会仙喀斯特湿地三种典型植物叶片碳同位素(δ13C)特征及其指示意义

为探讨会仙喀斯特湿地不同生长环境下植物叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、稳定碳同位素(δ~(13)C)特征及其生态学指示意义,该文以挺水植物芦苇、浮水植物水葫芦和沉水植物金鱼藻为研究对象,分析了三种典型不同生活型植物叶片的δ~(13)C特征及种间和微生境的差异,并基于植物碳同位素与碳酸酐酶显著正相关的二端元模型,估算了植物利用光合作用固定的碳酸氢根离子(HCO3-)的碳量。结果表明:(1)三种植物叶片δ~(13)C的变化范围为-28.47‰～-21.69‰,平均值为-24.83‰,不同生活型植物间δ~(13)C存在差异,金鱼藻水葫芦芦苇。(2)植物δ~(13)C值与叶片C、N和P元素含量间呈显著正相关,与C/N、C/P和N/P呈显著负相关关系,与底泥的有机质、速效氮、总氮、速效磷和总磷含量呈显著正相关。(3)会仙喀斯特湿地三种不同生活型植物叶片N/P平均值为10.34,表现出植物受N、P共同影响的特征。(4)δ~(13)C的变化特征,揭示了三种水生植物可能通过增加磷利用效率来促进低水分利用率环境下的碳的合成,通过提高植物水分利用效率的策略来代偿较低的氮素利用效率。(5)芦苇光合作用固定HCO3-碳量为159.60 t·a~(-1)·km~(-2),水葫芦为10.80 t·a~(-1)·km~(-2),金鱼藻为9.24 t·a~(-1)·km~(-2),平均值为59.88 t·a~(-1)·km~(-2)。会仙喀斯特湿地植物的不同生活型、光合作用途径和生长微环境,是影响叶片δ~(13)C变化的主要因素。     

韭菜化感物质草莓酸对香蕉枯萎病菌的影响

香蕉枯萎病主要由尖孢镰刀菌 4 号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc4)引起的一种土传病害,严重威胁香蕉产业的可持续发展。为寻求一种经济有效且环保的防治措施,以韭菜化感物质的衍生物草莓酸(strawberry acid,SA)为材料,通过平板和盆栽实验,研究了SA对Foc4的菌丝生长、香蕉枯萎病病情指数、土壤微生物数量、土壤酶活性的影响。结果表明:(1)随着SA浓度的增加,Foc4的菌落生长直径显著减小,第5天时菌落直径在SA浓度为300、450 μL·L^-1时比150 μL·L^-1分别减小了49.15%、70.89%; 液体培养条件下SA浓度为600 μL·L^-1时Foc4的分生孢子数量显著低于对照处理(相差 470 多倍); pH为5时SA对Foc4的抑制效果显著比pH为7和9时好。(2)随实验处理时间的延长,添加 SA后香蕉幼苗的病情指数显著低于对照。(3)土壤细菌、真菌数量和微生物总量在SA为600 μL·L^-1时均为最高; Foc4数量随SA浓度升高而降低,在1 200 μL·L^-1时显著降低。(4)各土壤酶在浓度(300～600 μL·L^-1)SA处理时活性较高; 1 200 μL·L^-1时显著降低,过氧化氢酶和多酚氧化酶较对照分别降低了41.88%、54.82%。(5)相关性分析得出,土壤微生物总量与细菌、真菌数量极显著正相关; 土壤真菌与放线菌显著负相关; 土壤细菌、真菌和放线菌数量均与蔗糖酶、多酚氧化酶显著正相关; 蔗糖酶与脲酶、过氧化氢酶与多酚氧化酶均显著正相关。综上认为,添加SA浓度为600 μL·L^-1能较好地抑制Foc4的菌丝生长且能提高其抑制率,病情指数明显降低,有利于改善香蕉的生长环境。该研究结果为有效利用SA防治香蕉枯萎病提供了科学依据。     

生物炭施用对桂北桉树人工林土壤酶活性的影响

为探究土壤酶活性对生物炭输入的响应特征，以及为合理应用桉树枝条生物炭提供理论参考，该研究基于桂北桉树人工林田间试验，以桉树人工林采伐剩余物枝条为原料，在500℃条件下厌氧制备生物炭，施用质量分数分别为0(CK)、0.5%(T1)、1%(T2)、2%(T3)、4%(T4)和6%(T5)的桉树枝条生物炭，输入1 a后，分析了不同处理下土壤酶活性的变化特征。结果表明：(1)沿着土层垂直深度，土壤酶含量减小。(2)各土层脲酶、过氧化氢酶、β-葡萄糖苷酶和脱氢酶的含量随生物炭施用量的增加而增大，在生物炭施用量为6%时含量最高。(3)酸性磷酸酶、蔗糖酶、亮氨酸氨基肽酶和纤维二糖苷酶的含量随着生物炭施用量的增加呈现先增加后减少的趋势，其中酸性磷酸酶和亮氨酸氨基肽酶在生物炭施用量为2%时含量最高，蔗糖酶和纤维二糖苷酶则在生物炭施用量4%时含量最高。总体上，桉树枝条生物炭施用不同程度地提高了桉树人工林的土壤酶活性。该研究结果可为林业废弃物制备生物炭资源化利用途径及其在桉树人工林的应用提供科学依据。     

湿地土壤硫组分特征及其影响因素的研究进展

硫是湿地中重要的生命元素, 硫对环境变化极为敏感, 在生源要素生物地球化学循环中扮演着重要角色。硫的价态多样, 形式复杂, 湿地垦殖使土地利用方式等发生显著改变, 进而影响到土壤硫组分的变化。垦殖背景下, 目前对湿地硫组分及其微生物驱动机制的研究尚不够深入。硫稳定同位素技术(δ34S)逐渐地被应用到硫生物地球化学循环过程的研究中, 可以探究硫素的来源。硫氧化菌(Sulfate oxidizing bacteria, SOB)和硫酸盐还原菌(Sulfate reduction bacteria, SRB)是硫组分形态转化的主要驱动者, 在湿地硫循环中发挥着重要的作用。土壤芳基硫酸酯酶是参与土壤硫循环的重要酶类, 是反映湿地土壤质量的一个重要生物学指标。该研究主要从湿地土壤硫组分的分布特征、影响因素、硫同位素来源示踪和微生物驱动机制4个方面, 综述了湿地土壤硫组分影响因素的研究动态。最后, 文章总结了当前研究中存在的问题, 提出了该领域今后深入探讨的一些建议。     

桂北不同林龄桉树人工林土壤碳库管理指数和碳组分的变化特征

采用时空互代法,以广西北部低山丘陵地区不同林龄(1、2、3、4、5和8 a)桉树人工林为研究对象,探讨林龄对桉树人工林地土壤碳库管理指数的影响及其规律。结果表明:(1)随着林龄的增加,土壤有机碳总体表现为增加的趋势,1～8 a桉树土壤有机碳范围在5.79～15.57 g· kg^-1之间,随着土层的加深而降低; 0～40 cm土层土壤有机碳平均含量表现为8 a>5 a>3 a>4 a>2 a>1 a。(2)土壤非活性有机碳、碳储量随林龄和土层的变化规律与土壤有机碳基本一致。土壤活性有机碳含量大小依次表现为8 a>5 a>4 a>3 a>2 a>1 a,占土壤有机碳的比例随林龄变化无明显规律,8 a和其他林龄间均具有显著差异。(3)碳库管理指数随林龄增加整体呈上升趋势,8 a桉树人工林土壤碳组分含量及碳库管理指数均高于10 a对照马尾松林。碳库管理指数与土壤有机碳、非活性有机碳、活性有机碳、碳储量、碳库活度、全氮、容重呈极显著或显著的相关性,不同林龄和土层间碳库管理指数有差异性。适当延长桉树人工林的轮伐周期,减少人为对林地凋落物和林下植被的干扰,将有利于提高土壤的有机碳含量,进而改善土壤质量。     

龙胜县丘陵山区土壤与罗汉果重金属含量及潜在生态危害评价——以宝赠村为例

桂林市龙胜县作为罗汉果的三大主产区之一,种植区土壤重金属含量及罗汉果质量影响到该区罗汉果产业的健康发展。为探索龙胜县丘陵山区典型贫困村罗汉果园的安全性,该文研究了宝赠村典型罗汉果园土壤及罗汉果果实中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞7种重金属含量,并采用Hankanson指数法分析了其潜在生态风险。结果表明:(1)龙胜丘陵山区罗汉果园土壤(0~10 cm,10~20 cm)重金属含量均达到国家农业用地土壤筛选值标准(GB15618-2018),其中0~10 cm土壤中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量分别为3.67、18.00、58.39、17.01、0.10、28.57、0.08 mg·kg^-1,10~20 cm土壤中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量分别为1.93、12.56、21.47、10.51、0.04、17.09、0.02 mg·kg^-1。(2)在0~10 cm和10~20 cm土层中,重金属的生态风险状况总体上处于轻微生态风险等级,综合生态风险指数分别为105.29和38.96;0~10 cm土层不同重金属潜在的生态风险顺序为汞>镉>铅>铜>砷>锌>铬,汞、镉的生态风险分别为50.16、42.05,在总重金属风险中贡献率分别占所有重金属的47.6%和39.9%,已达中等生态风险等级;在10~20 cm土层中,7种重金属的生态风险大小关系为镉>汞>铜>铅>砷>铬>锌。(3)研究区罗汉果果实中砷、铜、锌、铅、镉、铬、汞的含量分别为0.00024、0.273、1.10、0.0016、0.00013、0.00013、0.00012 mg·kg^-1,其生态风险状况均处于轻微风险等级,7种重金属的生态风险顺序为汞>铜>镉>锌>铅>砷>铬,综合生态风险指数为0.21193,几乎不存在生态风险。因此,在龙胜县丘陵山区典型贫困村——乐江镇宝赠村推广种植的罗汉果达到了安全质量标准。     

桂北不同林龄桉树人工林土壤微生物数量和酶活性特征研究

为探讨桉树不同林龄土壤微生物活性的响应特征,该研究采用时空互代法,选择广西北部低山丘陵地区1～5年生桉树人工林为研究对象,分析了土壤微生物、酶活性在不同土层和季节的变化规律。结果表明:(1)土壤微生物和酶活性在土层中有明显的垂直分布特征,均随土层加深而趋于降低,且各土层间差异显著。(2)细菌、放线菌数量随季节的大小顺序为秋季>夏季>春季>冬季,真菌的变化规律为春季>夏季>秋季>冬季,而酶活性随季节变化表现为夏季、秋季活性较高,春季、冬季活性较低。(3)细菌、真菌、脲酶、过氧化氢酶随林龄增大表现出先减小后增大的趋势,放线菌则呈现先减小后增大再减小的趋势,而蔗糖酶、酸性磷酸酶随林龄的增大趋于增大。(4)林地土壤中三大类群微生物与四种土壤酶之间存在极显著正相关关系,说明土壤微生物与土壤酶活性相互影响,两者之间关系密切,共同影响土壤的质量。综上可知,不同土层土壤微生物和酶活性的季节响应特征差异较大,总体在冬季最低,主要与气温、水分条件、凋落物养分的归还等有关。不同季节、土层、林龄之间的交互作用对土壤微生物和酶活性有显著影响。     

根际促生菌对石漠化地区造林苗木的促生效应

西南岩溶石漠化山区水土流失严重、养分贫瘠,导致植被恢复困难。为探究固氮菌对岩溶石漠化地区造林苗木的生长促进效应,该文以广西石漠化地区常见造林树种香樟、任豆、喜树和台湾相思苗木为材料,利用平板稀释法从石漠化乡土植物根际土壤筛选固氮菌,通过测定固氮酶活性及鉴定固氮菌菌种,选择固氮酶活性较高的菌种制成复合菌剂接种到试验苗木进行盆栽试验。结果表明:共筛选得到6株具有固氮能力的根际促生菌,分别属于根瘤菌属(Rhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)和黄杆菌属(Flavobacterium),其中归类为根瘤菌属的3株固氮菌酶活性较高。复合菌剂接种试验表明接种固氮菌对造林苗木的生长具有明显促进作用。与未接种处理相比,接种处理苗木的株高、叶面积、生物量以及叶绿素含量均显著增长;同时苗木的氮、磷、钾含量也有不同程度的增加。其中,香樟、任豆、喜树和台湾相思的氮含量分别提高了28.9%、53.1%、37.0%和31.6%;香樟、台湾相思的磷含量分别增加了25.6%和42.5%;任豆、台湾相思的钾含量分别增加了57.5%和49.7%。接种石漠化乡土固氮菌能够显著促进造林苗木生长和养分含量,在石漠化植被修复中具有较好的应用前景。