论文部分内容阅读
摘要
[目的]研究pH胁迫对银木和樟树生长的影响。[方法]以3 年生银木和樟树为试验材料,进行了pH 5.0,6.0、7.0、8.0、9.0和10.0处理,探讨pH胁迫对其生长的影响。[结果]银木在pH8.0以上高生长以及存活率等方面都明显高于樟树,pH变化对樟树的影响比银木大;在同等立地条件下,银木和樟树叶绿素最高值均出现在6月,同时银木的叶绿素含量要高于樟树,较高的土壤pH对试验香株樟树黄化产生影响要大于银木。[结论]该研究为武汉市园林绿化树种选择和养护提供理论指导。
关键词银木;樟树;pH胁迫;叶绿素
中图分类号S714文献标识码A文章编号0517-6611(2015)21-200-03
金晶(1982-),女,湖北武汉人,工程师,从事园林植物资源应用研究。*通讯作者,高级工程师,硕士,从事园林植物培育与土壤质量管理工作。
收稿日期20150601
城市土壤是园林植物生长的基础。由于城市建设的快速发展以及人为活动的影响加剧,城市土壤板结,地力衰退,其理化性质发生了显著改变[1-3]。相关研究结果也显示武汉园林土壤pH均值为7.69,显著高于自然土壤,土壤趋向碱性显著[4]。一般情况下,不同植物所需要的土壤pH不同,每种植物都有最适合其生长发育的土壤pH范围,在这一范围内土壤中的营养元素基本都可以被植物吸收,而pH过高或过低,超出这一最适范围,有些元素就不能被植物吸收,进而导致植物营养缺乏,生长不良,甚至死亡。
在城市绿化中一般会选择有较高观赏价值的乡土树种进行栽植,樟树(Cinnamomum camphora)属于樟科樟属,为湖北乡土树种,枝叶茂密,冠大荫浓,树姿雄伟,具有优良的观赏特性,一直以来是城市绿化的优良树种,作为庭荫树、行道树、防护林及风景林树种广泛栽培。由于城市环境受到人为因素的影响,近年来武汉樟树生长受到不同程度的影响,黄化现象十分普遍,并且呈现增多趋势,严重影响到其景观作用和生态效果的发挥[5-6]。
目前国内外对樟树黄化的研究不多。有关樟树黄化的研究主要集中在对黄化植株的施肥治理方面,而对其黄化的生理生化变化机制研究鲜有报道[7],对黄化产生的机制有待进一步研究。樟树属于南方绿化的主要树种,南方土壤一般为酸性土壤,可以初步确认樟树更适宜于栽植在酸性土壤中。武汉市园林科学研究所重点引进的樟科樟属银木(Cinnamomum septentrionale)在同等立地条件下,比樟树更适宜武汉城市土壤环境,表现出极好的适应性[8]。该文以银木和樟树为研究对象,在耐碱性方面进行对比研究,对银木和樟树在pH胁迫下生长情况进行观测分析,为银木后期推广以及武汉市园林树种选择和养护提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为3年生生长良好的银木和樟树容器苗,基质为武汉市园林科学研究所园土和泥炭土以3∶2比例组成的混合土,土壤pH为7.3,容器为口径30 cm,深度20 cm的无纺布袋。
1.2研究方法
试验时间为2013年3月15日~2014年3月15日,试验中采用不同浓度的H2SO4和NaOH溶液来调节容器基质pH,使其pH达到以下设定值:5.0,6.0、7.0、8.0、90和10.0,每个处理重复20次。在试验过程中每2 d测量盆栽基质的pH,保证每个梯度误差在±0.2范围内。试验期间,每月15日取样1次。
1.3测定指标及方法
测试银木和樟树的生长状况,监控土壤基质的变化情况。测定植株存活率、绝对生长高度和叶绿素含量。植株存活率(%)=存活植株数/总植株数;绝对生长高度(cm):用卷尺测量,为处理后的株高与处理前的株高之差;叶绿素含量:采用丙酮、乙醇提取法测定[9]。
2 结果与分析
2.1 不同pH对银木和樟树存活率和高生长的影响
不同pH土壤处理对银木和樟树生长情况的影响见表1。从表1可以看出,6种不同pH处理的土壤对银木和樟树都产生很大的影响。当pH上升时,银木和樟树都有死亡现象发生,在pH为10.0时,银木死亡4株,存活率为80%,樟树死亡量为14株,存活率为30%。从表1可以看出,在1年生长期间内,银木在pH为7.0时,生长量最大,高生长达到61.3 cm,20 cm高植株径生长达到1.16 cm,pH为6.0时高生长量次之,但是20 cm高植株径生长第二大的为pH 8.0处理,达到105 cm,生长量最小的土壤pH 为10.0,高生长和径生长分别为22.7 cm和0.38 cm;樟树生长量最大的土壤pH 为60,高生长和径生长分别达到40.4 cm和0.61 cm,其次为pH 70时,高生长和径生长分别为38.6 cm和0.53 cm,生长量最小的pH为10.0,高生长和径生长分别为12.5 cm和007 cm,基本上与银木的变化规律一致。
2.2不同pH对银木和樟树叶绿素含量的影响
不同pH处理下叶绿素含量的变化可以反映出植物光合强度的强弱,因此其常被作为外界环境反應的指标。不同pH下,银木和樟树叶绿素含量的变化趋势如图1、2所示。
从图1可以看出,银木在不同pH处理下叶绿素含量变化规律基本上都是先上升后下降,最后趋于平衡,峰值均出现在6月,除pH9.0和10.0外,最小值都出现在12月。与樟树相比,pH10.0时,银木在随后的几个月叶绿素含量有上升趋势,而樟树叶绿素含量一直处于下降趋势。由图2可以看出,各pH处理的叶绿素含量变化趋势不一致,pH10.0处理的叶绿素含量从处理开始一直存在下降趋势,樟树表现出明显的不适应性,pH 9.0处理的叶绿素含量先缓慢升高,在5月达到最高值,然后开始下降,在2月达到最低值0.257 mg/g,其他4个处理(pH5.0、6.0、7.0和8.0),叶绿素含量均在6月达到最高值,分别为2.016、2361、2.250和2.107 mg/g,最低值均出现在12月,分别为0.982、1.474、1.490、1.054 mg/g,然后缓慢上升。 經过1年的试验观察及测量,樟树在pH为8.0以上时,顶端叶片叶缘及叶尖部分黄化现象明显,相关研究[10-13]也证实高pH对樟树黄化有直接和间接作用;银木在pH达到9.0时有顶端叶片黄化衰退现象发生,高pH对银木的生理影响有待后期进一步研究。
3结论与讨论
(1)植物生长量的变化与生长环境有直接的关系。叶绿素是植物光合色素中最重要的一类色素,其含量可受多种逆境的胁迫而下降,叶绿素含量的变化,既可以反映植物叶片光合功能的强弱,也可以表征逆境胁迫下植物组织、器官的衰老状况[14-15],进而影响到植物叶片的外在表现以及植物正常的生长。
(2)研究结果显示:银木和樟树更宜生长在中性或偏酸的土壤中,银木在土壤pH 8.0以上高生长以及存活率等方面都明显高于樟树,pH变化对樟树的影响比银木大。从叶绿素含量的测定结果表明:在同等立地条件下,银木的叶绿素含量要高于樟树,较高的土壤pH对试验株香樟黄化产生影响要大于银木,随着时间的推移,黄化呈现明显的上升趋势,说明叶绿素的组成因为pH的变化产生了变化,这一点有待于后期进一步探讨。
(3)该试验没有对叶片和土壤养分含量以及植物的生理生化指标进行充分研究,同时影响叶绿素含量及合成和高生长以及成活率的因素有很多种,此次试验仅对叶绿素含量以及高生长和pH影响方面进行相关性研究,具体相关性有待后期进一步研究与完善。
参考文献
[1]
卢瑛,龚子同,张甘霖.城市土壤的特性及其管理[J].土壤与环境,2002,11(2):206-209.
[2] 韩继红,李传省,黄秋萍.城市土壤对园林植物生长的影响及其改善措施[J].中国园林,2003,19(7):74-76.
[3] 卢瑛,龚子同,张甘霖.南京城市土壤的基本特性及其分类的初步研究[J].土壤,2001,33(1):47-51.
[4] 王朴,胡红青,丁昭全.武汉城市园林绿地土壤现状分析[J].湖北农业科学,2009,48(1):78-80.
[5] 张洁,李健龙,杨齐,等.香樟生理黄化病对树木主要生理生态特征的影响[J].江苏农业科学,2011,39(6):206-209.
[6] 邓建英,张凤芝.樟树缺铁的成因及防治方法[J].中国农业科学,1987,20(3): 23- 27.
[7] 胡娟娟,宋浩,束庆龙,等.香樟黄化程度对其生长及生理特性的影响[J].安徽林业科技,2013,39(3):20-23.
[8] 柯艳妮,田良涛,陈永勤,等.银木和樟树遗传多样性与亲缘关系的RAPD分析[J].湖北大学学报:自然科学版,2013,35(3):381-384.
[9] 张志良.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,1990:154-156.
[10] 李春霞,刘桂华,周敏,等.香樟生理黄化的叶绿素年变化规律研究[J].安徽农学通报,2008,14(9):30-32.
[11] 李利敏,吴良欢,马国瑞.樟树黄化土壤因子年周期变化规律的研究[J].华北农学报,2009,24(S1):221-225.
[12] 王稳战.黄化病对香樟生长生理及抗逆性影响的研究[D].合肥: 安徽农业大学,2009.
[13] 仝德全.我国木本植物黄化病害研究现状[J].山东林业科技,1987,64(3):12-15.
[14] 周光龙,伍杨.漆树叶绿素含量动态变化规律的研究[J].中国生漆,1996(11):16-21.
[15] 高金玉.土壤不同pH值对4种野生百合生长及生理特征的影响[D].长春:吉林农业大学,2011.
[目的]研究pH胁迫对银木和樟树生长的影响。[方法]以3 年生银木和樟树为试验材料,进行了pH 5.0,6.0、7.0、8.0、9.0和10.0处理,探讨pH胁迫对其生长的影响。[结果]银木在pH8.0以上高生长以及存活率等方面都明显高于樟树,pH变化对樟树的影响比银木大;在同等立地条件下,银木和樟树叶绿素最高值均出现在6月,同时银木的叶绿素含量要高于樟树,较高的土壤pH对试验香株樟树黄化产生影响要大于银木。[结论]该研究为武汉市园林绿化树种选择和养护提供理论指导。
关键词银木;樟树;pH胁迫;叶绿素
中图分类号S714文献标识码A文章编号0517-6611(2015)21-200-03
金晶(1982-),女,湖北武汉人,工程师,从事园林植物资源应用研究。*通讯作者,高级工程师,硕士,从事园林植物培育与土壤质量管理工作。
收稿日期20150601
城市土壤是园林植物生长的基础。由于城市建设的快速发展以及人为活动的影响加剧,城市土壤板结,地力衰退,其理化性质发生了显著改变[1-3]。相关研究结果也显示武汉园林土壤pH均值为7.69,显著高于自然土壤,土壤趋向碱性显著[4]。一般情况下,不同植物所需要的土壤pH不同,每种植物都有最适合其生长发育的土壤pH范围,在这一范围内土壤中的营养元素基本都可以被植物吸收,而pH过高或过低,超出这一最适范围,有些元素就不能被植物吸收,进而导致植物营养缺乏,生长不良,甚至死亡。
在城市绿化中一般会选择有较高观赏价值的乡土树种进行栽植,樟树(Cinnamomum camphora)属于樟科樟属,为湖北乡土树种,枝叶茂密,冠大荫浓,树姿雄伟,具有优良的观赏特性,一直以来是城市绿化的优良树种,作为庭荫树、行道树、防护林及风景林树种广泛栽培。由于城市环境受到人为因素的影响,近年来武汉樟树生长受到不同程度的影响,黄化现象十分普遍,并且呈现增多趋势,严重影响到其景观作用和生态效果的发挥[5-6]。
目前国内外对樟树黄化的研究不多。有关樟树黄化的研究主要集中在对黄化植株的施肥治理方面,而对其黄化的生理生化变化机制研究鲜有报道[7],对黄化产生的机制有待进一步研究。樟树属于南方绿化的主要树种,南方土壤一般为酸性土壤,可以初步确认樟树更适宜于栽植在酸性土壤中。武汉市园林科学研究所重点引进的樟科樟属银木(Cinnamomum septentrionale)在同等立地条件下,比樟树更适宜武汉城市土壤环境,表现出极好的适应性[8]。该文以银木和樟树为研究对象,在耐碱性方面进行对比研究,对银木和樟树在pH胁迫下生长情况进行观测分析,为银木后期推广以及武汉市园林树种选择和养护提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为3年生生长良好的银木和樟树容器苗,基质为武汉市园林科学研究所园土和泥炭土以3∶2比例组成的混合土,土壤pH为7.3,容器为口径30 cm,深度20 cm的无纺布袋。
1.2研究方法
试验时间为2013年3月15日~2014年3月15日,试验中采用不同浓度的H2SO4和NaOH溶液来调节容器基质pH,使其pH达到以下设定值:5.0,6.0、7.0、8.0、90和10.0,每个处理重复20次。在试验过程中每2 d测量盆栽基质的pH,保证每个梯度误差在±0.2范围内。试验期间,每月15日取样1次。
1.3测定指标及方法
测试银木和樟树的生长状况,监控土壤基质的变化情况。测定植株存活率、绝对生长高度和叶绿素含量。植株存活率(%)=存活植株数/总植株数;绝对生长高度(cm):用卷尺测量,为处理后的株高与处理前的株高之差;叶绿素含量:采用丙酮、乙醇提取法测定[9]。
2 结果与分析
2.1 不同pH对银木和樟树存活率和高生长的影响
不同pH土壤处理对银木和樟树生长情况的影响见表1。从表1可以看出,6种不同pH处理的土壤对银木和樟树都产生很大的影响。当pH上升时,银木和樟树都有死亡现象发生,在pH为10.0时,银木死亡4株,存活率为80%,樟树死亡量为14株,存活率为30%。从表1可以看出,在1年生长期间内,银木在pH为7.0时,生长量最大,高生长达到61.3 cm,20 cm高植株径生长达到1.16 cm,pH为6.0时高生长量次之,但是20 cm高植株径生长第二大的为pH 8.0处理,达到105 cm,生长量最小的土壤pH 为10.0,高生长和径生长分别为22.7 cm和0.38 cm;樟树生长量最大的土壤pH 为60,高生长和径生长分别达到40.4 cm和0.61 cm,其次为pH 70时,高生长和径生长分别为38.6 cm和0.53 cm,生长量最小的pH为10.0,高生长和径生长分别为12.5 cm和007 cm,基本上与银木的变化规律一致。
2.2不同pH对银木和樟树叶绿素含量的影响
不同pH处理下叶绿素含量的变化可以反映出植物光合强度的强弱,因此其常被作为外界环境反應的指标。不同pH下,银木和樟树叶绿素含量的变化趋势如图1、2所示。
从图1可以看出,银木在不同pH处理下叶绿素含量变化规律基本上都是先上升后下降,最后趋于平衡,峰值均出现在6月,除pH9.0和10.0外,最小值都出现在12月。与樟树相比,pH10.0时,银木在随后的几个月叶绿素含量有上升趋势,而樟树叶绿素含量一直处于下降趋势。由图2可以看出,各pH处理的叶绿素含量变化趋势不一致,pH10.0处理的叶绿素含量从处理开始一直存在下降趋势,樟树表现出明显的不适应性,pH 9.0处理的叶绿素含量先缓慢升高,在5月达到最高值,然后开始下降,在2月达到最低值0.257 mg/g,其他4个处理(pH5.0、6.0、7.0和8.0),叶绿素含量均在6月达到最高值,分别为2.016、2361、2.250和2.107 mg/g,最低值均出现在12月,分别为0.982、1.474、1.490、1.054 mg/g,然后缓慢上升。 經过1年的试验观察及测量,樟树在pH为8.0以上时,顶端叶片叶缘及叶尖部分黄化现象明显,相关研究[10-13]也证实高pH对樟树黄化有直接和间接作用;银木在pH达到9.0时有顶端叶片黄化衰退现象发生,高pH对银木的生理影响有待后期进一步研究。
3结论与讨论
(1)植物生长量的变化与生长环境有直接的关系。叶绿素是植物光合色素中最重要的一类色素,其含量可受多种逆境的胁迫而下降,叶绿素含量的变化,既可以反映植物叶片光合功能的强弱,也可以表征逆境胁迫下植物组织、器官的衰老状况[14-15],进而影响到植物叶片的外在表现以及植物正常的生长。
(2)研究结果显示:银木和樟树更宜生长在中性或偏酸的土壤中,银木在土壤pH 8.0以上高生长以及存活率等方面都明显高于樟树,pH变化对樟树的影响比银木大。从叶绿素含量的测定结果表明:在同等立地条件下,银木的叶绿素含量要高于樟树,较高的土壤pH对试验株香樟黄化产生影响要大于银木,随着时间的推移,黄化呈现明显的上升趋势,说明叶绿素的组成因为pH的变化产生了变化,这一点有待于后期进一步探讨。
(3)该试验没有对叶片和土壤养分含量以及植物的生理生化指标进行充分研究,同时影响叶绿素含量及合成和高生长以及成活率的因素有很多种,此次试验仅对叶绿素含量以及高生长和pH影响方面进行相关性研究,具体相关性有待后期进一步研究与完善。
参考文献
[1]
卢瑛,龚子同,张甘霖.城市土壤的特性及其管理[J].土壤与环境,2002,11(2):206-209.
[2] 韩继红,李传省,黄秋萍.城市土壤对园林植物生长的影响及其改善措施[J].中国园林,2003,19(7):74-76.
[3] 卢瑛,龚子同,张甘霖.南京城市土壤的基本特性及其分类的初步研究[J].土壤,2001,33(1):47-51.
[4] 王朴,胡红青,丁昭全.武汉城市园林绿地土壤现状分析[J].湖北农业科学,2009,48(1):78-80.
[5] 张洁,李健龙,杨齐,等.香樟生理黄化病对树木主要生理生态特征的影响[J].江苏农业科学,2011,39(6):206-209.
[6] 邓建英,张凤芝.樟树缺铁的成因及防治方法[J].中国农业科学,1987,20(3): 23- 27.
[7] 胡娟娟,宋浩,束庆龙,等.香樟黄化程度对其生长及生理特性的影响[J].安徽林业科技,2013,39(3):20-23.
[8] 柯艳妮,田良涛,陈永勤,等.银木和樟树遗传多样性与亲缘关系的RAPD分析[J].湖北大学学报:自然科学版,2013,35(3):381-384.
[9] 张志良.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,1990:154-156.
[10] 李春霞,刘桂华,周敏,等.香樟生理黄化的叶绿素年变化规律研究[J].安徽农学通报,2008,14(9):30-32.
[11] 李利敏,吴良欢,马国瑞.樟树黄化土壤因子年周期变化规律的研究[J].华北农学报,2009,24(S1):221-225.
[12] 王稳战.黄化病对香樟生长生理及抗逆性影响的研究[D].合肥: 安徽农业大学,2009.
[13] 仝德全.我国木本植物黄化病害研究现状[J].山东林业科技,1987,64(3):12-15.
[14] 周光龙,伍杨.漆树叶绿素含量动态变化规律的研究[J].中国生漆,1996(11):16-21.
[15] 高金玉.土壤不同pH值对4种野生百合生长及生理特征的影响[D].长春:吉林农业大学,2011.