土壤酸堿度與模擬酸雨對礬根的生長狀況影響初步研究

壽佳琦，許海杰，蔡建國

(浙江農(nóng)林大學 園林學院，浙江 杭州 311300)

1 引言

礬根(Heucheramicrantha)又名珊瑚鈴，虎耳草科礬根屬，多年生耐寒淺根性草本花卉。喜陽，耐陰，極耐寒，能在-34 ℃低溫下正常生長。適宜生長在中性偏酸、排水良好、富含腐殖質(zhì)的肥沃土壤中，其生長旺盛，葉色豐富，葉形多變，是優(yōu)良的彩葉陰生地被植物[1]。其中，“紫色宮殿”是其代表，在早期廣泛栽培，該種礬根原產(chǎn)北美，由小花礬根和毛礬根雜交而來。

礬根為外來引進物種，在我國適應(yīng)性好且觀賞價值高，有廣泛的園林用途[2]。但國內(nèi)對此類型植物的土壤的生態(tài)適應(yīng)性研究較少。通過了解該品種礬根對土壤pH值的適應(yīng)性,可預測其潛在的分布范圍和對該種的實際運用提供理論指導[3～7],對采取有效的調(diào)控措施、改良土壤、改善礬根品質(zhì)、提高礬根存活率具有重要的意義，同時為確定其生態(tài)幅，為擴展區(qū)域預測和生態(tài)風險評估提供依據(jù)[8]。

2 材料與方法

2.1 實驗材料

選用“紫色宮殿”礬根種子，購買于2017年9月，產(chǎn)自美國panamerican seed種子公司，室溫保存，種子外部有包衣，每粒種子半徑規(guī)格相近。選此作為不同pH值土壤環(huán)境種子萌發(fā)實驗材料。

供試土壤選用丹麥品氏0～10 mm規(guī)格泥炭土，土壤pH值經(jīng)品氏公司出廠時調(diào)節(jié)已達到6.0左右。

2.2 實驗方法

2.2.1 實驗處理方法

(1) 根據(jù)浙江省酸性降水中平均離子組成及通常模擬酸雨試驗中所采用的配比， H2SO4∶ HNO3= 8∶1 (V/V)，用 H2SO4(濃度 98%，密度 1． 84 g/mL) 和 HNO3(濃度 68%，密度 1.4 g/mL)配置母液，并用蒸餾水稀釋。取40 gNaOH晶體配置NaOH母液(濃度 40%，密度 1.43 g/mL)。

(2) 將土壤分組，取稀釋母液和蒸餾水對各組土壤進行處理，待各處理組的水份被土壤充分吸收后，使用精確pH試紙測定各組土壤pH值，直到各組土壤pH值分別為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組為對照組(CK)。

(3) 不同土壤pH值對種子萌發(fā)和植株形態(tài)的影響。將32孔穴盤(上口徑60 mm，底部28 mm，深度53 mm，單個容積約110 mL)置入經(jīng)過pH調(diào)節(jié)的各組土壤，將種子放入穴盤，每孔2粒，每組20穴。處理后用稀釋液保持土壤pH值，觀察、記錄種子萌發(fā)情況。取各組存活植株植于10×10營養(yǎng)缽中，每組10株，將各實驗組置于通風、遮雨環(huán)境，觀察、記錄植株形態(tài)。

(4) 酸雨在不同土壤酸堿度條件下對礬根植株形態(tài)影響。將經(jīng)過pH調(diào)節(jié)的各組土壤置入10×10營養(yǎng)缽中，取長勢相似的健壯礬根幼苗，植于營養(yǎng)缽。將酸雨母液稀釋，每隔一段時間對每組噴施相同等量pH為4.0的酸雨溶液，將各實驗組置于通風、遮雨環(huán)境，于60 d后觀察、記錄植株形態(tài)。

(5) 不同土壤pH值對植株抗旱能力影響。取植于不同土壤pH環(huán)境，植株形態(tài)產(chǎn)生差異的植株置于通風、遮雨環(huán)境，對其進行干旱測試，記錄各植株存活時間。

2.2.2 測定項目及方法

(1)土壤pH值的測定。取適量土壤置于干燥燒杯，加入與所取土壤相同體積的蒸餾水，混勻，靜置30 min，用精確pH試紙測定土壤 pH值[5]。

(2)發(fā)芽率測定。于播種20 d后記錄種子發(fā)芽數(shù)量，通過(發(fā)芽數(shù)量/播種數(shù)量)×100%公式獲得發(fā)芽率。

(3)生長指標的測定。使用精度為1 mm的直尺，每20 d測定株高[4～6]。每處理測量10株，取平均值。

(4)存活時間測定。斷水后每日統(tǒng)計各組植株干枯萎蔫情況，以地上部分徹底倒伏作為死亡認定，統(tǒng)計各植株存活時間，各組取平均值。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

統(tǒng)計數(shù)據(jù)用平均值表示。使用Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)統(tǒng)計、處理和作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤pH值對礬根種子萌發(fā)率的影響

圖1結(jié)果表明，土壤pH值的過高和過低，均會嚴重影響礬根種子的發(fā)芽率。且當土壤pH值為5.9～6.3時，礬根種子發(fā)芽率明顯高于其他組。當土壤pH值低于5.0或高于8.0時，會嚴重抑制礬根種子發(fā)芽。

圖1 土壤pH值對礬根種子萌發(fā)率的影響

3.2 土壤pH對礬根植株形態(tài)的影響

圖2結(jié)果表明，土壤pH的過高和過低，會影響礬根的植株形態(tài)。且當土壤pH值為5.9～6.1時，礬根生長狀況優(yōu)于其他組。當土壤pH值低于5.0或高于8.0時，會嚴重影響礬根植株形態(tài)，本次試驗土壤pH值為5.0組、pH值為8.0組存活約一個月后死亡。

圖2 土壤pH對礬根植株形態(tài)的影響

3.3 酸雨對不同土壤pH的礬根植株形態(tài)影響

圖3結(jié)果表明，種植于酸性土壤的礬根抗酸雨能力較弱，而種植于弱酸性至中性土壤的礬根抗酸雨能力較強，產(chǎn)生這種情況的原因可能與礬根種植時間較短，對pH值改變較敏感有關(guān)，處于弱酸性至中性土壤的礬根在灌溉酸雨后改變了其土壤pH值，使其更適合礬根生長。但在提高實驗周期后，結(jié)果可能有所改變。

圖3 酸雨對不同土壤pH的礬根植株形態(tài)影響

3.4 土壤pH值對長期栽植于該種土壤的礬根抗旱能力影響

圖4結(jié)果表明，土壤pH對長期栽植于該種土壤的礬根抗旱能力影響較小。

圖4土壤pH值對長期栽植于該種土壤的礬根抗旱能力影響

4 結(jié)論

通過試驗成果的對比分析，不同土壤pH值對礬根種子萌發(fā)率、植株形態(tài)有明顯影響，土壤pH值對礬根生態(tài)適應(yīng)性影響明顯，最適宜其生長繁殖的土壤pH值約為6.0～6.1，且幼苗時期對土壤pH值要求較高，度過幼苗期后對土壤pH要求降低。酸雨會在一定程度上影響礬根植株形態(tài)和生態(tài)適應(yīng)性，對生長于酸性土壤條件的礬根抑制生長現(xiàn)象，對生長于中性至弱堿性土壤的礬根有調(diào)節(jié)土壤pH值的作用，短期呈現(xiàn)促進生長的作用，但長期處于此種環(huán)境可能會轉(zhuǎn)變?yōu)橐种谱饔谩?/p>