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    杜仲种质资源雄花主要数量性状变异及概率分级

    杜庆鑫, 刘攀峰, 庆军, 魏艳秀, 杜红岩

    杜庆鑫, 刘攀峰, 庆军, 魏艳秀, 杜红岩. 杜仲种质资源雄花主要数量性状变异及概率分级[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(11): 42-49. DOI: 10.13332/j.1000-1522.20160031
    引用本文: 杜庆鑫, 刘攀峰, 庆军, 魏艳秀, 杜红岩. 杜仲种质资源雄花主要数量性状变异及概率分级[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(11): 42-49. DOI: 10.13332/j.1000-1522.20160031
    DU Qing-xin, LIU Pan-feng, QING Jun, WEI Yan-xiu, DU Hong-yan.. Variation and probability grading of main quantitative traits of male flowers for Eucommia ulmoides germplasm.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(11): 42-49. DOI: 10.13332/j.1000-1522.20160031
    Citation: DU Qing-xin, LIU Pan-feng, QING Jun, WEI Yan-xiu, DU Hong-yan.. Variation and probability grading of main quantitative traits of male flowers for Eucommia ulmoides germplasm.[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2016, 38(11): 42-49. DOI: 10.13332/j.1000-1522.20160031

    杜仲种质资源雄花主要数量性状变异及概率分级

    基金项目: 

    “十二五”国家农村领域科技支撑计划课题(2012BAD21B0502)。

    详细信息
      作者简介:

      杜庆鑫。主要研究方向:经济林育种栽培。Email:duqingxin20102325@163.com 地址:450003河南省郑州市纬五路3号中国林业科学研究院经济林研究开发中心305室。   责任作者: 杜红岩,研究员,博士生导师。主要研究方向:杜仲育种栽培与综合利用。Email:dhy515@126.com 地址:同上。

      杜庆鑫。主要研究方向:经济林育种栽培。Email:duqingxin20102325@163.com 地址:450003河南省郑州市纬五路3号中国林业科学研究院经济林研究开发中心305室。   责任作者: 杜红岩,研究员,博士生导师。主要研究方向:杜仲育种栽培与综合利用。Email:dhy515@126.com 地址:同上。

    Variation and probability grading of main quantitative traits of male flowers for Eucommia ulmoides germplasm.

    • 摘要: 为更好地对杜仲种质资源雄花进行评价和利用,对193份不同种质杜仲雄花14个主要数量性状进行变异分析和概率分级。结果表明:杜仲雄花数量性状存在丰富的变异,14个性状变异系数均在12%以上,京尼平苷含量(112.00%)变异系数最大,其次为紫云英苷含量(89.56%)、京尼平苷酸含量(88.60%),氨基酸含量(12.52%)变异系数最小。经K-S检验,花高、雄蕊长度、雄蕊数、桃叶珊瑚苷含量、绿原酸含量、异槲皮苷含量、总黄酮含量、氨基酸含量等8个数量性状Sig值大于0.05,均符合正态分布;花径、鲜质量、干质量均呈偏态分布,去除拖尾部分,也近似看作正态分布;京尼平苷酸含量、京尼平苷含量、紫云英苷含量均不符合正态分布。对符合正态分布的数量性状统一用(X-1.281 8S)、(X-0.524 6S)、(X+0.524 6S)、(X+1.281 8S)4个点分为5级,对不符合正态分布的性状按实际分布情况分级,使1~5级出现的概率分别为10%、20%、40%、20%和10%。
      Abstract: To make better evaluation and utilization, 14 main quantitative traits of 193 male flowers of Eucommia ulmoides germaplasm were studied through variation analysis and probability grading. The results showed that a large variation was observed in the quantitative traits of the flowers, coefficients of variation of the 14 quantitative traits were all above 12%, in which the highest occurred in geniposide content (112.00%), followed by astragaline content (89.56%) and geniposidic acid content (88.60%), and the smallest occurred in amino acids content (12.52%). According to the K-S test, flower height, stamen length, stamen number, aucubin content, chlorogenic acid content, isoquercitrin content, total flavonoids content and amino acid content all conformed to the normal distribution; flower diameter, fresh weight and dry weight that followed skewed distribution could be regarded and treated as those conforming to normal distribution; geniposidic acid content, geniposide content and astragaline content did not conform to normal distribution. Eleven quantitative traits that conformed to the normal distribution could be divided into 5 grades by 4 dividing points: X-1.281 8S, X-0.524 6S, X+0.524 6S and X+1.281 8S, while other 3 traits could be divided into 5 grades according to the actual distribution. The occurrence probability of grade 1-5 was 10%, 20%, 40%, 20% and 10%, respectively. An index system of probability grading for 14 quantitative traits was built, which could provide important guidelines for E. ulmoides breeding program and quality control of male flower related products, and meanwhile, it could provide a reference for specification and data standardization of E. ulmoides male flowers descriptor system.
    • 城市绿地不仅是关乎居民生活水平质量、提供人类健康生活的基础保障,更重要的是其所发挥的生态服务功能,如美化城市环境、涵养水土、保持空气洁净、减尘降噪等[1-2]。在人类系列活动的干扰下,城市绿地土壤生态系统退化状况日趋严重[3],主要表现在土壤中混入建筑垃圾、石灰等废渣,土壤原本自然层次结构体破坏严重,土壤密度显著增加,土壤养分匮乏、供肥保肥能力减弱等[4-5]。城市绿地土壤质量改善已成为生态领域研究热点。

      目前,有机无机覆盖物广泛应用于城市绿化中,但其更注重于覆盖物的美观效应及抑制扬尘等物理效应[6-8],对于土壤综合肥力的影响研究较少。土壤肥力分级评价成为当今评估城市绿地土壤综合肥力的重要手段,许多学者运用内梅罗指数、模糊数学模型等手段对城市绿地进行评价,如骆玉珍等[9]、卢瑛等[10]、司志国等[11]对上海、深圳、徐州等城市绿地进行评价,但是城市土壤改良后的评价研究则鲜有报道。

      在城市园林美化中所产生的自然凋落或经修剪产生的枯枝落叶、杂草、残花废草等园林绿化废弃物,有机质、木质素及纤维素较丰富,采用传统焚烧填埋等利用方式,不仅造成资源浪费,同时对大气环境也造成不可逆的有害影响。因此,将园林绿化废弃物进行资源化利用,不仅可节约资源,又可将其“变废为宝”[12-13]。作为改良城市绿地土壤的原材料,对比其他城市生活垃圾及污泥等,园林绿化废弃物堆肥后其安全性更好,利用率更高,不同堆置时间的园林绿化废弃物堆肥的性质及分解释放养分量也有所不同[14-15]

      综上,本研究针对城市绿地土壤养分含量低下、土壤质量下降等现状,采用分层式处理(上层木片 + 下层园林绿化废弃物堆肥)对城市绿地土壤进行覆盖。其中,上层主要作用为保水保温、美化环境以及防止下层堆肥损失,下层堆肥设置不同堆置天数为不同处理,研究园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力动态变化特征的影响,并结合修正的内梅罗指数法对覆盖后的土壤肥力进行综合评价。旨在科学把握土壤肥力改良效果,以此确定最优覆盖方案,以期为提高城市绿地土壤质量,选择适合城市绿地发展的最佳覆盖方式提供科学依据,为城市绿地可持续发展提供数据支撑。

      试验区位于北京市海淀区圆明园遗址公园东侧(116°19′28″E、40°01′07″N)空旷裸露地块,当地属暖温带大陆性季风气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,年平均气温13.7 ℃,最高温度和最低温度分别为38.7和−14.9 ℃,年平均降水量约502.7 mm。研究区域面积约1 200 m2,地上植被主要为五角枫(Acer mono)、洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica)和白皮松(Pinus bungeana)等。供试土壤主要理化性质详见表1

      表  1  供试土壤不同土层主要理化性质
      Table  1.  Main physicochemical properties of different soil layers of the tested soil
      深度
      Depth/cm
      土壤密度
      Soil bulk density
      (BD)/(g·cm−3)
      pH有机质
      Soil organic matter
      (SOM)/(g·kg−1)
      全氮
      Total nitrogen
      (TN)/(g·kg−1)
      碱解氮
      Available nitrogen
      (AN)/(mg·kg−1)
      有效磷
      Available phosphorus
      (AP)/(mg·kg−1)
      速效钾
      Available potassium
      (AK)/(mg·kg−1)
      0 ~ 101.538.0121.920.89148.451.64200.40
      10 ~ 201.688.0116.460.73 95.964.32112.02
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      铺设材料由两部分组成,上层均为2.5 cm厚的不同树种(主要为北京市常见的毛白杨(Populus tomentosa)、槐(Sophora japonica)等)产生的园林绿化废弃物原材料,粒径为约6 cm的木片,购于北京荔驰公司,其有机碳含量为559.33 g/kg,全氮含量为10.85 g/kg。下层为2.5 cm厚的不同堆置天数的园林绿化废弃物,堆置天数为15、30、60 d,其有机碳质量分数分别为340.46、323.09、298.35 g/kg,全氮质量分数分别为11.35、11.52、12.84 g/kg,铺设厚度共5 cm。

      于2019年11月份进行铺设试验,并于2020年8月进行土样采样及室内分析。试验共设4个处理,分别为不覆盖(CK)、上层木片 + 下层堆置15 d园林绿化废弃物堆肥(处理A)、上层木片 + 下层堆置30 d园林绿化废弃物堆肥(处理B)、上层木片 + 下层堆置60 d园林绿化废弃物堆肥(处理C),每种处理设3次重复。将地表进行简单松土后,再均匀铺设各种覆盖物材料。

      于2020年8月份采集土样,具体采样方法:在试验开始前,将试验区表层覆盖物清除,分别用环刀和土钻取0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm的土壤。采集的土样在实验室风干盘中自然风干,避免阳光直接照射,捡去石头和可见根茎等杂物,同时在风干过程中,不停地用手将土块捏碎,待土壤样品完全风干以后,根据测定所需要的不同标准要求将土壤样品分别过2 mm和0.25 mm筛备用。

      本试验共测定土壤密度(BD)、pH、有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)7个指标。土壤密度采用环刀法测定;土壤pH采用土水比(1∶2.5)pH计法测定;土壤有机质采用重铬酸钾容量法−稀释热法测定;土壤全氮采用浓H2SO4消煮−凯氏定氮法测定;土壤碱解氮采用碱解扩散法测定;土壤有效磷采用NaHCO3浸提−钼锑抗比色法测定;土壤速效钾采用NH4OAc-火焰光度计法测定[16]

      参照全国第二次普查对土壤养分因子进行单项评级(表2),选取与土壤肥力相关的7个养分因子,将各个养分因子标准化后,参照改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行归纳[9, 17],其计算公式为:

      表  2  土壤养分含量分级标准
      Table  2.  Classification criterion of soil nutrients
      级别 GradeSOM/(g·kg−1)TN/(g·kg−1)AN/(mg·kg−1)AP/(mg·kg−1)AK/(mg·kg−1)评价 Evaluation
      1 > 40 > 2.00 > 150 > 40 > 200 很高 Very high
      2 30 ~ 40 1.50 ~ 2.00 120 ~ 150 20 ~ 40 150 ~ 200 高 High
      3 20 ~ 30 1.00 ~ 1.50 90 ~ 120 10 ~ 20 100 ~ 150 中上 Slightly above average
      4 10 ~ 20 0.75 ~ 1.00 60 ~ 90 5 ~ 10 50 ~ 100 中下 Slightly below average
      5 6 ~ 10 0.50 ~ 0.75 30 ~ 60 3 ~ 5 30 ~ 50 低 Low
      6 < 6 < 0.50 < 30 < 3 < 30 很低 Very low
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      F=(n1n)(¯Fi)2+(Fimin)22

      式中:F为土壤综合肥力指数,¯Fi为土壤各个肥力指标的分肥力指数平均值,Fimin为土壤各个肥力指标各分肥力指数的最小值,n为代入公式的测定指标个数。

      采用Excel 2019进行图表绘制,应用SPSS 22.0对不同处理及各项指标进行方差分析、多重比较、Pearson相关分析及逐步回归分析。

      不同处理下,土壤肥力因子变化如图所示。供试土壤表层密度均值在1.49 ~ 1.65 g/cm3,在0 ~ 10 cm土层,土壤密度大小排序为处理A < C < B < CK,而在10 ~ 20 cm土层,土壤密度大小排序为C < A < B < CK。覆盖处理可降低土壤密度,但差异不显著。

      图1可知,供试土壤pH偏高,为碱性土壤。0 ~ 10 cm土层pH变幅为7.94 ~ 8.05,从大到小依次为C > CK > A > B,差异不显著。10 ~ 20 cm土层pH范围为8.06 ~ 8.38,从大到小依次为A > B > C > CK,A覆盖处理显著高于CK(P < 0.05),3种覆盖处理间并不显著。从土壤养分含量来看,经过园林绿化废弃物覆盖,除土壤有效磷外,0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm土层养分含量都有不同程度的提高。其中,0 ~ 10 cm土层中,有效磷、速效钾含量随园林绿化废弃物堆置天数增加而增加,在C覆盖处理下达到最大值,且显著高于CK(P < 0.05),在10 ~ 20 cm土层中,B覆盖处理有效磷含量显著低于CK(P < 0.05),其他3种处理间均无显著差异。10 ~ 20 cm土层中,C覆盖处理土壤SOM、全氮含量显著高于CK(P < 0.05),分别提高了28.8%、26.0%,其他3种处理差异并不显著。

      图  1  不同处理土壤肥力因子特征
      图柱上方大写字母表示不同处理在0 ~ 10 cm土层差异显著性(P < 0.05),小写字母表示不同处理在10 ~ 20 cm土层差异显著性(P < 0.05)。下同。Uppercase letters on the bar indicat significant difference between varied treatments in 0−10 cm soil layer (P < 0.05), while lowercase letters indicate significant difference between varied treatments in 10−20 cm soil layer (P < 0.05). The same below.
      Figure  1.  Characteristics of soil fertility factors under different treatments

      通过改进的内梅罗指数法计算得出土壤综合肥力指数如表3所示。0 ~ 10 cm土层土壤综合肥力指数变幅为1.088 ~ 1.428,该指数随园林绿化废弃物下层堆肥的堆置天数增加而增加,C覆盖处理下达到最大值,较CK显著提升了31.3%(P < 0.05)。10 ~ 20 cm土层中土壤综合肥力指数变幅为1.004 ~ 1.134,其大小顺序依次为C > A > CK > B,4种处理间差异并不显著。从表2看出,土壤密度、有效磷的Fi值均小于其他指标,据“最小因子定律”,土壤密度及有效磷是制约土壤综合肥力发展的主要因子。

      表  3  不同处理土壤各属性肥力系数与综合肥力系数
      Table  3.  Soil property fertility coefficient and comprehensive fertility coefficient of different treatments
      处理 Treatment深度 Depth/cmFi¯FiF
      SOMBDpHANAPAKTN
      A 0 ~ 10 2.573 1.715 2.043 2.839 0.728 3.000 1.777 2.096 1.346AB
      10 ~ 20 2.005 1.334 1.620 1.972 0.509 3.000 1.284 1.675 1.061a
      B 0 ~ 10 2.756 1.143 2.063 2.918 0.885 3.000 1.934 2.100 1.374AB
      10 ~ 20 1.901 0.941 1.760 1.956 0.383 2.918 1.295 1.594 1.004a
      C 0 ~ 10 2.527 1.376 1.910 2.898 1.200 3.000 1.600 2.073 1.428A
      10 ~ 20 2.201 1.226 1.787 2.011 0.679 2.844 1.406 1.736 1.134a
      CK 0 ~ 10 2.192 0.976 1.947 2.440 0.346 3.000 1.418 1.760 1.088B
      10 ~ 20 1.709 0.880 1.940 1.644 0.970 2.036 1.116 1.471 1.018a
      注:F为土壤综合肥力指数,Fi为土壤各个肥力指标的分肥力指数,¯Fi为土壤各个肥力指标的分肥力指数平均值。Notes: F is the comprehensive soil fertility index, Fi is the fertility index of each fertility index of the soil, and ¯Fi is the average value of fertility index of each fertility index of soil.
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      表4可知,除土壤有效磷外,土层深度对土壤密度(P < 0.05)、土壤其他养分因子及土壤综合肥力指数(P < 0.01)的影响达到显著水平。覆盖处理对速效钾影响达到极显著水平(P < 0.01),对其他土壤肥力因子及土壤综合肥力指数的影响不显著。深度与覆盖处理的交互作用对有效磷影响达到极显著水平(P < 0.01),对速效钾影响达到显著水平(P < 0.05),对土壤其他因子无显著影响。

      表  4  覆盖处理及土层深度的双因素分析
      Table  4.  Two-factor analysis of mulch treatment and soil depth
      指标
      Index
      覆盖处理
      Mulching treatment (M)
      深度
      Depth (D)
      M × D
      SOM 0.106 0.000** 0.507
      BD 0.085 0.015* 0.579
      pH 0.498 0.002** 0.091
      AN 0.132 0.000** 0.899
      AP 0.187 0.193 0.008**
      AK 0.000** 0.000** 0.025*
      TN 0.08 0.000** 0.367
      F 0.085 0.000** 0.553
      注:*表示差异水平显著(P < 0.05);**表示差异水平极显著(P < 0.01)。Notes: * indicates significant difference (P < 0.05); ** indicates extremely significant difference (P < 0.01).
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      土壤各项指标相关性分析(表5)表明,土壤密度与pH、土壤各个养分因子呈现负相关性,其中,土壤密度与碱解氮、全氮呈显著负相关(P < 0.05),与速效钾呈极显著负相关(P < 0.01);pH与土壤养分因子中的碱解氮、全氮负相关性达到极显著水平(P < 0.01)。纵观土壤各个养分因子之间的相关性,除有效磷外,其他各个养分因子之间(SOM、AN、AK、TN)正相关性达到极显著水平(P < 0.01),有效磷并未与其他养分因子呈现出显著相关性。土壤综合肥力指数与土壤肥力因子相关性显示,土壤有效磷与土壤综合肥力指数呈现显著正相关(P < 0.05),SOM、AN、AK、TN与土壤综合肥力指数呈现极显著正相关(P < 0.01),土壤pH、土壤密度与土壤综合肥力指数负相关性达到极显著水平(P < 0.01)。

      表  5  土壤各指标之间相关性
      Table  5.  Correlations among soil indexes
      指标 IndexSOMBDPHANAPAKTNF
      SOM 1
      BD −0.581** 1
      PH −0.508* 0.025 1
      AN 0.844** −0.470* −0.581** 1
      AP 0.396 −0.140 −0.318 0.286 1
      AK 0.631** −0.554** −0.321 0.725** 0.344 1
      TN 0.929** −0.417* −0.585** 0.896** 0.356 0.626** 1
      F 0.995** −0.591** −0.517** 0.847** 0.466* 0.655** 0.922** 1
      注:*表示显著相关(P < 0.05);**表示极显著相关(P < 0.01)。Notes: * indicates significant correlation (P < 0.05); ** indicates extremely significant correlation (P < 0.01).
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      表5得出,土壤综合肥力指数与土壤各肥力因子相关性达到显著或极显著水平,但土壤肥力因子并非都是相互独立作用于土壤综合肥力,他们之间彼此联系、彼此制约,共同影响土壤综合肥力。为确定土壤综合肥力主要影响因子,通过逐步分析法对各个变量进行筛选,以获得其主导影响因子。经过逐步回归分析,最终筛选出土壤综合肥力指数的3个主导影响因子,分别是土壤SOM、土壤有效磷、土壤密度,土壤综合肥力指数与3个主导因子逐步回归方程为:F = 0.083 + 0.638FSOM + 0.014FAP − 0.087FBDR2 = 0.997),土壤综合肥力指数与这3个指标极显著相关(P < 0.01)。SOM是第一个进入方程的指标,是最主要影响因子,其次为有效磷、土壤密度。

      土壤pH与养分有效性、微生物活性、植物能否健康生长方面有着紧密联系[17]。研究区土壤pH值范围在7.9 ~ 8.4,与北京市山区土壤[18]相比,山区土壤偏酸性,城市绿地土壤偏碱性,这与上海市[9]、成都市[19]各大城市绿地土壤基本一致。这主要是由于城市绿地回填土中混有石灰、建筑垃圾等以及碳酸盐与重碳酸盐沉积累积所造成[20]。这一表现几乎成为国内各大城市的共性体现。经过覆盖处理后,土壤pH有一定程度提高。在10 ~ 20 cm土层中,A覆盖处理pH显著高于CK,其他3种处理间差异并不显著。这可能是由于覆盖物下层堆肥本身pH较高,进入土壤后使得土壤pH上升,而堆肥前期pH上升较快,中后期由于部分有机酸产生使pH下降[21-22],使得A覆盖处理土壤pH显著提高。土壤密度作为土壤物理指标,一定程度上反映了土壤孔隙度、土壤透气保水渗水性能,影响植物扎根等,试验区表层土壤密度变幅为1.49 ~ 1.65 g/cm3,较自然土壤(一般约为1.38 g/cm3)更加紧实,土壤压实严重,严重影响了土壤渗水蓄水功能,土壤通气持水性差,一定程度上影响了植物健康生长[23-24],有研究表明,当土壤密度大于1.60 g/cm3已严重影响了植物根系在土壤中穿插伸展,对植物吸取水分及养分造成严重不利影响[25]。城市绿地土壤出现此类现象的原因主要是由于人为踩踏或机械作业等造成土壤密度增加,使得土壤物理性质变差。经覆盖处理后,土壤密度有一定程度降低,C覆盖处理效果最好,但与CK间差异并不显著,这可能是由于土壤覆盖时间较短,改善效果尚不明显。

      土壤各养分因子在土壤生态系统中发挥着不可替代作用,土壤有机质是衡量土壤养分的重要指标,是维持植物正常生长的重要因子[26]。据全国第二次土壤普查表(表2),供试土壤有机质含量水平中等偏上,大致为3 ~ 4级,这与张骏达[27]的研究一致。其他养分因子中,土壤全氮含量水平为3 ~ 4级;碱解氮含量水平为2 ~ 3级;速效钾含量水平为1 ~ 3级;有效磷含量水平为5 ~ 6级,含量极低。供试土壤中磷素缺乏,这与大多城市富磷特征相反[17, 20],可能是由于土壤pH较高,土壤石灰等碱性废料较多,Ca2+、Mg2+较多降低了磷的有效性[28-29]。C覆盖处理将表层土壤有效磷含量由6级提升至4级,将深层土壤有机质及全氮含量由4级提升为3级,速效钾含量由3级提升至1级。由此可见,经覆盖后,土壤中养分都有一定程度提高,与王慧丽、翟婉璐等[30-31]研究一致。上述结果很可能与覆盖物下层堆肥基质有关,由于下层园林绿化废弃物堆肥的堆置天数越长,园林绿化废弃物本身分解的越完全,释放的养分越多[32-34],上层覆盖物起到截流保温作用,减少了土壤养分流失,使得土壤表层养分含量增加。

      覆盖处理与土层深度对土壤各肥力因子交互作用显示,土壤各肥力因子动态变化不仅受覆盖处理的影响,也受到土层深度的影响。0 ~ 10 cm土层中土壤各肥力因子特征优于10 ~ 20 cm土层,这表明短期园林绿化废弃物覆盖对于土壤表层肥力因子影响显著,但对于土壤深层肥力因子的改善尚未明确。我们发现B覆盖处理0 ~ 10 cm土层中土壤有效磷相对高于CK,而10 ~ 20 cm却显著低于CK;10 ~ 20 cm土层中,C覆盖处理土壤SOM、全氮含量显著高于CK,而0 ~ 10 cm土壤SOM、全氮含量却与CK无显著差异,这可能是由于地表条件、人为活动及环境差异等因素影响,造成表层与深层土壤在土壤学性质及物理化学特征具有较大差异,土壤肥力因子的动态变化过程以及对外界环境变化的响应不同,所以土壤肥力因子出现了一定的区域效应及尺度效应[35-37]

      由于土壤中各肥力因子相互联系,共同作用于土壤肥力,本研究通过改进的内梅罗指数法对各处理土壤进行综合肥力评价分析,根据土壤综合肥力指数可将不同处理下土壤肥力分级,当F值低于0.9时,土壤肥力为第4级、贫瘠水平;当F值在0.9 ~ 1.8内,土壤肥力为第3级、中等水平;当F值在1.8 ~ 2.7内,土壤肥力为第2级、肥沃水平;当F值高于2.7时,土壤肥力为第1级、很肥沃水平[11, 35, 38]。根据土壤综合肥力分级标准,4种处理下0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm土层F值在0.9 ~ 1.8范围内,土壤肥力为中等;在0 ~ 10 cm土层内,C覆盖处理综合肥力指数显著高于CK;10 ~ 20 cm土层内,4种处理间综合肥力指数差异并不显著。这可能是由于较短的覆盖周期内,覆盖物分解进入表层土壤,土壤养分存有一定的表聚现象,对于深层土壤养分含量影响暂不显著,但在C覆盖处理中,10 ~ 20 cm土层各养分指标及综合肥力指数有上升趋势。

      采用改进后的内梅罗指数法,通过Fimin找出土壤综合肥力系数的限制因子。通过表3得出,土壤密度与有效磷的Fi值低于其他土壤指标,即供试土壤肥力提高受土壤密度及有效磷制约。通过Pearson相关和逐步分析法得出,土壤有机质、土壤有效磷、土壤密度与土壤肥力系数最为相关,其中土壤有机质为最主要影响因子,依次下来分别为土壤有效磷、土壤密度。在今后城市绿地土壤日常管理与维护中,要着重注意园林绿化废弃物覆盖对限制因子的阶段性及长期改善效应。

      C覆盖处理(上层园林绿化废弃物原材料 + 下层堆置60 d园林绿化废弃物)显著提高0 ~ 10 cm土层中有效磷、速效钾以及10 ~ 20 cm土层中速效钾含量。土壤综合肥力指数显示,C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土壤综合肥力。综上所述,C覆盖处理为最佳覆盖方案。经过修正的内梅罗指数法、Pearson相关性及逐步回归分析,明确该土壤综合肥力限制因子为土壤密度及土壤有效磷;土壤综合肥力最主要影响因子为土壤有机质,其次为土壤有效磷、土壤密度。在今后研究中,要注重园林绿化废弃物覆盖对土壤肥力主要影响因子的改善效应,从而更好地提高城市绿地土壤质量。

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    • 收稿日期:  2016-01-19
    • 发布日期:  2016-11-29

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