蕹菜镉积累典型品种根际微生物群落特征研究

通过根箱试验研究蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)镉低量积累(QLQ)和高量积累(T308)典型品种根际微生物群落特征。结果表明两个品种根际微生物数量、微生物生物量碳均显著高于非根际(p<0.05)。污染土壤和无污染土壤上T308根际可培养微生物总数、细菌和放线菌数量均显著高于QLQ(p<0.05); 而污染土壤上T308 根际真菌数量显著低于QLQ(p<0.05)。无污染土壤上QLQ 根际微生物生物量碳显著高于T308(p<0.05)。两种土壤上平均颜色变化率(AWCD)均为QLQ 高于T308。污染土壤上QLQ 根际微生物对BIOLOG Eco 板各类碳源的利用程度均高于T308, 两个品种根际微生物对不同碳源的利用模式亦不同。表明两个蕹菜典型品种根际微生物群落结构和功能存在显著差异, 代谢活性较高可能是QLQ 区别于T308 的重要根际微生物群落特征。     

秋茄(Kandelia candel (L))根系分泌低分子量有机酸及其对重金属生物有效性的影响

应用电感耦合等离子体质谱(ICP-Ms)与高效液相色谱(HPLC)分别对福建漳江口红树林湿地不同土壤结构(砂质与泥质)根际与非根际沉积物中重金属(Cu,Pb,Cd,Zn)含量,以及生长于砂质与泥质滩涂上的红树植物秋茄(Kandelia candel(L)Druce))幼苗根系分泌物中的低分子量有机酸进行测定。在室内模拟秋茄根系分泌的低分子量有机酸,作为重金属提取剂提取沉积物中可溶解态与碳酸盐结合态重金属,并与欧盟标准物质局(BCR)连续提取法相比较,探讨红树根系分泌的低分子量有机酸对红树林沉积物重金属生物有效性的影响。研究结果表明:漳江口红树林泥质沉积物中重金属含量大于砂质沉积物,根际沉积物大于非根际沉积物。两样地沉积物中重金属的赋存形态主要以铁锰氧化物结合态为主,根际沉积物中可交换态与碳酸盐结合态重金属含量均大于非根际沉积物。秋茄根系分泌低分子量有机酸为甲酸,丁酸,苹果酸,柠檬酸,乳酸。不同土壤结构对秋茄根系分泌的苹果酸,柠檬酸,乳酸有显著影响(P<0.05)。以低分子量有机酸作为提取剂对沉积物中可溶解态与碳酸盐结合态重金属的提取率表现为:柠檬酸>混合酸>苹果酸>乳酸>乙酸,低分子量有机酸对红树林沉积物重金属的生物有效性有促进作用。     

黑麦草生长过程中有机酸对镉毒性的影响

研究了低分子量有机酸草酸、柠檬酸、乙酸及高分子量有机酸胡敏酸对黑麦草(Lolium Loinn)生长过程中Cd毒性的影响.结果表明,随着低分子量有机酸浓度增加,Cd毒性有所增强,致使黑麦草中的叶绿素含量降低及黑麦草的生物量降低,递降顺序是草酸＜乙酸＜柠檬酸.而施入胡敏酸后,Cd毒性逐渐减弱,黑麦草中的叶绿素含量及黑麦草生物量逐渐增加.对低分子量有机酸而言,无论迁移到黑麦草茎叶中,还是迁移到黑麦草根系中的Cd,随着施入的有机酸浓度增加,增加顺序为柠檬酸＞乙酸＞草酸.对胡敏酸而言,迁移到黑麦草茎叶和根系中的Cd,随着施入的胡敏酸浓度增加,Cd含量减少,说明其具有降低Cd毒性的作用.另外,根系中Cd含量明显高于茎叶中Cd含量,由此得知,黑麦草根系对Cd有较强的富集作用,并阻止Cd向茎叶中迁移.     

镉在不同类型蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)中的积累及其化学形态和分子分布

采用水培幼苗试验研究不同蕹菜品种("台湾308"和"强坤青骨")Cd的积累及其化学形态和分子分布。结果表明,1.0 mg·L-1Cd浓度处理下,"台湾308"和"强坤青骨"叶、茎、根Cd含量分别为3.17、3.55、39.1和2.06、2.35、33.5 mg·kg-1;5.0 mg·L-1Cd浓度处理下,"台湾308"和"强坤青骨"叶、茎、根Cd含量分别为3.75、4.15、55.8和2.68、3.43、83.7 mg·kg-1。2个蕹菜品种Cd化学结合形态研究表明,叶中以乙醇提取态为主,茎、根中以乙醇和氯化钠提取态为主。"台湾308"叶、茎、根中活性较强的水提取态Cd所占比例均明显高于"强坤青骨",而醋酸和盐酸提取态Cd所占比例均明显低于"强坤青骨"。Cd处理水平和蕹菜品种类型对体内Cd化学结合形态均有一定影响,在根中表现尤为明显。分子分布结果表明,蕹菜叶片可溶部分中的Cd大部分与高分子量化合物和小分子量物质相配合,而根中可溶部分的Cd主要与植物螯合肽(PCs)和分子量为10~20 kDa的蛋白质结合。"强坤青骨"根系中Cd与PCs配合的组分(Cd-PCs)含量小于"台湾308",降低了Cd向地上部转运的可能性,进而成为其地上部分Cd含量较低的原因之一。     

蕹菜典型品种中Cd、Pb、Cr、Ni 等重金属含量及其相关性

目的:蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk.)Cd(镉)积累典型品种对Cd、Pb(铅)、C(r铬)、N(i镍)等多种重金属的吸收积累及相互关系。方法:采用盆栽试验,分析4个蕹菜Cd积累典型品种在6种土壤上的两茬茎叶及根Cd、Pb、Cr、Ni含量及相关性。结果:①品种和土壤对供试蕹菜典型品种Cd含量的效应均达显著水平(P<0.05),对Pb、Cr和Ni含量的效应因重金属、收获时期及部位而不同,二者对Cd、Pb含量具一定的交互效应。②两茬茎叶Cd含量平均值均为T308>GDB>QLB>QLQ,根Cd平均含量高于茎叶Cd平均含量;除Cr外,根Pb和Ni平均含量均高于茎叶。③Cd、Pb、Cr、Ni含量呈现复杂的相关关系。茎叶Cd含量与Pb含量正相关,且第一茬相关性极显著(P<0.01);Pb含量与Ni含量相关关系明显,第一茬茎叶、根Pb含量与Ni含量的正相关达到显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01),但第二茬茎叶Pb含量与Ni含量却显著负相关(P<0.05);Pb含量与Cr含量的相关性仅第一茬茎叶显著(P<0.05);Cr含量与Ni含量的相关性仅第二茬茎叶达极显著水平(P<0.01)。结论:蕹菜典型品种对Cd、Pb、Cr、Ni的吸收积累存在协同和拮抗两种作用。     

镉在有机酸存在时对红壤中微生物生物量的影响

在预培红壤中加入定量的有机酸和不同浓度的Cd ,2 5℃培养 14d ,测定土壤微生物生物量C(Cmic)、N(Nmic) ,结果表明 ,存在有机酸时 ,土壤中Cmic和Nmic随着Cd浓度的增加而降低 ;Cmic/Nmic随着Cd浓度的增加而升高 .施加低分子量有机酸的土壤中 ,Cd浓度高于 2 5mg·kg-1土时 ,土壤中Cmic和Nmic均比未加有机酸时低 ,说明此时低分子量有机酸助长Cd的毒性 ,而Cd浓度低于 2 5mg·kg-1土时 ,土壤中Cmic和Nmic均比未加有机酸时高 ,说明此时低分子量有机酸可降低部分Cd的毒性 ;施加胡敏酸的土壤中 ,土壤中Cmic和Nmic均比未加有机酸时高 ,说明胡敏酸降低Cd的毒性并提供N源 .不含Cd时 ,加入有机酸导致土壤中Cmic和Nmic增加 ,其中胡敏酸最明显     

不同品种小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病的防治及其机理

通过田间小区试验和水培试验,研究了3个品种小麦（云麦42、云麦47和绵阳29）与蚕豆间作对蚕豆地上部生物量、枯萎病发生、根际微生物代谢功能多样性和枯萎病病原菌尖孢镰刀菌数量的影响,分析了3个不同小麦品种低分子量根系分泌物组分（糖、氨基酸和有机酸）的差异.结果表明： 云麦42与蚕豆间作（YM42/B）和云麦47与蚕豆间作（YM47/B）使蚕豆地上部生物量分别增加16.6%和13.4%,使蚕豆枯萎病病情指数分别降低47.6%和23.3%,绵阳29与蚕豆间作（MY29/B）对蚕豆地上部生物量和枯萎病病情指数均无显著影响.与单作蚕豆相比,YM42/B和YM47/B处理均显著提高了蚕豆根际微生物的平均颜色变化率（AWCD)及对碳源的总利用强度和Biolog ECO板中各种碳源的利用,明显改变了蚕豆根际微生物群落结构,并显著降低了蚕豆根际的尖孢镰刀菌数量;MY29/B处理对AWCD值、碳源总利用强度和Biolog ECO板中各种碳源的利用及蚕豆根际尖孢镰刀菌数量均无显著影响,也未明显改变蚕豆根际的微生物群落结构.3个小麦品种根系分泌物中可溶性糖、游离氨基酸总量和有机酸总量均表现为MY29＞YM47＞YM42.MY29根系分泌物中丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸的含量均显著高于YM42和YM47;精氨酸为YM42、YM47所特有,而亮氨酸为MY29所特有.MY29和YM47根系分泌物中检出酒石酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸和顺乌头酸6种有机酸,而YM42根系分泌物中检出洒石酸、苹果酸、柠檬酸和延胡索酸4种有机酸,且MY29和YM47根系分泌物中苹果酸含量显著高于YM42.小麦与蚕豆间作提高了蚕豆根际微生物的活性和碳源利用强度,改变了根际微生物的群落结构,降低了蚕豆根际尖孢镰刀菌的数量,促进了蚕豆生长,抑制了蚕豆枯萎病的发生,但小麦与蚕豆间作控病效果受小麦品种的影响,表明间作系统中非寄主作物根系分泌物的差异是影响间作对土传病害控制的重要因素.     

O_3浓度升高对小麦根际土壤酶活性和有机酸含量的影响

近地层臭氧(O_3)浓度升高作为全球气候变化的重要因素之一,对土壤生态环境和农作物生长发育造成了很大影响.本研究采用开顶式气室(OTC_s)法,探究臭氧浓度升高对小麦不同生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期和成熟期)根际土壤酶活性(过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶)和有机酸含量(草酸、柠檬酸和苹果酸)的影响规律,并结合根际土壤理化性质、植株根系生长状况等分析其产生影响的原因.结果表明:O_3浓度升高不同程度地提高了小麦成熟期土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶活性,其中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性提高达显著水平;在抽穗期,脱氢酶和转化酶活性因臭氧浓度升高而显著提高,增幅最高可达76.7%.在成熟期,O_3浓度升高显著提高了根际土壤中柠檬酸和苹果酸含量;显著降低了根际土壤p H、电导率、总碳和总氮含量,增加了土壤氧化还原电位(Eh);显著降低了小麦根系生物量、总根长和根总表面积,而增加了根平均直径.     

O3浓度升高对小麦根际土壤酶活性和有机酸含量的影响

近地层臭氧(O₃)浓度升高作为全球气候变化的重要因素之一,对土壤生态环境和农作物生长发育造成了很大影响.本研究采用开顶式气室(OTCs)法,探究臭氧浓度升高对小麦不同生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期和成熟期)根际土壤酶活性(过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶)和有机酸含量(草酸、柠檬酸和苹果酸)的影响规律,并结合根际土壤理化性质、植株根系生长状况等分析其产生影响的原因.结果表明: O₃浓度升高不同程度地提高了小麦成熟期土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、脱氢酶和转化酶活性,其中过氧化氢酶和多酚氧化酶活性提高达显著水平;在抽穗期,脱氢酶和转化酶活性因臭氧浓度升高而显著提高,增幅最高可达76.7%.在成熟期,O₃浓度升高显著提高了根际土壤中柠檬酸和苹果酸含量;显著降低了根际土壤pH、电导率、总碳和总氮含量,增加了土壤氧化还原电位(Eh);显著降低了小麦根系生物量、总根长和根总表面积,而增加了根平均直径.     

秦岭太白山区6种中草药根际与非根际土壤化学性质及酶活性

以秦岭太白山区不同生境下鹿蹄草、三尖杉、玉竹、银露梅、珠芽蓼和金露梅6种中草药为对象,研究其根际与非根际土壤的化学性质及酶活性.结果表明:6种中草药根际土壤的有机质、全氮、有效氮、有效磷含量和阳离子交换量(CEC)均高于非根际土壤,呈现明显的根际聚集现象;土壤酶活性总体上表现出根际较强的特性;土壤有机质、全氮、全磷含量与中性磷酸酶呈显著正相关;土壤CEC与中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.6种中草药非根际土壤的有机质、全氮与脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶均呈显著正相关;土壤CEC与脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤.其中,金露梅、珠芽蓼和银露梅的根际与非根际土壤肥力水平综合得分较高,而鹿蹄草、玉竹和三尖杉得分较低.土壤有机质和CEC在评价6种中草药根际与非根际土壤肥力中起重要作用,而中性磷酸酶是首选土壤酶指标.     

基于转移方程的蔬菜镉累积预测和土壤风险阈值推导

重金属镉(Cd)在土壤-蔬菜系统中转移方程的建立是农田Cd污染控制和风险评估的关键.本研究通过调查湖南省攸县745个土壤-蔬菜样品Cd含量,应用转移方程、敏感性分布曲线(SSD)和多元回归方法分析不同类别蔬菜Cd累积特征和影响因素,预测不同土壤条件下蔬菜Cd含量并推导相应土壤Cd风险阈值.结果表明: 叶菜对Cd胁迫较根菜敏感;土壤pH、土壤总Cd和土壤有机质(SOM)是影响蔬菜Cd富集的3个主要因子;转移方程对叶菜和根菜的解释程度分别为54.2%和69.1%.土壤Cd风险阈值随土壤pH和SOM的增加而增加,根菜在严重酸化土壤区Cd累积风险较高.当前国家土壤环境质量标准对于严重酸化、有机质含量较低的土壤过于宽泛.     

施硒对水稻土壤硒有效性的影响

硒在华南稻区酸性土壤中极易被固定使其有效性较低.本研究旨在通过盆栽试验,探明施用硒肥对水稻根际和非根际土壤硒有效性的影响.结果表明: 施硒能提高水稻产量,增加籽粒硒含量;水稻根际土壤中水溶态硒、交换态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物-硫化物结合态硒和残渣态硒含量均低于非根际土壤.各施硒处理之间,根际和非根际土壤中硒的迁移系数没有显著差异;施硒对根和叶片之间硒的迁移系数也没有显著影响,但是施硒提高了叶片和籽粒之间硒的迁移系数.施用0.5 mg·kg^-1硒增加了水稻根系有机酸的分泌,而施用1.0、5.0 mg·kg^-1硒则降低了有机酸的分泌.根系有机酸的分泌对根际土壤pH值影响不大,根际土壤pH值反而高于非根际土壤,但施硒显著降低了根际土壤pH值.随着施硒水平的提高,根际土壤黏土矿物(高岭石)的红外吸收光谱不断增强.施入土壤中的硒多转化为水稻难以吸收利用的形态,且不易向根际移动.根系分泌的有机酸也并不是通过影响土壤pH值来提高土壤硒的有效性.     

有机酸对菜地土壤磷素活化的影响

实验室模拟研究两种有机酸(柠檬酸、草酸)对菜地土壤磷素活化的影响。结果表明:有机酸对菜地土壤磷的活化效果较明显,且随有机酸浓度的增加,土壤磷活化效果越显著。两种有机酸的活化效果为草酸>柠檬酸。有机酸对磷的活化效果与土壤Olsen- P含量、有机质含量呈显著正相关关系。土壤中有效磷的释放随着有机酸浸提时间的延长而逐渐增加。     

在蚯蚓影响下土壤Pb、Cd有效态的变化及小白菜对Pb、Cd的富集转移作用

研究了在蚯蚓影响下Pb、Cd添加量不同(Pb:500～1 700 μg·g-1;Cd:1～30 μg·g-1)的土壤中Pb和Cd有效态及其含量的变化以及小白菜(Brassica chinensis L. )对土壤中Pb和Cd的富集和转移作用.结果显示,在蚯蚓的影响下,Pb添加量为500～1 400 μg·g-1的土壤中酸提取态和可还原态Pb含量显著提高,有效态Pb总含量也随土壤中Pb添加量的提高逐渐增加;Cd添加量为5～20 μg·g-1的土壤中酸提取态Cd含量显著提高,有效态Cd总含量也随土壤中Cd添加量的提高而逐渐增加;当土壤中Pb和Cd添加量分别达到1 700和30 μg·g-1时,蚯蚓对Pb和Cd基本无活化作用.在蚯蚓的影响下,小白菜地上部分Pb含量显著提高,对Pb的转移系数也均高于各自的对照,地上部分和地下部分对Pb的富集系数分别为0.037～0.061和0.401～0.628.在蚯蚓影响下,在Cd添加量较低(1～5 μg·g-1)的土壤中小白菜地上部分和地下部分的Cd含量以及对Cd的富集系数均高于各自的对照;而在Cd添加量较高(10～30 μg·g-1)的土壤中小白菜地上部分和地下部分的Cd含量以及对Cd的富集系数均低于各自的对照,并随土壤中Cd添加量的提高逐渐降低;小白菜地上部分和地下部分对Cd的富集系数分别为1.196～11.516和1.744～20.425;各处理组小白菜对Cd的转移系数与各自的对照差异不显著.研究结果显示,蚯蚓主要对土壤中酸提取态和可还原态Pb以及酸提取态Cd有活化作用,并且可促进Pb由小白菜地下部分向地上部分的转移,但对Cd的转移无明显促进作用;此外,小白菜对Pb的富集作用不明显,但对Cd有一定的富集能力,这种能力的大小与土壤Cd含量有关.     

不同氮效率水稻生育后期根表和根际土壤硝化特征

通过田间试验研究了不同氮效率粳稻品种4007(氮高效)和Elio(氮低效)生育后期在N0(0 kgN hm-2)、N180(180 kgN hm-2)和N300(300 kgN hm-2)水平下根表、根际和土体土壤pH值、铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量.结果表明无论是齐穗期、灌浆期还是成熟期,根表土壤pH值均显著低于根际和土体土壤.土壤pH值范围在5.95至6.84之间变化.土壤NH+4-N含量随水稻生长显著下降,且随施氮量增加而显著增加.根表土壤NH+4-N有明显亏缺区,且随距水稻根表距离增加,NH+4-N含量逐渐升高.土壤NO-3-N含量随水稻生长显著增加,施氮处理均显著高于不施氮处理,但N180和N300处理差异不显著.NO-3-N含量表现为根际>土体>根表.水稻根表和根际土壤硝化强度随水稻生长显著下降,而土体土壤硝化强度随时间延长小幅增加.施氮显著提高4007水稻根表土壤在齐穗和收获期硝化强度以及Elio在齐穗期根际硝化强度,但在施氮处理N180和N300中无显著差异.在整个采样期间,土壤硝化强度均表现为根际>根表>土体.水稻根表和根际AOB数量随水稻生长而显著降低,而土体土壤AOB数量无显著变化.例如,根表土壤AOB数量在齐穗期、灌浆期和收获期分别为16.7×105、8.77×105个g-1 dry soil和8.01×105个g-1 dry soil.根表和根际土壤AOB数量无显著差异,但二者显著高于土体土壤AOB数量.就两个氮效率水稻品种而言,土壤pH值基本无差异.4007土壤NH+4-N含量均显著高于Elio.在齐穗期水稻根表、根际和土体土壤NO-3-N含量在N180水平下均表现为Elio显著高于4007.而在灌浆期和收获期,水稻根表、根际和土体土壤则表现为4007显著高于Elio.在所有采样期,两个水稻品种土体土壤硝化强度和AOB数量在3个施氮量下均无显著差异.Elio根表和根际土壤硝化强度和AOB数量在水稻灌浆期之前一直显著高于4007,而在灌浆期之后则显著低于4007,且最终产量和氮素利用率(NUE)显著低于4007,这可能是由于4007灌浆期后硝化作用强,根际产生的NO-3-N含量高,从而4007根吸收NO-3-N的量也高造成的.因此水稻灌浆期和收获期根表和根际硝化作用以及AOB与水稻高产及氮素高效利用密切相关.     

外源有机酸对玉米磷吸收及其生长发育的影响

以玉米品种郑单958为材料,通过施加外源有机酸的盆栽试验方法,设置了土壤中不施磷肥和有机酸(CKo)、仅施磷肥(CKP)、施柠檬酸(Tca)、施苹果酸(Tma)和施草酸(Toa)处理,研究外源有机酸对玉米生长过程中的磷素吸收及其生长发育的影响.结果显示:(1)3种外源有机酸均可显著提高土壤中速效磷含量和磷素利用效率,Tca、Tma和Toa处理玉米根际土壤的速效磷含量分别为CKo的2.25、1.96和2.04倍,且各处理间的磷素利用效率依次为:CKp>Tca>Tma>Toa>CKo.(2)在拔节期、抽雄期和成熟期,Tca处理玉米的磷素利用效率依次为CKo的1.16、1.05和1.04倍.(3)3种外源有机酸均可显著提高玉米根系体积和根系活力、单株玉米的氮磷钾的累积量、玉米的生物量及相对籽粒产量.研究表明,外源柠檬酸、苹果酸和草酸均可显著提高玉米根际土壤中固态磷的溶解,促进植株体内营养元素的累积,保证植物生长发育的需要,从而提高玉米的生物量和产量;并以外源柠檬酸处理对玉米磷吸收及其生长发育效果最好.     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。     

新疆富蕴地震断裂带植被恢复对土壤古菌群落的影响

选取新疆富蕴地震断裂带8种次生植物根际土壤,以同土层裸地为对照,测量土壤化学性质,利用末端限制性片段长度多态性技术研究塌陷区次生植物对土壤古菌群落的影响.结果表明,多数植物根际土壤养分显著(P＜0.05)高于对照,其主要古菌类群为泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota),群落间多样性差异大,相似性低.不同植物根际土壤古菌的优势类群数量差异较大,鼠掌老鹳草高达18种,西北绢蒿少为2种.典范对应分析表明,土壤有机质含量对古菌优势类群分布影响最大(Hha Ⅰ酶切:r=0.94;Rsa l酶切:r=0.74),速效磷含量与古菌群落各多样性指数呈显著正相关(P＜0.05),总氮含量与均匀度指数E呈显著正相关(P＜0.05).新疆地震断裂带植被的恢复可影响根际土壤古菌群落的分布、组成和结构,其原因与植物根际土壤化学性质有关,同时在改善土壤肥力方面也有显著效果.     

黄花苜蓿与蒺藜苜蓿对土壤低磷胁迫适应策略的比较研究

土壤有效磷(P)含量低是限制植物生长的主要因素之一。根形态变化和根系大量分泌以柠檬酸为主的有机酸是植物适应土壤P素缺乏的重要机制。以广泛分布于我国北方的重要豆科牧草黄花苜蓿(Medicago falcata)和豆科模式植物蒺藜苜蓿(M. truncatula)为材料, 采用砂培方法, 研究了低P胁迫对其植株生长、根系形态和柠檬酸分泌的影响, 对比了两种苜蓿适应低P胁迫的不同策略。结果表明: 1)低P处理显著抑制了蒺藜苜蓿与黄花苜蓿的地上部生长, 而对地下部生长影响较小, 从而导致根冠比增加。2)低P胁迫显著降低黄花苜蓿的总根长和侧根长, 而对蒺藜苜蓿的上述根系形态指标没有显著影响。3)低P胁迫促进两种苜蓿根系的柠檬酸分泌, 无论是在正常供P还是低P胁迫条件下, 黄花苜蓿根系分泌柠檬酸量显著高于蒺藜苜蓿根系。上述结果表明, 黄花苜蓿和蒺藜苜蓿对低P胁迫的适应策略不同, 低P胁迫下, 黄花苜蓿主要通过根系大量分泌柠檬酸, 活化根际难溶态P来提高对P的吸收, 而蒺藜苜蓿维持较大的根系是其适应低P胁迫的主要策略。     

外源有机酸对镉胁迫下秋华柳镉积累特征的影响

为探究外源有机酸在加强秋华柳(Salix variegata Franch.)镉积累效率中的应用潜力,采用营养液培养方法,研究了5种100μmol/L外源有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸和琥珀酸)对50μmol/L Cd胁迫下秋华柳生长适应性及Cd积累特征的影响,并通过化学平衡程序VISUAL MINTEQ v3.0计算溶液中不同化学形态Cd(游离态和螯合态Cd)的含量。结果表明:柠檬酸、酒石酸、苹果酸和琥珀酸的添加有效缓解了Cd对秋华柳的毒害,明显促进了秋华柳的生长。除草酸处理组外,其余4个有机酸处理组培养液中游离Cd~(2+)含量均得到较大提升,显著促进了秋华柳对Cd的吸收。柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和苹果酸的添加显著提高了秋华柳植株的Cd积累量,分别是未加入有机酸Cd处理组的210%、190%、190%和178%。外源有机酸的施加提高了介质中游离Cd~(2+)的含量,并通过与重金属的络合等作用提升了植株对Cd的吸收和积累能力。但不同有机酸对秋华柳Cd积累特征的影响差异明显,柠檬酸加入后通过提高秋华柳根生物量和根中Cd含量,显著增加了根系Cd积累量;酒石酸、苹果酸和琥珀酸的应用则明显提高了秋华柳地上部分Cd积累量。因此,外源酒石酸、琥珀酸和苹果酸的应用可提高秋华柳地上部分的Cd积累效率,更有利于对Cd污染土壤的修复。