烟气脱硫石膏对滨海农耕土壤磷素形态组成的影响

为探明不同烟气脱硫石膏施用量对滨海农耕土壤中的全磷、有效磷、无机磷组分等的影响,通过田间试验的方式,分别在试验区土壤中施加0t/hm~2、15t/hm~2、30t/hm~2、45t/hm~2烟气脱硫石膏。研究结果表明:与对照组相比,各处理组的土壤全磷含量无显著差异,而土壤中的有效磷和渗滤液中的可溶性磷含量则随着烟气脱硫石膏施入量的增加而降低;施入烟气脱硫石膏后农耕土壤中无机磷含量显著增加,其中又以磷酸钙盐含量的增加为主,磷酸钙盐中的Ca2-P、Ca_8-P和Ca_10-P含量分别增加了30.8%—68.9%、35.2%—66.3%和7.3%—17.8%。烟气脱硫石膏的施用促进了植物的生长发育,有效磷的降低和无机磷组分中磷酸钙盐的增加并未影响到植物对磷素的吸收。因此,烟气脱硫石膏能有效地固定滨海农耕土壤中的溶解态磷,控制土壤过量磷素向水体迁移,降低附近水体富营养化发生的机率,保障区域水体生态系统环境安全。     

氮、磷、钾肥配施对桂花品种'金玉台阁'开花性状及叶片中叶绿素和营养元素含量的影响

以桂花品种'金玉台阁'(Osmanthus fragrans'Jinyu Taige')盆栽苗为供试材料,采用"3414"肥料效应试验设计方案,研究了不同单株施用量CO(NH2)2(0.0、1.0、2.0和3.0 g)、NH4H2PO4(0.0、1.5、3.0和4.5 g)和KCl(0.0、0.5、1.0、1.5 g)对秋冬生长期(2014年10月至2015年2月)'金玉台阁'开花性状及叶片中叶绿素和营养元素的影响进行了比较和分析,并筛选出适宜的氮、磷、钾肥施用量.结果表明:与CK〔CO(NH2)2、NH4H2PO4和KCl的单株施用量均为0.0 g〕组相比,各氮、磷、钾肥配施处理组'金玉台阁'的单株产花量、花瓣相对含水量、花径以及叶片中叶绿素、全氮、全磷和全钾的含量总体上显著升高.CO(NH2)2单株施用量对'金玉台阁'单株产花量、叶片中叶绿素含量和全氮含量的影响最大,NH4H2PO4单株施用量对这3个指标的影响次之;NH4H2PO4单株施用量对'金玉台阁'叶片中全磷含量的影响最大;KCl单株施用量对'金玉台阁'花瓣相对含水量、花径及叶片中全钾含量的影响最大.在秋冬生长期内叶片中叶绿素含量呈先降低后升高的趋势,均在12月份降至最低值.通过建立'金玉台阁'单株产花量(y)与CO(NH2)2、NH4 H2 PO4和KCl的单株施用量(分别为xN、xP和xK)间的肥料效应模型,得到的三元二次肥料效应模型为y=1.2027+0.7561×xN+0.2632×xP+0.4590×xK-0.2761×xN2-0.1201×xP2-0.5007×xK2+0.1901×xN×xP-0.0960×xN×xK+0.1185×xP×xK.以单株产花量为目标,'金玉台阁'的CO(NH2)2、NH4 H2 PO4和KCl的最佳单株施用量分别为2.58、3.56和0.86 g.     

Effects of localized nitrogen supply treatments on growth and root parameters in Pinus massoniana families under phosphorus deficiency

Aims A heterogeneous spatially distribution of nutrients in natural soil may affect plant growth. The objective of this study was to determine the effects of localized nitrogen (N) supply treatments on growth traits and root parameters among different families in Pinus massoniana.Methods Five families of P. massoniana seedlings from full-sib progenies were used as test materials (1, 25, 49, 52, and 57). This study included two conditions, (i.e. homogeneous phosphorus (P) deficiency vs. heterogeneous P efficiency) among soil layers in combination with four N supply treatments in a one-year pot experiment. These N supply treatments were: (1) Homogeneously high N along the soil profile (HHH); (2) high N-high N-low N (HHL); (3) low N-low N-high N (LLH); (4) low N-low N-on side with N addition and the other side without N supply (LLH/L).Important findings This study indicated that localized N supply treatment did enhance the growth of P. massoniana, and this enhancement mainly happened in the pattern of N applied to deep soil. The results showed: 1) Compared to the homogeneous low P condition, there were increase in the growth traits and root parameters of P. massoniana under heterogeneous low P condition. Particularly, the root length and root surface area under the heterogeneous P deficiency condition were 1.95 times and 2.11 times higher than that subjected to the homogeneous P deficiency. 2) Localized N supply treatment affected seedling growth, and there was a significant interaction among N supply pattern and P condition. In compared with homogeneous N supply treatment, the height, basal diameter and dry weight of seedlings increased significantly by localized N supply treatments (LLH and/or LLH/L) under both two P deficiency conditions. But when the seedlings parameters were enhanced under homogeneous P deficiency, they were inhibited under heterogeneous P deficiency subjected to HHL. 3) Within the two P conditions, LLH and LLH/L stimulated root proliferation significantly, and root parameters were significantly enhanced under the heterogeneous P deficiency condition. Specifically, the root length and root surface area subjected to LLH/L rather than HHH were significantly enhanced by 29.2% and 32.3%, respectively. However, the length and surface area of the roots were suppressed by HHL treatment. 4). There were significant differences in response to different N supply treatments among P. massoniana families Seedlings in the families of 49, 52, and 57 responded to the localized N supply treatments with increased root proliferation, which enhanced seedling dry mass. On the other hand, the seedling growth in the family of 25 were stimulated by N and (or) P concentration, while the response of seedlings in the family of 1 to local nitrogen supply was relatively slow and exhibited growth retardation.     

三株海洋木霉的应用潜力

【目的】探索3株海洋生境木霉的应用潜力。【方法】经过筛选和诱变,获得高抑菌活性及产孢量的木霉突变株;通过优化培养基、温度、初始p H考察其产孢量及最适培养条件;综合抑菌谱、重寄生及抑菌相关基因考察其抑菌活性;采用特殊培养基法考察其产纤维素酶、植酸酶、铁载体以及降解磷钾的能力,高效液相色谱法测定其产吲哚乙酸能力。【结果】3株木霉菌的产孢量分别为3.45×108、3.10×108和2.55×108 CFU/cm2,与野生型相比分别提高了88.52%、63.16%和180.22%;且均可产生厚垣孢子,其中XG20-1厚垣孢子产量最高,达到3.56×108 CFU/m L。3株木霉菌具有较广抑菌谱及对番茄早疫病菌的重寄生作用,同时扩增得到Tex1、Nag1、Eg1基因,生物学测试显示其均具有产纤维素酶、几丁质酶以及铁载体的能力,证明其抑菌活性是多种机制共同作用的结果;菌株可以降解磷钾,且吲哚乙酸产量分别为2.61、1.57和1.92 mg/L,具有促进植物生长的潜力。【结论】本文中3株木霉菌在开发为生防菌与生物肥料方面展现出良好的应用潜力。     

新疆典型盐生植物营养器官盐分积累与生态化学计量特征

对盐生植物体内器官盐分积累和碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的研究, 有助于了解盐生植物养分、盐分的分配机制和其对盐渍环境的适应策略。该文选择新疆4种典型的真盐生植物(3种灌木植物: 盐节木(Halocnemum strobilaceum)、小叶碱蓬(Suaeda microphylla)、盐爪爪(Kalidium foliatum), 1种草本植物: 盐角草(Salicornia europaea)为研究对象, 对比研究了它们的根、茎、叶中的盐分积累和C、N、P化学计量特征以及二者间的相关性。结果显示: 1)在生长旺盛期, 4种盐生植物体内盐分积累可形成“盐岛”效应(Na⁺、Cl^-和电导率随盐离子从植物根部向顶端运输过程呈显著增加的趋势)。2) 4种盐生植物中灌木群落的生长主要受到P的限制; 草本群落的生长受N和P (偏P)共同限制。3)器官、物种和二者的交互作用均能影响盐生植物的盐分(除Mg²⁺外)特征和C、N、P生态化学计量特征。4) 4种盐生植物C与N、P之间显著负相关, N与P之间显著正相关。5)盐生植物体内总盐分、Na⁺和K⁺与N、N:P之间呈显著正相关关系, 与C、C:N、C:P之间呈显著负相关关系, 而K⁺和CO₃^2-与P之间却显著正相关。盐生植物体内盐分和养分在应对盐渍环境上存在一定的相互促进关系, 增施N肥有助于盐生植物对氯化物盐渍土的脱盐。这些发现为了解盐渍生境中盐生植物的生理生态适应及盐渍土的改良提供一定的理论依据。     

生态系统演替过程中土壤与微生物碳氮磷化学计量关系的变化

土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征会显著影响微生物的生长、群落结构、生物量C:N:P化学计量及其代谢活动。然而生态系统演替过程中土壤-微生物C:N:P化学计量的时间格局及其协调关系还不明确。为此, 该研究收集了2016年5月以前发表的文献中19个生态系统演替序列(包括13个森林、6个草地生态系统)的土壤-微生物生物量C:N:P研究结果, 整合分析了其中土壤-微生物生态化学计量的时间动态, 结果表明: (1)生态系统演替过程中土壤C:N没有一致的时间格局, 而土壤C:P和N:P均随演替进程显著增加, 其中土壤C:N:P与演替时间之间线性关系的斜率与相应演替序列的初始土壤有机C含量呈负相关关系。(2)演替进程中土壤-微生物生物量C:N:P没有一致的时间格局。(3)微生物生物量C占土壤有机C百分比(qMBC)、微生物生物量N占土壤全N百分比、微生物生物量P占土壤全P百分比均随着演替进程而显著增加, 即单位资源所能支持的微生物生物量随着演替进程而增加, 这与宏观生态系统演替理论相符。(4) qMBC随着土壤C:N、C:P和N:P以及C:N、C:P和N:P化学计量不平衡性(即土壤C:N、C:P和N:P分别除以微生物生物量C:N、C:P和N:P)的增加而减小; 其中, C:N、C:P和N:P化学计量不平衡性解释了qMBC变异性的37%-57%, 是演替时间解释率的7-17倍, 表明土壤-微生物生态化学计量关系对qMBC演替动态有重要影响。该研究强调了生态化学计量学理论和生态系统演替理论在土壤微生物时间动态研究中的重要作用, 表明适当地融合生态学宏观理论于土壤微生物研究可以加深对土壤-微生物生态过程的认识。     

花粒期光照对夏玉米干物质积累和养分吸收的影响

选用登海605(DH605)为试验材料,在大田条件下通过花粒期遮阴(S)和增光(L)研究不同光照对花后夏玉米产量、干物质积累和氮、磷、钾养分吸收与运转特性的影响.结果表明: 遮阴后夏玉米产量、干物质积累量及氮、磷、钾养分吸收量均显著降低;而增光有利于夏玉米干物质积累量及氮、磷、钾养分吸收量和产量的提高.2011-2013年,遮阴处理的产量较对照(自然光下)分别降低了59.4%、79.0%、60.6%;增光后产量分别增加16.3%、12.9%、6.8%.遮阴对干物质积累的影响大于其对植株氮、磷吸收量的影响,植株体内氮、磷等养分含量有所上升,而钾吸收量的下降幅度大于干物质积累,钾素相对含量降低,氮、磷、钾向籽粒的分配比例降低.增光后干物质积累和氮、磷吸收量显著上升,但对氮、磷吸收的影响更大;增光条件下,氮、磷、钾等养分向籽粒的分配比例增加.
     

菌根形成对不同成熟度的森林优势树种磷吸收的影响

研究了不同成熟度的森林中主要优势树种菌根侵染程度、植物养分与根际土壤磷酸酶活性的变化规律, 试图探讨自然生态系统中菌根真菌影响下的磷循环特征。结果表明, 1)土壤磷酸酶活性在土壤有效磷含量低的森林群落高于土壤有效磷含量高的森林群落。季风常绿阔叶林0-10 cm 和10-20 cm 土层的土壤有效磷含量皆低于马尾松林, 该林型非根际土壤的磷酸酶活性(6.66 ± 0.69 molg^–1h^–1)则显著高于马尾松林(3.97 ± 1.05 molg^–1h^–1)。2)磷酸酶活性在根际和非根际土壤中存在差异, 群落中优势树种根际土壤磷酸酶活性高于非根际土壤。3)由于植物缺磷往往表现为成熟叶片磷含量低, 成熟叶片磷含量与根际土壤磷酸酶活性的显著负相关关系(R²=0.5416, P<0.0001)表明, 磷限制可能是诱导磷酸酶产生的驱动力之一。菌根形成对于促进菌根共生体分泌磷酸酶, 缓解土壤磷限制, 提高植物磷吸收效率具有重要作用。     

北疆地区15种豆科植物种子对绵羊消化道作用的响应

为揭示北疆地区豆科植物种子对绵羊消化道作用的响应, 采集了北疆地区天然草地中常见的15种豆科植物种子。首先测定种子的长、宽、厚和质量, 并计算种子的形状指数。其次, 用种子饲喂绵羊, 收粪试验在种子摄食后的第6、12、24、36、48和72 h进行, 测定种子经绵羊消化道作用后的回收率、种子在绵羊消化道内的平均滞留时间以及消化道作用前后种子的萌发行为, 并研究了种子大小及形状指数对平均滞留时间和种子回收率的影响。结果如下: 15种植物种子质量在1.50-37.68 mg之间, 形状指数在0.001-0.12之间, 均为中等或较大类型的球(圆)形种子; 种子被绵羊采食后的排放动态符合高斯模型: Y = 0.02 + 0.74e ^{-0.5(( X - 29.61)/9.41)2}, 种子排放高峰期集中在采食后的24-36 h时间段内; 种子回收率最大的是洋甘草(Glycyrrhiza glabra)(39.25%), 最小的是草木犀(Melilotus officinalis)(4.28%); 平均滞留时间最长的是草木犀(37.19 h), 最短的是新疆棘豆(Oxytropis sinkiangensis)(22.33 h); 种子回收率与种子大小和形状指数之间分别具有符合形如Y = 6.45 + 2.05X - 0.04X ²和Y = 2.59 + 36.97e ^{-24.47 X}的函数关系模型; 平均滞留时间与种子大小和形状指数之间分别具有符合形如Y = 12.48 + 37.44e ^{-0.07 X}和Y = 3.93 + 2055.33X - 21757.99X ²的函数关系模型, 此结果表明, 较大、较小和形状不规则的豆科种子较易被绵羊消化和排泄。经绵羊消化道作用后, 多叶锦鸡儿(Caragana pleiophylla)种子的萌发率由消化前的96.22%显著降低至35.17%, 野火球(Trifolium lupinaster)和狐尾黄耆(Astragalus alopecurus)种子萌发率和消化前相比差异不显著, 其余12种种子的萌发率均显著提高(p < 0.05)。     

高寒草甸植物化学计量比对磷添加的分层响应

为了探明氮(N)限制的植物群落中物种水平和功能群水平的碳(C)、N、磷(P)含量以及C:N:P对P添加的响应是否一致,明确P添加对群落物种构成改变的内在机制。以青藏高原高寒草甸为研究对象, 通过P添加试验, 研究了功能群水平和物种水平生态化学计量比对P添加的响应, 以及P添加对物种水平的优势度和功能群水平生物量的影响。结果表明: 在青藏高原高寒草甸连续5年添加P显著改变了植物的C、N、P含量以及C:N:P, 且在物种水平和功能群水平(不含典型物种)的响应规律基本一致。在禾本科、莎草科和杂类草功能群(不含典型物种)和相应物种水平上P添加对C含量影响不显著。P添加显著增加了禾本科、莎草科、豆科和杂类草4个功能群(不含典型物种)和相应物种水平的植物P含量, 降低了C:P和N:P。禾本科和莎草科的N含量和C:N对P添加在物种水平和功能群水平上(不含典型物种)的响应规律一致, 表现为N含量显著降低, C:N显著增加; P添加使豆科物种水平上N含量显著增加而C:N显著降低, 但在功能群水平上(不含典型物种)无显著作用; 杂类草的N含量和C:N对P添加在物种水平和功能群水平上(不含典型物种)的响应规律均不一致。在N限制的生境中添加P, 禾本科物种在群落中逐渐占据优势跟其增高的N、P利用效率相关, 而杂类草由于逐渐降低的N和P利用效率使其生物量在群落中所占的比重逐渐下降。