木醋液对樟幼苗土壤特性的影响*

韩浩章 张丽华 王晓立 李素华 张 颖 王 芳

(宿迁学院建筑工程学院，江苏 宿迁 223800)

樟 (Cinnamomumcamphora) 又名香樟、芳樟、乌樟，是亚热带常绿阔叶植物，主要分布于我国南方及西南各省区，现日本也有栽培，是优良的城市绿化树种、材用树种和林用树种。樟喜温暖湿润气候，在微酸性至中性土壤中生长良好，而我国苏北部分地区城区土壤有机质含量低，营养缺乏，pH值在8.4～9.0[1]，盐碱胁迫对樟幼苗根际土壤酶活性影响很大[2]，并进一步影响其对养分离子的吸收与光合特性[3-4]，影响樟的正常生长发育。木醋液是通过植物蒸馏得到的一种可降解有机酸，含有酸、酚、醛、酮、酯类等200多种有机成分[5]，最初因能促进植物生长而受到关注，在我国已被广泛应用于促进植物生长、改良土壤、增进产量、改善品质、防治病虫害等方面[6]。相关研究表明，木醋液可增加土壤中2～2.5 mm的团粒数量，改善土壤结构[7]，还可降低土壤pH值[8-9]、降低土壤盐分[10]、提高土壤有机质含量[11]。适宜浓度的木醋液还能够增加土壤细菌的种类及活跃度[12]、减少真菌数量[7]，对土壤酶的活性进行调节[13]。土壤酶主要来源于土壤微生物和根系分泌物，直接参与土壤中物质的转化、养分释放和固定过程[14]，植物的生长与土壤酶活性呈显著或极显著正相关[15-16]。樟作为土壤酸碱度敏感型植物，土壤酶活性对樟养分的吸收非常重要，研究木醋液浓度对樟根际土壤酶活性及土壤特性的影响，能为进一步探索樟在苏北地区土壤环境下进行种苗生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料来源

试验材料选自宿迁学院园林苗木基地生长正常的1年生盆栽樟幼苗，每盆3株，苗高20～25 cm。栽培基质为基地田园土，土壤质量6.2 kg，pH值7.29，电导率 (EC) 值733 μS/cm，有机质含量1 068 mg/kg，有效钾含量234.38 mg/kg，有效磷含量3.67 mg/kg，铵态氮含量25.39 mg/kg，含盐量0.007%，硝态氮含量139.79 mg/kg。

2017年3月10日将幼苗移入盆中进行培养，正常水分管理，共60盆，分4组处理，每组处理15盆。2017年5月10日以清水 (0%) 为对照 (CK)，其余3组处理分别浇施0.2%、1%、5%木醋液各1 000 mL/盆，此后进行正常水分管理，清水pH为7.29，3个浓度木醋液的pH分别为2.95、3.49、5.04。之后分别于第7、14、21、28、35天检测幼苗栽培土壤的pH值、EC值、有机质含量、脲酶、过氧化氢酶、转化酶、中性磷酸酶和蛋白酶活性，3次重复，取平均值进行统计分析。本试验所用木醋液为东营润益生物科技有限公司提供，pH为2.9，水分含量18.77%、酸类含量14.61%、酚类含量14.18%、醇类含量29.09%、醛酮类含量21%、酯类含量1.62%，烷烃类含量0.7%。

1.2 取样方法

取土时参考颜路明等[2]的方法略作修改，去除表层2 cm土层，取3～15 cm深度距根部2 cm以内的根区土壤样品。阴干，去除植物残根，土样过80目筛，作好标记并保存于4 ℃冰箱中，用于土壤pH值、土壤酶活性、EC值、有机质含量的测定。

1.3 测定方法

土壤pH值采用pH计 (梅特勒FE20K) 测定 (m(土)∶m(水)=1∶5)；电导率采用电导率仪 (上海越平DDS-307) 测定 (m(土)∶m(水)=1∶5)；土壤有机质含量采用外加热硫酸法测定[17]。土壤脲酶、土壤中性磷酸酶、土壤转化酶、土壤蛋白酶和土壤过氧化氢酶活性参考颜路明等[2]和严昶升[18]的方法进行测定。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel制表，用SPSS 21.0进行数据统计，用最小显著差数法 (LSD) 分析数据之间的差异性。

2 结果与分析

2.1 不同浓度木醋液处理对樟幼苗土壤理化指标的影响

2.1.1不同处理土壤pH值分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤pH值的影响见表1。

表1 不同浓度木醋液对樟幼苗土壤pH值的影响Table 1 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil pH value of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

由表1可知，不同浓度木醋液处理降低了樟幼苗的土壤pH，浓度越大越明显。在处理第7天时，不同浓度木醋液处理分别比对照降低了2.10%、4.20%、10.62%。随着培养时间的延长，土壤pH值呈缓慢升高趋势，到第35天时，不同浓度木醋液处理分别比对照降低了0.51%、1.75%、5.26%，其中低浓度 (0.2%、1%) 处理与对照差异不显著，而高浓度 (5%) 木醋液处理的pH值与对照差异显著 (P< 0.05)。

2.1.2不同处理土壤EC值分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤EC值的影响见表2。

表2 不同浓度木醋液对樟幼苗土壤EC值的影响Table 2 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil EC value of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

由表2可知，不同浓度木醋液处理在培养前期提高了樟幼苗的土壤EC值，浓度越大越明显。在处理第7天时，不同浓度木醋液处理分别比对照提高了4.46%、6.10%、13.24%。随着培养时间的延长，EC值呈缓慢下降趋势，到第35天时，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理的EC值分别比对照低1.16%和2.85%，其中0.2%浓度木醋液处理与对照差异不显著，1%浓度木醋液处理与对照差异显著 (P< 0.05)，而高浓度 (5%) 木醋液处理的EC值与对照差异显著 (P< 0.05)，高于对照6.10%。

2.1.3不同处理土壤有机质含量分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤有机质含量的影响见表3。

由表3可知，不同浓度木醋液处理增加了樟幼苗土壤的有机质含量，浓度越大越明显。在处理第7天时，不同浓度木醋液处理的有机质含量分别比对照提高了25.72%、40.88%、105.32%。随着培养时间的延长，有机质含量呈逐步下降趋势，到第35天时，不同浓度木醋液处理的有机质含量分别比对照提高了8.53%、31.97%、89.31%，其中0.2%浓度木醋液处理与对照差异不显著，而1%浓度木醋液处理和5%浓度木醋液处理的有机质含量与对照差异显著 (P< 0.05)。

表3 不同浓度木醋液对樟幼苗土壤有机质含量的影响Table 3 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil organic matter content of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

2.2 不同浓度木醋液处理对樟幼苗土壤酶活性的影响

2.2.1不同处理土壤转化酶活性分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤转化酶活性的影响见表4。

表4 不同浓度比木醋液对樟幼苗土壤转化酶活性的影响Table 4 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil conversion enzyme activity of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

由表4可知，不同浓度木醋液处理提高了樟幼苗土壤转化酶活性。在处理第7天时，不同浓度木醋液处理的土壤转化酶活性分别比对照提高了52.51%、76.56%、36.68%。随着培养时间的延长，对照和低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理的土壤转化酶活性呈先降后升趋势，高浓度 (5%) 木醋液处理的土壤转化酶活性呈下降趋势，在第35天时，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理的土壤转化酶活性显著高于对照 (P< 0.05)，而高浓度 (5%) 木醋液处理的土壤转化酶活性略低于对照0.91%，但差异不显著。

2.2.2不同处理土壤脲酶活性分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤脲酶活性的影响见表5。

表5 不同浓度木醋液对樟幼苗土壤脲酶活性的影响Table 5 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil urease activity of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

由表5可知，不同浓度木醋液处理在培养前期对樟幼苗土壤脲酶活性有抑制作用。第21天时抑制作用最明显，此时不同浓度木醋液处理的土壤脲酶活性分别比对照降低了52.21%、54.72%、79.62%。整个培养过程中，对照的土壤脲酶活性呈缓慢上升趋势，而不同浓度木醋液处理的土壤脲酶活性呈先下降后上升趋势，在第35天时，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理的土壤脲酶活性分别比对照提高了2.73%和9.92%，但0.2%浓度木醋液处理的土壤脲酶活性与对照差异不显著，高浓度 (5%) 木醋液处理的土壤脲酶活性显著低于对照 (P< 0.05)。

2.2.3不同处理土壤中性磷酸酶活性分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤中性磷酸酶活性的影响见表6。

表6 不同浓度木醋液对樟幼苗土壤中性磷酸酶活性的影响Table 6 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil neutral phosphatase activity of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

由表6可知，不同浓度木醋液处理在培养前期对樟幼苗土壤中性磷酸酶活性有促进作用，但浓度越大，其促进效果越差。在处理第7天时，不同浓度木醋液处理的土壤中性磷酸酶活性分别比对照提高了56.59%、21.43%、4.4%。随着培养时间的延长，对照的土壤中性磷酸酶活性呈缓慢上升趋势，而不同浓度木醋液处理的土壤中性磷酸酶活性呈下降趋势，在第35天时，不同浓度木醋液处理的土壤中性磷酸酶活性显著低于对照 (P< 0.05)，分别比对照降低了27.31%、41.85%、52.86%。

2.2.4不同处理土壤蛋白酶活性分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤蛋白酶活性的影响见表7。

表7 不同浓度木醋液对樟幼苗土壤蛋白酶活性的影响Table 7 Effects of different concentration of pyroligneous on the soil protease activity of C.camphora seedlings

注：不同小写字母表示不同处理间差异显著 (P< 0.05)。

由表7可知，不同浓度木醋液处理在培养前期对樟幼苗土壤蛋白酶活性有抑制作用。在培养第7天时，不同浓度木醋液处理的土壤蛋白酶活性分别比对照降低了36.14%、34.65%、40.84%。随着培养时间的延长，对照的土壤蛋白酶活性呈缓慢下降趋势，而不同浓度木醋液处理的土壤蛋白酶活性呈逐渐上升趋势，在第35天时，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理的土壤蛋白酶活性显著高于对照 (P< 0.05)，其中，1%浓度木醋液处理的效果最好，而高浓度 (5%) 处理的土壤蛋白酶活性仍然低于对照3.92%，差异不显著。

2.2.5不同处理土壤过氧化氢酶活性分析

不同浓度木醋液对樟幼苗土壤过氧化氢酶活性的影响见表8。

由表8可知，不同浓度木醋液处理提高了樟幼苗土壤过氧化氢酶活性。在处理第7天时，不同浓度木醋液处理的土壤过氧化氢酶活性分别比对照提高了187.11%、229.03%、283.87%。随着培养时间的延长，各处理的土壤过氧化氢酶活性呈上升趋势，在第35天时，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理的土壤过氧化氢酶活性显著高于对照 (P< 0.05)，其中，1%浓度木醋液处理的效果最好，而高浓度 (5%) 处理的土壤过氧化氢酶活性略低于对照3.39%，差异不显著。

注：不同的小写字母表示不同处理之间差异显著 (P< 0.05)。

3 结论与讨论

樟生长发育受土壤环境影响较大，我国苏北地区城区绿化土壤有机质含量低，土壤pH为8.4～9.0，土壤氮、磷、钾含量低，微量元素匮乏，土壤容重大[1]，严重影响樟幼苗对养分的吸收与分配，常出现生长不良或缺铁性黄化病。许多研究表明，施用木醋液能有效提高土壤团粒结构数量，提高有机质含量，降低土壤pH值，提高微量元素有效性，提高微生物数量和活性，改良土壤环境[8,13,19-21]。但对木醋液如何影响土壤EC值，没有一致的结论，有研究认为木醋液显著增加EC值[21-22]，有的则认为木醋液对EC值无显著影响[11]，有的认为木醋液显著降低EC值[13,19-20]。从本研究结果来看，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理降低了樟幼苗根际土壤pH值，提高了土壤有机质含量，改良了植物生长环境，在培养前期提高土壤EC值，但在培养后期降低土壤EC值，保证植物不受土壤盐分浓度过高的影响，其中1%浓度木醋液处理效果最好，与周红娟等[13]、程虎等[19]、范春丽等[20]和张亚兰等[10]的研究结果一致。而高浓度 (5%) 木醋液处理虽然降低了樟幼苗根际土壤的pH值，但却大大提高土壤EC值。有学者认为，添加高浓度木醋液可能瞬间改变植物根际土壤环境pH值和氧化还原电位，从而活化被土壤固定的养分离子，除了渗透胁迫外，还能抑制土壤微生物尤其是喜好偏中性的放线菌和细菌的繁殖与活性[19]。另外，土壤溶液pH值骤然下降，还对植物生长发育不利，主要表现为根长变短，须根变少，总生物量下降，相对电解质外渗率和丙二醛 (MDA) 含量增加，从而引起根系活力下降[23-25]，植物养分吸收受到抑制。

土壤酶主要来源于土壤微生物和根系分泌物，直接参与土壤中物质的转化、养分释放和固定过程[14]。有研究表明，木醋液施用浓度对土壤酶活性的影响具有双重性，适宜浓度的木醋液处理促进土壤酶活性，浓度过高则会抑制土壤酶活性[26]。从本研究结果可以看出，与对照相比，不同浓度木醋液处理在培养初期明显提高了樟幼苗土壤转化酶、土壤中性磷酸酶和土壤过氧化氢酶活性，而抑制了土壤脲酶和土壤蛋白酶活性。随着培养时间的延长，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液在处理前期抑制了土壤转化酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶活性，第21天开始又促进土壤转化酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶活性提高，整个培养过程中促进土壤过氧化氢酶活性提高，而降低了土壤中性磷酸酶活性，其中1%木醋液处理促进效果最好；高浓度 (5%) 木醋液处理的土壤脲酶、土壤蛋白酶、土壤中性磷酸酶、土壤转化酶和土壤过氧化氢酶活性均低于对照，而土壤转化酶活性与对照无明显差异，与前人的研究结果基本一致[13,19,26-27]。土壤酶与土壤微生物、土壤养分和植物生长状况有较强的相关性，适宜浓度木醋液处理提高土壤酶的活性，而土壤酶活性的提高可促使土壤中大分子有机化合物降解为糖类、氨基酸、可溶性有机碳、氮等小分子化合物，为微生物发育提供载体或基质，促进微生物 (主要是细菌和放线菌) 的数量和活性增加[7,19,28]；也有可能是木醋液中含有大量有机物质，这为酶促反应提供了底物或底物类似物，从而诱导了土壤微生物酶的分泌；另外，也可能与植物根系生长状况有关[29]，适宜浓度木醋液处理促进植物根系的生长和活力提高，植物根系越发达,土壤酶的活性也越高[30]。范春丽等[20]、刘敏等[26]和周红娟等[31]的研究结果表明，单施木醋液对土壤中有效磷的含量影响不明显，高浓度处理降低有效磷的含量，这可能与土壤中磷酸酶的活性降低有关，与本研究结果一致。在本研究中，高浓度 (5%) 的木醋液对土壤酶活性表现出抑制效应，与邹小明等[32]和Blagodatskaya等[33]的结论一致，一方面可能是因为高浓度的木醋液中含有大量的酚类物质和有机酸类物质，大大抑制土壤微生物的繁殖和活性[19,34]，另一方面，可能是高浓度的木醋液处理抑制樟幼苗根系的生长，降低根系活力，从而进一步影响植物根系分泌物的数量，影响土壤酶的活性[30]。随着培养时间的延长，木醋液逐渐被分解利用，为微生物繁殖提供可直接吸收利用的营养物质，从而促进微生物数量和活性提高，根系活力恢复，土壤酶活性提高；而高浓度木醋液对环境微域改变较大，不利于促使微生物短时间繁殖，植物根系生长受到抑制，甚至死亡，从而导致土壤酶活性降低[19]。另外，本研究时间仅为35天，此时1%木醋液处理的樟幼苗生长表现最好，生物量最大，而5%木醋液处理的已有部分干枯死亡，关于木醋液处理改善樟幼苗盆栽土壤环境的时效性还需要进一步研究。

综上所述，低浓度 (0.2%、1%) 木醋液处理促进了土壤转化酶、土壤脲酶、土壤蛋白酶和土壤过氧化氢酶的活性提高，而降低了土壤中性磷酸酶的活性，降低了樟幼苗根际土壤的pH值和EC值，提高了土壤中有机质的含量，改良了植物生长环境，其中1%浓度木醋液处理效果最好。