土壤酸碱度与模拟酸雨对矾根的生长状况影响初步研究

寿佳琦，许海杰，蔡建国

(浙江农林大学 园林学院，浙江 杭州 311300)

1 引言

矾根(Heucheramicrantha)又名珊瑚铃，虎耳草科矾根属，多年生耐寒浅根性草本花卉。喜阳，耐阴，极耐寒，能在-34 ℃低温下正常生长。适宜生长在中性偏酸、排水良好、富含腐殖质的肥沃土壤中，其生长旺盛，叶色丰富，叶形多变，是优良的彩叶阴生地被植物[1]。其中，“紫色宫殿”是其代表，在早期广泛栽培，该种矾根原产北美，由小花矾根和毛矾根杂交而来。

矾根为外来引进物种，在我国适应性好且观赏价值高，有广泛的园林用途[2]。但国内对此类型植物的土壤的生态适应性研究较少。通过了解该品种矾根对土壤pH值的适应性,可预测其潜在的分布范围和对该种的实际运用提供理论指导[3～7],对采取有效的调控措施、改良土壤、改善矾根品质、提高矾根存活率具有重要的意义，同时为确定其生态幅，为扩展区域预测和生态风险评估提供依据[8]。

2 材料与方法

2.1 实验材料

选用“紫色宫殿”矾根种子，购买于2017年9月，产自美国panamerican seed种子公司，室温保存，种子外部有包衣，每粒种子半径规格相近。选此作为不同pH值土壤环境种子萌发实验材料。

供试土壤选用丹麦品氏0～10 mm规格泥炭土，土壤pH值经品氏公司出厂时调节已达到6.0左右。

2.2 实验方法

2.2.1 实验处理方法

(1) 根据浙江省酸性降水中平均离子组成及通常模拟酸雨试验中所采用的配比， H2SO4∶ HNO3= 8∶1 (V/V)，用 H2SO4(浓度 98%，密度 1． 84 g/mL) 和 HNO3(浓度 68%，密度 1.4 g/mL)配置母液，并用蒸馏水稀释。取40 gNaOH晶体配置NaOH母液(浓度 40%，密度 1.43 g/mL)。

(2) 将土壤分组，取稀释母液和蒸馏水对各组土壤进行处理，待各处理组的水份被土壤充分吸收后，使用精确pH试纸测定各组土壤pH值，直到各组土壤pH值分别为4.0、5.0、5.7、5.9、6.0、6.1、6.3、6.5、7.0、8.0，其中土壤pH值6.0组为对照组(CK)。

(3) 不同土壤pH值对种子萌发和植株形态的影响。将32孔穴盘(上口径60 mm，底部28 mm，深度53 mm，单个容积约110 mL)置入经过pH调节的各组土壤，将种子放入穴盘，每孔2粒，每组20穴。处理后用稀释液保持土壤pH值，观察、记录种子萌发情况。取各组存活植株植于10×10营养钵中，每组10株，将各实验组置于通风、遮雨环境，观察、记录植株形态。

(4) 酸雨在不同土壤酸碱度条件下对矾根植株形态影响。将经过pH调节的各组土壤置入10×10营养钵中，取长势相似的健壮矾根幼苗，植于营养钵。将酸雨母液稀释，每隔一段时间对每组喷施相同等量pH为4.0的酸雨溶液，将各实验组置于通风、遮雨环境，于60 d后观察、记录植株形态。

(5) 不同土壤pH值对植株抗旱能力影响。取植于不同土壤pH环境，植株形态产生差异的植株置于通风、遮雨环境，对其进行干旱测试，记录各植株存活时间。

2.2.2 测定项目及方法

(1)土壤pH值的测定。取适量土壤置于干燥烧杯，加入与所取土壤相同体积的蒸馏水，混匀，静置30 min，用精确pH试纸测定土壤 pH值[5]。

(2)发芽率测定。于播种20 d后记录种子发芽数量，通过(发芽数量/播种数量)×100%公式获得发芽率。

(3)生长指标的测定。使用精度为1 mm的直尺，每20 d测定株高[4～6]。每处理测量10株，取平均值。

(4)存活时间测定。断水后每日统计各组植株干枯萎蔫情况，以地上部分彻底倒伏作为死亡认定，统计各植株存活时间，各组取平均值。

2.3 数据统计与分析

统计数据用平均值表示。使用Excel 2016软件对数据统计、处理和作图。

3 结果与分析

3.1 土壤pH值对矾根种子萌发率的影响

图1结果表明，土壤pH值的过高和过低，均会严重影响矾根种子的发芽率。且当土壤pH值为5.9～6.3时，矾根种子发芽率明显高于其他组。当土壤pH值低于5.0或高于8.0时，会严重抑制矾根种子发芽。

图1 土壤pH值对矾根种子萌发率的影响

3.2 土壤pH对矾根植株形态的影响

图2结果表明，土壤pH的过高和过低，会影响矾根的植株形态。且当土壤pH值为5.9～6.1时，矾根生长状况优于其他组。当土壤pH值低于5.0或高于8.0时，会严重影响矾根植株形态，本次试验土壤pH值为5.0组、pH值为8.0组存活约一个月后死亡。

图2 土壤pH对矾根植株形态的影响

3.3 酸雨对不同土壤pH的矾根植株形态影响

图3结果表明，种植于酸性土壤的矾根抗酸雨能力较弱，而种植于弱酸性至中性土壤的矾根抗酸雨能力较强，产生这种情况的原因可能与矾根种植时间较短，对pH值改变较敏感有关，处于弱酸性至中性土壤的矾根在灌溉酸雨后改变了其土壤pH值，使其更适合矾根生长。但在提高实验周期后，结果可能有所改变。

图3 酸雨对不同土壤pH的矾根植株形态影响

3.4 土壤pH值对长期栽植于该种土壤的矾根抗旱能力影响

图4结果表明，土壤pH对长期栽植于该种土壤的矾根抗旱能力影响较小。

图4土壤pH值对长期栽植于该种土壤的矾根抗旱能力影响

4 结论

通过试验成果的对比分析，不同土壤pH值对矾根种子萌发率、植株形态有明显影响，土壤pH值对矾根生态适应性影响明显，最适宜其生长繁殖的土壤pH值约为6.0～6.1，且幼苗时期对土壤pH值要求较高，度过幼苗期后对土壤pH要求降低。酸雨会在一定程度上影响矾根植株形态和生态适应性，对生长于酸性土壤条件的矾根抑制生长现象，对生长于中性至弱碱性土壤的矾根有调节土壤pH值的作用，短期呈现促进生长的作用，但长期处于此种环境可能会转变为抑制作用。