华南地区林药复合系统药用植物适应机制与土壤特性研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhanchuangye
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林药复合系统是空间上多层次结构、时间上配置有序、充分利用林地光、热、水和土壤等自然资源的复合生态系统,其有效的、可持续发展的土地利用策略及系统内植物之间共生互利与边际增产等方面的优势已经引起世界各地的普遍关注。林分郁闭度影响着林内环境,对林药复合经营成功与否至关重要。林药复合经营会引起土壤特性的变化,土壤微生物通过复杂的代谢活动,调控土壤养分来影响植物的生长发育以及对养分的吸收和释放。本文进行林药复合系统林下植物(五指毛桃Ficus simplicissima、黄花倒水莲Polygala fallax、走马胎Ardisia gigantifolia、草珊瑚Sarcandra glabra、一叶兰Aspidistra elatior)适应性研究,探究林下药用植物(草珊瑚、益智Alpinia oxyphylla、一叶兰)在不同郁闭度环境中的适应策略,分析林药复合经营对复合系统内土壤养分、酶活性及微生物的影响,探索适合华南地区的林药复合经营优化模式,进而提高林药复合系统的稳定性和生产力,从微生物角度解析土壤地力修复与增益的作用,主要结果如下:(1)5种药用植物在林药复合经营模式下首先进行的是地下部分生长的适应策略,促进了其入药部分的生长,其中走马胎、五指毛桃和草珊瑚生物量增长量较高。林下药用植物根系功能性状(根系形态指标RMD、SA和TV变化范围分别是1.45~2.47mm、149.36~835.22 cm~2和13.89~118.57 cm~3)与叶片性状间存在显著的相关性(SRV、TV与SLA显著相关)。林下药用植物在秋冬季节采取下调光合作用的适应策略,所有药用植物SLA与LUEi、Pn均极显著相关。(2)郁闭度对林下草珊瑚、益智、一叶兰生长有着显著的影响,郁闭度与三者根系RMD、SA、TV均显著相关。林下草珊瑚、益智与一叶兰对郁闭度的表型可塑性较高,草珊瑚PIv变化范围是0.01~0.68,益智是0.04~0.34,一叶兰是0.09~0.55。草珊瑚和一叶兰可塑性能力高于益智,对环境的适应能力更强。(3)人工整地与林药复合经营对土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物多样性均产生了显著影响,土壤酶与土壤微生物可以作为反应营林措施的指标。人工整地降低了土壤有机质及养分含量,林药复合经营后土壤养分含量及土壤酶活性增加,相对于整地林地,林药复合林地过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶活性显著提高(51.79%、95.65%、54.17%,p<0.05),且均与土壤有机质、全素养分含量、有效养分含量呈现显著相关性。土壤全素含量、碱解氮含量、有效磷含量T4(郁闭度0.7)处理最高。微生物群落在对照林地、林药复合林地与整地林地之间有显著差异,林药复合经营增加了土壤细菌及真菌多样性,且土壤微生物多样性与土壤养分、土壤酶活性具有显著的相关性,土壤细菌在门水平主要优势菌群相对丰度超10%的分别是酸杆菌门、变形菌门,土壤真菌为子囊菌门、担子菌门。(4)林下药用植物适应性综合得分排序为五指毛桃>草珊瑚>一叶兰>黄花倒水莲>走马胎。草珊瑚与一叶兰对弱光有强的敏感性,同时又有较高的表型可塑性,建议在华南地区进行推广。在郁闭度0.7下的林药复合经营模式增加了本系统土壤有机质与养分含量,同时增大了微生物多样性。
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