首云铁矿废弃土壤对2种景天属植物生长的影响

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.017

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (4): 677-687.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.017

首云铁矿废弃土壤对2种景天属植物生长的影响

白舒冰, 邢小艺, 关雯雨, 董丽()

花卉种质创新与分子育种北京重点实验室，国家花卉工程技术研究中心，城乡生态环境北京实验室，园林环境教育部工程研究中心，林木花卉遗传育种教育部重点实验室，北京林业大学园林学院，北京 100083

收稿日期:2021-09-02 出版日期:2022-07-20 发布日期:2022-07-15
通讯作者: 董丽 E-mail:dongli@bjfu.edu.cn
作者简介:白舒冰（1996-），女，硕士研究生，主要从事园林植物栽培与应用研究。
基金资助:
北京市科技计划项目(D171100007117001);北京林业大学建设世界一流学科和特色发展引导专项资金(2019XKJS0320)

Effects of Shouyun Iron Mine Abandoned Soil on the Growth of Two Sedum Species

Shubing BAI, Xiaoyi XING, Wenyu GUAN, Li DONG()

Beijing Key Laboratory of Ornamental Plants Germplasm Innovation & Molecular Breeding，National Engineering Research Center for Floriculture，Beijing Laboratory of Urban and Rural Ecological Environment，Engineering Research Center of Landscape Environment of Ministry of Education，Key Laboratory of Genetics and Breeding in Forest Trees and Ornament Plants of Ministry of Education，School of Landscape Architecture in Beijing Forestry University，Beijing 100083

Received:2021-09-02 Online:2022-07-20 Published:2022-07-15
Contact: Li DONG E-mail:dongli@bjfu.edu.cn
About author:BAI Shu-bing（1996-），female， postgraduate student， mainly engaged in research on garden plant cultivation and application
Supported by:
Beijing Municipal Science and Technology Project(D171100007117001);the World-Class Discipline Construction and Characteristic Development Guidance Funds for Beijing Forestry University(2019XKJS0320)

摘要/Abstract

摘要：

为评价景天属（Sedum）植物在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力，以2种景天：德国景天（S. hybridum ‘Immergrunchen’）和胭脂红景天（S. spurium ‘Coccineum’）的扦插苗为试验材料，通过盆栽试验研究其在北京首云铁矿废弃土壤（包括采矿区土壤、排土场土壤、尾矿砂）2个生长季内的各项生长指标，以确定其在各废弃土壤上的适应性，并运用相关分析和典范对应分析，探讨影响2种景天生长的主要土壤理化性质。结果表明：①2种景天在采矿区土壤、排土场土壤和尾矿砂上的存活率分别为40%~66%、68%~90%、33%~46%；②不同废弃土壤对2种景天的地上部分和地下根系的各项生长指标均产生了显著的抑制作用，但德国景天在采矿区土壤的适应性较好，可作为采矿区修复的推荐品种，胭脂红景天在排土场土壤的生长表现较好，可作为排土场的修复品种；③影响景天属植物生长的土壤因子为通气孔隙度和土壤含水量，其中通气孔隙度的解释率为12.4%，土壤含水量的解释率为8.6%。

关键词: 景天属植物, 铁矿废弃地, 植物生长状况, 土壤理化性质, CCA分析

Abstract:

To evaluate the potential of Sedum in vegetation restoration of abandoned metal mining areas， the S. hybridum‘Immergrunchen’and S. spurium ‘Coccineum’were used as materials to study their adaptability by growth indexes condition in the abandoned iron mine soil（including mining soil， dump soil， tailing sand） by pot experiment within two growing seasons， and correlation analysis and canonical correspondence analysis were used to discuss the main soil physicochemical properties that affecting Sedum growth. The results showed that the abandoned soil significantly affected the survival rate of two Sedum species in the second growing season. The soil survival rates of the two Sedum species in mining area， dump soil and tailings soil were 40%~66%， 68%~90%， 33%~46% respectively. Different abandoned soils had significant inhibitory effects on the growth indexes of the two species. S. hybridum‘Immergrunchen’could be used as the recommended variety for the restoration of mining areas and S. spurium‘Coccineum’could be used for the dumps. Aerated porosity and soil water content were the main factors affecting the Sedum growth， 12.4% and 8.6% respectively.

Key words: Sedum, abandoned mine, plant growth condition, physicochemical properties of soil, CCA analysis

中图分类号:

Q949.751.1

白舒冰, 邢小艺, 关雯雨, 董丽. 首云铁矿废弃土壤对2种景天属植物生长的影响[J]. 植物研究, 2022, 42(4): 677-687.

Shubing BAI, Xiaoyi XING, Wenyu GUAN, Li DONG. Effects of Shouyun Iron Mine Abandoned Soil on the Growth of Two Sedum Species[J]. Bulletin of Botanical Research, 2022, 42(4): 677-687.

图/表 12

表1

表2

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图3

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表5

表6

表7

图5

参考文献 37

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土壤类型 Soil type	对照土壤 Control soil	采矿区土壤 Mining soil	排土场土壤 Dump soil	尾矿砂 Tailing sand
容重 Bulk density /（g·cm^-3）	0.66±0.02d	0.96±0.12b	0.90±0.08c	1.22±0.02a
总孔隙度 Total soil porosity /%	52.50±0.11a	40.35±0.06c	46.35±0.02b	39.6±0.07c
持水孔隙度 Water-holding porosity /%	49.35±0.11a	36.45±0.05c	40.57±0.04b	33.15±0.09d
通气孔隙度 Aeration porosity /%	4.35±0.02c	3.90±0.01d	5.77±0.03b	6.45±0.03a
土壤含水量 Soil moisture /%	46.50±1.23a	22.00±2.43b	22.70±2.12b	15.50±1.26c
pH	6.83±0.04b	6.87±0.03ab	6.91±0.04a	6.86±0.01ab
有机质 Organic matter /（g·kg^-1）	3.05±0.38a	0.43±0.21c	0.62±0.18bc	0.80±0.11b
速效N Available N /（g·kg^-1）	17.32±1.16a	9.54±0.33c	10.20±1.03c	13.20±0.43b
全P Total P /（g·kg^-1）	0.07±0.01c	0.10±0.01b	0.14±0.01a	0.03±0.01d
速效K Available N /（mg·kg^-1）	243.23±1.67a	245.58±1.44a	192.12±0.17b	52.14±1.11c
Cd /（mg·kg^-1）	—	—	—	—
Pb /（mg·kg^-1）	—	1.29±0.05b	—	8.64±0.45a

地上部指标 Shoot index	品种 Variety	对照土壤 Control soil	采矿区土壤 Mining soil	排土场土壤 Dump soil	尾矿砂 Tailing sand
茎长 Shoot length /cm	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	9.90±0.21a	6.42±0.06b	7.00±0.62b	9.52±0.43a
茎长 Shoot length /cm	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	14.14±0.57a	10.30±1.39b	13.84±0.65a	11.20±0.51b
分蘖数量 /个 Tiller number	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	23.60±1.14a	19.20±1.93b	13.20±1.92c	11.40±1.34c
分蘖数量 /个 Tiller number	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	19.60±1.82a	9.10±1.22c	14.20±1.92b	5.80±1.30d
地径 Stem diameter /cm	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	0.13±0.01a	0.13±0.01a	0.12±0.01a	0.10±0.01b
地径 Stem diameter /cm	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	0.13±0.01ab	0.14±0.02a	0.10±0.01bc	0.09±0.01c
叶面积 Leaf area /cm²	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	2.21±0.12a	1.87±0.05b	1.45±0.09c	1.80±0.02b
叶面积 Leaf area /cm²	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	0.85±0.04a	0.31±0.01c	0.49±0.07b	0.23±0.02d
单叶鲜质量 Leaf fresh mass /g	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	0.22±0.01a	0.16±0.02b	0.10±0.01c	0.13±0.02bc
单叶鲜质量 Leaf fresh mass /g	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	0.06±0.00a	0.02±0.00b	0.02±0.00b	0.01±0.00c
地上干质量 Shoot dry mass /g	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	1.39±0.05a	0.79±0.09b	0.49±0.04c	0.32±0.01d
地上干质量 Shoot dry mass /g	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	0.21±0.03a	0.12±0.01b	0.14±0.01b	0.06±0.00c

根系指标 Root index	品种 Variety	对照土壤 Control soil	采矿区土壤 Mining soil	排土场土壤 Dump soil	尾矿砂 Tailing sand
总根长 Total root length /cm	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	498.99±55.69a	338.21±29.82b	223.30±17.73c	404.69±26.56ab
总根长 Total root length /cm	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	196.49±14.06a	96.65±13.87c	184.99±17.10ab	160.02±4.62b
根系总表面积 Root surface area /cm²	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	476.81±35.76a	330.35±36.41b	149.47±19.65c	233.06±36.24bc
根系总表面积 Root surface area /cm²	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	51.97±12.32a	27.30±5.03b	39.10±9.58a	41.89±1.83a
根系总体积 Root volume /cm³	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	53.44±9.95a	21.06±6.99b	10.85±2.26b	14.72±5.77b
根系总体积 Root volume /cm³	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	1.35±0.31a	0.65±0.06b	0.87±0.05a	0.87±0.05a
根平均直径 Mean root diameter /mm	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	3.40±1.12a	2.12±0.39b	1.99±0.17b	1.84±0.46b
根平均直径 Mean root diameter /mm	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	1.08±0.20a	0.61±0.07b	0.85±0.09a	0.85±0.04a
根干质量 Root dry weight /g	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	1.09±0.05a	0.65±0.08b	0.32±0.09c	0.43±0.05c
根干质量 Root dry weight /g	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	0.025±0.002a	0.019±0.005b	0.023±0.001a	0.020±0.001ab
根冠比 Root-shoot ratio	德国景天S. hybridum ‘Immergrunchen’	0.78±0.02b	0.83±0.05b	0.66±0.22b	1.34±0.14a
根冠比 Root-shoot ratio	胭脂红景天S. spurium ‘Coccineum’	0.12±0.03c	0.15±0.03b	0.17±0.01b	0.35±0.03a

指标 Index	容重 Bulk density	总孔隙度 Total soil porosity	持水孔隙度 Water-holding porosity	通气孔隙度 Aeration porosity	土壤含水量 Soil moisture	pH	有机质 Organic matter	速效N Total N	全P Total P	速效K Total K
存活率 Survival rates	-0.887**	0.920**	0.921**	-0.343*	0.828**	-0.162	0.884**	0.758**	0.787**	-0.897**
茎长 Shoot length	-0.264	0.399*	0.350*	0.107	0.278	-0.213	0.395*	0.385*	0.243	-0.240
分蘖数量 Tiller number	-0.755**	0.709**	0.772**	-0.561**	0.779**	-0.390*	0.743**	0.716**	0.799**	-0.788**
单叶鲜质量 Leaf fresh mass	-0.291	0.297	0.344*	-0.291	0.397*	-0.376*	0.358*	0.405**	0.405**	-0.326*
叶面积 Leaf area	-0.200	0.228	0.259	-0.171	0.307	-0.251	0.271	0.296	0.283	-0.237
生物量 Biomass	-0.367*	0.346*	0.403**	-0.353*	0.443**	-0.350*	0.403**	0.432**	0.463**	-0.402*
总根长 Total root length	-0.100	0.189	0.211	-0.093	0.239	-0.374*	0.255	0.323*	0.244	-0.147
根表面积 Root surface area	-0.202	0.215	0.266	-0.267	0.310	-0.356*	0.282	0.338*	0.340*	-0.253
根平均直径 Mean root diameter	-0.291	0.349*	0.360*	-0.166	0.401*	-0.276	0.376*	0.388*	0.356*	-0.321*
根体积 Root volume	-0.312	0.355*	0.391*	-0.265	0.424**	-0.386*	0.410**	0.450**	0.431**	-0.358*
根干质量 Root dry weight	-0.259	0.255	0.306	-0.282	0.349*	-0.344*	0.317*	0.362*	0.370*	-0.295

土壤因子 Soil factor	解释率 Explains /%	贡献率 Contribution /%	P
通气孔隙度 Aeration porosity	12.4	36.2	0.012
土壤含水量 Soil moisture	8.6	25.1	0.036
总孔隙度 Total soil porosity	5.0	14.7	0.082
pH	4.6	13.5	0.114
容重 Bulk density	2.9	8.5	0.228
持水孔隙度 Water-holding porosity	0.7	2.0	0.686

首云铁矿废弃土壤对2种景天属植物生长的影响

Effects of Shouyun Iron Mine Abandoned Soil on the Growth of Two Sedum Species

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