酚酸对连作杨树人工林土壤养分有效性及细菌多样性的影响
杨树是我国工业人工林定向培育最适宜的树种之一，但是由于土地资源限制，我国杨树人工林只能在有限的林地上实行长期连作经营，由此导致林地生产力逐代下降。在连作杨树人工林地力衰退研究中，土壤养分环境变化及微生物群落结构和多样性变化一直是诸多学者关注的重点，但以往研究缺乏针对土壤养分有效性及细菌多样性的化感作用引发的连作杨树人工林地力衰退机理的深入系统研究。
本研究以山东宁阳高桥林场内的多代连作杨树为研究对象，采集大田林分根际和非根际土壤，研究了不同连作代数对土壤养分有效性和土壤细菌多样性的影响;采集一代林分根际和非根际土壤，采用外源添加方法模拟酚酸环境，设置不同的酚酸浓度，研究了苯甲酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、香草醛和肉桂酸对土壤养分(NH4-N、NO3-N、PO4、K、Fe、 Mn、Zn、Cu)有效性变化及其土壤细菌多样性的影响，以期进一步揭示连作人工林地力衰退的机理。
研究结果表明:
(1)在同一林地中，杨树根际土养分有效性明显高于非根际土，随着连作代数的增加，土壤养分有效性总体上有逐渐下降的趋势;不同代数连作杨树人工林土壤细菌多样性也不相同，表现为先增大后较小的趋势，三代林非根际土细菌多样性指数为最低3.902.
(2)在杨树一代林中非根际土中添加外源酚酸后，土壤养分(NH4-N、NO3-N、PO4、K、Fe、Mn、Zn、Cu)有效性出现明显的变化。总体上表现出对NH4-N、K和Fe有效性的抑制，对NO3-N、Mn有效性有显著的促进作用，如在培养第一周，对照处理NH4-N含量为4.67μg，随着酚酸浓度的增大，其含量下降明显，2.0X处理含量下降到2.85μg;随着培养天数的增加，不同浓度酚酸处理的土样养分有效性也不尽相同，NH4-N和Mn有效性变化不大，Cu有效性变化最明显，到培养的第三周，其含量已经到了很低的水平，另外K和Fe有效性也随时间增加也有不同程度的降低。
(3)运用Shannon-Wiener指数计算细菌多样性，结果表明，低浓度酚酸促进细菌多样性，0X酚酸处理的土样多样性指数为2.835，0.5X处理细菌多样性指数提高到2.835;高浓度的酚酸能降低细菌多样性，1.0X处理细菌多样性指数为2.925，2.0X处理细菌多样性指数降低到2.845。随培养天数的增加，低浓度酚酸处理的样品细菌多样性有增加的趋势，0.5X处理细菌多样性在第一周后为2.835，培养两周后升高到2.970;而高浓度酚酸处理导致细菌多样性降低，2.0X酚酸处理的土样第一周多样性指数为2.845，到第二周后降低为2.647。
(4)分析土壤养分有效性与细菌多样性的相关性发现，每种养分指标(NH4-N、NO3-N、PO4、K、Fe、Mn、Zn、Cu)均与细菌多样性表现出相关性，其中在酚酸培养的第一周，NO3-N、Fe与细菌多样性与有较大的负相关，相关系数分别达到了-0.824和-0.812，K与细菌多样性有较大的正相关，相关系数为0.728;酚酸培养第二周，NH4-N、K与细菌多样性与表现出较大的正相关，相关系数分别为0.866和0.856，而Mn、Zn、Cu与细菌多样性具有较大的负相关，相关系数分别为-0.795、-0.982和-0.722。同种养分有效性在不同的培养时间也与细菌多样性表现出不同的相关性。
多代连作杨树;人工林;土壤养分;酚酸;地力衰退;细菌多样性
山东农业大学
硕士
森林培育
王华田;王延平
2013
中文
S714;S792.11
63
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）