混交種植對沙棘生長及土壤理化性質(zhì)的影響

摘 要：為研究混交種植對沙棘生長和土壤理化性質(zhì)的影響，試驗以沙棘純林為對照（CK），設(shè)置沙棘×刺槐混交林（T1）、沙棘×山杏混交林（T2）和沙棘×側(cè)柏混交林（T3）處理，研究沙棘光合特性、果實品質(zhì)和土壤養(yǎng)分的變化特征。結(jié)果表明：混交種植顯著提高了沙棘葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，提高了果實可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量，增加了土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量；其中，以沙棘×山杏混交林處理的沙棘生長最好，果實品質(zhì)最佳，對土壤養(yǎng)分的提升效果最明顯。由此可見，混交種植是提高沙棘種植效益的有效措施，其中沙棘×山杏混交種植效果最好。

關(guān)鍵詞：沙棘；混交種植；果實品質(zhì)；土壤理化性質(zhì)

中圖分類號：S793.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-7909-（2023）11-87-3

0 引言

沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）為胡頹子科沙棘屬落葉灌木，具有耐干旱、耐寒、適應(yīng)性強(qiáng)等特點，在我國西北干旱半干旱地區(qū)大量種植，對推動生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。沙棘果實含有豐富的維生素C，可用于生產(chǎn)沙棘果汁、飲料等。沙棘的根、莖、葉、花、果還可以入藥，起到降低膽固醇、緩解心絞痛發(fā)作的作用［1］。

采用混交種植方式可改善林分結(jié)構(gòu)，提高林分質(zhì)量，同時可豐富生物多樣性，對維持生態(tài)平衡和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。孫志聯(lián)等［2］研究發(fā)現(xiàn)，山杏和側(cè)柏混交林的林分生長量、土壤理化性質(zhì)等指標(biāo)均優(yōu)于純林。李宜霖等［3］研究發(fā)現(xiàn)，楊樹和沙棘混交林的林地土壤氮和磷含量比純林分別顯著提高27.54%和47.83%，楊樹葉片鈣含量顯著高于純林，且凋落物分解速度更快，土壤養(yǎng)分含量更高，使楊樹在干旱環(huán)境下獲得生長優(yōu)勢。鄭學(xué)良等［4］研究發(fā)現(xiàn)，將沙棘與刺槐混交，沙棘更新能力較強(qiáng)，有利于沙棘健壯生長。目前，有關(guān)沙棘在甘肅省慶陽市混交種植的研究較少。因此，筆者設(shè)置不同混交種植方式，研究沙棘生理生化指標(biāo)和土壤理化性質(zhì)的變化特征，為沙棘種植提供理論參考。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省慶陽市華池縣，屬大陸性氣候區(qū)，年降水量380～510 mm，年平均氣溫7.8 ℃，無霜期140～180 d，年日照時間2 213.4～2 540.4 h，總體呈干旱、溫和、光富的特點。

1.2 試驗材料

試驗材料為華池縣9年生沙棘純林和混交林。

1.3 試驗設(shè)計

試驗以沙棘純林為對照（CK），設(shè)置沙棘×刺槐混交林（T1）、沙棘×山杏混交林（T2）和沙棘×側(cè)柏混交林（T3）處理。每個處理設(shè)3次重復(fù)，共12個小區(qū)，每個小區(qū)面積為20 m×20 m。造林時間均為2012年，并于2021年對各項指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查和測定。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 沙棘葉片光合特性的測定。在2021年8月中旬，選擇天氣晴朗的上午，使用Li-6400便攜式光合作用測定儀，分別測定同一高度葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率，每個處理測定3株。

1.4.2 沙棘果實品質(zhì)的測定。于2021年11月采收沙棘果（每個小區(qū)分開采收），而后隨機(jī)取樣品，采用折光儀測定沙棘果可溶性固形物含量，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定沙棘果維生素C含量，采用蒽酮法測定沙棘果可溶性糖含量。

1.4.3 土壤養(yǎng)分的測定。采用五點取樣法取每個樣地0～20 cm土層土壤，混合樣品質(zhì)量為1.0 kg，裝入密封袋帶回實驗室，風(fēng)干后測定其理化特性。采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用堿解蒸餾法測定土壤堿解氮含量，采用鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量，采用火焰光度計法測定土壤速效鉀含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010軟件統(tǒng)計和計算數(shù)據(jù)，采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 混交種植對沙棘葉片光合特性的影響

光合參數(shù)是反映植物生長狀況的重要生理指標(biāo)。由表1可知，混交種植能夠顯著提高沙棘葉片光合參數(shù)。T1和T2處理沙棘葉片凈光合速率分別比CK顯著高7.53%和13.84%，但T3處理和CK沒有顯著差異。各處理沙棘葉片氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為T2處理gt;T1處理gt;T3處理gt;CK，T2、T1和T3處理分別比CK顯著高17.64%、11.22%和4.47%。T2、T1、T3處理沙棘葉片胞間CO2濃度分別比CK顯著低8.86%、4.80%和3.10%。各處理沙棘葉片蒸騰速率表現(xiàn)為T2處理gt;T1處理gt;T3處理gt;CK，T2、T1和T3處理分別比CK高28.57%、21.09%和11.56%。綜合比較，T2處理沙棘葉片光合參數(shù)較好。

2.2 混交種植對沙棘果實品質(zhì)的影響

由表2可知，混交種植對沙棘果實品質(zhì)具有顯著影響。各處理沙棘果可溶性糖含量表現(xiàn)為T2處理gt;T3處理gt;T1處理gt;CK，T2、T3和T1處理沙棘果可溶性糖含量分別比CK顯著高36.46%、24.46%和6.92%。各混交處理沙棘果可溶性蛋白含量均顯著高于CK，T1、T2和T3處理分別比CK高11.94%、23.88%和7.46%，但T1和T3處理間沒有顯著差異。T1和T2處理沙棘果可溶性固形物含量顯著高于CK，但T3處理顯著低于CK。各處理沙棘果維生素C含量表現(xiàn)為T2處理gt;T3處理gt;T1處理gt;CK，T2、T3和T1處理分別比CK顯著高34.64%、24.58%和19.00%?？傮w比較，T2處理沙棘果實品質(zhì)最好。

2.3 混交種植對林地土壤養(yǎng)分的影響

由表3可知，混交種植對林地土壤養(yǎng)分具有顯著影響。各混交處理土壤有機(jī)質(zhì)含量均顯著高于CK，T3、T2和T1處理分別比CK高出61.78%、61.33%和54.67%，但各混交處理間沒有顯著差異。各處理土壤速效氮含量表現(xiàn)為T2處理gt;T3處理gt;T1處理gt;CK，T2、T3和T1處理分別比CK顯著高54.53%、39.39%和20.19%。各混交處理土壤速效磷含量均顯著高于CK，T2、T1和T3處理分別比CK高42.31%、20.19%和19.71%，但T1和T3處理間沒有顯著差異。各混交處理土壤速效鉀含量均顯著高于CK，T2、T3和T1處理分別比CK高45.78%、41.05%和24.71%，但T2和T3處理間沒有顯著差異。

3 討論

利用單一樹種進(jìn)行造林時，由于樹種單一，生物多樣性較低，不利于培育樹木綜合抗性和優(yōu)良品質(zhì)［5］，還會造成土壤養(yǎng)分和微生物種群失衡［6］。有研究表明，混交種植可改善林分結(jié)構(gòu)，提高林分質(zhì)量，同時可在一定程度上豐富生物多樣性［7］?；旖环N植還有利于提高光、熱、水資源利用效率，改善土壤微環(huán)境和地表小氣候，從而促進(jìn)植物良好生長［8］。光合作用是植物生長發(fā)育的重要過程。此次研究結(jié)果表明，混交種植顯著提高了沙棘葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率。這可能是由于混交種植模式下生物多樣性較豐富，提高了土壤中水分和養(yǎng)分含量，為植物進(jìn)行光合作用提供了所需要的物質(zhì)基礎(chǔ)，從而在一定程度上為林木生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境［9］。此次研究中沙棘×山杏混交林的光合參數(shù)最高，可能是該混交模式充分協(xié)調(diào)了光、熱、水等環(huán)境因素，從而使沙棘表現(xiàn)出較高的光合參數(shù)［10］。此次研究表明，混交種植顯著提高了沙棘果可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量。這可能是混交種植改善了植物地上部的空間分布，有利于植物充分利用環(huán)境資源，而且土壤中豐富的有機(jī)質(zhì)、微量元素等對改善果實品質(zhì)具有重要作用。

土壤質(zhì)量的變化過程比較復(fù)雜，受氣候、植物生長、土壤性質(zhì)及人為活動等眾多因素影響［11］。土壤的理化性質(zhì)是影響植物生長發(fā)育和評價區(qū)域水土保持功能的重要指標(biāo)［12］。此次研究結(jié)果表明，混交種植顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。究其原因，一方面，混交造林可增加植被覆蓋度，且林木凋落物在地表積累、腐解，可為土壤提供大量的有機(jī)質(zhì)，增加了土壤團(tuán)聚體；另一方面，植被覆蓋的增加能有效阻擋風(fēng)沙和雨水的侵蝕，從而改善土壤理化性質(zhì)［13］。此次研究中，沙棘×山杏混交林的土壤改良效果最好，可能是該混交種植模式下，植物凋落物量及凋落物養(yǎng)分含量較高，也有可能是凋落物的腐解速度較快，對土壤微生物數(shù)量及土壤酶活性影響不同，從而使得不同造林模式的土壤養(yǎng)分礦化存在差異。

4 結(jié)論

混交種植顯著提高了沙棘葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率，提高了沙棘果可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量，顯著增加了土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和速效鉀含量。其中，以沙棘×山杏混交林處理的沙棘生長最好，果實品質(zhì)最佳，對土壤養(yǎng)分的提升效果明顯。由此可見，混交種植是提高沙棘種植效益的有效措施，其中以沙棘×山杏混交種植效果最好。

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作者簡介：李南（1987—），男，本科，助理工程師，研究方向：營林技術(shù)。