苔蘚草木樨伴生在貧瘠山地紫穗槐造林中的應(yīng)用

房春果

(國(guó)營(yíng)新賓滿族自治縣趙家林場(chǎng)，遼寧 撫順 113213)

苔蘚植物結(jié)構(gòu)微小、個(gè)體簡(jiǎn)單，具有特殊的生理功能機(jī)制，能生長(zhǎng)在大多數(shù)陸生植物難以存活的惡劣環(huán)境中[1-3]。苔蘚由于適應(yīng)能力強(qiáng)，生態(tài)位寬廣，吸附能力強(qiáng)，在植被恢復(fù)中有很大的研發(fā)潛力[4-6]。由于苔蘚植物的特殊性，使其具有一定的應(yīng)用價(jià)值，尤其在困難立地和干旱惡劣的氣候條件下，進(jìn)行植被更新和土壤結(jié)構(gòu)功能恢復(fù)中具有一定的實(shí)用價(jià)值[7]。現(xiàn)有對(duì)苔蘚功能研究主要熱點(diǎn)集中在生物監(jiān)測(cè)、養(yǎng)分循環(huán)、水源涵養(yǎng)和水土保持等領(lǐng)域，對(duì)其生態(tài)功能應(yīng)用的研究領(lǐng)域還不夠深入和全面，目前對(duì)其在生態(tài)恢復(fù)研究中的領(lǐng)域涉及不多[8]。本研究根據(jù)苔蘚植被的保水吸附特性，首次將其在干旱貧瘠區(qū)域植被恢復(fù)造林工程中應(yīng)用，獲得較好效果[9]。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

本研究選取樣地在撫順新賓滿族自治縣的趙家林場(chǎng)后山貧瘠區(qū)域，地理坐標(biāo)124°27.15′ E，41°40.33′ N。該區(qū)域南北走向?qū)侏M長(zhǎng)溝谷地帶，地勢(shì)南高北低，地表坡度多在10°～36°之間。該區(qū)域峰巒突起，溝壑縱橫，由于多年流水沖蝕形成多條侵蝕溝。地表干旱多石礫，小氣候惡劣，造林成活率低。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

選擇當(dāng)?shù)剡m生的鄉(xiāng)土灌木樹種紫穗槐(AmorphafruticosaLinn.)，伴生草本植物選擇草木樨(MelilotusofficinalisL.)，苔蘚選擇真蘚(Bryumargenteumhedw)，該苔蘚采自于國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)猴石公園，室內(nèi)人工擴(kuò)繁配子體。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年4月下旬開始，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置4種處理，分別為紫穗槐行間噴播苔蘚和草木樨質(zhì)量比為0.5∶1(M1)、1.0∶1(M2)、1.5∶1(M3)、2.0∶1(M4)，以不噴播真蘚和草木樨混合物為對(duì)照(CK)，4次重復(fù)?；旌衔镆跃哂信渥芋w殘?bào)w的真蘚和草木樨按不同質(zhì)量比例混合，混合物噴播量為500 gm-2。每小區(qū)面積1 000 m2，紫穗槐苗木規(guī)格為3年生裸根苗，株行距2.0 m×2.5 m，每行20株，共10行。各小區(qū)隨機(jī)排列于試驗(yàn)區(qū)域的上、中、下各坡位，以減少試驗(yàn)誤差。因試驗(yàn)區(qū)域坡度較大，表層土壤、砂石松散易滑落，因此栽植前不進(jìn)行整地，以盡可能保護(hù)邊坡本底狀況。

2.3 測(cè)定項(xiàng)目

栽植當(dāng)年9月觀測(cè)紫穗槐的成活率，1年后9月，觀測(cè)紫穗槐保存率、地徑，5次重復(fù)。采用環(huán)刀取土方法，分0～20 cm、20～40 cm 2個(gè)層次取土壤樣品，3次重復(fù)，帶回室內(nèi)試驗(yàn)分析。土壤速效氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；土壤速效磷采用碳酸氫鈉法測(cè)定；土壤速效鉀采用醋酸銨提取、原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定；土壤pH值采用1:5土壤懸液電位計(jì)法測(cè)定；飽和含水量采用環(huán)刀烘干法進(jìn)行測(cè)定[10-12]。對(duì)苔蘚草木樨伴生造林不同模式取紫穗槐葉片對(duì)生理生化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，葉綠素含量(X1)采用丙酮、乙醇2:1混合液提取比色法；脯氨酸含量(X2)采用茚三酮比色法；丙二醛含量(X3)采用離心比色法；可溶性蛋白含量(X4)采用考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行測(cè)定；細(xì)胞質(zhì)膜透性電導(dǎo)率(X4)采用浸泡法；過氧化氫酶(X5)采用紫外分光光度計(jì)法。

3 結(jié)果與分析

3.1 苔蘚草木樨伴生造林對(duì)紫穗槐成活和生物量的影響

如表1所示，4種真蘚和草木樨混合物處理下，紫穗槐成活率均較對(duì)照有所提高，平均成活率92.76%，較CK提高2.07個(gè)百分點(diǎn)，說明林間噴播苔蘚和草木樨混合物對(duì)紫穗槐成活具有促進(jìn)作用，但不同比例苔蘚和草木樨混合物處理間差異不顯著；真蘚和草木樨混合物林間噴播，對(duì)紫穗槐保存率的提高具有促進(jìn)作用，M2處理保存率最高，達(dá)到86.1%，較CK提高了3.73%；4種真蘚和草木樨混合物林間噴播處理下，紫穗槐地徑較CK有所提高，平均提高0.75%。

表1 苔蘚草木樨伴生造林對(duì)紫穗槐成活及生長(zhǎng)發(fā)育的影響

3.2 苔蘚草木樨伴生造林對(duì)林下土壤理化性質(zhì)的影響

由表2可知，模式M2的速效N僅比模式M1提高了2.9%，模式M4比模式M3提高了2.1%，幾種不同模式林下土壤速效P幾乎未發(fā)生變化，但真蘚與草木樨伴生造林對(duì)林下土壤中速效K含量影響較明顯，模式M2的速效K僅比模式M1提高了5.1%，模式M4比模式M3提高幅度高達(dá)14.8%。幾種不同模式造林條件下，林下土壤飽和含水量沒有顯著的差異性，筆者認(rèn)為由于真蘚與草木樨伴生造林，提高了林下灌木根系周邊的孔隙度，有效促進(jìn)了根系生長(zhǎng)，具有一定得促進(jìn)根系萌發(fā)和保苗作用。

表2 苔蘚草木樨伴生造林對(duì)林下土壤理化性質(zhì)的影響

3.3 苔蘚草木樨伴生造林不同模式土壤有機(jī)碳差異分析

土壤有機(jī)碳具有較強(qiáng)的差異性，不同組分有機(jī)碳由于化學(xué)性質(zhì)和存在方式等不同，其生物有效性也不盡相同。同時(shí)，有機(jī)碳含量變化可以反映出土壤不同的穩(wěn)定機(jī)制。如圖2所示，土壤0～10 cm土層有機(jī)碳含量最高，且模式M2林下土壤有機(jī)碳含量大于其他幾種模式，但均高于試驗(yàn)開始前土壤本底值有機(jī)碳含量(CK)。隨著采樣深度的增加，土壤中有機(jī)碳含量逐漸降低，至20～40 cm土層時(shí)，4種模式間有機(jī)碳含量幾乎無差異，均小于1.0 gkg-1，略高于試驗(yàn)開始前土壤本底值，說明苔蘚草木樨伴生造林可以有效增加土壤中有機(jī)碳含量，有利于提高土壤碳氮比，增加有機(jī)質(zhì)含量。10～20 cm土層，土壤有機(jī)碳含量變化與0～10 cm土層類似。

注：CK為試驗(yàn)開始前土壤本底值有機(jī)碳含量

圖2 土壤有機(jī)碳含量

3.4 苔蘚草木樨伴生造林紫穗槐葉片各測(cè)定性狀相關(guān)性分析

對(duì)苔蘚草木樨伴生造林林木葉片生化指標(biāo)測(cè)定數(shù)據(jù)利用雙變量Pearson簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)法對(duì)測(cè)定指標(biāo)的相對(duì)值進(jìn)行相關(guān)性分析(表3)，各性狀之間均呈現(xiàn)正相關(guān)，多數(shù)性狀間的相關(guān)性達(dá)到了顯著或極顯著水平。相對(duì)葉綠素含量與相對(duì)蛋白質(zhì)含量關(guān)系最密切，相關(guān)系數(shù)為0.844**。相對(duì)脯氨酸含量與相對(duì)電導(dǎo)率和相對(duì)過氧化氫酶含量極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.577**和0.731**。說明真蘚草木樨伴生造林能有效提高造林苗木的抗旱性。

表3 苔蘚草木樨伴生造林各測(cè)定指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

*和**分別表示在0.05 和0.01的顯著水平

4 結(jié)論

通過對(duì)苔蘚草木樨伴生造林林下土壤理化性質(zhì)、林下土壤有機(jī)碳差異性以及造林苗木葉片生化指標(biāo)的測(cè)定，苔蘚草木樨伴生造林能有效提高林下灌木根系周邊的孔隙度，有效促進(jìn)根系生長(zhǎng)，具有一定促進(jìn)根系萌發(fā)和保苗作用，且對(duì)固定土壤表面，穩(wěn)定土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性有很大的促進(jìn)作用，能有效提高造林苗木的抗旱性。