Mineral Release Dynamics of Tricalcium Phosphate and Waste Muscovite by Mineral-Solubilizing Rhizobacteria Isolated from Indo-Gangetic Plain of India

The aim of the present investigation was to evaluate the mineral release abilities of ten rhizobacterial strains isolated from rhizosphere of various crops growing in the Indo-Gangetic Plain (IGP) of India. Their abilities to solubilize inorganic phosphorus (P) and potassium (K) minerals from insoluble tricalcium phosphate (TCP) and waste muscovite (WM) revealed that rhizobacteria significantly solubilized different levels of inorganic P and fixed K, respectively. Some of the rhizobacterial stains have the ability to produce ammonia, indole-3-acetic acid (IAA), and hydrogen cyanide (HCN). The identification based on the 16S rDNA gene sequencing of selected mineral-solubilizing rhizobacteria (MSR) having greater potential to serve as bioagents were identified as Bacillus subtilis (BRHU01, BRHU03, and BHU20), Bacillus tequilensis (BRHU02), Bacillus licheniformis (BRHU04), Bacillus pumilus (BRHU05), Bacillus flexus (BHU02), Brevibacillus formosus (BHU16), Bacillus methylotrophicus (BHU29), and Bacillus amyloliquefaciens (BHU30). Interestingly, inorganic P and K solubilization by these strains belonging to genera Bacillus and Brevibacillus showed significant variations from 0.52 to 14.49 and from 1.62 to 8.60 µg mL^?1, respectively. However, generally, pH values of culture media decreased from near neutral (6.43) to acidic (3.83) with increasing incubation period, and this was inversely correlated with quantities of K solubilized by these rhizobacterial strains. Meanwhile, the electrical conductivity (EC) of broth culture increased from 0.09 to 0.23 dS m^?1 with increasing incubation period. Principal component analysis (PCA) of the MSR revealed three clusters, which exhibited high variance with respect to nutrient release. Taken together, these results suggest that Bacillus and Brevibacillus sp. identified in this study solubilized varying levels of inorganic P and fixed K from insoluble TCP and WM by acidolysis mechanisms.     

江汉平原47号钻孔中的化石硅藻及其在古环境分析上的意义

江汉平原47号钻孔,位于湖北省江汉平原的江陵县,在其上段的46.6-2.2m层位上,有丰富的化石硅藻,约有26属148种,其中绝大多数是现存的淡水种类,并以附生性、沿岸带和浅水性的种类为主。种类较多的属有:Navicula(28种)、Cymbella(23种)、Achnanthes(15种)、Gomphonema(14种)和Eunotia(13种)。主要种类有Gomphonema tropicale var. nonpunctatum、Cyclotella comta、Cocconeis placemula vat. lineata和Stephanodiscus dubius等。硅藻中的种数(种/层)和数量(个/每克干沉积物)经历了一个从无到有、由少到多再逐渐减少直至消失的过程。这反映了水体环境也相应地经历了一个漫长的变迁过程:河流(可能是长江古道)→边滩和河漫滩→泛滥平原的积水洼地(湖泊或沼泽)→水体变深加宽→水体消失。从不同沉积相中各种类型(适酸碱度不同)的硅藻比例(即硅藻种谱),可以推测当时水体的酸碱度的变化不大,在中性或中性偏碱的范围。由化石硅藻并结合孢粉的矿物分析,可以推测当时硅藻大量生长繁殖时期的水温较凉,气候可能偏冷。硅藻的数量与沉积物的平均粒度呈明显的相关性,硅藻的种数与沉积物的平均粒度也呈明显的相关性。     

三江平原沟渠网络结构对区域景观格局的影响

农业开发进程中产生的沟渠作为农业景观中廊道内部的动因主体,会对周围自然生态系统产生不同程度的影响;同时沟渠网络的形成,又使得这种影响作用更加深入和复杂.以根据三江平原建三江管局辖区2004年的Landsat-TM卫星影像解译的土地利用现状图以及沟渠分布水利图为基础资料,在地理信息系统(GIS)支持下,选择3个30×30km2的取样区为研究对象,分析了各样区的景观结构特征和沟渠网络结构.在此基础上,用典范相关分析(CCA)定量研究了沟渠网络结构对于区域景观格局的影响.结果表明:沟渠网络的结构对区域景观格局有显著影响,沟渠密度越大,网络结构越复杂,则区域景观中斑块数目越多,平均斑块面积越小;同时农业用地所占比例越大,自然湿地所占比例越小.通过各沟渠网络结构指标与CCA排序轴的相关性分析发现,对区域景观格局影响最大的指标是沟渠密度,其次是线点率和环度,而反映沟渠网络连通性的连通度指标影响相对较小.     

松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅、獐茅耐盐碱特性的比较研究

本研究通过野外调查与室内实验相结合的方法,从生态学、生理学方面探讨了松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅和獐毛耐盐碱的特性,结果表明：两种植物均生长在含盐、潮湿而贫瘠的土壤上,朝鲜碱茅分布地段的土壤多含碱性盐(Na2CO3)。而獐毛所在地的土壤则多含中性盐(NaCl),这些体现出它们对盐碱适应性的差异。不同浓度的NaCl、Na2CO3胁迫对这两种植物的细胞膜透性、游离脯氨酸含量有明显影响。均以logistic曲线y=k/(1+ea-bx)或直线方程：y=a+bx形式较好地表达出来。说明朝鲜碱茅对NaCl的胁迫敏感,獐毛则对Na2CO3的胁迫敏感。两种植物在自然条件下的生态适应与实验条件下的生理适应相近。     

陕西渭河平原地区乌类物种多样性研究

1999年12月－2000年10月,按冬,春,夏,秋四季,在渭河谷地咸阳地区3个阶地上取有代表性的区域作样带调查,记录鸟类种类和数量,分析不同生境鸟类多样性及其变化规律,本次调查共记录到鸟类124种,隶属于15目35科79属,研究表明,该地区的鸟类总体α多样性水平较高,达3．2845,但不同季节各阶地的多样性水平不高,较高的β多样性指数反映了鸟类种类和组成在不同阶地间变化较大,阶地间多样性的差异表明我国渭河平原地区湿地对鸟类多样性有显著的影响,水是限制鸟类分布和栖息的重要因子。     

华北平原农田CO2浓度变化特征

旨在了解农田CO2浓度长期动态变化特征、趋势、浓度增量分布模式等,收集了2007—2018年中国气象局固城生态与农业气象试验站开路式涡相关CO2浓度观测数据。研究了华北平原农田CO2浓度的年际、年内、昼夜和CO2通量等动态变化特征,对比分析了华北平原农田CO2浓度与城市站和大气本底站CO2浓度变化趋势及差异。结果表明,近十多年来华北平原农田CO2年平均浓度显著升高31.0 μmol/mol（r=0.263, P<0.01）,年均增幅(2.58 μmol/mol)与全球和瓦里关本底站大气CO2浓度增幅接近,但农田CO2浓度年际和年内季节变化波动巨大,日平均浓度和逐时平均浓度标准差分别为33.7和33.5 μmol/mol。夜间CO2平均浓度395.8 μmol/mol,比白天高36.2 μmol/mol（10.1%）,8月最高差值达到74.4 μmol/mol（20.6%）。在作物生长季节,5月和8—9月白天CO2浓度出现的两个谷值准确地对应了CO2通量动态变化的两个峰值,表明4—9月昼间CO2浓度和通量动态变化很好地反映了华北平原冬小麦和夏玉米生长过程、农事活动和农田碳交换的关系。农田CO2浓度动态变化与城市、湿地和大气本底站的变化特征不同,表明其动态变化的形成机制有差异。农田CO2浓度昼夜及季节变化特征为研究和评估CO2浓度升高影响作物生长和产量提供指导依据。     

不同施肥模式对潮土有机碳组分及团聚体稳定性的影响

作为土壤质量的重要指标,土壤有机碳及其组分在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。在田间条件下,通过对7种肥料结构组合处理下的土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了不同养分模式对华北平原潮土土壤有机碳组分和土壤团聚体稳定性的影响。结果表明。与单施化肥处理（NPK）比较,NPK＋S和NPK＋M处理显著增加土壤耕作层（0～20cm）的总有机碳（TOC）和总氮（TN）含量。PK和CK处理的土壤TOC和TN较试验前土壤皆有明显下降。有机无机肥配施,明显增加土壤易氧化有机碳（EOC）、颗粒有机碳（POC）、轻组有机碳（LFOC）和水溶性有机碳（WSOC）。特别是与NPK处理相比较,NPK＋M处理的土壤EOC、POC、LFOC和WSOC含量分别增加23．8％、39．9％、42．5％和32．1％。土壤耕作层中微生物生物量碳（MBC）和可矿化碳（MNC）以有机无机肥配施为最高,NPK处理次之,PK处理和CK最小。有机无机肥配施处理还明显增加了土壤〉250μm水稳性团聚体（WSA）含量,并降低了土壤粘粒分散率（CDR）。相关分析表明,土壤〉250μm水稳性团聚体（WSA）含量与所测定的有机碳组分含量皆呈明显正相关,特别是POC、LFOC和MBC与WSA达到极显著相关．相关系数分别为0.89、0.81和0,78;CDR与TOC、POC和LFOC皆呈显著负相关,相关系数分别为-0．70、-0．78和-0．73。     

气候变暖对华北平原玉米叶片形态结构和气体交换过程的影响

未来全球变暖对农田生态系统产生的影响不仅可能改变整个陆地生态系统的碳平衡状态,更重要的是还关系到全球的粮食安全问题。然而,目前有关农作物对全球变暖响应和适应性机理的研究还很少见,尤其是缺少通过农田原位增温实验探讨作物叶片形态结构及其气体交换过程对增温的响应和适应性机理的研究。利用典型农田生态系统的实验增温平台,研究了未来全球气候变暖对我国华北平原重要农作物玉米叶片的形态、结构特征(解剖及亚显微结构)以及气体交换参数所可能产生的影响。研究结果显示,实验增温分别使玉米叶片的宽度和厚度减少了4%(P=0.017)和10%(P0.001)。然而,实验增温却导致叶绿体长度和宽度显著增加46%(P0.001)和50%(P0.001),从而使叶绿体的剖面面积显著增加了141%(P0.001)。另外,研究结果还显示,实验增温分别增加了玉米叶片的净光合速率52%(P=0.019)、气孔导度163%(P=0.001)以及蒸腾速率81%(P=0.017);同时,实验增温使玉米叶片的暗呼吸速率显著降低了24%(P=0.006),但却并没有对细胞间CO2浓度和水分利用效率产生显著的影响。因此,研究结果表明,未来气候变暖不仅会直接改变玉米叶片的形态和结构特征,同时还可能对玉米叶片的功能(例如光合和呼吸等关键生理生化过程)产生显著的影响。     

三江平原土壤动物群落多样性对CO2浓度升高的响应

为研究大气CO₂浓度升高条件下土壤动物的响应, 本文采用开顶式气室(OTC)控制大气CO₂浓度, 设置了3个梯度, 分别为低浓度370 ppm背景CO₂ (AC)、中浓度550 ppm CO₂ (EC1)和高浓度700 ppm CO₂ (EC2)。于2017年秋季取样并用改良Tullgren干漏斗法和Baermann湿漏斗分离土壤动物。结果表明: (1)共捕获土壤动物6,268头, 隶属于7纲15目, 优势类群为甲螨亚目, 占捕获量的88.13%; 常见类群为弹尾目和双翅目幼虫, 合计占捕获量的9%。不同CO₂浓度水平下, 优势类群(甲螨亚目)和常见类群(弹尾目、双翅目幼虫)相同, 但是稀有类群存在一定差异。(2) CO₂浓度升高显著增加了甲螨亚目的类群数和个体密度, 显著降低了弹尾目的类群数和个体密度, 对其他土壤动物无显著影响。(3)三江平原不同浓度条件下土壤动物的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数均为AC > EC1 > EC2, 而优势度指数为EC2 > EC1 > AC, 丰富度指数为AC > EC2 > EC1。研究表明, 气候变化有可能影响土壤动物的群落结构以及土壤动物的多样性。     

鲁西北平原冬小麦田臭氧浓度变化特征及对产量的潜在影响和机理分析

近地层高浓度臭氧(O₃)对农作物生长和产量形成有明显的影响。利用在中国科学院禹城综合试验站(山东省)冬小麦(Triticum aestivum)农田生态系统上观测的O₃浓度及微气象资料, 分析了鲁西北平原冬小麦农田生态系统O₃浓度的日变化和季节变化规律, 在此基础上初步分析了O₃浓度与CO₂通量(F_c)的关系, 并用欧洲和美国科学家在实验室得到的O₃浓度-冬小麦产量关系模型估算了O₃对冬小麦产量的潜在影响。结果表明: O₃浓度存在明显的日变化规律, 日最小值和最大值分别出现在7:00和16:00左右。整个观测期间(2011年3-5月)平均O₃浓度为(30.4 ± 20.1) nL·L ^-1(平均值±标准误差); 30 min平均浓度的最大值为93.1 nL·L ^-1。在冬小麦春季生长季节, O₃浓度日平均值呈现逐步增加的趋势, O₃浓度日均增加约为0.17 nL·L ^-1·d ^-1; 白天7 h和12 h平均浓度(M7和M12)分别为45.7和43.1 nL·L ^-1; O₃浓度超过40 nL·L ^-1的3个月累积值(AOT40)为9.8 μL·L ^-1·h; 超过60 nL·L ^-1的O₃浓度累积值(SUM06)为12.6 μL·L ^-1·h; 经过权重修正的O₃污染指标W126为10.1 μL·L ^-1·h。在高浓度O₃ (>60 nL·L ^-1)情况下, CO₂通量与O₃浓度呈现负相关关系, 鲁西北平原O₃对冬小麦光合作用影响的阈值取60 nL·L ^-1比较合适, 该值高于欧洲国家普遍采用的40 nL·L ^-1。基于以上结果, 初步估算得出: 在目前的O₃浓度水平下, 鲁西北平原近地层O₃可能会使冬小麦产量减少5.2%-8.8%。