水曲柳-落叶松人工混交林种间效应研究

摘要

水曲柳（Fraxinus mandshurica）和落叶松（Larix gmelinii）拥有较高的生态价值和经济价值，是我国东北地区重要的造林树种。造林实践表明，两树种混交对二者生长具有明显的增益效应，是成功的混交类型。植物与土壤环境之间的相互影响和反馈起着不可或缺的重要作用。植物通过凋落物的分解使植物中的无机元素逐步归还土壤，同时也给土壤生物提供营养物质，保持了土壤肥力，是生态系统中腐屑食物链的重要物质基础。凋落物的分解是一个漫长的过程，在分解过程中土壤理化环境随着凋落物的化学构成的变化而变化，这些变化会引起分解者的数量及其群落构成的改变。在植物生长过程当中，根系分泌物既能够调节植物营养，又能够通过化感作用影响邻近植物生长，还能够产生自毒作用，抑制植物本身的生长，作用显著，同时还与土壤微生物相互作用改变土壤的营养结构。土壤微生物作为土壤肥力指数的一个鉴定指标，有益的土壤微生物可以提高土壤养分的利用率，增强植物对养分的吸收能力，改善土壤结构，提高植物抗病力;有害的土壤微生物则会影响植物的健康生长。本研究首先通过室内实验，分析添加四种落叶松根系分泌物对水曲柳幼苗苗高、地径、生物量、根系活力、菌根侵染率和土壤微生物群落结构的影响，然后在野外将同龄的水曲柳纯林、落叶松纯林和水曲柳-落叶松混交林作为研究对象，分析三种人工林林分之间土壤理化性质和根系分泌物同土壤微生物种类和数量之间的相互关系，来探讨混交林促进生产力提高的机理。
　　室内试验结果表明，施加2，4-二羟基苯甲酸+阿魏酸、7-羟基香豆素+阿魏酸、阿魏酸+松香酸的组合处理显著促进水曲柳幼苗的生长;而施加2，4-二羟基苯甲酸+松香酸、7-羟基香豆素+松香酸和7-羟基香豆素+阿魏酸+松香酸处理对水曲柳幼苗的生长却有显著的抑制作用。这可能是由于不同酚酸物质之间在土壤的环境中存在着某种协同作用，而这种协同作用对植物体产生了有利或有害的影响。施加2，4-二羟基苯甲酸+7-羟基香豆素+阿魏酸组合处理显著抑制水曲柳幼苗的根系活力，施加2，4-二羟基苯甲酸+阿魏酸的处理反而促进了水曲柳根系活力，说明物质7-羟基香豆素在2，4-二羟基苯甲酸+7-羟基香豆素+阿魏酸组合中对水曲柳根系活力可能起到了强烈的抑制效果。2，4-二羟基苯甲酸会显著降低水曲柳幼苗菌根侵染率，也许2，4-二羟基苯甲酸对菌根真菌有毒害作用。野外调查发现，随着土层深度的增加，土壤全C、全N的含量逐渐下降，表现为上层高于下层的趋势，且杂木林中C含量最高。但随着土层深度的增加，真菌数量减少。10-20cm土层中N含量与革兰氏阳性菌、土壤动物的生物量显著正相关。水曲柳-落叶松混交林中的微生物生物量远高于各纯林及杂木林。各微生物种群中细菌生物量最高。
　　通过对水曲柳纯林、落叶松纯林和水曲柳-落叶松混交林的研究，初步获得这三种林地中根系分泌物及土壤微生物的种类和数量相互关系。为探明水曲柳-落叶松人工混交林提高生产力的机制奠定基础，同时，还能令人们更深入了解化感物质与土壤微生物间的关系提供新的思路。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究进展

1．3 本研究针对的科学问题

1．4 研究的目的和意义

2 研究地点及研究方法

2．1 实验设计及取样方法

2．1．1 室内试验设计

2．1．2 野外试验设计

2．2 土壤理化性质及土壤微生物分析方法

2．3 菌根侵染率测定

2．4 根系活力测定

2．5 苗木生物量

2．6 磷脂脂肪酸种类及含量测定

2．7 酚酸含量的测定

2．8 数据处理

3 落叶松林地土壤四种酚酸对水曲柳幼苗生长的影响

3．1 实验材料和方法

3．1．1 试验设计

3．1．2 测定方法

3．1．3 数据处理

3．2 结果与分析

3．2．1 4种酚酸对水曲柳幼苗苗高、地径、生物量的影响

3．2．2 4种酚酸对水曲柳幼苗根系活力的影响

3．2．3 4种酚酸对水曲柳幼苗菌根侵染率的影响

3．3 讨论

3．4 本章小结

4 落叶松林地土壤4种酚酸对水曲柳幼苗地下微生物群落结构的影响

4．1 研究方法

4．1．1 野外取样地地点概况及取样方法

4．1．2 盆栽实验设计

4．1．3 测定方法

4．2 结果与分析

4．3 讨论

4．4 本章小结

5 水曲柳、落叶松纯林与混交林对土壤微生物多样性的影响

5．1 研究地点取样与分析方法

5．1．1 样地设置与取样方法

5．1．2 土壤理化性质及土壤微生物分析方法

5．2 结果与分析

5．3 讨论

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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