桉树人工林草甘膦残留及其对土壤健康的影响

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sophia_deng
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除草剂被广泛应用在全球桉树人工林经营中,但长期大规模施用化学除草剂是否对桉树人工林土壤具有潜在影响,除草剂残留在土壤中是否逐渐累积已成为日益令人担忧的重要问题。为探究长期施用草甘膦在多年生桉树人工林土壤中草甘膦及其代谢产物氨甲基膦酸(AMPA)残留对土壤性质以及土壤健康的影响,本文选取5年生(5a)、8年生(8a)、11年生(11a)桉树人工林以及已经除草清理尚未种植桉树的林地(简称0a)和附近常绿阔叶林(CK)为试验对象,同一林龄设置6块标准样地,每块样地分0~20、20~40、40~60cm三层土采样。通过超高效液相色谱法检测土壤中草甘膦及其代谢产物AMPA的残留浓度,探究不同林龄桉树人工林土壤中草甘膦及其分解物AMPA残留量以及在土层中的分布规律;比较施用草甘膦的桉树人工林与常绿阔叶林间土壤特性变化;基于32项土壤指标,利用主成分分析法、隶属函数分析法进行土壤健康综合指数评价,拟为桉树人工林除草剂合理使用提供指导。主要研究结论如下:(1)不同林龄桉树人工林下土壤中草甘膦及其代谢产物AMPA的残留量未随着林龄增加而逐渐富聚草甘膦和AMPA的残留浓度在0-20、20-40、40-60cm土层中均表现为0a>8a>11a>5a,草甘膦在不同林龄中未发现显著差异(p>(0.05),但AMPA在不同林龄中存在显著差异(p<0.05),由于草甘膦的易分解性以及土壤微生物活动使草甘膦进入土壤后通过微生物活动迅速降解为AMPA。(2)桉树人工林长期施用草甘膦,林地土壤中草甘膦的残留浓度未见超标;不同土层中草甘膦和AMPA均存在显著差异(p<0.05)。桉树人工林三个不同层次梯度土壤中,草甘膦及AMPA残留浓度均0.1mg·kg-1,小于人类和动物安全标准。不同林龄土壤中草甘膦和AMPA的残留浓度均随土层加深而显著降低,残留浓度在土层上表现为0-20cm>20-40cm>40-60cm,均表现为0-20cm值最高,40-60 cm值最低,表明草甘膦及其代谢物AMPA并未明显向下层土壤渗透。(3)任意林龄中,同一土层土壤中AMPA残留量均大于同一土层土壤中草甘膦残留量。可能是根据草甘膦和AMPA在土壤中吸附性强弱决定其在土壤中的降解速率,由于草甘膦在土壤中吸附强度高于AMPA,导致草甘膦在林地土壤中降解速度比AMPA更快。(4)草甘膦与AMPA与大部分土壤指标间相关性显著相关。长期施用草甘膦的桉树人工林土壤密度、持水量、孔隙度、土壤有机碳含量、阳离子交换量、全氮、全磷均在0-20cm 土层中随林龄增加呈先下降再上升的变化趋势。其中除0a外CK 土壤密度低于其他林龄,11a氮磷值最高,除5a外CK氮磷值最低,酸性磷酸酶随着林龄增加而降低,其中CK酸性磷酸酶值最高;蔗糖酶随着林龄增加而增加,CK蔗糖酶值最低。研究并未发现长期施用草甘膦的桉树人工林土壤性质与附近常绿阔叶林有明显差异。(5)基于32个土壤因子通过主成分分析和隶属函数分析法进行土壤健康综合指数评价,未发现常绿阔叶林与长期施用草甘膦的桉树人工林间土壤健康有显著差异。通过主成分分析和隶属函数分析法比较不同林龄排序结果分别为0a>C K>8a>11a>5a,0a>8a>CK>11a>5a。根据隶属函数计算出的指数值中,常绿阔叶林与长期施用草甘膦的桉树人工林土壤健康综合指数差异并不显著(p<0.05)。
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