1、2代马尾松林土壤浸提液对马尾松种子萌发及芽苗生长的影响

沈 凌，丁贵杰

(贵州大学 造林生态研究所，贵州 贵阳 550025)

1、2代马尾松林土壤浸提液对马尾松种子萌发及芽苗生长的影响

沈 凌，丁贵杰

(贵州大学 造林生态研究所，贵州 贵阳 550025)

采用1、2代马尾松林土壤浸提液，研究1、2代马尾松林的不同浓度土壤浸提液对马尾松种子萌发及芽苗生长的影响，结果表明:不同浓度土壤浸提液对种子萌发的影响差异极显著，随着浸提液浓度降低，种子发芽率及发芽势均增加。栽种代数对种子萌发的影响不显著。1代林土壤当浸提液浓度为1︰20时，芽苗生长的最好，而2代林土壤当浸提液浓度为1︰10时，芽苗生长最好。浸提液浓度与栽种代数对芽苗生长的影响均不显著。发芽试验结果表明:马尾松连栽2代后，自毒作用不明显。

马尾松；连栽；土壤浸提液；种子萌发；芽苗生长

马尾松Pinus massonianaLamb.属于裸子植物松科松属，是我国松属中分布最广、数量最多的一种主要用材树种[1]。近年来国内外报道了多种树种生产力下降、地力衰退、天然更新困难等问题[2-7]，马尾松是否存在连栽障碍更是成为亟待解决的问题，因此，一些学者开展了相关研究[8-11]。土壤作为植物化感物质存在的主要场所，目前有关马尾松连栽后土壤是否对后续种子的萌发和生长产生影响的研究报道较少。本试验通过水浸提方式获取不同浓度1、2代马尾松林土壤浸提液作为马尾松种子发芽试验的培养液，探索其对马尾松种子萌发及生长的影响，从而为进一步研究马尾松连栽提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 采样地概况

试验用土壤样品来自广西凭祥市热带林业实验中心伏波实验场随机抽取的2组1、2代林配对样地，该实验场位于 106°43′E， 22°06′N，海拔500 m，低山，属南亚热带季风气候区，年平均气温19.9 ℃，年降水量1 400 mm。造林地母岩为花岗岩，土层厚在1 m以上，腐殖质层厚度10 cm以上。

1.2 试验方法

1.2.1 基质处理

洗净的石英砂，140 ℃处理2 h后备用。

1.2.2 土样采集

按标准取样方法进行土壤采样。每个样方按对角线设5个样点，从表层到下部(40 cm)依次取样，最后按比例混合均匀作为室内试验用土壤。

1.2.3 土壤浸提液的制备

土壤样品风干后过2 mm筛，取50 g浸于250 mL蒸馏水中，充分振荡后静置24 h，双层滤纸过滤，制成1:5的土壤水浸液原液低温保存备用。试验时分别采用1:5、1:10、1:20的水浸液，每隔24 h浇灌，同时以蒸馏水作为空白对照。

1.2.4 种子预处理

选取纯净种子，采用4分法将种子分为4份，从每份中随机提取25粒组成100粒，共取13个100粒并重复3次。将种子浸于0.2%高锰酸钾溶液20 min，倒掉溶液闷20 min后洗净，用始温45 ℃浸种20 h，中间换水1次。

1.2.5 试验方法

采用室内常温条件下砂培法测定，在直径为15 cm的一次性塑料碗中加入等量处理好的石英砂。分别将1、2代土壤浸提液加入塑料碗中，每个碗中加入等量不同土壤样品的浸提液，以等量蒸馏水为对照。供试种子直接播于塑料碗中，每碗100粒。实验采取完全随机区组设计，重复3次。此后定时向各塑料碗中加入等量的对应试验号的浸提液，以保证石英砂潮润。

以种子着床当天为第1 d，每天观察并记录发芽的情况。从首粒种子发芽开始每日统计发芽粒数至连续5天没有新增发芽种子为止计算其发芽率，以首粒种子发芽后7 d 内的发芽种子数计算发芽势，于发芽结束后测定其胚根、胚轴长度以及鲜重、干重。

1.2.6 数据处理

生物测定结果参照Williamson G.B[12]的方法计算化感作用效应指数RI。

当T≥C，RI=1－C/T；

当T＜С，RI=T/C－1。

其中C为对照值，T为处理值，RI为化感效应指数。RI＞0为促进作用，RI＜0则为抑制作用，绝对值的大小与强度一致。

采用SPSS 17.0统计软件对试验数据进行方差分析，分析各处理对马尾松种子萌发及生长影响的差异显著性，如果差异显著则进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 1、2代林土壤不同浓度浸提液对种子萌发的影响

经不同浓度1代马尾松林土壤浸提液处理的发芽率及发芽势结果如表1、表2 中所示，经方差分析各处理间差异极显著。当土壤浸提液浓度为1︰5时，马尾松种子的发芽率和发芽势分别低于对照组0.98%、0.41%，随着浸提液浓度降低，发芽率及发芽势增加，当土壤浸提液浓度稀释到1︰10和1︰20时，马尾松种子的发芽率及发芽势均高于对照组，其中当浸提液浓度为1︰20时，马尾松种子的发芽率及发芽势分别高于对照组2.92%、5.74%。因此当浸提液浓度较高时，会对种子萌发产生一定的抑制作用，随着浸提液浓度降低，有利于马尾松种子的萌发。经多重比较，浓度1︰5与1︰20之间差异极显著，与1︰10之间差异显著。

经不同浓度2代马尾松林土壤浸提液处理的发芽率及发芽势结果如表1所示，2代林不同浓度土壤浸提液对种子萌发的影响与1代林一致，当土壤浸提液浓度为1︰5时，马尾松种子的发芽率和发芽势分别较对照组低5.45%、3.89%，而当浸提液浓度为1︰20时，马尾松种子的发芽率及发芽势分别较对照组增加了5.25%、7.38%。

根据表1结果显示，1、2代林土壤各浓度处理间差异不大。当浓度为1︰5，1代林土壤浸提液处理的种子的发芽率及发芽势均高于2代林，而当浓度稀释到1︰10和1︰20时，1代林土壤浸提液处理的种子的发芽率及发芽势均略低于2代林，但是在任何浓度下，1、2代林各处理结果差异均不明显。

表1 1、2代林土壤不同浓度浸提液对种子萌发的影响Table 1 Effects of soil extracts from the 1st and 2nd generations P. massoniana stands soil on seed germination

表2 不同处理间马尾松种子萌发方差分析Table 2 Variance analysis of P. massoniana seed germination among different treatments

2.2 1、2代林土壤不同浓度浸提液对马尾松芽苗生长的影响

由表3可以得出，经1代马尾松林不同浓度土壤浸提液处理后的芽苗根长、芽苗茎长以及芽苗鲜重、干重与对照组均差异不显著，其中芽苗根长度均低于对照组，当浸提液浓度为1︰5时，芽苗的茎长低于对照组，而当土壤浸提液浓度为1︰10和1︰20时，芽苗茎长均略高于对照。随着土壤浸提液浓度的降低，芽苗茎长呈增加趋势。当土壤浸提液浓度为1︰5、1︰10时，芽苗鲜质量略小于对照值，而干质量差异很小；当浓度稀释到1︰20时，鲜质量、干质量均大于对照组，但各浓度间总体差异不显著。总体看，浸提液浓度为1︰20时，较有利于芽苗生长。

经2代马尾松林土壤浸提液处理后的芽苗根长、芽苗茎长以及芽苗单株鲜质量、干质量与对照组均差异不大。浸提液浓度为1︰5和1︰10时，芽苗根长略高于对照，浓度稀释到1︰20时，芽苗根长低于对照；当浸提液浓度为1︰10时，芽苗茎长、鲜质量、干质量均大于其他处理；不同浓度浸提液处理后，芽苗茎长均大于对照，而当浓度为1︰5和1︰20时，芽苗鲜质量、干质量均小于对照，但差异不明显。总体来看，当浸提液浓度为1︰10时，芽苗生长较好。

由表3还可看出：1、2代马尾松林土壤浸提液处理的芽苗根长、茎长存在差异，但差异不大。1代马尾松林土壤浸提液处理后芽苗的根长略低于2代林。当土壤浸提液浓度为1︰5、1︰10时1代林土壤浸提液处理的芽苗茎长低于2代林，当浓度稀释到1︰20时，1代林高于2代林。经1、2代林土壤浸提液处理的芽苗鲜质量与干质量之间差异不大。经方差分析，结果见表4所示，栽种代数及浸提液浓度对芽苗根、茎生长，以及芽苗鲜质量和干质量均没有显著影响。

表3 1、2代林土壤不同浓度浸提液对芽苗生长的影响†Table 3 Effects of soil extracts from the 1st and 2nd generations P. massoniana stands soil on seedling growth

表4 不同处理间马尾松芽苗形态方差分析Table 4 Variance analysis of different treatments on P. massoniana seedling growth

3 结论与讨论

目前对于植物连栽障碍的研究已有不少，黄明闽[2]在针对天山云杉更新障碍研究中发现自毒作用是影响针叶林天然更新成败的关键因素。而对马尾松连栽的研究主要集中在对林分生产力、土壤养分含量、酶活性以及土壤微生物数量组成方面[8-9,11]，对于马尾松更新障碍的研究也仅以马尾松枯落物为研究对象[10]，而土壤作为植物生长的基质，其特性与植物生长息息相关，因此以连栽土壤浸提液为对象，研究其对马尾松种子萌发及芽苗生长的影响才能更为直观地反映连栽后土壤变化及其对马尾松生长的影响。

种子萌发是指种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化的过程。种子的发芽率和发芽势既是检测种子质量的重要指标之一，也是评价种子发芽特性的重要指标之一。实验表明:采用不同浓度土壤浸提液处理马尾松种子，1︰5、1︰20之间发芽率与发芽势差异极显著，1︰5与1︰10之间发芽率差异显著，发芽势差异极显著。随浸提液浓度降低，马尾松种子的发芽率、发芽势增加，可能与高浓度土壤浸提液抑制了种子吸水有关。1、2代马尾松林土壤浸提液对马尾松种子萌发的影响很小，利用不同栽种代数马尾松林土壤浸提液处理种子所进行的发芽实验结果表明:不同代间的发芽率和发芽势相差不大，处理间差异不显著；但经2代林土壤浸提液处理的发芽结果略好于1代，表明马尾松连栽后，不存在明显的自毒现象。

1、2代马尾松林土壤浸提液对马尾松芽苗生长的影响很小，利用不同栽种代数马尾松林土壤浸提液处理马尾松种子发芽实验，各处理对马尾松芽苗的根长、茎长略有轻微影响，但差异均不显著；各处理的芽苗鲜重、干重也差异不显著，说明芽苗的根长、茎长及单株鲜重、干重受1、2代马尾松林土壤浸提液影响较小。1︰5、1︰10和1︰20三个不同浓度土壤浸提液的芽苗根长、茎长以及单株鲜重、干重的均差异不显著。同样说明马尾松自毒作用不明显。而1代林土壤当土壤浸提液浓度为1︰20时，芽苗生长较好，2代林则是当浸提液浓度为1︰10时生长较好，可能与连栽后土壤成分变化有关，具体变化及作用机理尚需进一步研究。

[1] 丁贵杰,周志春,王章荣,等.马尾松纸浆用材林培育与利用[M].北京:中国林业出版社,2006:35-40.

[2] 黄闽敏,潘存德,罗 侠,等.天山云杉针叶提取物对种子萌发和幼苗生长的自毒作用[J].新疆农业大学学报,2005,28(3):30-34.

[3] 田大伦,沈 燕,康文星,等.连栽第1和第二代杉木人工林养分循环的比较[J].生态学报,2011, 9(31):5025-5031.

[4] 崔鸿侠,唐万鹏,胡兴宜,等.杨树人工林连栽对土壤生物学性质的影响[J].湖北林业科技,2009,(5):7-10.

[5] 明安刚.连栽桉树人工林群落结构复杂性和土壤养分变化的研究[D].南宁:广西大学,2008.

[6] 盛玮彤.我国人工林的地力衰退及防治对策[С]//盛玮彤.人工林地力衰退研究.北京:中国科学技术出版社,1992:15-19.

[7] 唐万鹏,李吉跃,漆良华,等.江汉平原连栽杨树人工林对土壤化学性质的影响[J].中南林业科技大学学报,2009,29(5):72-76.

[8] 温佐吾.不同密度2代连栽马尾松人工林生产力水平比较[J]. 浙江林学院学报,2004,21(1):22-27.

[9] 王 胤.一二代马尾松人工林生态系统比较研究[D].贵州:贵州大学,2005.

[10] 何佩云,丁贵杰.马尾松自毒作用的初步研究[J].种子,2009,9(9):29-31.

[11] 蔡 琼.一二代马尾松人工林土壤微生物数量及生物活性的对比研究[D].贵州:贵州大学,2006.

[12] Williamson G B,Richardson D. Bioassays for allelopathy:measuring treatment responses with independent controls[J]. Journal of Сhemical Ecology,1988,14(1):181-187.

Effects of soil extracts from the fi rst and second generation of Pinus massoniana stands on seed germination and seedling growth

SHEN Ling, DІNG Gui-jie
(Іnstitute of Silviculture and Ecology, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, Сhina)

Pinus massonianaseedlings were treated with different concentrations of soil extracts from the fi rst and second generation ofP. massonianastands. The results indicate that each concentration level of soil extracts had obvious differences in seed germination. The lower the concentration was, the higher the germination rate and germination energy were. The aqueous extracts from replant soil had no signif i cant effect on seed germination. When the concentration was 1︰20 of soil extracts from the fi rst generation ofP. massonianaforests, the growth of seedling was better than other treatments. And when the concentration was 1︰10 from the second generation,the seedlings grew best. Even so, there were no signif i cant effects on seedling growth with the concentration of soil extracts and the generation of successive planting. The results of germination experiments show that there was no obvious autotoxicity ofP. massonianawhen the second generation ofP. massonianawas replanted.

Pinus massoniana; successive planting; soil extracts; seed germination; seedling growth

S791.248

A

1673-023X (2012)05-0059-04

投稿日期： 2012-01-16

贵州省特助人才课题 (TZJF-2007-20)；贵州省人才基地建设项目(黔人颁发2009-9);贵州省创新团队建设项目(黔科合人才团队-2011)；贵州省林业重大项目 (黔林科合-2010-03)；国家“十二五”科技支撑课题“马尾松速生丰产林定向培育关键技术研究与示范”

沈 凌(1984-)，女，江苏南京人，硕士研究生，主要从事林木栽培生理生态研究；E-mail: arron-camille@hotmail.com

丁贵杰(1960-)，男，内蒙古突泉人，教授，博士生导师，主要从事森林培育和人工林稳定性研究

[本文编校：吴 毅]