水曲柳-落叶松人工混交林化感促进机制研究

水曲柳是我国东北地区的珍贵阔叶树种，又是该区重要的工业用材树种。落叶松是该区栽培面积最大的速生树种。研究结果表明，水曲柳与落叶松混交对二者生长均起到较大的促进作用。前人只是在该人工混交林地土壤养分、水分的合理利用方面进行了研究。本次申请拟以水曲柳-落叶松人工混交林为研究对象，采用CRETS收集水曲柳根系分泌物（落叶松根系分泌物已获得）；使用GC/MS、LC/MS/MS联用仪，判断水曲柳化感物质结构；采用微透析取样方法结合HPLC测定两树种化感物质含量及有效浓度。采用土壤层析技术，建立各化感物质在林地土壤中的恢复率及滞留方程；测定化感物质对对方种子萌发和幼苗生长的影响；采用PLFAs分析方法测定林地土壤微生物群落结构及生物量。采用Trypan blue 染色法测定菌根侵染率；探讨化感物质在水曲柳/落叶松根际作用中的效应。该申请从混交树木种间生物化学作用的角度，探明人工混交林提高生产力的机制。

本研究首先通过室内实验，分析添加四种落叶松根系分泌物对水曲柳幼苗苗高、地径、生物量、根系活力、菌根侵染率和土壤微生物群落结构的影响，然后在野外将同龄的水曲柳纯林、落叶松纯林和水曲柳-落叶松混交林作为研究对象，分析三种人工林林分之间土壤理化性质和根系分泌物同土壤微生物种类和数量之间的相互关系，来探讨混交林促进生产力提高的机理。.室内试验结果表明，施加2,4-二羟基苯甲酸+阿魏酸、7-羟基香豆素+阿魏酸、阿魏酸+松香酸的组合处理显著促进水曲柳幼苗的生长；而施加2,4-二羟基苯甲酸+松香酸、7-羟基香豆素+松香酸和7-羟基香豆素+阿魏酸+松香酸处理对水曲柳幼苗的生长却有显著的抑制作用。这可能是由于不同酚酸物质之间在土壤的环境中存在着某种协同作用，而这种协同作用对植物体产生了有利或有害的影响。施加2,4-二羟基苯甲酸+7-羟基香豆素+阿魏酸组合处理显著抑制水曲柳幼苗的根系活力，施加2,4-二羟基苯甲酸+阿魏酸的处理反而促进了水曲柳根系活力，说明物质7-羟基香豆素在2,4-二羟基苯甲酸+7-羟基香豆素+阿魏酸组合中对水曲柳根系活力可能起到了强烈的抑制效果。2,4-二羟基苯甲酸会显著降低水曲柳幼苗菌根侵染率，也许2,4-二羟基苯甲酸对菌根真菌有毒害作用。野外调查发现，随着土层深度的增加，土壤全C、全N的含量逐渐下降，表现为上层高于下层的趋势，且杂木林中C含量最高。但随着土层深度的增加，真菌数量减少。10-20 cm土层中N含量与革兰氏阳性菌、土壤动物的生物量显著正相关。水曲柳-落叶松混交林中的微生物生物量远高于各纯林及杂木林。各微生物种群中细菌生物量最高。.通过对水曲柳纯林、落叶松纯林和水曲柳-落叶松混交林的研究，初步获得这三种林地中根系分泌物及土壤微生物的种类和数量相互关系。为探明水曲柳-落叶松人工混交林提高生产力的机制奠定基础，同时，还能令人们更深入了解化感物质与土壤微生物间的关系。