采自武夷山高温木质素降解菌优良菌株筛选及其木质素降解效果测定

本文旨在筛选能够高效降解秸秆木质素的高温真菌。对来自福建武夷山的农田土壤进行富集,采用苯胺蓝、愈创木酚和α-萘酚3种筛选平板结合木质素磺酸钙降解试验筛选木质素高温降解菌,采用范氏洗涤剂法测定一株高效降解菌对秸秆木质素的降解效果;最后以经典形态学和多基因分子系统学相结合的方法对该菌株进行鉴定。结果表明：经钓饵法,分离获得8株高温菌;通过初筛和复筛,获得了1株较好的木质素高温降解菌A12638H;将其用于降解水稻秸秆和玉米秸秆,发现木质素降解率分别达到41.7%和48.3%;该菌株经鉴定为大孢戴氏霉Taifanglania major。菌株A12638H具有很好的应用价值,值得在秸秆资源的开发利用中开展更深入的研究。     

丛枝菌根真菌对玉米秸秆降解的影响及其作用机制

为了比较菌根、菌丝、植物根系对玉米秸秆降解的影响,采用4室分根装置即土壤室(S)、根室(R)、菌根室(M)和菌丝室(H),分室间用400目尼龙网和有机板分隔,尼龙网袋包埋玉米秸秆于不同分室内,以玉米为宿主植物,接种丛枝菌根(AM)真菌Glomus mosseae。试验分别在移栽后第20、30、40、50、60天时取样,通过测定接种AM真菌后玉米秸秆的碳、氮释放,土壤中3种常见酶活性、微生物量碳和氮及土壤呼吸的动态变化,探讨AM真菌降解玉米秸秆可能的作用机制。研究结果表明:经60 d的培养后,与未接种S室相比,接种AM真菌的M室和H室玉米秸秆降解量提高了27.72%和8.07%;另外,M室玉米秸秆碳素释放显著增加,而氮素的释放减少,致使碳氮比显著低于其他3室,较初始值降幅达8.72%,有利于秸秆进一步降解。在试验条件下,M室中土壤酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性较其他3室都有显著提高,并增加了微生物量碳、氮和土壤呼吸作用,形成了明显有别于根际的微生物区系。这一系列影响都反映出AM直接或间接作用于玉米秸秆的降解过程,是导致玉米秸秆降解加快的重要原因。     

鼎湖山森林演替序列植物-土壤碳氮同位素特征

植物群落对水分利用和养分利用的优化策略, 土壤碳周转和氮循环过程对演替变化如何响应, 森林土壤有机碳积累机制等都是森林生态学需要解决的关键问题。然而, 这些生态学过程的变化在短时间内通过传统的研究手段难以被精确观测, 碳氮同位素(¹³C、¹⁵N)技术的应用或许能提供更多有价值的信息。该文通过对鼎湖山森林演替序列代表性群落——马尾松(Pinus massoniana)针叶林(PF)、针阔叶混交林(MF)和季风常绿阔叶林(BF)植物-土壤碳氮同位素自然丰度的测定, 分析了叶片稳定碳同位素比率(δ¹³C)和稳定氮同位素比率(δ¹⁵N)与其叶片元素含量的关系, 以及叶片-凋落物-土壤δ¹³C、δ¹⁵N在演替水平和垂直方向上的变化特征。结果显示: 1)主要优势树种叶片δ¹³C与其C:N极显著正相关(p < 0.01), 凋落物和各层土壤δ¹³C均表现为PF > MF > BF, 沿演替方向逐渐降低; 2)叶片δ¹⁵N与叶片N含量正相关(p = 0.05), 凋落物和表层土壤(0-10 cm) δ¹⁵N沿演替方向逐渐增大; 3)不同演替阶段土壤δ¹³C、δ¹⁵N均沿垂直剖面呈现增大的趋势。结果表明: 南亚热带地区植物群落的发展并不一定受水分利用和氮素利用的补偿制约; δ¹³C自然丰度法的应用有助于森林土壤有机碳积累机制, 尤其有助于成熟森林土壤“碳汇”机制的阐释; 植物-土壤δ¹⁵N值可作为评估土壤氮素有效性和生态系统“氮饱和”状态的潜在指标。     

粗糙脉孢菌中甾醇还原酶基因erg24对麦角甾醇合成的影响

粗糙脉孢菌为子囊菌中的高效纤维素降解菌,可以直接以纤维素为营养源进行生长。本研究以粗糙脉孢菌为实验对象,利用基因工程技术构建甾醇还原酶基因erg24的高表达菌株,分别以蔗糖、麦麸、玉米秸秆、小麦秸秆、杨树木屑、水稻秸秆6种物质的粉末为碳源培养野生型粗糙脉孢菌和erg24高表达菌株,利用半定量RT-PCR测定在不同培养条件下erg2、erg24和erg6 3个麦角甾醇合成相关基因的表达水平,采用HPLC方法测定不同培养条件下麦角甾醇的积累量。研究结果表明,分别以玉米秸秆、杨树木屑、水稻秸秆这3种粉末为碳源时,培养物中的erg2、erg24和erg6 3个基因表达量较高。在不同培养条件下erg24高表达菌株合成麦角甾醇量显著高于野生型粗糙脉孢菌的合成量,且以杨树木屑粉末为碳源培养时,所获得的麦角甾醇产量最高,为30.53μg/mg。结果表明erg24基因是粗糙脉孢菌合成麦角甾醇的关键基因之一,利用玉米秸秆、小麦秸秆、杨树木屑或水稻秸秆粉末为碳源培养粗糙脉孢菌时,可获得较高产量的麦角甾醇。研究结果为以农业废弃物为营养源,利用真菌生产麦角甾醇奠定了基础。     

城乡不同绿地中毛白杨土壤及根系真菌群落结构研究

土壤微生物在土壤养分循环和能量流动等生物过程中起着重要的作用,并且能敏感地响应环境条件的变化。本研究以天津市宝坻区毛白杨Populus tomentosa为研究对象,探究3种不同环境条件(社区绿地CG、公园绿地PG和高速公路旁绿地HG)对毛白杨土壤和根系真菌群落结构的影响。研究结果表明,3个绿地间土壤真菌Shannon多样性指数存在显著差异(HG>CG>PG);但根系真菌Shannon多样性指数无显著差异;此外,不同环境条件对真菌群落的组成起着重要作用。毛白杨土壤和根系真菌群落组成主要为丝盖伞属Inocybe、地孔块菌属Geopora、被孢霉属Mortierella、棉革菌属Tomentella、蓝状菌属Talaromyces、块菌属Tuber、层腹菌属Hymenogaster、链格孢属Alternaria、革菌属Thelephora、克努夫菌属Knufia和桩菇菌属Paxillus等,且差异分析表明丝盖伞属Inocybe、棉革菌属Tomentella和地孔块菌属Geopora的相对多度在3个样地中差异显著。比较分析土壤和根系样品发现土壤真菌群落α多样性显著高于根系真菌群落,两部位的真菌群落结构存在显著差异,块菌属Tuber的相对多度在根系样品中显著高于土壤样品。真菌群落功能预测表明腐生功能类群在不同环境条件下和不同部位间均存在显著差异。研究结果阐述了环境变化对土壤微生物群落中真菌组的影响,为森林生态系统的保护和林地可持续发展提供重要理论依据。     

紫陀螺菌化学成分及其抑制肿瘤细胞增殖活性的研究

以紫陀螺菌为对象,研究其子实体的化学成分及其抑制肿瘤细胞增殖活性。采用溶剂提取、柱层析和高效液相色谱等方法分离纯化化学成分,通过核磁共振和质谱技术鉴定单体化合物结构,运用结晶紫法评价单体化合物抑制肿瘤细胞增殖活性。从乙酸乙酯提取物中共分离鉴定6个单体化合物,分别为(22E,24R)-麦角甾-5,7,22-三烯-3β-醇(1)、3β,5α-二羟基-(22E,24R)-麦角甾-7,22-二烯-6-酮(2)、(22E,24R)-麦角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇(3)、吲哚-3-甲酸甲酯(4)、4,4-二甲基-1,7-庚二酸(5)和(8E,10E)-12羰基十八碳-8,10-二烯酸(6),其中化合物1为主要成分,相对含量为23.8%。活性测试结果表明3对人乳腺癌细胞株MCF-7 细胞、人胰腺癌细胞株PANC-1细胞和人乳腺癌细胞株MDA-MB-231细胞具有微弱的细胞增殖抑制活性。本研究首次报道了紫陀螺菌化学成分,对深入挖掘其在健康领域中的开发价值具有重要意义。     

摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对连作大豆分枝期根系AM真菌群落结构的影响

本文研究摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对短期连作3个大豆品种分枝期根系AM真菌群落结构的影响,旨在探索不同大豆品种与AM真菌在连作土壤中的互作效应。通过向黑农44（HN44）、黑农48（HN48）和恳丰16（KF16）3个大豆品种盆栽土壤中接种F. mosseae,对接菌连作0年（未连作对照组）、连作1年、连作2年土壤中的大豆根系,采用Nested-Program Control Register-DGGE技术分析。结果表明,接种F. mosseae后,不同大豆品种根系AM真菌多样性指数和丰度值表现为连作2年的土壤>连作1年的土壤>未连作的土壤;其中,球囊霉属Glomus和F. mosseae为3个大豆品种根系中AM真菌的优势菌群。接种F. mosseae对连作1年、连作2年3个大豆品种根系AM真菌群落结构具有显著影响。     

进境乌克兰玉米中夹杂向日葵间座壳菌的鉴定

自进境乌克兰玉米中夹杂的向日葵籽上,采用常规平板分离法获得1株疑似向日葵间座壳菌Diaporthe helianthi的菌株76782-5。形态特征观察结果表明,该菌株在PDA上产生分生孢子器和大量β型分生孢子,但未见有性阶段。经rDNA ITS和β-tubulin基因序列比对分析,发现该菌株与GenBank中多个向日葵间座壳菌菌株的基因序列同源性达99%以上,位于同一个发育分支。致病性测定结果表明,该菌株可侵染向日葵根茎部,引起典型茎溃疡病症状。研究结果表明,进境乌克兰玉米中夹杂的向日葵籽上携带有向日葵间座壳菌D. helianthi,这是我国首次截获该种检疫性真菌。     

玉米秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤有机碳化学组分与碳降解功能基因的影响

研究玉米秸秆及其生物质炭输入对毛竹林土壤有机碳化学组分和碳降解功能基因(cbhI)丰度与群落结构组成的影响,可为亚热带毛竹林土壤增汇减排技术的开发提供理论依据。本研究以亚热带毛竹林为对象,设置对照(0 t C·hm^-2)、玉米秸秆(5 t C·hm^-2)和玉米秸秆生物质炭(5 t C·hm^-2)3个处理,开展为期1年的野外控制试验,在试验处理后的第3和12个月分别采集土壤样品,利用¹³C-固态核磁共振、实时荧光定量PCR和高通量测序技术测定土壤有机碳化学组分和cbhI功能微生物的数量及群落结构。结果表明：与对照相比,玉米秸秆处理显著增加了土壤有机碳中烷氧碳含量,降低了芳香碳含量,而玉米秸秆生物质炭处理则产生了相反的效果;玉米秸秆处理增加了cbhI功能基因丰度和青霉属、顶囊壳属、小皮伞属等优势菌种的相对丰度,而玉米秸秆生物质炭处理则降低了这些基因的丰度。相关性分析显示,土壤cbhI优势菌种的相对丰度与烷氧碳含量呈显著正相关,与芳香碳含量呈显著负相关。冗余分析表明,玉米秸秆处理通过改变土壤烷氧碳含量,而...     

围封和放牧对沙质草地碳水通量的影响

碳、水循环是沙质草地生态系统物质和能量循环的两个关键生态过程, 认识碳、水循环的变化对了解沙质草地生态系统结构与功能对区域气候变化和人类活动的响应具有重要作用。2013年利用箱式法对科尔沁围封和放牧的沙质草地进行了一个生长季的观测研究, 结果表明: (1)在观测周期内, 沙质草地生态系统生产力(GEP)、生态系统呼吸(ER)、蒸散量(ET)在围封和放牧样地之间存在显著差异(p < 0.05)。围封17年样地的GEP、ER、ET均最大, 其次为围封22样地的, 放牧样地的最小, 且最大值分别为最小值的2.23倍、1.65倍、1.94倍。(2)碳水(GEP和ET)之间存在显著的线性正相关关系(p < 0.01), ET可解释GEP 58%-60%的变异, 水分利用效率(WUE)从大到小依次为: 围封22年(2.85 μmol·nmol^-1) >围封17年(2.75 μmol·nmol^-1) >放牧(2.10 μmol·nmol^-1)。(3) GEP、ER和土壤含水率之间有显著的线性正相关关系(p < 0.01、p < 0.05), 指数模型能够较好地模拟ER对土壤温度变化的响应, ER的温度敏感系数(Q₁₀值)从大到小依次为: 围封17年(1.878) >围封22年(1.733) >放牧(1.477)。因此, 围封能够使退化沙质草地生态系统的碳水循环速率提高, 但围封时间不宜过久。     

晋西北丘陵风沙区不同林龄人工柠条生长与繁殖动态特征

晋西北丘陵风沙区生态环境脆弱,是我国风沙活动危害最为严重的地区之一。本文以晋西北典型丘陵风沙区0(撂荒地)、6、12、18、40和50年生人工柠条为研究对象,分析了不同林龄柠条的土壤含水量、地上和地下生物量、个体形态特征、生长繁殖及光合生理特征,研究0～50年长时间序列人工柠条的生长和繁殖动态特征。结果表明: 人工柠条林土壤水分变化与柠条林龄密切相关。6年生柠条的土壤水分较低,6～18年生柠条由于冠幅增加,降低了近地表的风速和太阳辐射,减少了土壤水分的蒸发,土壤水分呈上升趋势,18～50年生柠条的生物量快速积累,植物蒸腾量和根系对水分的吸收量大幅度增加,土壤水分不断降低,到50 年则下降至最低水平(11.1%);6～18年生人工柠条以地下根系生长为主,18～40年生柠条以地上部生长为主,40年生柠条的生物量维持在较高水平,冠幅和株高达到最高,生长状态达到最佳,40～50年生柠条的冠幅和株高显著降低,生长进入衰退期;柠条的光合能力(叶绿素a、b,类胡萝卜素和总叶绿素含量)随着种植年限的增加逐渐下降,尤其在18年后显著下降;柠条种子的数量和质量从6年生到40年生不断上升,40年生达到最大;与 6～12年生柠条相比,30～40年生柠条能产生更多个体质量小的种子。萌发试验表明,在相同年限,柠条的小种子比大种子的萌发速率更高,表明柠条繁殖策略有从前期(6～12年生)K策略向后期(30～40年生)r策略转化的趋势,而从50年生开始,柠条种子数量和质量显著下降,人工柠条的生长和繁殖出现退化。     

玉米秸秆还田对土壤丛枝菌根真菌群落的影响

为揭示农业管理活动对土壤丛枝菌根(AM)真菌的影响机制,基于Illumina Miseq高通量测序平台以及脂肪酸指纹图谱方法,研究了连续4年玉米秸秆还田后,AM真菌群落组成、AM真菌生物量及其与土壤环境因子间的相互关系.结果表明:所获得的2430个AM真菌OTUs从门到种依次分类,共分为1门、3纲、4目、8科、10属、143种,但不同处理间AM真菌群落丰富度(Chao1指数和ACE指数)、多样性(Shannon、Simpson多样性指数)没有显著差异.AM真菌中类球囊霉属、球囊霉属为优势属.随秸秆还田量的增加,球囊霉属丰度降低;3000、9000 kg·hm^-2秸秆还田量下,类球囊霉属、无梗囊霉属的丰度与对照(0 kg·hm^-2)间差异达极显著水平;原囊霉属、类球囊霉属、球囊霉属在3000 kg·hm^-2秸秆还田量下与对照间差异显著,非度量多维尺度(NMDS)分析表明,9000、12000 kg·hm^-2的秸秆还田量下土壤AM真菌β多样性与对照间聚集度较其他处理相差较远,秸秆还田量对AM真菌β多样性的影响显著.多元分析结果能在累积变量82.8%上揭示土壤主要理化性状与AM真菌丰富度、多样性的空间变化关系.土壤全氮、碱解氮是影响以磷脂脂肪酸表征的土壤主要微生物类群生物量以及以中性脂肪酸表征的AM真菌生物量的主要因子.持续玉米秸秆还田改变了AM真菌属水平上的分类学组成;随秸秆还田量的增加,AM真菌特有的微生物种类减少,AM真菌群落组成间的相似度下降;秸秆还田增加了土壤AM真菌生物量及其占土壤微生物总生物量的比例.     

干旱胁迫下覆膜和接种微生物对玉米生长与水分利用效率的影响

针对西北干旱半干旱地区土壤贫瘠与水分缺乏的问题,利用微生物与作物形成互惠互利的共生关系,本研究设置两个水分梯度:干旱胁迫(供试土壤最大持水量的35%)和正常水分(供试土壤最大持水量的75%),两个覆膜方式:无覆膜(NM)和覆膜(FM),4个接种微生物水平:单接AM真菌(AM)、单接解磷细菌(PSB)、联合接种AM真菌与解磷细菌(AM+PSB)以及对照(CK),研究不同水分和覆膜条件下4个接种微生物对玉米生长特性、地上养分吸收与水分利用效率的影响.结果表明: 与正常水分处理相比,干旱胁迫能够显著提高接种AM真菌处理的侵染率,但正常水分处理下土壤根外菌丝密度、总球囊霉素(T-GRSP)与易提取球囊霉素(EE-GRSP)含量明显提高.干旱胁迫下,单接AM真菌处理的促生作用和菌根效应表现最好,能够提高玉米生物量、水分利用效率和土壤有机碳含量,促进土壤N、P、K的吸收与运输,从而增加玉米地上部分N、P、K吸收量;而正常水分下,联合接种AM+PSB处理表现要好于单接AM和PSB处理,且其与覆膜的互作效果最好.相关分析结果表明,玉米生物量、叶片SPAD值和地上部分N、P、K吸收量均与土壤根外菌丝密度呈显著正相关,玉米水分利用效率与其呈显著负相关.     

Effects of short-term nitrogen addition on fine root biomass,lifespan and morphology of Castanopsis platyacantha in a subtropical secondary evergreen broad-leaved forest

Aims Fine roots are the principal parts for plant nutrients acquisition and play an important role in the underground ecosystem. Increased nitrogen (N) deposition has changed the soil environment and thus has a potential influence on fine roots. The purpose of this study is to reveal the effect of N deposition on biomass, lifespan and morphology of fine root.Methods A field N addition experiment was conducted in a secondary broad-leaved forest in subtropical China from May 2013 to September 2015. Three levels of N treatments: CK (no N added), LN (5 g·m^-2·a^-1), and HN (15 g·m^-2·a^-1) were applied monthly. Responses of fine root biomass, lifespan, and morphology of Castanopsis platyacantha to N addition were analyzed by using a minirhizotron image system from April 2014 to September 2015. Surface soil sample (0-10 cm) was collected in November 2014 and soil pH value, and concentrations of NH₄⁺-N and NO₃^--N were measured.Important findings The biomass and average lifespan of the fine roots of C. platyacantha were 128.30 g·m^-3 and 113-186 days, respectively, in 0-45 cm soil layer. Nitrogen addition had no significant effect on either fine root biomass or lifespan in 0-45 cm soil layer. However, LN treatment significantly decreased C. platyacantha root superficial area in 0-15 cm soil layer. HN treatment significantly decreased soil pH value. Our study indicated that short-term N addition influences soil inorganic N concentration and thus decreased pH value in surface soil, and thereafter affect fine root morphology. Short-term N addition, however, did not affect the fine root biomass, lifespan and morphology in subsoil.     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.     

3种速生树种落叶水浸提液对走马胎幼苗生长的化感效应

林药复合种植的关键在于科学理解造林树种与药材之间是否具有增益效应,其中避免化感抑制是重要方面之一。本研究选择以民族药用植物—走马胎（Ardisia gigantifolia Stapf）为研究对象,探讨走马胎与3种速生树种尾叶桉（Eualyptus urophylla S.T.Blakely）、湿地松（Pinus elliottii Engelm.）和杉木（Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook.）复合种植中存在的化感作用。结果显示：与对照组CK相比,桉树落叶水浸提液降低了走马胎株高至少2.59%,对走马胎幼苗的株高有显著性抑制作用（P<0.05）,对走马胎幼苗的根长、地下部分干重以及生物量有极显著性抑制作用（P<0.01）,且随着浓度的增高,抑制作用增强。湿地松落叶水浸提液对走马胎幼苗的株高、根长以及地上部分干重出现低浓度促进高浓度没有显著性影响的双浓度效应,而对走马胎幼苗的基径、地下部分干重以及生物量呈现低浓度促进高浓度抑制的双浓度效应;杉木落叶水浸提液对走马胎幼苗生长的影响呈现低浓度促进高浓度抑制的双浓度效应现象。综合各项指标得出：走马胎与桉树之间存在较强的负化感效应,而走马胎与湿地松或杉木之间存在“低促高抑”的化感效应;     

有机物添加下太岳山油松林土壤微生物元素组成的稳态分析

在山西太岳山地区,向油松林土壤中分别添加生物炭、玉米秸秆、蒙古栎叶、油松叶、木屑等5种有机物,测定各处理的土壤养分、酶及微生物生物量等指标,研究外源有机物添加下土壤酶化学计量特征及微生物元素组成的内稳性。结果表明: 添加木屑显著增加了土壤N(17.1%)、P(37.6%)含量,显著增加了微生物生物量碳(118.0%)、氮(41.0%)、磷(176.6%)。C、N、P获取酶(β-1,4-葡萄糖苷酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶)活性总体上随添加有机物C/N值(生物炭<蒙古栎叶<油松叶<玉米秸秆<木屑)的增加而增加,其化学计量变化受土壤养分状态及微生物生物量的调控。酶活性相对比例及矢量特性表明,研究区微生物生长受到P的限制,且添加有机物没有缓解P的制约作用。微生物生物量碳、氮及化学计量比C∶N、C:P、N∶P属于绝对稳态型,而微生物生物量磷处于非稳态。微生物通过改变酶的分配策略保持微生物体元素及比例的相对稳定,仅有微生物生物量磷对土壤养分变化表现出不稳定性,可能因为P是研究区微生物生长的限制性元素。     

Effects of grassland degradation and precipitation on carbon storage distributions in a semi-arid temperate grassland of Inner Mongolia,China

Environmental degradation influences carbon (C) cycling and storage in grassland ecosystems by altering vegetation productivity. However, the impacts of different degradation intensities on vegetation–soil C distributions in grasslands have not been well documented. We measured C storage in soil, roots, and plants under light, moderate, and severe degradation levels in a typical steppe region of Xilinhot, Inner Mongolia, China in 2011 and 2012. Grassland C storage was highest in soil, followed by roots, and then aboveground plant biomass. Grassland degradation and precipitation significantly influenced C storage distributions. During the dry year (2011), total C storage in vegetation and soil was highest under light degradation. Carbon storage in aboveground plant biomass and roots increased with degradation intensity. During the wet year (2012), C storage was highest in aboveground plant biomass and roots under light degradation. Root biomass tended to be concentrated in the soil surface during the wet year.     

生石灰和钙镁磷肥对酸化川党参土壤的改良效果

为解决川党参生产过程中土壤酸化的问题,研究不同用量生石灰和钙镁磷肥处理酸化土壤后川党参的种子萌发、幼苗生长及土壤交换性酸和微生物群落结构的变化.结果表明:与对照相比,生石灰和钙镁磷肥处理酸化土壤后显著提高了川党参种子的成苗率,增幅分别为147.7%～326.7%和270.1%～311.2%,川党参幼苗的株高最大增幅分别为516.7%和546.3%,根长最大增幅分别为798.0%和679.2%.生石灰和钙镁磷肥用量为1‰～4‰时,川党参幼苗的叶绿素相对含量、抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量均显著提高,丙二醛和超氧阴离子自由基含量显著降低,土壤pH分别提高0.88～2.02个单位和0.23～1.19个单位,土壤交换性铝含量分别下降53.0%～95.3%和17.6%～81.3%.生石灰和钙镁磷肥用量为2‰～4‰时,土壤中细菌和放线菌的丰度显著增加;2‰生石灰和4‰钙镁磷肥处理显著降低土壤中真菌的丰度.盆栽试验显示,生石灰和钙镁磷肥用量分别为1‰～4‰时,川党参根茎鲜重分别提高40.5%～78.5%和28.4%～78.8%.综上,生石灰和钙镁磷肥改良酸化川党参土壤(pH 4.12,土壤容重1.15 g·cm^-3,耕作层厚度15 cm)的适宜施用量分别为1.73～3.45 t·hm^-2和3.45～6.90 t·hm^-2;酸化土壤经处理后可达到川党参幼苗生长的适宜土壤pH(5.5～6.5).     

Root herbivore identity matters in plant-mediated interactions between root and shoot herbivores

Plants are simultaneously attacked by a multitude of herbivores that affect plant responses and plant-mediated interactions in a variety of ways. So far, studies on indirect interactions between below- and aboveground herbivores have almost exclusively focused on interactions between only one root and one shoot herbivore species at the same time. Since these studies show a variety of outcomes, we test the hypothesis that root herbivore identity matters in below-/aboveground interactions. We studied the combined effects root-feeding nematodes (Pratylenchus penetrans) and wireworms (Agriotes lineatus larvae) on Plantago lanceolata and on the performance of aboveground phloem-feeding aphids (Myzus persicae) and chewing caterpillars (Chrysodeixis chalcites larvae). Since root herbivores may also affect resource availability and the microbial community in the rhizosphere, we examined resource utilization by soil microorganisms using BIOLOG EcoPlates™.

Wireworms decreased root biomass by 13%, but led to compensatory shoot growth. Nematodes and the aboveground herbivores did not affect the biomass of Plantago lanceolata. Feeding by C. chalcites larvae enhanced the concentration of aucubin in leaves, which might explain the high mortality of the caterpillars. Aphids and the belowground herbivores did not change iridoid glycoside levels in the leaves. However, the number of aphid offspring was reduced by 44% when nematodes had been added to the soil, whereas wireworms had no effect. We observed higher utilization of BIOLOG carbon sources by the soil microorganisms only in the presence of Pratylenchus penetrans. Our results suggest that the outcome of below–aboveground interactions highly depends on herbivore identity.