不同杉木混交种植模式对土壤-杉木系统中铝的化学形态、含量的影响及其机理研究

Aluminum toxicity is an important cause of forest decline. The harmful effects of aluminum on forestry plant are closely related with its chemical forms. This project is to study the effect of different mixed planting pattern of Chinese fir on the chemical forms and contents of aluminum in the system of soil- Chinese fir. The yang seedling of Chinese fur, Michelia macclurei and Schima superba will be used as plant materials and will be planted in high planting density. Analytical methods, such as ICP-MS，HPLC，HPLC-MS and NMR will be used for the determination of chemical forms and content of aluminum in soil and plants. The statistical analysis of aluminum chemical forms, aluminum content, soil acidity, organic acid, biomass, ground diameter and tree height will be made to reveal the distribution law and the variation mechanism of chemical forms and contents in soil-Chinese fir system under different planting pattern, and their relationship with aluminum toxicity to Chinese fir. This study will be useful for the evaluation of eco-toxicity of aluminum and the correct selection of planting pattern of Chinese fir. The study also will provide scientific basis for the future researches on aluminum toxicity to Chinese fir and its control.

铝毒害是造成森林衰退的重要原因之一，铝对森林植物的危害与土壤-森林植物系统中铝的化学形态密切相关。本课题拟以杉木、火力楠、木荷苗为材料，采用高密度混交种植的试验方法，借助电感耦合高频等离子体质谱法、高效液相色法谱法、色-质联用法、核磁共振谱法等形态、含量分析技术，研究不同杉木混交种植模式下，土壤和植株中铝的化学形态、含量以及土壤酸度、土壤有机酸含量、植株各器官生物量及分配、地径、树高等的变化，揭示不同杉木种植模式对土壤-杉木系统中铝的化学形态、含量的影响；通过对不同杉木混交种植模式下土壤和植株中铝的化学形态和含量与土壤酸度、土壤有机酸含量、植株各器官生物量及分配、地径、树高等因子的相关统计分析，探讨土壤-杉木系统中铝的化学形态和含量的分布规律和变化机理及其与毒性效应的关系。本研究将有助铝的生态毒性评估及杉木种植模式的合理选择；为杉木铝毒的深入研究及防治措施提供科学依据。

铝毒害是造成森林衰退的重要原因之一。铝对森林植物的危害与其在土壤中的化学形态密切相关。杉木是中国南方最重要的用材树种之一。本课题以杉木、火力楠和木荷苗为材料，采用高密度混交种植的试验方法，研究了杉木不同混交种植模式下，土壤和植株中铝的化学形态、土壤性质、杉木生长等指标的变化，并对相关因子进行了统计分析。结果表明，不同杉木混交种植对土壤中各形态铝的含量都有不同程度的影响。其中，土壤交换态铝、单聚体羟基铝和酸溶无机铝含量呈降低的趋势，腐殖酸铝则有增加的趋势。不同混交种植使杉木土壤中活性较强的铝形态降低，进而降低土壤中铝的植物毒性。杉木连载种植下，土壤中活性铝含量增加，而混交种植能在一定程度上降低以上连载效应。因此杉木混交种植模式有利于降低土壤铝毒害的影响。统计分析表明，土壤化学形态的改变，与混交种植后土壤酸度的增加有关，连栽种植下活性铝含量的增加与土壤有机质含量的增加有显著相关，不同杉木混交种植还使杉木根中铝积累明显减少，但对本研究中其它指标的影响不显著。本研究结果可为酸性土壤上杉木铝毒害的防治及混交种植模式的选择提供科学依据。