苔蘚草木樨伴生在貧瘠山地紫穗槐造林中的應用

房春果

(國營新賓滿族自治縣趙家林場，遼寧 撫順 113213)

苔蘚植物結構微小、個體簡單，具有特殊的生理功能機制，能生長在大多數陸生植物難以存活的惡劣環境中[1-3]。苔蘚由于適應能力強，生態位寬廣，吸附能力強，在植被恢復中有很大的研發潛力[4-6]。由于苔蘚植物的特殊性，使其具有一定的應用價值，尤其在困難立地和干旱惡劣的氣候條件下，進行植被更新和土壤結構功能恢復中具有一定的實用價值[7]。現有對苔蘚功能研究主要熱點集中在生物監測、養分循環、水源涵養和水土保持等領域，對其生態功能應用的研究領域還不夠深入和全面，目前對其在生態恢復研究中的領域涉及不多[8]。本研究根據苔蘚植被的保水吸附特性，首次將其在干旱貧瘠區域植被恢復造林工程中應用，獲得較好效果[9]。

1 試驗區概況

本研究選取樣地在撫順新賓滿族自治縣的趙家林場后山貧瘠區域，地理坐標124°27.15′ E，41°40.33′ N。該區域南北走向屬狹長溝谷地帶，地勢南高北低，地表坡度多在10°～36°之間。該區域峰巒突起，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 試驗材料

選擇當地適生的鄉土灌木樹種紫穗槐(AmorphafruticosaLinn.)，伴生草本植物選擇草木樨(MelilotusofficinalisL.)，苔蘚選擇真蘚(Bryumargenteumhedw)，該苔蘚采自于國家級自然保護區猴石公園，室內人工擴繁配子體。

2.2 試驗設計

試驗于2017年4月下旬開始，采用完全隨機區組設計，設置4種處理，分別為紫穗槐行間噴播苔蘚和草木樨質量比為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照(CK)，4次重復。混合物以具有配子體殘體的真蘚和草木樨按不同質量比例混合，混合物噴播量為500 gm-2。每小區面積1 000 m2，紫穗槐苗木規格為3年生裸根苗，株行距2.0 m×2.5 m，每行20株，共10行。各小區隨機排列于試驗區域的上、中、下各坡位，以減少試驗誤差。因試驗區域坡度較大，表層土壤、砂石松散易滑落，因此栽植前不進行整地，以盡可能保護邊坡本底狀況。

2.3 測定項目

栽植當年9月觀測紫穗槐的成活率，1年后9月，觀測紫穗槐保存率、地徑，5次重復。采用環刀取土方法，分0～20 cm、20～40 cm 2個層次取土壤樣品，3次重復，帶回室內試驗分析。土壤速效氮采用堿解擴散法測定；土壤速效磷采用碳酸氫鈉法測定；土壤速效鉀采用醋酸銨提取、原子吸收分光光度計測定；土壤pH值采用1:5土壤懸液電位計法測定；飽和含水量采用環刀烘干法進行測定[10-12]。對苔蘚草木樨伴生造林不同模式取紫穗槐葉片對生理生化指標進行測定，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)采用考馬斯亮藍法進行測定；細胞質膜透性電導率(X4)采用浸泡法；過氧化氫酶(X5)采用紫外分光光度計法。

3 結果與分析

3.1 苔蘚草木樨伴生造林對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照有所提高，平均成活率92.76%，較CK提高2.07個百分點，說明林間噴播苔蘚和草木樨混合物對紫穗槐成活具有促進作用，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，對紫穗槐保存率的提高具有促進作用，M2處理保存率最高，達到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紫穗槐成活及生長發育的影響

3.2 苔蘚草木樨伴生造林對林下土壤理化性質的影響

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幾乎未發生變化，但真蘚與草木樨伴生造林對林下土壤中速效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，有效促進了根系生長，具有一定得促進根系萌發和保苗作用。

表2 苔蘚草木樨伴生造林對林下土壤理化性質的影響

3.3 苔蘚草木樨伴生造林不同模式土壤有機碳差異分析

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

注：CK為試驗開始前土壤本底值有機碳含量

圖2 土壤有機碳含量

3.4 苔蘚草木樨伴生造林紫穗槐葉片各測定性狀相關性分析

對苔蘚草木樨伴生造林林木葉片生化指標測定數據利用雙變量Pearson簡單相關系數法對測定指標的相對值進行相關性分析(表3)，各性狀之間均呈現正相關，多數性狀間的相關性達到了顯著或極顯著水平。相對葉綠素含量與相對蛋白質含量關系最密切，相關系數為0.844**。相對脯氨酸含量與相對電導率和相對過氧化氫酶含量極顯著正相關，相關系數分別為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定指標的相關系數

*和**分別表示在0.05 和0.01的顯著水平

4 結論

通過對苔蘚草木樨伴生造林林下土壤理化性質、林下土壤有機碳差異性以及造林苗木葉片生化指標的測定，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，有效促進根系生長，具有一定促進根系萌發和保苗作用，且對固定土壤表面，穩定土壤團粒結構和穩定性有很大的促進作用，能有效提高造林苗木的抗旱性。