铝胁迫下不同类型森林土壤对杉木幼苗生理及土壤酶活性的影响

摘要

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方亚热带地区特有的优良速生乡土树种，目前大多数杉木林是在连栽地上经营的，部分林地已进入第三代连栽。然而随着杉木连栽代数的增加，单位面积木材生产量则不断下降。杉木纯林连栽造成土壤酸化，铝(Al)毒是酸性土壤上影响植物生长的主要限制因子之一。在传统上普遍认为轮作、混交有利于改善地力和生产力。本研究采用一年生杉木无性系及木荷实生苗为实验材料，以常绿阔叶林土、杉阔混交林土、杉木一代林土、杉木二代林土为供试土壤，通过盆栽试验探索铝胁迫对不同种植模式(杉木×木荷、纯种植杉木)杉木幼苗生理指标及土壤酶活性的影响。预期从理论上分析杉木人工林铝毒害及其铝毒害降解途径，为杉木人工林的可持续经营奠定理论基础。主要研究结果概括如下： 1.在相同铝浓度胁迫下，胁迫前15 d，8种处理的杉木幼苗相对电导率总体上变化较为平缓、30 d后急剧上升；8种处理相对电导率随胁迫时间的延长呈递增趋势；相同胁迫时间下，8种处理的相对电导率均随胁迫浓度的上升而增加。其中增加幅度表现为：二代土种植杉木(处理8)>二代土种植杉木×木荷(处理7)>一代土种植杉木(处理6)>一代土种植杉木×木荷(处理5)>混交林土种植杉木(处理4)>阔叶林土种植杉木(处理2)>阔叶林土种植杉木×木荷(处理1)>混交林土种植杉木×木荷(处理3)。处理1、2、3的情况下表现为杉木幼苗对铝胁迫具有较强的降解能力，铝胁迫下处理7、8膜透性最大。 2.在相同铝浓度胁迫下，8种处理对杉木幼苗叶片的丙二醛含量体现为随着胁迫的时间的延长而上升。其上升幅度表现为：处理8>处理4>处理6>处理2>处理7>处理1>处理3>处理5。即处理4、8的膜脂过氧化程度最严重，处理1、3、5的则表现为对铝胁迫具有较强的降解能力。 3.铝胁迫下，8种处理对杉木幼苗叶片的游离脯氨酸含量在胁迫15 d，铝浓度为10mg·L-1时，呈下降趋势，而后随着铝浓度的升高而上升。在相同铝浓度胁迫下，杉木幼苗游离脯氨酸的含量随着胁迫时间的延长而增加。其上升幅度表现为：处理7>处理8>处理6>处理2>处理5>处理3>处理4>处理1。即在铝胁迫下处理7、8维持细胞水势能力差，处理2、5、6居中。处理1、3、4的则表现对铝胁迫有较强的降解能力。 4.铝胁迫下，测定的土壤转化酶活性、土壤脲酶活性、土壤酸性磷酸酶活性、土壤过氧化氢酶活性均随铝胁迫时间的延长和浓度的增加基本上表现为：在铝胁迫15 d后，各土壤酶活性都随铝浓度的升高，表现为先升后降的趋势。在铝胁迫15 d～45 d后，各土壤酶活性随着铝浓度的上升而下降。在铝胁迫下各土壤酶活性的综合评价为：处理1、2、3的土壤酶活性强、处理4、5、6的土壤酶活性居中，处理7、8的土壤酶活性弱。 5.铝胁迫下，杉木根际土比非根际土的土壤转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性高。在铝胁迫15 d后，杉木根际土的土壤转化酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性下降幅度的比非根系土的慢，在铝胁迫30～45 d后，杉木根际土与非根际土的在同一胁迫浓度下，不同处理间，根际土与非根际土的比值小。 综上所述，在铝胁迫下，不同土壤类型的8种处理中，处理1、2、3对缓解铝毒害有一定的效果，处理4、5、6居中，处理7、8最弱。可见，通过不同生物途径的处理表现出对铝胁迫的忍受能力有明显差异，这为今后科学栽杉提供理论依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1土壤中铝的存在形态

1.2铝的吸收、转运和信号传递

1.2.1铝的吸收

1.2.2铝的转运

1.3铝对植物生长的影响

1.3.1铝对植物的促进作用

1.3.2铝对植物的毒害

1.4植物的耐铝机制

1.4.1外部排斥机制

1.4.2内部机制

1.5铝毒害的研究进展

1.5.1国外研究概况

1.5.2国内研究概况

1.6研究的目的及意义

2材料与研究方法

2.1材料来源

2.1.1土壤来源

2.1.2苗木来源

2.1.3铝溶液配制

2.2研究方法

2.2.1材料处理

2.2.2实验设计

2.2.3苗木管理

2.2.4测定方法

2.2.5数据统计分析方法

3结果与分析

3.1铝胁迫对不同类型森林土壤杉木幼苗生理指标的影响

3.1.1铝胁迫15 d对不同类型森林土壤杉木幼苗生理指标的影响

3.1.2铝胁迫30 d对不同类型森林土壤杉木幼苗生理指标的影响

3.1.3铝胁迫45 d对不同类型森林土壤杉木幼苗生理指标的影响

3.2铝胁迫对不同类型森林土壤下土壤酶活性的影响

3.2.1铝胁迫15 d对不同类型森林土壤下土壤酶活性的影响

3.2.2铝胁迫30 d对不同类型森林土壤下土壤酶活性的影响

3.2.3铝胁迫45 d对不同类型森林土壤下土壤酶活性的影响

4讨论与结论

4.1铝胁迫不同时间对不同处理杉木幼苗叶片相对电导率的影响

4.2铝胁迫不同时间对不同处理杉木幼苗叶片丙二醛含量的影响

4.3铝胁迫不同时间对不同处理杉木幼苗叶片游离脯氨酸含量的影响

4.4铝胁迫不同时间对不同处理土壤酶活性的影响

4.4.1铝胁迫对不同处理根际土与非根际土土壤酶活性的影响

4.4.2铝胁迫对杉木木荷混交与纯种植杉木的土壤酶活性影响

参考文献

致谢