干旱荒漠区不同灌木根际与非根际土壤氮素的含量特征

选取广泛分布于阿拉善干旱荒漠区的白刺、霸王、红砂、沙冬青、沙木蓼、梭梭和驼绒藜7种不同的旱生灌木,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素、有机碳的含量特征及土壤pH的变化.结果表明,相对于非根际土壤,根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高24.9%、24.5%和65.1%,土壤有机碳平均高出18.5%,土壤pH值平均低0.14个单位.根际与非根际土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳和pH之间都呈现出了极显著差异(p<0.01).7种灌木根际土壤全氮、硝态氮和有机碳含量均比非根际土壤含量高.除沙冬青根际铵态氮含量较非根际低以外,其余6种灌木根际土壤铵态氮含量均高于非根际土壤.梭梭的根际土壤pH高于非根际,其它6种灌木均是根际pH低于非根际土壤.在根际与非根际,土壤有机碳与土壤全氮之间均呈显著相关,二者表现为线性关系.而土壤全氮与铵态氮在根际与非根际则均无相关性,全氮与硝态氮在根际和非根际土壤均显著相关,且二者也呈线性相关.     

库布齐沙地两种植被恢复类型根际土壤微生物和土壤化学性质比较研究

油蒿(Artemisia ordosica)与中间锦鸡儿(Caragana intermedia)是库布齐沙地分布广泛的优良固沙植被类型,在植被恢复过程中受到关注。以库布齐沙地自然恢复的油蒿群落与人工种植的中间锦鸡儿群落为研究对象,以流动沙地为对照,采用野外调查、室内生化实验与统计分析相结合的方法,分析两种植被恢复类型根际与非根际土壤微生物、土壤化学性质的差异,研究土壤微生物与土壤化学性质间的相关关系,并运用综合指数法评价两种植被恢复类型对土壤生态系统的恢复效果,为库布齐沙地植被恢复与重建提供科学依据。主要结论如下:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型根际、非根际土壤微生物数量、微生物生物量碳、氮含量均有不同程度的提高,其中,自然恢复的油蒿群落根际土壤微生物总数、细菌数量、微生物量碳和氮含量均显著高于中间锦鸡儿根际,真菌和放线菌数量分布表现为中间锦鸡儿油蒿;(2)两种植被恢复类型根际、非根际土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效钾含量均比流动沙地有不同程度地提高,其中,油蒿根际、非根际土壤有机质、全氮、速效氮含量显著高于中间锦鸡儿;(3)影响油蒿和中间锦鸡儿群落土壤微生物数量、生物量碳和氮的土壤因子是有机质、p H值、全氮、速效氮、速效钾、速效磷,其中,对两种植被恢复类型土壤微生物数量和生物量有正向促进作用的主要因子是土壤有机质、速效钾和全氮含量;(4)运用综合指数法计算出基于14个土壤指标的土壤质量综合指数(SQI),SQI值排序为:油蒿根际中间锦鸡儿根际油蒿非根际中间锦鸡儿非根际流沙对照。自然恢复的油蒿群落对土壤质量的改良效果显著优于人工种植的中间锦鸡儿群落,是库布齐沙地生态恢复的适合途径之一。     

宁南山区典型植物根际与非根际土壤碳、氮形态

以宁南山区典型植物冰草、冷蒿、长芒草、百里香和铁杆蒿为对象,研究不同植物根际土壤和非根际土壤碳、氮形态的变化.结果表明:5种植物对根际土壤和非根际土壤碳、氮含量的影响不同.其中,铁杆蒿的根际土壤碳含量最高,总有机碳、轻组有机碳和重组有机碳含量分别为22.94、1.95和20.88g·kg-1,长芒草的根际土壤氮含量最高,总氮、可矿化氮和速效氮含量分别为2.05g·kg-1、23.73mg·kg-1和11.99mg·kg-1.冷蒿的根际土壤中活性有机碳/总有机碳、可矿化氮/总氮最高,有利于土壤中碳素和氮素向活性态转变.轻组有机碳、可矿化氮可作为植物生境改变的敏感指标.5种植物根际土壤各形态碳、氮含量总体上高于非根际土壤.     

高寒草甸黄帚橐吾种群根际/非根际土壤可培养微生物群落特征

黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）是高寒草甸常见的毒杂草,被认为是指示一个地区草地植被退化的重要物种,研究其根际/非根际土壤微生物在不同海拔梯度上的群落特征具有重要意义。以甘南州高寒草甸不同海拔梯度黄帚橐吾根际/非根际土壤可培养微生物为研究对象,采用稀释涂布平板法和最大可能数法（MPN）测定了土壤微生物的数量及土壤理化因子的变化。结果表明：细菌在微生物总数中占比最大,根际微生物数量随海拔升高呈先增加后减小的变化,非根际则表现为递增的趋势,微生物功能群在根际和非根际土壤中均逐渐增加;根际土壤的微生物和功能群数量均高于非根际土壤。RDA分析发现,土壤温度、有机碳、电导率、pH、全氮、全磷、速效氮及脲酶对根际/非根际土壤微生物数量及功能群变化影响较大。通径分析可知：根际土壤中,细菌和真菌受速效氮和有机碳影响较大,放线菌主要受土壤温度和电导率的影响;根际土壤固氮菌和氨化细菌决策系数速效氮 > 有机碳 > 全氮;根际和非根际土壤中硝化细菌的影响因子各不相同,根际土壤决策系数最大和最小分别为全磷和全氮,非根际则是pH和脲酶。     

施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响

在华北平原潮土上进行田间试验,研究施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响.结果表明: 不同施氮水平下土壤酶活性均表现出一致的季节性变化趋势.与不施氮处理相比,施氮处理能显著提高根际和非根际土壤硝态氮含量及根际土壤铵态氮含量,显著增强土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性.在整个玉米生育期内,非根际土壤硝态氮含量显著高于根际土壤;非根际土壤铵态氮含量在灌浆期显著高于根际土壤,但在苗期和完熟期则显著低于根际土壤;根际土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性都显著高于非根际土壤.施氮对土壤有机质含量没有显著影响;在0～180 kg·hm^-2施氮范围内,施氮可明显增加土壤全氮含量,但当施氮量超过180 kg·hm^-2时,土壤全氮含量则明显下降.综上,适量施氮能显著增强土壤酶活性,提高土壤全氮含量,改善土壤生化性质.     

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。     

煤矸石堆场自然植被优势植物根际效态重金属含量

对贵阳市3个典型矿区煤矸石堆场的自然植被进行调查,选取马尾松、青冈、毛果金星蕨、类芦和光皮桦5种优势植物,分析了其根际10种重金属有效态的含量.结果表明,根际与非根际环境的pH和EC均无显著差异;优势植物的根际Mn、Cd、Ni、Cr、Co、Cu和Zn的有效态含量显著高于非根际,且Mn元素达到了极显著水平,而有效态Fe、Pb和Sb的含量在根际与非根际间无显著差异.不同优势植物根际有效态重金属含量也存在显著差异,类芦根际有效态Mn含量显著高于马尾松、青冈和毛果金星蕨;光皮桦根际有效态Zn含量显著高于马尾松、青冈、毛果金星蕨和类芦,而且光皮桦与毛果金星蕨根际有效态Zn含量还存在极显著差异;光皮桦根际有效态Cd含量也显著高于毛果金星蕨.光皮桦和类芦的根际效应最为明显,可优先考虑作为煤矸石堆场植物修复和生态恢复的植物.     

青藏高原不同气候区高寒沙地两种优势植物及其根际土壤的养分特征

为了探究青藏高原寒冷沙地上优势植物及其根际土壤的养分对不同气候的响应过程, 选取半干旱和半湿润沙地上的优势植物中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis)和沙蒿(Artemisia desertorum)为对象, 调查自然条件下青藏高原半干旱和半湿润沙地上两种植物枝叶和根的碳、氮、磷含量, 及其根际0-10 cm和10-20 cm土壤的有机碳、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮、有效磷含量, 并探讨两种优势植物和根际土壤的养分含量的关系及其影响因子。结果表明, 半干旱和半湿润条件下中国沙棘和沙蒿及其根际土壤的养分差异明显。半干旱和半湿润气候条件下两种植物碳、氮、磷的积累差异显著。半湿润条件下, 沙蒿根际土壤中的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷的含量高于半干旱条件, 而中国沙棘根际土壤养分的结果却相反。不同气候条件下, 沙蒿和沙棘的养分和根际土壤的养分显著相关, 两种植物的养分比差异显著, 沙蒿氮磷比与其根际土壤的氮磷比以及中国沙棘的碳氮比与其根际土壤的碳氮比显著负相关。     

Characteristics of nutrients in two dominant plant species and rhizospheric soils in alpine desert of the Qinghai-Xizang Plateau under contrasting climates

为了探究青藏高原寒冷沙地上优势植物及其根际土壤的养分对不同气候的响应过程, 选取半干旱和半湿润沙地上的优势植物中国沙棘(Hippophae rhamnoides subsp. sinensis)和沙蒿(Artemisia desertorum)为对象, 调查自然条件下青藏高原半干旱和半湿润沙地上两种植物枝叶和根的碳、氮、磷含量, 及其根际0-10 cm和10-20 cm土壤的有机碳、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮、有效磷含量, 并探讨两种优势植物和根际土壤的养分含量的关系及其影响因子。结果表明, 半干旱和半湿润条件下中国沙棘和沙蒿及其根际土壤的养分差异明显。半干旱和半湿润气候条件下两种植物碳、氮、磷的积累差异显著。半湿润条件下, 沙蒿根际土壤中的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、有效磷的含量高于半干旱条件, 而中国沙棘根际土壤养分的结果却相反。不同气候条件下, 沙蒿和沙棘的养分和根际土壤的养分显著相关, 两种植物的养分比差异显著, 沙蒿氮磷比与其根际土壤的氮磷比以及中国沙棘的碳氮比与其根际土壤的碳氮比显著负相关。     

阿拉善荒漠灌木根际中、微量元素含量特征

探讨了阿拉善干旱荒漠区霸王、白刺、红砂、沙冬青、沙木蓼、梭梭和驼绒藜7种旱生灌木根际与非根际土壤Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu的含量特征.结果表明:(1)除梭梭根际pH值高于非根际之外,其余6种灌木根际土壤均表现出不同程度的酸化作用.(2)7种灌木根际全钙和交换性钙的含量均低于非根际.除沙木蓼和驼绒藜外,其余5种灌木根际全镁含量均高于非根际,白刺的富集率最高,为43.04%;除沙木蓼外,其余灌木根际交换性镁的含量均有所富集,梭梭的富集率最高,为26.52%.(3)7种灌木根际全铁、全锰、全锌含量总体上小于非根际,但是根际有效铁、有效锰、有效锌含量均大于非根际,表现出明显的富集效应,沙木蓼根际有效铁、有效锰、有效锌的富集率最高,分别为:29.76%、20.92%、86.99%.(4)沙木蓼根际全铜和有效铜含量略高于非根际.梭梭根际全铜含量低于非根际,但梭梭根际有效铜含量却有富集的趋势.其余五种灌木根际全铜和有效铜含量均低于非根际.(5)根际及非根际土壤各养分性状之间,存在复杂的相关性.     

不同植被恢复模式下中亚热带黄壤坡地土壤微量元素效应

以武陵山区女儿寨小流域为例,研究了中亚热带黄壤坡地7种典型植被恢复模式下土壤微量元素有效性及其与土壤有机质、pH值之间的关系.结果表明： 0～20 cm土层荒草灌丛的B、Mn含量、油桐人工林Mo、Cu含量、杜仲人工林Zn含量和毛竹 杉木混交林Fe含量最高;20～40 cm土层润楠次生林B、Fe、Mn含量、荒草灌丛模式Mo含量、油桐人工林Zn含量和杜仲人工林Cu含量最高;毛竹 杉木混交林B、Mo、Cu、Mn含量在各层土壤均最低.各元素有效性指数以Mn最高,Cu最低,排序为Mn>Zn>Fe>Mo>B>Cu;土壤微量元素有效性综合指数以荒草灌丛模式最高(12.28),毛竹 杉木混交林最低(2.95),排序为Ⅶ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅵ.土壤有机质含量与B、Zn有效态含量之间线性关系显著,二次多项式亦可较好地描述有机质与有效态Mn之间的关系,而有机质与Mo、Fe、Cu之间曲线回归关系不显著.土壤pH值与土壤Zn、Cu呈显著正相关,与Mn、Mo也有较好的相关性,而与B相关性较低,与Fe为弱负相关.     

Asymmetric effects of grazing intensity on macroelements and microelements in grassland soil and plants in Inner Mongolia Grazing alters nutrient dynamics of grasslands

Grazing is a traditional grassland management technique and greatly alters ecosystem nutrient cycling. The effects of grazing intensity on the nutrient dynamics of soil and plants in grassland ecosystems remain uncertain, especially among microelements. A 2‐year field grazing experiment was conducted in a typical grassland with four grazing intensities (ungrazed control, light, moderate, and heavy grazing) in Inner Mongolia, China. Nutrient concentration was assessed in soil and three dominant plant species (Stipa krylovii, Leymus chinensis, and Cleistogenes squarrosa). Assessed quantities included four macroelements (carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P), and magnesium (Mg)) and four microelements (copper (Cu), iron (Fe), manganese (Mn), and zinc (Zn)). Soil total C, total N, total P, available N, and available P concentrations significantly increased with grazing intensity but soil Mg, Cu, Fe, Mn, Zn concentrations had no significant response. Plant C concentration decreased but plant N, P, Mg, Cu, Fe, Mn, and Zn concentrations significantly increased with grazing intensity. In soil, macroelement dynamics (i.e., C, N, and P) exhibited higher sensitivity with grazing intensity, conversely in plants, microelements were more sensitive. This result indicates macroelements and microelements in soil and plants had asymmetric responses with grazing intensity. The slopes of nutrient linear regression in C. squarrosa were higher than that of S. krylovii and L. chinensis, indicating that C. squarrosa had higher nutrient acquisition capacity and responded more rapidly to heavy grazing. These findings indicate that short‐term heavy grazing accelerates nutrient cycling of the soil–plant system in grassland ecosystems, elucidate the multiple nutrient dynamics of soil and plants with grazing intensity, and emphasize the important function of microelements in plant adaptation in grazing management.     

不同土壤和微量元素对车桑子幼苗生长的影响

为了解微量元素对车桑子(Dodonaea viscosa)生长的作用,研究添加微量元素(硼B、铁Fe、锰Mn、锌Zn)对车桑子生长和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,除Mn外,B、Zn和Fe均对车桑子的生长和叶绿素荧光参数有显著促进作用(P<0.05);且添加B的车桑子具有更高的生物量积累,比对照显著提高了133.61%。微量元素与土壤类型对叶片磷(P)含量和叶片氮磷比(N/P)具有显著的交互作用(P<0.05),紫色土添加Zn、黄棕壤添加Fe均显著降低了叶片N/P。燥红土和黄棕壤上车桑子的株高、叶面积和生物量积累均高于紫色土,但紫色土和黄棕壤上车桑子的根冠比和叶片N/P显著高于燥红土(P<0.001)。这表明微量元素对干热河谷车桑子生长具有重要作用,在植被恢复过程中可通过添加B、Fe、Zn尤其是B来促进植物生长。     

间作对植株生长及养分吸收和根际环境的影响

通过盆栽实验研究了线辣椒和玉米间作对其植株生长、矿质养分吸收、根际环境以及铁载体分泌的影响,以探索间作促进铁、磷等养分吸收利用的可能生理机制.结果表明:(1)与单作相比,间作线辣椒地上部干重降低23.0%,根系干重增加44.2%,玉米地上部和根系的干重分别增加8.7%和22.9%;间作线辣椒根冠比和根系活力分别显著提高86.4%和29.8%;间作线辣椒、玉米叶绿素含量分别显著提高12.6%和7.8%.(2)与单作相比,间作线辣椒的铁、锌、锰含量分别增加1.50倍、1.39倍和1.34%,而间作玉米则无显著变化;间作线辣椒和玉米的钙含量都显著低于相应单作,氮含量没有显著变化,但磷、钾含量显著增加.(3)间作线辣椒和玉米的根际土、非根际土的酸性磷酸酶活性及根系酸性磷酸酶活性都显著高于相应单作,而其根际土和非根际土的pH值无显著变化;间作玉米根系的铁载体分泌比单作减少32.8%,间作线辣椒根系的铁还原酶活性是单作的1.10倍.研究发现,线辣椒/玉米间作能通过影响根际生物学特征和化学过程提高植株的铁、锌、磷和钾养分水平,缓解养分胁迫,是一种很有推广价值的种植模式.     

红松阔叶混交林凋落叶、土壤动物、土壤的微量元素含量

对小兴安岭凉水国家自然保护区红松阔叶混交林的凋落叶、土壤动物、土壤中微量元素含量进行了分析.结果表明, 3种微量元素在凋落叶、土壤动物和土壤中含量排序均为Mn＞Zn＞Cu.不同环境组分中的微量元素含量不同.其中,Mn的含量为土壤＞凋落叶＞土壤动物;Zn的含量为土壤动物＞凋落叶、土壤;Cu的含量为土壤动物＞土壤＞凋落叶.阔叶凋落叶中微量元素变化幅度大于针叶凋落叶.不同土壤动物对不同元素的富集能力不同,蚯蚓体内Mn含量最高,蜈蚣体内Zn含量最高,而马陆体内Cu含量最高.土壤动物体内微量元素的含量均与环境本底值、凋落物分解速度、土壤动物食性以及对微量元素的选择性吸收和富集作用等有关.3种微量元素在土壤中的含量均是土壤层(5～20 cm)大于腐殖质层(0～5 cm),不同土层中微量元素的动态变化不同.     

北亚热带森林土壤有效微量元素状况研究

研究了北亚热带25a生栓皮栎林,杉木林,火炬松林,毛竹林和5年生2代杉木萌芽林土壤中B,Mo,Cu,Zn,Fe,Mn的有效含量,在土壤剖面中的分布规律,影响其有效性的土壤因子以及不同林分对土壤微量养分含量的影响。结果表明,在该地区的森林土壤中,有效B,Mo,Cu的平均含量均低于各自临界值,有效Zn平均含量接近临界值,Fe,Mn含量丰富;有效微量养分在土壤剖面中的分布园林分和元素种类而异影响微量元素有效性的主要土壤因子为有机质和有效磷含量;不同林分对土壤有效微量元素含量有显著影响,栓皮栎林土壤中有效微量养分含量最高,2代杉木萌芽林最低,其余林分居中且基本接近。     

Effect of rhizosphere pH on the availability and uptake of Fe,Mn and Zn

In pot experiments the relationships between rhizosphere pH, the extractable levels of Fe, Mn and Zn in the soil and their uptake into the roots and shoots of dwarf French beans have been studied. Variations in rhizosphere pH were induced by applying three different sources of nitrogencholine phosphate, ammonium phosphate and calcium nitrate-to an initially homogenised soil (preadjusted to either pH 7 or 8). The rhizosphere pH was found to be significantly lower following the application of either ammonium or choline phosphates and to be increased by calcium nitrate treatment.The Fe and Zn contents of both shoot and root were inversely proportional to rhizosphere pH. The Mn contents also increased with decreasing pH but a sharp increase was apparent below pH 5.5. The shoot Fe, Zn and Mn content were significantly correlated with the extractable levels determined in the rhizosphere and non-rhizosphere soil.This paper forms part of the Ph. D. thesis submitted by A.N.S. to the University of Wales in 1977.     

土壤理化性状及微量元素含量对少刺苏铁生长的影响

测定了深圳市仙湖植物园中3种不同生长状态的少刺苏铁（Cycas miquelii O．Warburg）叶片及土壤中Fe、Mg、Zn和Mn的含量以及土壤理化性状,发现土壤有机质含量及速效N、速效P和速效K含量对少刺苏铁的生长影响不明显,而土壤中微量元素Fe、Mg、Zn和Mn的含量与其生长有密切关系,其中生长良好的植株对Fe的需求量较高,对Mg和Zn的需求量也较大;在中性偏弱酸的土壤上少刺苏铁生长较好。此外,对少刺苏铁栽培土壤的改良也提出了可行性建议。     

Peanut/maize intercropping induced changes in rhizosphere and nutrient concentrations in shoots.

A greenhouse study was conducted to investigate the rhizosphere effects on iron (Fe), phosphorus (P), nitrogen (N), potassium (K), calcium (Ca), zinc (Zn), and manganese (Mn) nutrition in peanut plants (Arachis hypogaea L.) by intercropping them with maize (Zea mays L.). In addition, we studied the release of phytosiderophores and the ferric reductase activity of roots, pH and acid phosphatases in the rhizosphere and bulk soil, and the secretion of acid phosphatases in roots. Our results revealed that shoot yields of peanut and maize plants were decreased by intercropping the plants, as compared to monocultured plants. Growing peanut plants in a mixture with maize, enhanced the shoot concentrations of Fe and Zn nearly 2.5-fold in peanut, while the Mn concentrations of peanut were little affected by intercropping. In the case of maize, the shoot concentrations of Fe, Zn and Mn were not significantly affected by intercropping with peanut. Intercropping also improved the shoot K concentration of peanut and maize, while it negatively affected the Ca concentration. In the intercropping of peanut/maize, the acid phosphatase activity of the rhizosphere and bulk soil and root secreted acid phosphatases were significantly higher than that of monocultured peanut and maize. In accordance, the shoot P concentrations of peanut and maize plants were much higher when they were intercropped with peanut or maize, respectively. The rhizosphere and bulk soil pH values were not clearly affected by different cropping systems. When compared to their monoculture treatments, the secretion of phytosiderophore from roots and the root ferric reducing capacity of the roots were either not affected or increased by 2-fold by the intercropping, respectively. The results indicate the importance of intercropping systems as a promising management practice to alleviate Fe deficiency stress. Intercropping also contributes to better nutrition of plants with Zn, P and K, most probably by affecting biological and chemical process in the rhizosphere.