白桦和辽东栎纯林腐殖层土壤对9种灌草的化感效应

采集立地条件基本相同的白桦和辽东栎林地及无林荒地(对照)腐殖质层土壤,在塑料大棚内进行9种灌草植物播种盆栽试验,研究森林腐殖质土壤对林下灌草植物的化感效应.结果表明: 白桦林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和草木樨种子萌发,降低草木樨、小冠花、紫花苜蓿和胡枝子过氧化氢酶(CAT)活性,提高柠条、小冠花和沙打旺幼苗丙二醛(MDA)含量,小冠花、紫穗槐、紫花苜蓿、草木樨和沙打旺生物量在白桦林腐殖质土壤中显著降低48.2%、45.1%、44.2%、37.3%和36.0%.辽东栎纯林腐殖质土壤显著抑制紫花苜蓿和沙打旺发芽率,降低毛苕子、紫穗槐和紫花苜蓿叶片叶绿素含量,提高胡枝子、柠条、草木樨和沙打旺MDA含量,沙打旺、紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐生物量在辽东栎林腐殖质土壤中显著降低52.6%、43.8%、35.5%和34.6%.白桦林腐殖质土壤对紫花苜蓿、草木樨和紫穗槐,辽东栎林腐殖质土壤对紫花苜蓿、沙打旺和紫穗槐生长整体上存在明显化感抑制效应.     

永利煤矿复垦区植物叶片和枯落物生态化学计量学特征

为了明确煤矿复垦区植被恢复与重建以及不同物种的合理配置,以内蒙古永利露天煤矿复垦区不同植物群落叶片和枯落物为研究对象,通过对其碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量(质量含量)及生态化学计量学特征的研究,探讨煤矿复垦区植物养分状况及限制因子,同时研究叶片和枯落物之间的养分循环状况。结果表明:(1)不同植物类型叶片C含量变化较大,表现为乔木(侧柏537.96 g/kg)最大,草本(沙打旺423.73 g/kg)最小;N、P、K含量变化较小。枯落物中沙棘C含量(417.84 g/kg)显著高于沙打旺、柠条;N、P含量差异显著,氮含量表现为沙打旺(20.30 g/kg)最大,柠条最小,磷含量表现为沙打旺(1.57 g/kg)最大,沙棘最小;沙打旺K含量(6.31 g/kg)显著高于沙棘、柠条。叶片C、N、P、K含量高于枯落物。N、P、K的回收率分别为5.17%—50.16%、4.19%—6.41%、11.27%—23.24%,其中P回流率表现为沙打旺(6.41%)最大,柠条最小;K回流率表现为沙棘(23.24%)最大,柠条最小。(2)灌木、草本植物N/P16,乔木类N/P14,灌木类、草本类生长受制于P,乔木类生长受制于N。结合土壤C、N、P含量,建议在植被恢复初期种植豆科等先锋植物,随着土壤肥力的提高再逐步种植灌木、乔木。     

水分胁迫下AM真菌对沙打旺生长和抗旱性的影响

利用盆栽试验研究了水分胁迫条件下接种AM真菌对优良牧草和固沙植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)生长和抗旱性的影响。在土壤相对含水量为70%、50%和30%条件下,分别接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和沙打旺根际土著菌,不接种处理作为对照。结果表明,水分胁迫显著降低了沙打旺植株(无论接种AM真菌与否)的株高、分枝数、地上部干重和地下部干重,并显著提高了土著AM真菌的侵染率,对摩西球囊霉的侵染率无显著影响。接种AM真菌可以促进沙打旺生长和提高植株抗旱性,但促进效应因土壤含水量和菌种不同而存在差异。不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了植株菌根侵染率、根系活力、地下部全N含量和叶片CAT活性。土壤相对含水量为30%和50%时,接种株地上部全N、叶片叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸含量和POD活性显著高于未接种株;接种AM真菌显著降低了叶片MDA含量;接种土著AM真菌的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。土壤相对含水量为30%时,接种AM真菌显著增加了地上部全P含量和叶片相对含水量;接种摩西球囊霉的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。水分胁迫40d,接种AM真菌显著提高了叶片可溶性糖含量。水分胁迫80d,接种株叶片SOD活性显著增加。菌根依赖性随水分胁迫程度增加而提高。沙打旺根际土著菌接种效果优于摩西球囊霉。水分胁迫和AM真菌的交互作用对分枝数、菌根侵染率、叶片SOD、CAT和POD活性、叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白、地上部全N和全P、地下部全N和根系活力有极显著影响,对叶片丙二醛和地下部全P有显著影响。AM真菌促进根系对土壤水分和矿质营养的吸收,改善植物生理代谢活动,从而提高沙打旺抗旱性,促进其生长。试验结果为筛选优良抗旱菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠植物生长和植被恢复提供了依据。     

花生根瘤菌优良菌株“305”、“4341”和“4464”的选育

用吖啶橙处理花生根瘤菌菌株“009”,从处理液中分离到1211个衍生菌株,经过初筛与复筛,从中选育出“305”、“4341”和“4464”等侵染结瘤能力较强的菌株。血清学反应证明,这些衍生菌株确系亲株“009”的后代。生理生化特征的鉴定结果显示:亲株与衍生物之间以及各衍生物相互之间的共同性较少,而差异性较大。田间试验结果表明,新选菌株对良种和本地花生都有很强的侵染结瘤能力;在花生的新、老种植区以及不同类型的土壤上,都有显著的增产作用;是适合本省土壤,气候和耕作制度的优良菌株。     

施加内生真菌对花生连作土壤微生物和酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了在土壤中施加植物内生真菌拟茎点霉NJ4.1菌株、B3菌株和角担子菌B6菌株在花生不同生育时期对土壤微生物学特性及酶活力的影响.结果表明:B3处理显著提高花生荚果产量,为对照的1.2倍;施加内生菌NJ4.1、B3和B6能显著增加花生根瘤数量,分别为对照的1.2、1.3和1.3倍.3个加菌处理全生育期平均细菌和放线菌数量高于对照,萌发期和苗期土壤微生物生物量碳(SMBC)显著高于对照,微生物生物量氮(SMBN)在花生萌发期升高,开花期降低.花生开花期土壤DGGE图谱表明,B3处理土壤细菌和真菌条带数量以及多样性最高.从萌发期到成熟期,与对照相比,3个加菌处理的土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性提高,脲酶活性无显著变化.表明施加内生菌对连作花生土壤环境有一定的改善作用,其中施用B3效果最好.     

施用氮肥对落叶松人工林一级根外生菌根侵染及形态的影响

以落叶松人工林为研究对象,通过施N肥试验,对不同季节、不同土壤深度根系进行取样,研究了1级根外生菌根真菌侵染率和形态,及其与不同季节、土壤深度和土壤N有效性的关系.结果表明:外生菌根真菌对落叶松人工林1级根的侵染率显著受不同季节和土壤深度土壤N有效性的影响.在不同季节和土层之间,施N肥导致菌根真菌侵染率下降.与未侵染菌根真菌相比,菌根真菌侵染导致1级根形态发生明显改变,平均直径增加18.7%,平均根长缩短23.7%,比根长降低16.3%.这种根系形态变化在不同季节、不同土壤深度处理中表现明显.菌根真菌侵染改变了1级根形态,影响根系的生理生态过程.     

施肥对沙打旺根系提水及土壤养分活性的影响

采用上下桶分根法,通过下桶施肥研究施肥对沙打旺根系提水作用能力及上桶土壤养分活性的影响.结果发现：沙打旺根系提水量随施肥量的增加而增加;在上桶不浇水的情况下,高肥处理组上桶伴生的浅根植物早熟禾在干旱胁迫时间较短时较对照组生长正常;根系提水量最大时,高肥和低肥处理的上桶土壤呼吸速率分别比对照增加14.9%和51.4%,有机质含量分别下降17.8%、19.6%,速效磷分别增加13.9%、33.2%,速效钾分别增加20.4%和22.8%.研究表明,施肥促进了沙打旺根系的生长发育,增加了下桶根系吸水和上桶释水量,有效地缓解了上桶土壤的旱情,显著提高了上桶土壤养分的活化程度和有效养分含量.     

接种木霉菌对黄瓜幼苗生长和根际土壤AM真菌侵染的影响

在盆栽试验中分别接种3株长枝木霉菌株Trichoderma longibrachiatum MF-1、MF-2和MF-3,以不接种木霉菌处理作为对照,研究木霉菌接种对土著AM真菌和黄瓜幼苗生长的影响。结果表明,菌株MF-1和MF-2显著提高了AM真菌侵染率和根外菌丝密度,与对照相比,AM真菌侵染率分别提高了26.85%和54.66%,根外菌丝密度分别是对照的3.94和3.76倍。接种菌株MF-2使植株地上部生物量显著提高了39.07%。菌株MF-3显著提高土壤pH和土壤有效磷含量。Pearson相关分析发现,添加木霉菌后,AM真菌侵染率与根外菌丝密度和孢子密度均呈显著正相关关系,土壤pH与植株地上部生物量和土壤有效磷含量均呈显著正相关关系。研究表明,3株长枝木霉与土著AM真菌的联合作用效果有明显差异,菌株MF-1和MF-2显著促进AM真菌生长,菌株MF-2更有利于黄瓜幼苗生长,而菌株MF-3主要改善土壤pH和有效磷含量。将几种木霉菌复合应用,有助于达到联合促生和改善土壤环境的综合效果。     

生态养殖河田鸡对林下植被多样性及土壤的影响

通过林下人工种草养殖河田鸡,调查林下生态养殖区与对照区的林木蓄积量、林地植被多样性指标、土壤理化性状、土壤侵蚀性。结果显示,林下生态养殖区内林木蓄积量显著高于对照区(P0.05);植被多样性与对照相比差异不显著(P0.05);土壤含水量、土壤pH值、硝态氮和铵态氮与对照相比均有所提高;林下生态养殖区下坡位的土壤侵蚀模数为120 t·km~(-2),与对照区相比总体土壤侵蚀量下降770 t·km~(-2),降幅达95.1%。     

哈密露天煤矿不同环境介质微生物群落特征分析

【背景】干旱区露天煤矿开采过程中产生的粉尘颗粒物加剧了土壤生态环境的恶化和矿区空气质量的下降,针对煤矿区土壤和粉尘颗粒物的微生物群落组成的研究鲜有报道。【目的】研究新疆哈密南湖乡露天煤矿土壤、粉尘及大气PM_2.5颗粒物中的微生物群落结构和多样性特征,并预测潜在的功能类群。【方法】采用高通量测序技术,对煤矿露天采坑区和电厂粉煤灰堆放区的土壤、粉尘及大气PM_2.5颗粒物的微生物真菌及细菌群落组成进行比对分析。【结果】矿区优势真菌类群来自子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),优势细菌类群来自变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。真菌和细菌群落的丰富度及α多样性在整个矿区内无显著性差异,大气PM_2.5颗粒物的细菌群落生态位宽度显著大于露天采坑区和粉煤灰区。矿区内的土壤和PM_2.5颗粒物样本中均发现了一些丰度差异显著的功能类群,真菌特征功能类群为腐生营养型类群,细菌特征功能类群主要包括甲烷营养型类群、几丁质酶类细菌类群等。【结论】露天煤矿区粉尘可能对区域内土壤和PM_2.5颗粒物的微生物群落结构产生重要影响,具有煤组分降解功能的特定微生物类群可能是维持矿区土壤生态安全的重要微生物学机制之一。     

采矿业对赞比亚的社会经济及环境的影响

采矿业是赞比亚一类非常重要的工业 ,大量的开采和选矿作业给周边地区带来了严重的环境问题。导致了该区域内地表水、空气、土壤的污染 ,并对当地人民的身体健康带来威胁。本文主要分析铜矿开采业对赞比亚的社会经济及环境的影响 ,进一步探讨可以保持当地采矿业的可持续发展的有效措施。     

干旱胁迫下柳枝稷在露天矿区土壤中的种子萌发和生长特性

将能源植物用作矿区生态修复物种,对矿区的经济发展和生态环境具有重要意义。以能源植物柳枝稷为研究对象,通过盆栽试验,分析其在对照、轻度、中度以及重度干旱胁迫下柳枝稷幼苗在矿区土壤基质和非矿区土壤基质下的生长特性,并结合不同干旱胁迫下矿区土壤基质中种子萌发特征,揭示柳枝稷对干旱胁迫的响应机制和对矿区土壤的生态适应性。试验结果表明：（1）柳枝稷种子发芽总数、发芽率、发芽势以及发芽指数在轻度胁迫下达到最大值,活力指数在对照组最高,而在重度胁迫下,各项指标均达到最小值;种苗各生长指标在轻度胁迫下最小,幼苗根长和鲜重在重度胁迫下最高,芽长和芽重在其余三组胁迫下相差不大。（2）干旱胁迫使两种土壤基质下的柳枝稷株高降低,枯叶率增加,在对照、轻度胁迫和重度胁迫下能够保持叶片水分含量和分蘖数稳定;矿区土壤基质中,柳枝稷根体积在轻度胁迫下最大,中度胁迫下根长最长,重度胁迫下根数最多;根冠比随着干旱胁迫的加剧表现出先减后增的趋势,在轻度胁迫下最小,在重度胁迫下最大。（3）与非矿区土壤基质相比,柳枝稷在矿区土壤基质下根冠比更大,其余生长指标均更小;随着干旱胁迫的加剧,柳枝稷在矿区土壤基质下的株高、枯叶率、叶片相对含水量以及分蘖数与非矿区土壤基质下变化趋势一致。综上,柳枝稷在矿区土壤下的生长特性比在非矿区土壤下表现更差;在轻度干旱胁迫下各项生理指标表现更好,在中度和重度干旱胁迫下虽然其生长发育受到限制,但能通过调整生物量配比确保自身存活。因此,柳枝稷在矿区土壤环境下具有一定的抗旱性和抗贫瘠性,将其作为矿区生态修复品种具有可行性。     

露天煤矿区生态风险受体分析——以内蒙古平庄西露天煤矿为例

煤矿露天开采行为导致矿区岩体剥离、植被破坏和土壤物理化学性质的巨大改变,对采矿区土壤生态系统造成剧烈扰动,使其成为水土流失、滑坡等矿区潜在生态风险的主要受体。以内蒙古平庄西露天煤矿区土壤生态系统为研究对象,通过分析矿区主要景观单元的土壤理化性质、植被演替规律与土壤线虫群落结构特征,研究其生态脆弱性分布与变化规律。结果表明矿区土壤系统的成熟度与稳定度与其形成年限具有相关性,但与农田生态系统和未受扰动的自然生态系统相比,煤矿开采区与排弃物堆放区的土壤结构较差、土壤肥力偏低、动、植物群落成熟度和稳定性较差。受土壤养分条件及土壤微生物数量等因素的限制,其植被自然恢复速度慢,生态系统脆弱,需通过土壤改良、合理选种适生植物、改善土壤养分条件,促进植被重建。     

云南金顶铅锌矿区丛枝菌根真菌多样性的研究

对云南金顶铅锌矿区丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)资源进行了调查,从32种植物的83个根际土壤样本中分离鉴定出5属36种丛枝菌根真菌,其中无梗囊霉属Acaulospora 5种、内养囊霉属Entrophospora 2种、巨孢囊霉属Gigaspora 1种、球囊霉属Glomus 24种及盾巨孢囊霉属Scutellospora 4种。球囊霉属和无梗囊霉属为金顶铅锌矿区中丛枝菌根真菌的优势属,沃克球囊霉Glomus walkeri是我国的新记录种。近明球囊霉Glomus claroideum、明球囊霉G.clarum、缩球囊霉G.constrictium、地球囊霉G.geosporum、摩西球囊霉G.mossaea、膨胀球囊霉G.pansihalos和疣突球囊霉G.verruculosum是金顶铅锌矿区的优势种;金顶铅锌矿区土壤中丛枝菌根真菌的孢子密度为495-11175个/100g土,平均3368±291(SE,标准误差)个/100g土,每种植物根际土壤中丛枝菌根真菌的物种丰富度为2-20种,平均11.5种;金顶铅锌矿区植物根际土壤中较高的AMF孢子密度和物种丰富度说明AMF对重金属污染具有较强的抗(耐受)性。     

铜胁迫下两种海州香薷的膜脂过氧化水平及抗氧化能力比较

研究了不同浓度铜处理下2种来源海洲香薷(矿区:湖北赤马山铜矿;正常土壤:湖北红安)膜脂过氧化水平和抗氧化能力的情况。结果表明,在相同浓度的铜处理下,非矿区种的丙二醛(MDA)含量明显高于矿区种,显示非矿区种体内膜脂过氧化水平较高,受到较严重的过氧化伤害;非矿区种体内抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及总抗氧化能力(T-AOC)均低于矿区种。矿区海洲香薷更能耐受铜胁迫,已经形成了抗性生态型,且小分子抗氧化物质在抗性水平提高上起重要作用。     

May Rare Metallophytes Benefit from Disturbed Soils Following Mining Activity? The Case of the Crepidorhopalon tenuis in Katanga (D. R. Congo)

Cuprophytes are plants that mostly occur on Cu‐rich soil. In South Central Africa, these species are threatened by intensive mining exploitation destroying their habitats. Crepidorhopalon tenuis (Scrophulariaceae) is a tiny annual cuprophyte endemic to the Zambesian center of endemism and is particularly abundant in the Lubumbashi area. We investigate here the ecological niche of C. tenuis through the analyses of its abundance and distribution in relation to soil factors, plant community composition, and anthropogenic perturbations. Soil and vegetation data were collected in seven sites (five metalliferous and two nonmetalliferous). The current study shows that C. tenuis has its ecological optimum on copper‐rich soil and can be referred to as an elective pseudometallophyte. This species is rare in primary steppic savanna on natural metalliferous soil. Its frequency and abundance peak in pioneer communities on bare soil. In particular, the species showed a surprising ecological plasticity as it was able to benefit from anthropogenic disturbance and to colonize the large areas of bare, contaminated soil left over by mining activities. Our results strongly suggest that C. tenuis was a very rare species in natural metalliferous communities, restricted to patchy areas of open soil in steppic savanna. Recent anthropogenic habitats may have conservation value for some rare metallophytes with colonizing traits and low competitive ability.     

干旱胁迫下AM真菌对矿区土壤改良与玉米生长的影响

以神东矿区塌陷区退化土壤为供试基质,以玉米为宿主植物,研究在干旱胁迫下,丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizalfungi)对玉米生长和养分吸收的影响,以及对矿区退化土壤的改良作用.结果表明:干旱胁迫下,接种AMF显著提高了玉米根系侵染率和生物量,玉米叶片相对含水量和叶色值明显高于对照组;接种组玉米地上部分磷、氮、钙和根系部分磷、钾、钙含量显著增加;接种AMF后,玉米根际土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素含量分别增加了36.2％和33％,且根际土壤中有机质含量显著增加.由此可见,接种AMF促进了玉米对矿质养分的吸收,缓解了干旱造成的玉米生长的不利影响,提高了根际土壤中有机质含量,对矿区退化土壤改良有重要意义.     

高寒地区煤矿排土场植被恢复研究——以内蒙古扎哈淖尔煤矿为例

高寒煤矿排土场植被恢复是制约我国矿区绿色可持续发展亟待解决问题，内蒙古扎哈淖尔煤矿通过不同的生态措施对排土场进行人工植被恢复的实践。本研究在2020年和2021年对该高寒煤矿排土场75个样地进行野外连续监测，对不同生态恢复措施影响高寒地区内蒙古扎哈淖尔露天煤矿排土场植物恢复过程中的群落组成、盖度、物种多样性进行分析，阐明不同恢复措施在高寒地区煤矿排土场植被恢复中的作用。研究结果表明：从2020年到2021年排土场的植物群落物种数、植被盖度和群落多样性存在显著的季节变化规律；周边原生草原的非人工种植植物随恢复时间增加而不断进入排土场，导致群落物种数显著增加；植物群落多样性在平面、坡面与田字格地形存在显著差异，田字格上Shannon-Wiener多样性指数最低；坡度显著影响群落多样性，同时受到季节变化影响；喷播加灌木种植方式与其他4种播种方式相比显著增加群落香浓维纳多样性指数；但不同坡向、土壤施肥方式和水分灌溉方式对植物群落多样性没有显著影响。本研究结果可为完善草原露天煤矿植被恢复技术提供科学依据。     

Siderophore cross-utilization amongst nodule isolates of the cowpea miscellany group and its effect on plant growth in the presence of antagonistic organisms

Nodule isolates from the cowpea miscellany group of legumes produced varying concentrations of catecholate and hydroxamate types of siderophores under iron-limiting conditions. The nodule isolates differed with respect to siderophore cross-utilizing abilities; some were proficient at using siderophores of other nodule isolates (homologous siderophores) while others could utilize siderophores produced by other rhizospheric bacteria (heterologous siderophores). Utilization of siderophore of rhizospheric bacterium PsB, a plant pathogen, benefited the nodule isolate G11 in terms of growth under iron-limiting laboratory conditions, while PsB was clearly inhibited in the presence of G11. Plate assays showed that siderophore of G11 could withhold iron from PsB and hence PsB was inhibited in the presence of G11. Isolates G11 and PsB when applied simultaneously to peanut seedlings under sterile soil conditions, provided a clear advantage to the plant in terms of reduction in the inhibitory effect of PsB. The count of the nodule isolate G11 increased in the soil when co-inoculated with PsB, as compared to when inoculated alone. Thus, the increased growth of the plant can be attributed to the iron sequestration and plant growth promoting properties of G11. The isolate G11 could utilize the siderophores produced by many other rhizospheric isolates while the siderophore of G11 was not being utilized by these rhizospheric isolates.