影响土壤类型和叶面分布的因素Imbrasia belina津巴布韦东南部低地草原

文摘

本研究的目的是确定土壤参数(即。,soil texture, soil pH, and available nitrogen (N) and phosphorus (P)) and level of tannins in the bark of tree as measured by total amount of N & P in the droppings significantly influencedImbrasia belina分布在津巴布韦东南部低地草原。样本收集2 - 2013。标准的手段都在四个任期制度80个样本进行了研究。土壤pH值,比例粘土、淤泥和沙子被随机测量四个任期制度。研究结果显示,土壤pH值(),%淤泥(),%沙(),可用氮(),可用磷(),平均的单宁含量()的分布的影响Imbrasia belina在研究区域。多重比较分析表明,粘土比例有显著差异()之间Gonakudzingwa小规模农场(GSSCF)和Chikombedzi公共区域(CCA)。然而,Mwenezi安置区(MRA)和(GNP) Gonarezhou国家公园结果无关紧要的淤泥(百分比)和砂比例(),分别。讨论的土壤和叶片因素在决定至关重要Imbrasia belina分布、森林健康和活力。

1。介绍

森林生态系统的重要组成部分是其生态健康状况和它对可持续发展的影响。提供的证据表明,新的损伤因子以越来越快的速度出现可能影响未来的可持续性森林资源(1]。土壤和叶片的影响分布的因素Imbrasia belina是至关重要的,以预测,地图,和发展政策选择为他们遵循可持续管理主机吗Colophospermum mopane(mopane树)。

mopane树是一个广泛和重要的木本种类在非洲南部,南部和南回归线之间10°(2]。它是一个干旱的草原林地森林,物种被发现主要heavy-textured土壤在平坦山谷底部如赞比西河,奥卡万戈,林波波河,库内纳河,夏尔,卢安瓜3,4]。mopane树是土著的南部非洲国家安哥拉、津巴布韦、纳米比亚北部,北部博茨瓦纳、赞比亚南部,南部马拉维、莫桑比克和南非北部[4)和主持Imbrasia belina(即belina),在农村社区的营养中起着重要的作用,因为它是一个很好的来源的重要粗蛋白质(63.5%)、粗脂肪(18%),碳水化合物11.4 (g / 100克),矿物质3.5 (g / 100克),和543年的能量(千卡/ 100克)5- - - - - -7]。这有助于改善营养能力并最终减少医疗缺陷。这表明Imbrasia belina有相当大的潜力,缓解农村社区营养不足,从而提高营养不良的社区的生计。贾斯汀的研究(2]证实mopane树分布遵循clay-rich土壤,但不知道如何解释这种关系。类似的工作Shava [8)模仿木本物种的空间分布和多样性在津巴布韦。然而,这项研究并没有说明通知mopane树分布。因此,本研究试图确定mopane树,因此Imbrasia belina分布是影响土壤和叶片参数。研究假设,Imbrasia belina分布明显受土壤和叶片因素,特别是,无论是土壤质地(即。%的沙子,淤泥%和%粘土)和叶的分析(即。,available nitrogen (N) and phosphorus (P) in parts per million (ppm) in the soil), tannins (% catechin (CE)), soil pH, total amount of N and P in the droppings ofImbrasia belina以及这些参数的影响Imbrasia belina分布。提出可持续管理的信息是重要的决策,增强了规划和自然资源的映射。

2。材料和方法

2.1。研究区域

这项研究是在津巴布韦东南部低地草原进行的。研究区占据该地区21°00′-22°15′年代和-32°15 32°30′′E和覆盖范围(约300000公顷9]。这项研究是在四个不同的产权制度,即Gonarezhou国家公园(GNP)(国有资产),Gonakudzingwa小规模农场(GSSCF)(私有财产),Chikombedzi公共区域(CCA)(共同财产),和Mwenezi安置农场(MRA)(国有和私有财产)。MRA包括伊,Jabula Nardice,铁木农场(9]。研究站点完全相同站点管理的研究人员进行了一项研究nontimber森林产品收获与强调规则和规定Imbrasia belina访问2013年发表在《2015年农业研究杂志》上。

研究区域的自然地区5津巴布韦和降雨范围每年400至500毫米的日平均气温18°24°C (9,10]。研究区经历三个气候季节:炎热干旱时期从8月到10月,寒冷干旱时期从5月到7月,热湿时间从11月到4月。研究区域的高度不同海拔165至575米(9,11]。土壤主要是浅层砂siallitic集团来自砂岩(9,12]。根据先前的研究同样的作者,mopane是主要树种中发现与研究领域Kirkia acuminata,Dalbergia melanoxylon,Adansonia digitata,Combretum apiculatum,Combretum imberbe,金合欢nigrescens,没药物种(9]。

2.2。土壤和植物组织抽样

在这项研究中,随机抽样是用于建立样本位置在Gonarezhou国家公园的四个任期制度,Gonakudzingwa小规模商业农场,Mwenezi安置区,并根据[Chikombedzi公共区域8)(图1)。抽样程序都完成的非常高,高,中等概率区找到Imbrasia belina按照下面给出的概率地图。这使林地中随机抽样做给每个概率类平等机会被取样。

八十(80)土壤样品,Imbrasia belina粪便、叶和Colophospermum mopane树皮样本随机收集的四个任期制度。20这八十个土壤样品,样品的每个参数随机收集10 m×10 m在每个任期政权的阴谋。的20个树在GSSCF随机取样,15出没了Imbrasia belina同时5没有的迹象Imbrasia belina。其他的任期制度有以下树感染Imbrasia belina:CCA 12 8树木感染和未感染;国民生产总值8感染和12未感染;和MRA 7和13个未受感染的感染。一个钻结合用铁锹挖土壤的深度约30 - 45厘米。20从每个任期制度收集土壤样本并将终身教职制度而言,日期和情节在A4卡其色信封。树皮样品从每个任期(20)政权的收集Colophosphermum mopane树在地面使用砍刀约1.3米。的粪便Imbrasia belina收集下Colophosphermum mopane树中发现10 m×10 m的阴谋。树皮和叶从同一棵树上收集的样本,这些样本进一步处理ICRISAT研究实验室,从布拉瓦约城约30公里,进行分析。

2.3。土壤pH值抽样程序

土壤的pH值悬挂是一个对数装置用来测量土壤的酸度或碱度在0到14日,0是酸性,7中性,14碱性。土壤pH值表示为反氢离子浓度的日志。土壤pH值确定根据罗迪斯[描述的过程13]。

2.4。测定土壤磷(P)

土壤溶液提取与0.5碳酸氢钠溶液pH值8.5 [14]。奥尔森的方法适用于广泛的土壤类型和pH值。

2.4.1。磷浓度的计算

磷的浓度在样本中表达毫克/公斤(14如下所示: 在哪里=的浓度在示例中,=的浓度空白,=提取液的体积,=稀释系数,=样品的重量。

2.5。可用在Soil-Colorimetric测定硝酸盐氮(N)

土壤中硝酸盐的测定是通过提取0.5 K₂所以₄(15]。之后计算来确定每个未知溶液的浓度和空白。这是通过减去意味着从未知的空白值;这给了一个值为纠正浓度()如下所示: 在哪里=纠正浓度(µ克/毫升),=提取体积(ml)=样本(g)的重量。

2.6。土壤质地粒度分析

分析了土壤质地粒度Bouyoucos方法(16]。比重计校准在(20°C),和修正因素是在一个温控房间保持在正确的温度。砂、粘土和淤泥百分比(%)的计算是由Bouyoucos [16]。土壤测量土壤质地分布后,被分配到一个纹理类基于土壤结构三角形(图2)。

在三角形结构不同的土壤质地取决于土壤颗粒的相对比例。用户只需获得适当的纹理基于粒度分布。

2.7。总氮和磷(Imbrasia belina)粪便

总氮和磷比例(粪便)代表总磷和氮的百分比在粪便重量。总氮和磷的含量是衡量消化得到治疗Imbrasia belina粪便与过氧化氢+硫酸+硒+ salicyclic酸(17]。

2.8。块蒸煮器程序来确定N和PImbrasia belina粪便

的平均(0.3±0.001 g)烘干的地面Imbrasia belina粪便(< 0.25毫米,60目)(70°C)重贴上干燥和清洁消化管。2.5毫升消化混合物被添加到每个管,每一批的试剂空白样品使用distillation-titration方法。解决方案是50毫升的水,和总氮和磷在消化如下面所决定的。

2.9。总氮的测定

酸消化的Imbrasia belina粪便是通过使用distillation-titration方法(17]。游离氨用水蒸气蒸馏法从解决方案中解放出来的过量的碱(氢氧化钠)。馏分收集在一个接收器(50 ml锥形烧瓶)包含多余的硼酸滴混合指示剂。一个整除(5毫升Imbrasia belina粪便)的样品溶液(消化上面提到的)仍然被转移到反应室和添加10毫升的1%氢氧化钠。蒸汽蒸馏装置使用马卡姆或Hoskyn氮仍然成立,和北半球的使用₃无蒸馏水尽可能实现程序后,安德森和英格拉姆(17]。

计算百分比在Imbrasia belina粪便进行: 在哪里=体积盐酸滴定度的空白,=体积盐酸滴定度的样本,=消化的最终体积,=重量的样品=整除的解决方案进行分析。

2.9.1。总磷没有pH值调整使用抗坏血酸

5毫升的上层清液明显wet-ashed消化解决方案是用移液器吸取到50毫升容量瓶。20毫升蒸馏水被添加到每个瓶。10毫升的抗坏血酸还原剂也添加到每个瓶,从标准(见下文)。内容都是由50毫升水,加塞,和动摇。内容被允许接受1小时允许全彩的发展。标准和样品吸光度(蓝色)在880 nm波长测定。标准是根据标准程序用移液器吸取。

计算确定为每个未知溶液的浓度和2空格进行。的意思是空白值减去未知数;这给了一个值修正浓度(=c在后续计算): 在哪里=修正后的浓度在示例中,=体积的消化,=稀释系数,=样品的重量。

10毫升消化整除(pH值调整技术)和50毫升最终稀释用于色彩强度(吸光率)测量, 在哪里=修正后的样品溶液浓度和=样品的重量。

2.9.2。Vanillin-Hydrochloric单宁酸方法分析

丹宁酸的原理vanillin-hydrochloric酸过程的估计是基于燃烧和价格的方法(18,19]。

2.9.3。单宁的计算分析

准备一个标准曲线绘制的平均吸光度读数重复决定对儿茶素浓度毫克/毫升。

样品空白吸光度是减去样品吸光度。吸光度读数转换成儿茶素的浓度/毫升和计算了儿茶素等价物(CE)(%)如下:

3所示。结果

各地的土壤pH值没有明显差异的四个任期制度Gonarezhou国家公园(国民生产总值),Chikombedzi公共区域(CCA), Gonakudzingwa小规模商业农场(GSSCF)和Mwenezi安置区(MRA)。可用的氮(N)和磷(P)被发现不显著。然而,比例粘土被发现显著而%沙子,%淤泥,单宁水平被发现没有影响的分布Imbrasia belina。表1显示了参数测量,意思是,±标准错误(SE),F值,测量了80个样本的显著性水平的四个任期制度。

在这项研究中,氮()和磷()被发现不显著。然而,平均总氮的比例()和磷()的粪便Imbrasia belina也发现不显著。

3.1。土壤pH值

土壤样品结果的四个任期制度Gonarezhou国家公园(国民生产总值),Chikombedzi公共区域(CCA), Gonakudzingwa小规模商业农场(GSSCF)和Mwenezi安置区(MRA)呈现在图3。土壤pH值()研究区范围之间5.0年的Mwenezi安置区(MRA)和6.5年Gonarezhou国家公园(国民生产总值)。

3.2。土壤质地

意思是,标准误差,F价值,显著性水平的不同土壤质地不同任期制度表1。土壤粘土比例显著差异()之间的观察Gonakudzingwa小规模农场(GSSCF)和Chikombedzi公共区域(CCA)。

3.3。可用的氮、磷、总P粪便的植物,和缩合单宁

可用的氮、磷、总P,和浓缩单宁Colophospermum mopane所示的四个任期制度4- - - - - -7。至于可用N,模型的输出R²可用P = 0.9989,R²= 0.9807,总P粪便R²= 0.9993,缩合单宁R²= 0.9819。

3.4。标准图形N, P, P,和浓缩单宁

标准图形N, P, P,和浓缩单宁提供了数据4- - - - - -7。

4所示。讨论

在植物叶的主要功能是生产糖和碳水化合物(20.]。糖和碳水化合物都基本食物或植物利用能量代谢等活动增长,根发展、花、种子生产、抗病性等。因此,了解土壤和叶片分析的影响Colophospermum mopane分布和Imbrasia belina落叶关系仍然是至关重要的。

在这项研究中,发现粘土比例显著影响()的分布Colophospermum mopane因此Imbrasia belina在Gonakudzingwa小规模商业农场和Chikombedzi公共区域。这是配合研究汀布莱克和Mapaure [2,4),Colophospermum mopane分布被发现含钠的土壤条件。这个信息是重要的解释Imbrasia belina分布在研究区。在一个相关的研究中,Makhado et al。21)发现的分布Imbrasia belina遵循非洲南部低洼地区的热带稀树草原。研究Hrabar et al。22]表明,树更详细的特征,如叶大小、拍摄大小、茎数,甚至叶化学(蛋白质单宁比和总多酚)没有影响主机的选择。这是符合本研究的结果,单宁水平被发现不影响的分布即belina。

然而,的分布Imbrasia belina可能不能完全解释为仅含钠的土壤条件,但是其他因素应该看着给的总画面有助于他们的分布。的一个显著特点Colophospermum mopane,要注意,由贾斯汀2)是能够形成单一的站在一个even-sized结构,功能,以及其准备小灌木林,增添了它Imbrasia belina分布和艾滋病林地管理。Colophospermum mopane通常发生在clay-rich土壤,但它绝不是仅限于单独这样的土壤(23- - - - - -26]实际上更好更深的土壤上生长3,4,27]。

Colophospermum mopane是一个干燥的南部非洲热带稀树大草原生态系统的物种,发现大多heavier-textured土壤的宽,平坦的山谷底部的低海拔河谷。这是一个适应力强、成功的非洲中南部的树种,发生在一个广泛的生态条件,但被发现主要地区较低的农业潜力和广泛的土地利用。这种行为和这项研究的结果证实了Colophospermum mopane一个机会来扩大其生态范围。有直接关系的管理Imbrasia belina及其分布以及如何访问是由存在的制度安排和公共财产管理制度(9]。贾斯汀的研究(2)报道Colophospermum mopane发生在沙子上覆一层clay-rich,如发现深喀拉哈里沙漠和化石排水津巴布韦的西部地区。的口袋sodium-rich深双土壤特别是年平均降雨量达到700毫米,上面有一个更好的机会支持增长,延续和分布Colophospermum mopane。

平均单宁水平四个任期制度表明,浓缩单宁的分布没有影响Imbrasia belina。可用的氮、磷、总P,和浓缩单宁Colophospermum mopane所示的四个任期制度4- - - - - -7。在堆栈和其他相关的研究28),这是观察到c . mopane不包含hydrolysable丹宁酸,正是这种丹宁酸是广泛接受作为主要的防御化合物对昆虫。这解释了之间的密切联系即belina和c . mopane,而mopane林地往往在短期内复苏与小落叶后死亡率,和连续落叶可能导致三人死亡29日]。一项由Silanikove et al。30.)报道,缩合单宁的主要抗营养作用是减少蛋白质的可用性和抑制消化道酶的活动。然而,浓缩单宁本身无法解释浏览的营养价值31日]。

解释了叶面的重要性明显缺乏质量的可能Imbrasia belina有各种各样的进化特征让他们处理叶化学成分(32]。一个这样的特征,例如,是幼虫可能弥补食物的增加摄入率不佳或持续时间的发展33]。其次,幼虫可能有各种各样的生理和形态特征使他们能够利用它们的寄主植物,如酶的生产(在肠道或唾液),减少潜在的破坏性的不利影响植物化合物(34]。适用于第三个特征Imbrasia belina毛毛虫是他们群居喂养行为年轻时,这就是提高食草动物利用宿主植物的能力(35]。

在这项研究中,提出了进一步的研究,可以探索体外消化率和体外天然气生产技术确定的营养价值Colophospermum mopane浏览关于Imbrasia belina。研究发现可用的P, N,总粪便,缩合单宁的分布没有明显影响Imbrasia belina在研究区域。

5。结论

这篇文章的目的是找出是否(即土壤参数。土壤质地;土壤pH值,可用氮(N)和磷(P))和树的树皮单宁水平显著影响Imbrasia belina分布在津巴布韦东南部低地草原。这项研究的结果表明,土壤质地的分布的影响Imbrasia belina之间Gonakudzingwa小规模农场和Chikombedzi公共区域(CCA)。这是配合研究汀布莱克和Mapaure [2,4),Colophospermum mopane分布被发现含钠的土壤条件。然而,的分布Imbrasia belina可能不仅限于仅含钠的土壤条件,但其他因素可能需要进一步的研究来提出一个全面的列表的因素可能导致他们的分布。

数据可用性

数据支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者要感谢津巴布韦的林业委员会给他们时间来进行研究。

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