Effects of peach branches returning on autotoxins and microbes in soil and tree growth of peaches

Aims This study aimed to investigate the effects of branch returning on the growth of peach (Amygdalus persica "Chunmei/Maotao") saplings, soil enzyme activity, and soil contents of phenolic acids and amygdalin, thereby providing scientific evidence against the application of branch returning for peach trees. Methods One-year-old potted peach tree (Amygdalus persica "Chunmei/Maotao") was used in this study with four agricultural treatments applied, including soil coverage by fragmented peach tree branches (fragment treatment;1.5 and 22.5 g·kg^-1) and applying leachate solutions of peach tree branches to soil (leachate treatment; 1.5 and 22.5 g·kg^-1). No branch addition was used as control (CK). Solid phase extraction, high performance liquid chromatography (HPLC), biological high-throughput sequencing was used to determine the content of autotoxic substances, and microbial community structure in soil. Soil coverage and leachate solution treatments of 30 g and 450 g branches applied to the peach trees were described as 1.5 and 22.5 g·kg^-1, respectively in this paper.Important findings Compared with CK, the phenolic acid and amygdalin contents significantly increased after both fragment and leachate treatments in high quantities (22.5 g·kg^-1). Soil microbial community structure altered in both treatments, with the proportion of fungi (particularly Agaricomycetes, Tubeufia and Cystofilobasidiaceae) increased significantly and bacteria decreased accordingly. Invertase activity in both high-quantity treatments exceeded that in the CK significantly. The activity of catalase and urease was higher at first and then decreased relative to CK under high-quantity fragment and leachate treatments. Specifically, the effect of leachate treatment on enzyme activity was higher than the fragment treatment in the short term. Chlorophyll content, ground diameter (diameter of 5 cm from the ground) growth and net photosynthesis rate of plants were lower in high-quantity fragment and leachate treatments than those in CK, with earlier retardation of new shoot growth. We observed an increase in soil phenolic acids and enzymes in treatments in normal pruning quantity, while no inhibition effect was found on the tree growth. In conclusion, autotoxins (such as phenolic acid and amygdalin) inhibited the growth of peach trees both directly and indirectly through changing soil enzyme activity and microbial community.     

棘冠海星暴发及其对珊瑚礁的生态影响研究进展

棘冠海星的反复暴发是导致印度-太平洋区域珊瑚礁生态系统退化的最主要原因之一。然而，我国对棘冠海星的研究非常有限。本文综述了国内外关于棘冠海星及其暴发的生态影响和应对策略的研究进展，得出以下主要结论：1）雌性棘冠海星个体每年产卵数量高达50万-2亿个，环境因素变化只要导致幼虫和幼体存活率的轻微提高，成体就将得到大量补充；2）棘冠海星暴发的阈值为1000-1500个/km²，暴发周期为10-27 a，每次暴发持续1-10 a，最终可能以"种群集体感染疾病而崩溃"结束；3）棘冠海星暴发对印度洋及太平洋东部和北部珊瑚礁的破坏性非常小，却直接导致太平洋的西部和南部珊瑚礁90%以上的珊瑚死亡，并通过改变珊瑚群落组成、减少珊瑚和鱼类多样性而对珊瑚礁产生间接影响；4）关于棘冠海星暴发原因的假说中"陆地营养物质输入假说"和"捕食者过度捕捞假说"得到了最普遍的认可，但都不能解释所有的暴发事件；5）应对棘冠海星暴发的主要策略有改善水质、设立保护区、投放天敌和人工清理等，其中人工清理是最直接有效的策略，但迄今并没有发现可长期抑制棘冠海星暴发的方法。因此，急需加强对棘冠海星的深入研究，探查其暴发的根本原因和对策。     

模拟根系分泌物输入对高寒退化草地土壤微生物残体的影响

微生物残体是稳定土壤碳库的重要来源，对退化生境碳的固持和积累具有重要意义。植物根系分泌物作为植物-土壤-微生物"交流"的媒介，是调控土壤微生物残体迁移转化的关键。因此，以极度退化草地土壤为对象，以氨基糖为标志物，模拟研究了不同氮浓度（低氮-LN：0.1 gN/kg；高氮-HN：0.2 gN/kg）和多样性（3种化合物、9种化合物）根系分泌物输入对土壤微生物残体的影响。结果表明：（1）根系分泌物输入可显著增加高寒退化草地土壤微生物残体含量，且主要由真菌残体贡献。其中高氮和低多样性处理增加最明显，微生物残体和真菌残体分别增加了101.14%，125.16%，而低氮和高多样性处理微生物残体和真菌残体仅增加了35.79%，33.51%。（2）根系分泌物的输入可增加土壤β-葡萄糖苷酶、土壤磷酸酶和过氧化物酶活性，促进微生物的生长，而降低β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性，减少微生物残体的分解。（3）回归分析结果显示，土壤微生物残体与土壤环境的C/N呈显著负相关，与微生物生物量C/N呈显著正相关。上述结果表明，在未来退化草地恢复中，可充分利用模拟根系分泌物输入的土壤固碳策略，即通过提高土壤氮的有效性，促进微生物的生长，加快代谢周转，进一步提高微生物残体含量。     

澜沧江梯级开发下鱼类支流生境替代效果

作为干流高坝水电开发导致鱼类生境丧失的一种补偿措施，支流替代生境近年来被广泛应用于受工程影响河段的土著鱼类保护，但替代支流发挥怎样的保护效果及干流对其的影响仍不清楚。以实施了澜沧江梯级生境替代的支流基独河与罗梭江为研究对象，并选择了邻近的对照支流，通过对鱼类调查数据的分析对比，揭示了各支流鱼类种类组成与群落结构的差异特征，初步阐明了梯级开发下鱼类支流生境替代效果以及干流工程建设对其的影响。结果表明：澜沧江支流替代生境对干流鱼类具有明显的保护作用，支流生境修复后鱼类物种丰富度明显提高，罗梭江土著鱼类、特有鱼类物种数分别增加了12种、7种，基独河则是7种、2种，替代生境能为澜沧江土著鱼类、部分濒危特有鱼类和洄游鱼类提供完成生活史的关键栖息地。干流对支流生境替代保护有着重要影响，罗梭江、基独河与邻近干流鱼类群落的Bray-Curtis相似性分别为21.76%、10.73%,支流河口段保持“河相”是支流生境替代保护效果可持续的关键。综合考虑生境替代保护的效益与投入，建议今后开展此类保护措施时优先选择库尾河相区的支流。     

退化高寒草甸关键生态属性对多途径恢复措施的响应特征

高寒草甸是青藏高原的主体植被类型，但退化态势较为严峻，严重威胁青藏高原生态屏障的战略地位。退化高寒草甸的复健是世界性难题，治理效果也因退化状态、恢复措施及气候环境而异。以春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育及翻耕改建等典型多途径恢复措施下的退化高寒草甸为对象，系统探讨主要生态要素和生态功能的响应特征及潜在过程。结果表明，典型恢复措施下退化高寒草甸的植被生产力、土壤有机碳密度及土壤饱和持水量等生态要素都得到一定程度的提升，而恢复效果与实施年限及恢复措施密切相关。围栏封育和翻耕改建下土壤有机碳密度及饱和持水量随恢复年限均表现为对数饱和型的响应特征，退化高寒草甸固碳持水功能的基本恢复年限约为6—10年。春季休牧、秋季休牧、畜群结构优化、减畜轮牧、围栏封育等放牧管理恢复措施应适用于轻度退化至重度退化的高寒草甸，而翻耕改建则是极度退化高寒草甸的适宜治理措施。由于多途径恢复措施的关注目标不同，今后研究应集中在恢复措施的组合优化和综合评价等方面。     

荒漠灌丛土壤动物分布及其生态功能

在干旱、半干旱荒漠生态系统中,灌丛作为一种重要的植被类型,其独特的形态和生理适应特性能够有效促进退化生态系统结构与功能的恢复。土壤动物是荒漠生态系统中不可或缺的重要组成部分,对促进灌丛"肥岛"演变具有重要的生态作用,有利于灌丛生态功能的发挥及退化生态系统的恢复。近年来,国内外学者对荒漠灌丛微生境土壤动物的研究逐步深入,取得大量的研究成果。在此基础上,首先综述荒漠灌丛微生境土壤动物群落分布和生态功能,总结灌丛与土壤动物分布间作用关系的数学模型,针对荒漠灌丛土壤动物研究中存在的问题提出了未来可能的研究方向和建议。     

微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响

为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制，本研究楸树幼苗为研究对象，采用室内盆栽试验，设计0（CK），10（T1），15（T2），20（T3）4种微生物菌剂施用量，测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下：（1）球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长，株高、地径、地上及地下生物量显著提高（P<0.05），T2处理下促生效果最好。（2）施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性（P<0.05）。（3）球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成，提高细菌群落的丰富度和多样性，使土壤中β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度显著下降，α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）的相对丰度呈显著提高，可使土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度显著提高21.88%-103.56%（P<0.05），芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度提高66.28%-65.97%（P<0.05），酸杆菌属（Acidibacter）的相对丰度提高12.76%-38.06%。（4）冗余分析（RDA）结果表明，土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤细菌群落分布和多样性的重要环境因子，土壤细菌群落结构的改变会显著影响土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性。因此，施用球毛壳ND35微生物菌剂可通过影响植物根际土壤的化学性质及生物性质，促进楸树幼苗的生长。这一研究结果为楸树繁育提供了新的指导方向，亦为将其用于困难立地及退化生态系统植被恢复提供基础理论指导。     

俄科学家开发出用纸和食品废物合成生物沼气技术

俄杂志《应用生物化学和微生物学》2012年第4期中的“用微生物群落分解纸浆和食物残渣产沼气”文章披露，莫斯科罗莫诺索夫国立大学生物系研究人员分离出了能有效将纸和食品废物变成生物沼气的微生物群落。     

饵料蛋白水平对德国小蠊肠道细菌群落的影响

昆虫肠道微生物在宿主营养代谢、生长发育、免疫以及抵御病原菌等方面具有重要作用。研究不同蛋白水平饵料饲养对德国小蠊（Blattella germanica）雄成虫肠道细菌群落组成及其功能的作用，探究德国小蠊肠道细菌对宿主营养和健康的影响，以期为发展生物防治的诱食性饵料提供理论支持。分别取连续饲喂低蛋白（LP2组：5%）、高蛋白（HP3组：65%）以及正常蛋白水平饵料（CD1组：25%）21 d的德国小蠊雄成虫，饥饿24 h后无菌条件下分离并提取肠道总基因组DNA，采用特异引物扩增细菌16S rDNA的V4可变区并进行高通量测序，分析德国小蠊肠道细菌群落组成及其功能特征。结果表明德国小蠊肠道细菌主要由拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）等细菌群落组成。饲喂低蛋白饵料LP2组的德国小蠊肠道细菌中拟杆菌属（Bacteroides）细菌丰度（47.44%）显著高于HP3组（23.97%）和对照CD1（7.04%）。饲喂高蛋白饵料的HP3组梭杆菌门丰度显著高于其他两组。LEfSe物种差异分析也表明HP3组德国小蠊肠道细菌中梭杆菌属（Fusobacterium）细菌与低蛋白饵料LP2组和对照CD1组有显著差异。基于Tax4Fun功能预测显示，HP3高蛋白饵料组的德国小蠊肠道细菌中与能量代谢功能相关基因的相对丰度极显著高于对照组CD1组，外源性物质代谢与降解和其他氨基酸代谢功能基因的相对丰度显著高于低蛋白LP2组。本研究结果表明饵料中蛋白质水平的差异能够显著改变德国小蠊肠道中细菌群落结构组成，并影响其代谢功能。     

长江安庆新洲水域鱼类群落结构及多样性

沙洲水域环境良好,饵料资源丰富,栖息生境多样,为鱼类的生长繁殖提供了优良的生存环境。为了解长江安庆新洲水域鱼类群落结构特征,于2017年4月、7月、10月和12月对安庆江段新洲水域鱼类群落进行季节性调查。共采集鱼类64种,分属5目11科48属,其中62.5%为鲤科鱼类。以物种数和多样性指数分析群落多样性特征,结果表明新洲水域鱼类种类多样性水平较高。单因素方差分析表明,该群落多样性季节差异显著(P0.05),空间差异不明显。新洲水域鱼类群落优势种为鳊(Parabramis pekinensis Basilewsky, 1855)、鲤(Cyprinus carpio Linnaeus, 1758)、贝氏■(Hemiculter bleekeri Warpachowsky, 1887)、银鮈(Squalidus argentatus Sauvage et Dabry, 1874)和似鳊(Pseudobrama simoni Bleeker, 1864)。4种摄食功能群中,杂食性(42.19%)和肉食性(35.94%)鱼类物种数比例较高;3种生态类群中,淡水定居性鱼类占绝对优势(84.37%);3种栖息水层类型中,底层鱼类物种数比例较高,占37.50%。大型经济鱼类占总渔获物比例低(0.01%),但个体较大,因而相对重要性指数(IRI)高。总体上,新洲鱼类群落多样性和丰富度指数较高,均匀度指数偏低,个体小型化趋势明显。捕捞强度过大、水利工程建设导致的江湖阻隔及外来物种入侵是新洲水域渔业资源衰退的主要因素。由此,建议持续开展长江渔业资源监测,加强长江干流沙洲水域渔业资源保护。