰胺。低浓度水平下,棕榈酸和(Z)-9-十八烯酸酰胺对种子萌发率和苗木生长指标具有促进作用,且棕榈酸促进作用较好。不同浓度的(Z)-9-十八烯酸酰胺对种子的活力指数、发芽指数以及胚根长均具有抑制作用,同时不同浓度的2,4-二叔丁基苯酚均抑制马尾松种子的萌发及苗木的苗高、地径和地上部分生物量,且抑制作用随浓度升高而增强。(4)广西中龄林、广西成熟林、贵州成熟林3组样地根际土壤p H值随连栽而趋于下降,2代广西中龄林、成熟林根际土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾含量相对1代趋于下降,碱解氮、有效磷含量则上升,而贵州成熟林土壤有机质、全氮、全磷含量和有效养分含量则在连栽后升高,全钾含量则随栽种代数增加而下降。(5)贵州成熟林根际土壤微生物数量以及酶活性均表现出2代高于1代。广西中龄林根际土壤放线菌数量以及广西中龄林、成熟林土壤根际壤多酚氧化酶、酸性磷酸酶活性表现为2代低于1代,其余土壤微生物数量以及酶活性则表现出2代高于1代。相关分析表明3大类微生物数量、4种土壤酶活性与土壤p H值呈极显著负相关关系,而与土壤中有机质、全氮、全磷、速效钾含量呈显著或极显著的正相关关系。(6)贵州1、2代马尾松成熟林3类土壤微生物数量及4种土壤酶活性具有较明显的季节变化规律。微生物数量表现为夏季春季秋季,土壤脲酶、过氧化氢酶以及酸性磷酸酶活性的高峰期为夏季,多酚氧化酶活性高峰期为秋季。且不同季节的根际土壤细菌、真菌和放线菌数量以及脲酶、多酚氧化酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均表现为2代高于1代。(7)1、2代马尾松根际土壤养分含量、3大类微生物数量以及4种酶活性均高于非根际土,马尾松根系分泌物对土壤环境具有根际正效应。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714

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