樟子松人工林的自毒作用

陈江燕

(辽宁省固沙造林研究所，辽宁阜新 123000)



樟子松人工林的自毒作用

陈江燕

(辽宁省固沙造林研究所，辽宁阜新 123000)

摘要[目的]研究樟子松人工林的自毒作用，为樟子松人工林持续经营奠定技术基础。[方法]采用樟子松人工林下的表土、根际土、非根际土、地面枯落物的浸提液进行樟子松种子发芽试验，研究樟子松人工林是否存在自毒作用。[结果]樟子松不同浸提液中均存在抑制种子萌发的物质。根际土壤浸提液(1∶3)处理对樟子松种子活力指数、芽长、胚根长和幼茎长无显著影响；表土浸提液(1∶3)处理对幼茎长无显著影响，但对种子活力指数、芽长、胚根长具有显著抑制作用；非根际土浸提液(1∶3)处理除对胚根长无显著影响外，对种子活力指数、芽长、幼茎生长均有显著和极显著抑制作用；地面枯落物浸提液(1∶5)处理对胚根长有极显著的促进作用，对种子活力指数、芽长、幼茎长均有极显著的抑制作用。[结论]樟子松地面枯落物可能是其种子萌发及胚芽生长抑制物质的来源之一。

关键词樟子松；人工林；自毒作用

樟子松(Pinus sylvestrisvar． mongolica)天然分布于我国呼伦贝尔沙地和大兴安岭北部山地，具有耐干旱、耐瘠薄等优良特征。自20世纪50年代中期辽宁省章古台沙地引种成功以来，樟子松已扩种到整个“三北”地区，成为我国“三北防护林工程”和“治沙工程”建设的主要针叶造林树种。作为“三北”地区的主要防风固沙树种，樟子松既对该地区防沙治沙、生态恢复起到了重要作用，又产生了一定的经济、社会效益。然而自1991年起，樟子松枯梢病在该地开始流行，其危害严重，已遍及辽宁全省，樟子松林生产力下降日趋明显，严重影响了樟子松人工林的持续经营。辽宁省固沙造林研究所根据生态环境学和现代森林病理学原理与方法，采用多学科联合攻关的方式，深入系统地研究了樟子松枯死的难题，并提出了防治对策。笔者采用樟子松人工林根际土、非根际土、表土及地面枯落物浸提液进行樟子松种子发芽试验，研究樟子松人工林的自毒作用，为樟子松人工林持续经营奠定技术基础。

1材料与方法

1.1供试材料种子采自辽宁省彰武县章古台固沙造林实验林场樟子松林地，是隔年产樟子松种子。

1.2试验设计标准地选设在章古台樟子松人工林，标准地土壤类型为风沙土，2015年4月末在标准地进行取样。选择标准木2～3株，从树干基部开始逐段、逐层地挖去上层覆土，追踪根系的伸展方向，然后沿侧根找到须根部分，挖去分枝，将须根带土取出，保留距根表4mm左右的土壤，采用抖落法取根际土壤[1]。在标准地内，采用“之”字形路线多点取样，分别取地面枯落物、表土(0～5cm)、非根际土(0～50cm)样品，混合、烘干、处理备用。将樟子松人工林下的根际土、非根际土、表土、地面枯落物制备成各种浸提液，以无菌水作对照，6月初进行发芽试验，15d后结束发芽试验。浸提液共设5个处理(表1)，每个处理重复3次。

表1　不同类型浸提液

1.3研究方法

1.3.1浸提液制备。将樟子松人工林下的根际土、非根际土、表土分别加入无菌水浸48h后，制备成1∶3浸提液；地面枯落物用无菌水浸48h并煮5min，制成地面枯落物母液，母液用无菌水稀释成1∶5浸提液，装入瓶中，低温保存待用。

1.3.2发芽试验。在直径12cm的培养皿底部放入1张滤纸，放入烘干箱中，在105 ℃下灭菌6h。将试验种子用0.15%福尔马林浸泡20min，倒去福尔马林后，再闷种30min，取出后用无菌水冲洗数次，在每个培养皿上整齐排列经过筛选的种子50粒，分别滴加各种浸提液，使培养皿保持足够湿润，放置培养箱(25 ℃)中培养，15d后检查发芽结果，测量胚根及幼茎长度。

1.3.3数据统计。发芽率=发芽种子数/供试种子数×100%

种子活力指数=S×∑(Gt/Dt)，S为芽长；Gt指不同时间的发芽量；Dt指不同的发芽天数。

根据测定各处理值(T)和对照值(C)，计算自毒作用效应指数RI=(T-C)/C，当RI>0时，表示存在促进作用；当RI<0时，表示存在抑制作用，其绝对值大小与作用强度一致[2-3]。

2结果与分析

2.1不同浸提液对樟子松种子发芽的影响不同浸提液对樟子松种子发芽的影响可从种子发芽率体现，与无菌水处理对比(表2)，不同浸提液处理的樟子松种子发芽率均呈明显下降趋势，其自毒作用效应指数均为负值(表3)。樟子松表土、非根际土、根际土壤、地面枯落物浸提液处理的种子发芽率的自毒作用效应指数与无菌水处理对比都达极显著差异。

表2不同浸提液对樟子松种子萌发的影响

Table 2Effects of different leaching liquor on seed germination ofPinussylvestris

处理Treatment发芽率Germinationrate∥%种子活力指数Seedvigorindex芽长Shootlengthcm胚根长Radiclelengthcm幼茎长Cauliclelengthcm①72.0029.866.222.333.89②52.0020.255.841.933.91③46.0017.765.792.263.53④44.0023.845.962.253.71⑤48.0018.145.672.682.99

表3　自毒作用效应指数

注：以无菌水作对照进行方差分析，其他类推。同列数据后*表示差异达显著水平(P<0.05)，**表示差异达极显著水平(P<0.01)。

Note：Sterile water is used as control to conduct variance analysis.Data in the same column followed by * stands for significant difference(P<0.05)，** stands for extremely significant difference(P<0.01).

2.2不同浸提液对樟子松种子胚芽、胚根、幼茎生长的影响

2.2.1对樟子松种子胚芽生长影响。不同浸提液下樟子松种子胚芽生长与无菌水处理对比均呈下降趋势(表2)，其自毒作用效应指数均为负值(表3)。说明表土、非根际土、根际土、地面枯落物浸提液中均存在抑制樟子松种子胚芽生长的物质。其中地面枯落物与无菌水处理对比有极显著差异，表土、非根际土与无菌水处理对比有显著差异，根际土与无菌水处理对比无显著差异。另外，经地面枯落物浸提液处理的樟子松种子长出的胚芽纤细、枯黄，说明地面枯落物中存在不利于樟子松种子胚芽生长的物质。

2.2.2对樟子松种子胚根生长影响。植物根系是吸收肥水的主要器官，也是很多物质同化、转化或合成的器官，因此根系生长发育状况直接影响植物个体的生命活动。与无菌水处理对比(表2)，除地面枯落物浸提液处理外，其余各浸提液处理樟子松种子胚根生长均呈现下降趋势，其自毒作用效应指数除地面枯落物浸提液处理外均为负值(表3)，表土浸提液处理对樟子松胚根生长具有显著抑制作用，而地面枯落物浸提液处理具有极显著促进作用。

2.2.3对樟子松种子幼茎生长影响。与无菌水处理对比，除表土浸提液处理外，不同浸提液处理樟子松种子幼茎生长均呈下降趋势(表2)，其自毒作用效应指数除表土浸提液处理外均为负值(表3)。地面枯落物浸提液、非根际土浸提液处理对樟子松幼茎生长有极显著抑制作用，其他浸提液处理与无菌水处理对比无显著差异。说明非根际土浸提液和地面枯落物浸提液中存在抑制幼茎生长的物质。

2.3不同浸提液对樟子松种子活力影响种子活力主要受遗传因素和环境因素影响，环境因素包括气候条件、土壤条件等[2]，这里主要研究土壤条件对樟子松种子活力影响，种子活力指数受芽长和不同时间发芽量的影响。不同浸提液处理的樟子松种子活力指数与无菌水处理对比都呈下降趋势(表2)，其自毒作用指数均为负值(表3)，说明各类型土壤中均存在影响樟子松种子活力的因素。其中地面枯落物、非根际土浸提液处理与无菌水处理对比有极显著抑制作用，表土浸提液处理与无菌水处理对比有显著抑制作用。

3结论

(1)樟子松表土、非根际土、根际土、地面枯落物浸提液中均存在不利于种子萌发的物质，其自毒作用效应指数与无菌水处理对比达极显著差异。

(2)樟子松表土、非根际土、根际土、地面枯落物浸提液中均存在抑制樟子松种子胚芽生长的物质，其中地面枯落物浸提液与无菌水处理对比有极显著差异，表土、非根际土浸提液与无菌水处理对比有显著差异；表土浸提液对樟子松胚根生长具有显著抑制作用，而地面枯落物浸提液处理具有极显著促进作用；地面枯落物、非根际土浸提液处理对樟子松幼茎生长有极显著抑制作用。

(3)樟子松根际的不同土壤中均存在影响樟子松种子活力的因素，其中地面枯落物、非根际土浸提液与无菌水处理对比有极显著抑制作用；表土浸提液与无菌水处理对比有显著抑制作用。

参考文献

[1] 张学利，杨树军，张百习，等.不同林龄樟子松根际与非根际土壤的对比[J].福建林学院学报，2005，25(1)：80-84.

[2] 马祥庆，刘爱琴，黄宝龙.杉木人工林自毒作用研究[J].南京林业大学学报，2000，24(1)：12-16.

[3] 王景升.种子学[M].北京：中国农业出版社，1994：70-74.

作者简介陈江燕(1972- )，女，辽宁北镇人，高级工程师，从事森林保护研究。

收稿日期2016-04-06

中图分类号S 723.1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)13-224-02

SelfToxicEffectofPinus sylvestrisPlantation

CHENJiang-yan

(LiaoningProvinceSandsStabilizationandAfforestationResearchInstitute,Fuxin,Liaoning123000)

Abstract[Objective] The aim was to study self toxic effect of Pinus sylvestris plantation amd lay a technical foundation for sustainable operation. [Method] P. sylvestris seed germination experiment was conducted by using surface soil, rhizosphere soil, non rhizosphere soil, ground litter leaching liquor, whether there is a self toxic effect of P. sylvestris plantation was studied. [Result] Different leaching liquor of P. sylvestris all exist seed germination inhibition materials. Rhizosphere soil(1∶3) had no significant effects on seed vigor index, shoot length, radicle growth; surface soil(1∶3) had significant effects on seed vigor index, shoot length, radicle growth; non rhizosphere soil(1∶3) had significant inhibition effects on seed vigor index, shoot length and caulicle growth; ground litter(1∶5) had extremely significant promotion effect on radicle growth, while had extremely significant inhibition effect on seed vigor index, shoot length and caulicle growth. [Conclusion] Ground litter is one of the possible inhibition materials of seed germination and germ growth of P. sylvestris.

Key wordsPinus sylvestris; Forest plantation; Self toxic effect