延安人工林根區(qū)和非根區(qū)土壤有機質(zhì)和pH分析

王詣+曹陽陽+楊旭艷+賀治慧

摘 要：為了解延安地區(qū)人工林地土壤根區(qū)和非根區(qū)有機質(zhì)和pH的差異性，在延安市寶塔區(qū)文匯山上采集了側(cè)柏、楊樹、核桃樹、地棠、鋪地柏及酸棗根區(qū)及非根區(qū)土壤進行測定和分析。每個采樣區(qū)分0～20cm、20～40cm、40～60cm3個層次。結(jié)果表明：所有土樣有機質(zhì)含量平均為12.27g/kg，根區(qū)有機質(zhì)含量13.05g/kg高于非根區(qū)11.49g/kg。在土壤深度為0～20cm、20～40cm、40～60cm時，有機質(zhì)含量分別為14.45g/kg、12.07g/kg、10.31g/kg?？梢娡寥郎疃仍缴钣袡C質(zhì)含量越低。所有土樣pH平均為8.18，根區(qū)pH為8.16，較非根區(qū)8.21偏酸性。在土壤深度為0～20cm、20～40cm、40～60cm時，pH分別為8.14、8.18、8.24，可見土壤深度越深越偏堿性。對于不同植物，有機質(zhì)含量大小依次為酸棗>地棠>楊樹>側(cè)柏>鋪地柏>核桃，灌木類>喬木類；pH含量大小依次為核桃>楊樹>側(cè)柏>鋪地柏>酸棗>地棠，喬木類>灌木類。

關(guān)鍵詞：人工林；土壤；根區(qū)；非根區(qū)

中圖分類號 S151.9 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）07-0079-03

Abstract：In order to understand the nutrient differences between soil root zone and non root zone in Yan'an plantation，from Yan'an Baota District，Wenhui mountain collected the root zone and non root zone soil of Platycladus orientalis，Pterocarya stenoptera，Juglans regia，Kerria japonica，Sabina procumbens and Ziziphus jujuba to measure and analyze. Each sample space distinguishes 0～20cm，20～40cm，40～60cm three levels. The results showed that the content of organic matter in all soil samples was 12.27g/kg，and the organic matter content in the root zone was higher than that in the non root zone respectively. In the soil depth of 0～20cm，20～40cm，40～60cm，the organic contents were 14.45g/kg，12.07g/kg and 10.31g/kg. The deeper the soil depth，the lower the organic matter content. The average pH was 8.18 in all soils，and the root zone pH was 8.16，more acidic than non-root zone，which was 8.21. In the soil depth of 0～20cm，20～40cm，40～60cm，pH were 8.14， 8.18，8.24. So the deeper the soil depth，the more alkaline. For different plants，the organic contents followed Ziziphus jujuba>Kerria japonica>Pterocarya stenoptera>Platycladus orientalis>Sabina procumbens>Juglans regia，shrubs>trees；The content of pH were Juglans regia>Pterocarya stenoptera>Platycladus orientalis>Sabina procumbens>Ziziphus jujuba>Kerria japonica，trees>shrubs.

Key words：Plantation；Soil；Root zone；Non root zone

在根區(qū)這個微域環(huán)境內(nèi)，植物所需的各種養(yǎng)分和土壤中的一些有害物質(zhì)都可通過這一環(huán)境從土壤中進入植物體，使得根區(qū)這一環(huán)境的土壤物理化學性質(zhì)和生物化學過程不同于一般土體，根區(qū)土壤中各種養(yǎng)分的含量和分布與非根區(qū)土壤有明顯差異[1]。國內(nèi)許多學者針對根區(qū)和非根區(qū)土壤養(yǎng)分進行了大量研究，例如，樊博等對貴州省何首烏種植基地根區(qū)與非根區(qū)土壤養(yǎng)分含量的差異性進行研究，結(jié)果表明，種植基地根區(qū)土壤養(yǎng)分含量總體上大于非根區(qū)土壤[2]。李博等研究了孩兒參不同種植方式對土壤養(yǎng)分的影響，結(jié)果表明，不同種植方式下根區(qū)土壤養(yǎng)分含量差異較大，7種不同種植方式根區(qū)土壤養(yǎng)分含量均顯著高于非根區(qū)土壤，根區(qū)土壤pH值平均低于非根區(qū)土壤0.32[3]。樂樂等研究了0～5年、6～10年、11～15年、16～20年、21～25年5種種植年限的金銀花，對其根區(qū)與非根區(qū)土壤養(yǎng)分狀況分析，結(jié)果表明：不同種植年限的金銀花根區(qū)土壤與非根區(qū)土壤pH值、有機質(zhì)有極顯著差異，與非根區(qū)相比，根區(qū)土壤內(nèi)的植物根系對土壤養(yǎng)分有一定增加效應[4]。孟令軍等發(fā)現(xiàn)秦嶺北坡太白山區(qū)鹿蹄草根際和非根際土壤養(yǎng)分與酶活性密切相關(guān)，各土壤酶活性之間也存在不同程度的相關(guān)性，較好地反映了鹿蹄草生境的土壤肥力狀況[5]。陳高起等以重慶市中梁山石灰土地區(qū)為研究區(qū)，選擇萵筍、紅菜苔、白菜、瓢兒菜和柑橘5種不同的作物，分別測定了5種作物的根際與非根際土壤的養(yǎng)分含量以及土壤pH值，結(jié)果表明根際土壤的pH值均低于非根際土壤，根際土壤有機質(zhì)含量均高于非根際土壤[6]。

目前，涉及延安人工林土壤根區(qū)和非根區(qū)養(yǎng)分含量的研究還相對較少，為此，本實驗選取延安地區(qū)具有代表性的植物側(cè)柏、楊樹、核桃樹、地棠、鋪地柏及酸棗，分別采集了其根區(qū)和非根區(qū)0～20cm、20～40cm、40～60cm的土壤，進行了土壤有機質(zhì)和pH測定，從而了解根區(qū)和非根區(qū)土壤養(yǎng)分含量的差異性，為生產(chǎn)生活實踐提供指導。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 延安市位于陜西黃土高原丘陵溝壑區(qū)，介于北緯35°21′～37°31′，東經(jīng)107°41′～110°31′。北接榆林市，南連咸陽市，銅川市，渭南市，東隔黃河與山西省臨汾市，呂梁市相望，西依子午嶺與甘肅省慶陽市為鄰。全市總面積37 037km2，共轄1區(qū)12縣，市府駐寶塔區(qū)，196個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，3 426個行政村，總?cè)丝?93.88萬，其中農(nóng)業(yè)人口154.1萬。延安四季分明，日照充足，晝夜溫差大，年均無霜期170d，年均氣溫7.7～10.6℃，年均日照數(shù)2 300～2 700h，年均降水量500mm左右[7]。

1.2 樣品采集 在延安市寶塔區(qū)文匯山上選取當?shù)卮硇缘膫?cè)柏、楊樹、核桃樹、地棠、鋪地柏及酸棗，并在每種植物根區(qū)及非根區(qū)各選均勻分布的3點，用事先準備好的土鉆分別走“S”形采集0～20cm、20～40cm、40～60cm深度的土樣，把同深度3點土樣分別混合，裝袋并貼上標簽。

1.3 測定項目與測定方法 土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-容量法測定[8]，pH采用電位法測定[9]

1.4 數(shù)據(jù)分析 本次實驗所得數(shù)據(jù)均采用EXCEL分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機質(zhì)分析 土壤有機質(zhì)與養(yǎng)分供給、土壤物理性質(zhì)的改善及防止土壤侵蝕有重要關(guān)系[10]。有機質(zhì)主要來源于生長在其上的自然植被（木本或草本植物）的殘體（地上部的枯枝落葉、地下部的死亡根系及根的分泌物）及動物殘體[11]。經(jīng)測定，在0～20cm，根區(qū)有機質(zhì)含量平均值為16.06g/kg，非根區(qū)有機質(zhì)含量平均值為12.83g/kg，兩者平均值為14.45g/kg。在20～40cm，根區(qū)有機質(zhì)含量平均值為11.22g/kg，非根區(qū)有機質(zhì)含量平均值為12.91g/kg，兩者平均值為12.07g/kg。在40～60cm，根區(qū)有機質(zhì)含量平均值為11.88g/kg，非根區(qū)有機質(zhì)含量平均值為8.73g/kg，者平均值為10.31g/kg。

在根區(qū)，不同層次土壤有機質(zhì)平均值為13.05g/kg；在非根區(qū)，不同層次土壤有機質(zhì)平均值11.49g/kg。在所有樣品中有機質(zhì)含量最大值為23.12g/kg，為酸棗根區(qū)0～20cm土樣；有機質(zhì)含量最小值為3.30g/kg，為核桃根區(qū)20～40cm土樣。側(cè)柏、楊樹、核桃樹、鋪地柏、酸棗及地棠有機質(zhì)含量平均值分別為10.99g/kg，11.09g/kg，9.3g/kg，10.49g/kg，18.63g/kg，13.15g/kg（表1）。木類有機質(zhì)含量平均為10.46g/kg，灌木類平均為14.09g/kg，所有樣品有機質(zhì)含量平均值為12.27g/kg。

各樹種表層土壤有機碳含量相對亞表層、底層較高，這是由于土壤表層地表枯落物較為豐富，土壤有機質(zhì)較為豐富，使得表層有機碳含量較高；而亞表層、底層受地表枯落物的影響較小，有機質(zhì)相對表層低，因此導致亞表層、底層有機碳含量低于表層[12]。側(cè)柏與鋪地柏葉形均為鱗片狀且都是常綠植物，因此其有機質(zhì)含量相對較低，核桃樹含量最低可能是因為其位于山路邊，受游人及山風影響，致使枯枝落葉難以堆積。各喬木相對于灌木有機質(zhì)含量低，這可能是因為所選喬木區(qū)域坡度較大，枯枝落葉不易堆積，受氣象因素影響較大所致。

2.2 pH分析 土壤pH能影響土壤養(yǎng)分有效性的發(fā)揮，是土壤的重要屬性之一[13]，其大小與植物根系的深淺多寡及微生物的活動密切相關(guān)。經(jīng)測定，在土壤深度為0～20cm時，根區(qū)pH平均值為8.14，非根區(qū)pH平均值為8.13，兩者平均值為8.14。在土壤深度為20～40cm時，根區(qū)pH平均值為8.12，非根區(qū)pH平均值為8.24，兩者平均值為8.18。在土壤深度為40～60cm時，根區(qū)pH平均值為8.23，非根區(qū)pH平均值為8.25，兩者平均值為8.24。

在根區(qū)，不同土壤深度層次pH平均值為8.16；非根區(qū)不同土壤深度層次pH平均值為8.21。所有樣品中pH最大值為8.40，為核桃非根區(qū)40～60cm土樣；所有樣品中pH最小值為7.99，為側(cè)柏根區(qū)20～40cm土樣。側(cè)柏、楊樹、核桃樹、鋪地柏、酸棗及地棠pH平均值分別為8.18，8.2，8.33，8.17，8.15，8.1（表2）。3種喬木pH均值為8.24，而3種灌木為8.14。所有樣品pH平均值為8.18。

分析可知，土層越深pH值越大且喬木pH值大于灌木。究其原因是林地的枯落物主要成分是木質(zhì)素、單寧和樹脂，這些物質(zhì)主要依靠土壤中的真菌分解，真菌在分解過程中產(chǎn)生了部分有機酸，因而降低了土壤酸堿度[14]。側(cè)柏與鋪地柏pH較大及核桃樹pH最大與有機質(zhì)分析結(jié)果一致。

3 結(jié)論

（1）在土壤深度為0～20cm，20～40cm，40～60cm時，有機質(zhì)含量平均值分別為14.45g/kg，12.07g/kg，10.31g/kg。

根區(qū)和非根區(qū)不同層次土壤有機質(zhì)含量平均值分別為13.05g/kg，11.49g/kg。土壤有機質(zhì)含量隨著土壤深度增加而降低，根區(qū)有機質(zhì)含量大于非根區(qū)含量；

（2）在土壤深度為0～20cm，20～40cm，40～60cm時，pH平均值分別為8.14，8.18，8.24。根區(qū)和非根區(qū)不同土壤深度層次pH平均值分別為8.16，8.21。土壤pH隨著土壤深度增加而增大，非根區(qū)pH大于根區(qū)。

（3）對于不同植物，有機質(zhì)含量大小依次為酸棗>地棠>楊樹>側(cè)柏>鋪地柏>核桃，灌木類>喬木類；pH含量大小依次為核桃>楊樹>側(cè)柏>鋪地柏>酸棗>地棠，喬木類>灌木類。

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