不同植物对黄顶菊根际土壤微生物和土壤养分的影响

[目的] 不同植物对外来入侵植物的抵御能力不同,研究不同植物对入侵植物根际土壤生态的影响可为筛选入侵植物的竞争替代植物提供科学依据。[方法] 利用同质园试验,以入侵植物黄顶菊为研究对象,设置黄顶菊单种、黄顶菊与不同植物（地肤、苘麻、苏丹草、反枝苋）混种处理,采用磷脂脂肪酸分析方法来研究不同植物对黄顶菊根际土壤微生物群落结构的影响,并结合土壤养分的变化探究不同植物对黄顶菊根际土壤生态的影响。[结果] 与黄顶菊单种相比,地肤和苘麻降低了黄顶菊根际微生物的总含量,改变了黄顶菊根际微生物群落结构。地肤、苘麻能竞争性抑制黄顶菊对铵态氮的吸收,从而抑制黄顶菊的生长。[结论] 不同植物的抵御能力与其土壤生态有关,替代植物通过改变黄顶菊根际土壤微生物,抑制黄顶菊对氮的吸收,从而抑制黄顶菊的生长,实现对黄顶菊的替代控制。     

玉米和大豆根际土壤性质的动态变化

 采用根垫模拟装置制备根际土壤,并改变根垫与土壤接触时间以研究植物生长不同时期根际土壤性质的动态变化。研究结果表明,植物生长不同时期根际土壤性质变化有明显差异：植物生长前期,根际土壤水溶性有机碳(DOC)含量急剧增加,20 d后逐渐下降;pH值也是先升后降,但最高值出现在40～60 d前后。在研究的100 d内,氧化还原电位(Eh)始终呈下降趋势,而微生物量则持续上升。玉米(Zea mays L.)和大豆(Glycine max Merr.)根际土壤性质变化趋势基本一致,但玉米根际土壤变化幅度显著高于大豆     

三峡库区消落带4种适生植物根际与非根际土壤养分与酶活性特征研究

三峡库区消落带植被修复过程中,物种的更替对库区土壤的地球化学循环产生潜在影响。以三峡库区忠县石宝寨汝溪河消落带植被修复示范基地165-170 m海拔段人工种植狗牙根、牛鞭草、落羽杉以及立柳根际与非根际土为试验对象,探究其根际与非根际土壤的养分含量及酶活性差异,以阐明不同物种的生长适应性及其根际养分利用策略,比较不同物种对库区土壤的营养改良作用。结果表明：（1）三峡库区消落带4种适生植物根系活动导致根际与非根际土壤养分因子以及土壤酶活性产生差异,不同物种的栽植均在一定程度上使库区土壤营养条件得以改善;（2）碳、氮两种元素在4种适生植物根际土壤中发生不同程度的富集,但磷素与钾素在不同物种根际与非根际土壤之间的变化不一致;（3）蔗糖酶、脲酶以及酸性磷酸酶在4种适生植物根际土中均表现出一定程度的根际正效应（R/S>1）,且狗牙根对3种土壤酶的根际活化效果最为明显,其根际效应分别高达2.39、1.89和2.7;（4）在植物根系的调控下,根际土中有机质与氮素、磷素以及钾素的相关性更为显著,而非根际土壤中,仅钾素与有效氮、有效磷呈显著负相关,其余各土壤养分因子之间均无显著相关性;（5）与落羽杉和立柳两木本植物相比,狗牙根与牛鞭草两草本植物根际具有更为合理的养分调节模式,对库区土壤的改良效果更好。     

麦棉套作棉花根际非根际土壤微生物和土壤养分

在麦棉套作栽培模式下,设置不隔根、纱网隔根和塑膜隔根3种麦棉套种方式,研究麦棉套作对棉花根际和非根际土壤微生物数量、活性和土壤养分（全氮、有效磷和速效钾）含量的影响,结果表明：麦棉套作有利于棉花根际与非根际土壤细菌的增殖,盛蕾期不隔根处理棉花根际土壤与非根际土壤细菌数量分别是塑膜隔根处理的2.57和2.81倍.但麦棉套作不利于土壤真菌和放线菌的增殖.细菌在土壤微生物区系中占99.9%.所以,麦棉套作显著提高了棉花土壤微生物数量,同时也增强了微生物活性.麦棉共处期纱网隔根处理棉花土壤全氮、有效磷、速效钾含量显著高于不隔根处理和塑膜隔根处理,证明麦棉套作系统中小麦根系分泌物与脱落物的存在对棉花土壤养分含量的增加有明显的促进作用,即存在种间营养补偿效应.而共处期不隔根处理套作棉土壤养分含量总体上显著低于隔根处理的现象则反映出小麦根系对棉花土壤养分的竞争作用大于其对棉花土壤养分的促进作用.小麦收获后,小麦根系对棉花养分的竞争作用解除,不隔根处理棉花土壤养分含量显著高于塑膜隔根和纱网隔根处理.     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。     

根际土壤通透性对玉米水分和养分吸收的影响

为改善作物根系生长微环境,探索根际土壤通透性对作物水分和养分吸收的影响,在3个灌溉水平下（灌水量分别为每次600、400和200 ml）,采用盆栽玉米不通气、每隔2 d通1次气、每隔4 d通1次气等处理方法,研究了根际土壤通透性对盆栽玉米生理指标及水分和养分吸收的影响.结果表明：在相同灌水条件下,通气处理促进了玉米株高、叶面积的增长,提高了叶绿素含量;促进了玉米对土壤养分的吸收;显著提高了玉米的根系活力,灌水量为每次600 ml时,拔节期每隔4 d通气处理的玉米根系活力最大（8.24 mg·g^-1·h^-1）,较不通气处理（4.94 mg·g^-1·h^-1）提高了66.7%;根际土壤通气处理对盆栽玉米蒸腾的影响不显著,说明根际通气可提高玉米对水分与养分的吸收利用效率,促进植株生长发育.     

割草和放牧对大针茅根际与非根际土壤养分和微生物数量的影响

选取内蒙古典型草原大针茅为主要研究对象,研究割草和放牧干扰对其根际与非根际土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量以及微生物数量的影响.结果表明：在割草和放牧干扰下,根际土壤有机碳、全氮、有效氮含量均有不同程度的减少,根际截存效应减弱;土壤全磷由于固定性强不易向植物根部聚集,土壤全磷的根际效应不明显;土壤有效磷异质性较大,在放牧和割草干扰下有不同程度的变化,但根际和非根际间差异不显著;放牧干扰显著减少了土壤微生物的数量;土壤养分的变化与土壤微生物数量的变化关系密切,细菌和真菌的数量变化可能对土壤养分的影响更大;相对于割草,放牧干扰更易造成根际土壤养分的流失及微生物数量的减少.     

荒漠草原不同植物根际与非根际土壤养分及微生物量分布特征

通过对宁夏荒漠草原6种地带性优势物种长芒草、蒙古冰草、甘草、牛心朴子、黑沙蒿和苦豆子植物根际与非根际土壤养分和微生物量分布特征进行研究,探讨不同植物根际养分的富集的相关性和差异性。研究结果表明:6种植物根际土壤养分和微生物量均表现出明显的富集效应,根际富集率大小依次为菊科(黑沙蒿)豆科(苦豆子、甘草)禾本科(长芒草、蒙古冰草)萝藦科(牛心朴子);全磷(TP)在根际和非根际中无显著差异(P0.05),其它土壤养分及理化指标在根际中均表现出显著富集(P0.05),土壤养分中以有机碳(SOC)的富集作用最为明显;土壤有效态养分较全量养分对植物根际微小的变化响应更为灵敏;不同荒漠植物根际与非根际SOC与全氮(TN)呈极显著线性关系(P0.01),TN与碱解氮之间呈极显著线性关系(P0.01),TP与有效磷(AP)没有显著的相关性(P0.05)。荒漠植物土壤有效养分在根际存在一定的富集,灌木和豆科植物的根际效应的大于禾本科植物,它们通过降低根际pH值可以提高根际养分,有利于在脆弱环境下对土壤养分的有效利用。     

玉米根际土壤中铜形态的动态变化

采用根垫法研究玉米根际土壤形态动态变化。结果表明：玉米生长过程中根际土壤铜形态发生显著变化。植物生长前期交换态和碳酸盐结合态铜含量逐渐增加,随后增加量减少。植物生长后期根际交换态和碳酸盐结合态铜含量低于非根际土壤。这种变化主要由根际环境变化与植物吸收引起。与根限土壤中铜形态变化,特别是交换态铜含量变化关系密切的因素包括土壤溶解性有机碳、pH和土壤微生物。随着植物生物量的增加,对铜的吸收速率不断增加,导致根限土壤中有效态铜的先增后减。     

除草剂阿特拉津对土壤脲酶活性的影响

研究了阿特拉津对4种典型施肥处理的土壤脲酶活力的影响。结果表明,处理初期,低浓度阿特拉津对土壤脲酶有一定刺激作用,高浓度处理在整个试验过程中对脲酶有明显抑制作用,阿特拉津对不同肥力土壤中脲酶的影响有明显差异,对照土壤和NPK肥土壤中脲酶活力较低,脲酶受抑制明显,抑制率分别高达30．35％和28．89％;NPK+秸秆和NPK+有机肥土壤的脲酶活力高,脲酶抑制率低,最高抑制率分别为21．35％和16．86％,不同肥力土壤在整个处理过程中,脲酶抑制率均为先逐渐增大到最大值,然后又逐渐降低;高肥力土壤脲酶抑制率最大值出现的时间比低肥力土壤迟,表明高肥力土壤对阿特拉津有较强的耐受能力。     

A comparison of cytoplasmic revertants to fertility from different CMS-S maize sources

Summary The mitochondrial genome organizations of a number of independent culture-derived fertile CMS-S revertants with the nuclear genotype W182BN were compared to spontaneous field revertants with the genotypes WF9, M825/Oh07 and 38-11. Regions of the genome around sequences homologous to the terminal repeats of the linear S1 and S2 episomes characteristic of CMS-S mitochondria were used as hybridization probes on Southern blots of BamHI and SalI digested mitochondrial DNA. The results obtained suggest that the nuclear, not the cytoplasmic, genotype of the parent plant affects the type of novel mitochondrial DNA organization found in the revertant. The DNA reorganization during reversion from CMS-S in tissue culture appears to be similar to that observed in spontaneous revertants obtained during the normal plant life-cycle. Unlike the situation for reversion from CMS-T, no common DNA sequence or reading frame appeared to be lost or disrupted in revertants.     

Site fertility and leaf nutrients of sympatric evergreen and deciduous species of Quercus in central coastal California

Leaf and soil nutrient levels interact with and may each influence the other. We hypothesize that to the extent soil fertility influences the nutritional state of trees, soil fertility should correlate with summer leaf nutrient levels, whereas to the extent that trees influence soil nutrient levels, the quality of leaf litterfall should correlate with soil fertility. We examined these correlations for five sympatric oak species (genus Quercus) in central coastal California. Soil fertility, including both nitrogen and especially phosphorus, correlated significantly with summer leaf nutrient levels. In contrast, phosphorus, but not nitrogen, in the leaf litterfall correlated positively with soil nutrients. These results suggest that soil nitrogen and phosphorus influence tree nutrient levels and that leaf phosphorus, but not leaf nitrogen, influence soil fertility under the trees. Feedback between the soil and the tree for phosphorus, but not nitrogen, is apparently significant and caused by species-specific differences in leaf quality and not by litterfall quality differences within a species. We also compared functional differences between the evergreen and deciduous oak species at our study site. There were no differences in soil nitrogen and only small differences for soil phosphorus between the phenological types. Differences in leaf nutrient concentration were much more pronounced, with the evergreen species having substantially lower levels of both nitrogen and phosphorus. Evergreen species conserved more phosphorus, but not more nitrogen, than the deciduous species, but there was no consistent relationship between retranslocation and either soil nitrogen or phosphorus. These results do not support the hypothesis that evergreenness is an adaptation to low soil fertility in this system.     

西藏中部地区退化土壤秸秆还田的微生物变化特征及其影响

于西藏中部地区秸秆还田条件下,研究了土壤微生物区系及其主要生理类群的变化特征和土壤微生物对土壤肥力的影响及其相互关系。结果表明,不同秸秆还田方式,特别是秸秆覆盖和高茬方式较高的土壤水分、土壤温度及其耦合效应,为土壤微生物繁殖与活动提供了重要的土壤环境保障,有助于以细菌为主导的各类土壤微生物的相对均衡生长,对加速土壤有机残体分解,大幅度提高土壤有机质含量,促进土壤团粒结构形成和土壤养分转化均具重要作用,表明在西藏中部生态条件下,退化土壤具有在相对较短时间内实现结构重建与肥力恢复的可能性及其潜力。     

猪粪和土霉素对不同肥力土壤微生物数量及活性的影响

在不施肥和施用猪粪两种情况下,采用培养试验研究了不同浓度土霉素污染(0、0.1、1、10、100和1000 mg·kg^-1)对土壤细菌丰度、酶活性和NO₃-N浓度等的影响.试验培养温度为25 ℃,培养时间为30 d,取样分析时间分别为1、4和30 d.结果表明：在不施肥条件下,土霉素污染对土壤细菌数量及微生物活性的影响较小,土壤S₁、S₂和S₃细菌数量、呼吸强度、酶活性和NO₃-N浓度下降10%时土霉素的剂量（EC₁₀）分别为36～1000 mg·kg^-1、20～1000 mg·kg^-1和4～1000 mg·kg^-1;而在施用猪粪的情况下,对应的数值分别为2～656 mg·kg^-1、2～81 mg·kg^-1和1～42 mg·kg^-1.添加土霉素对土壤细菌及酶活性的影响随土壤肥力的提高而增大,且其对土壤细菌数量和呼吸强度的影响大于对酶活性和NO₃-N浓度的影响.土霉素污染对土壤微生物数量和活性的影响随时间变化而变化,一般在培养4 d时的影响最为明显.土霉素对土壤微生物的影响总体上表现为抑制作用.     

广西典型土壤上不同林分的土壤肥力分析与综合评价

通过对广西山地黄壤、棕色石灰性土、赤红壤3种类型土壤上不同林分林下0—30cm土层土壤的pH值,有机质,全量N、P、K,速效N、P、K及CEC(阳离子交换量)等肥力因子的比较和综合评价,研究了3种类型土壤不同林分下的肥力演变状况。结果表明:不同林分对土壤肥力状况影响不同,山地黄壤上松木林和成年桦林土壤有机质含量分别是自然林的2.55和3.16倍,而新植桦林土壤速效养分明显高于自然林;棕色石灰性土上任豆林的有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾和CEC含量均为较高,而枇杷林的pH值明显比另外3种林分的低;赤红壤上种植第2代的速生桉林碱解氮含量明显比马尾松针阔叶自然林低,而有机质、全氮、全钾、速效钾均略高于自然林。不同类型土壤的综合评价结果表明,山地黄壤上自然林松林西南桦林;棕色石灰性土4种林分土壤的综合评价是任豆林≈竹林枇杷林=银合欢;赤红壤上马尾松针阔叶自然林≈第2代速生桉林。     

Soil organic carbon budget and fertility variation of black soils in Northeast China

Black soils in Northeast China are characteristic of high soil organic carbon (SOC) density and were strongly influenced by human activities. Therefore, any change in SOC pool of these soils would not only impact the regional and global carbon cycle, but also affect the release and immobilization of nutrients. In this study, we reviewed the research progress on SOC storage, budget, variation, and fertility under different scenarios. The results showed that the organic carbon storage of black soils was 646.2 TgC and the most potential sequestration was 2887.8 g m⁻². According to the SOC budget, the net carbon emission of black soils was 1.3 TgC year⁻¹ under present soil management system. The simulation of CENTURY model showed that future climate change and elevated CO₂ concentration, especially the increase of precipitation, would increase SOC content. Furthermore, fertilization and cropping sequence obviously influenced SOC content, composition, and allocation among different soil particles. Long-term input of organic materials such as manure and straw renewed original SOC, improved soil structure and increased SOC accumulation. Besides, soil erosion preferred to transport soil particles with low density and fine size, decreased recalcitrant SOC fractions at erosion sites and increased activities of soil microorganism at deposition sites. After natural grasslands were converted into croplands, obvious variation of soil chemical nutrients, physical structure, and microbial activities had taken place in surface and subsurface soils, and represented a degrading trend to a certain degree. Our studies suggested that adopting optimal management such as conservation tillage in black soil region is an important approach to sequester atmospheric CO₂ and to slow greenhouse effects.     

江门市新会区耕地土壤养分空间变异特征

运用地统计学方法,结合GIS技术研究了江门市新会区土壤pH值、有机质、阳离子交换量、全氮、有效磷和缓效钾种养分要素的空间分布特征.结果表明,各变量符合正态分布或经对数转换后符合正态分布.半方差函数分析结果显示,除全氮具有强空间相关外,其余均具有中等空间相关性.Kriging插值结果表明,研究区域耕地土壤pH值和阳离子交换量在东北部最高,有机质含量在中部和东北部较高;全氮含量在1.5～2.0g·kg^-1的面积占研究区域耕地面积的74.7%,主要分布于研究区域西部和东部地区;有效磷含量＞40mg·kg^-1的面积占研究区域耕地面积的48.7%,主要分布于研究区域东北部和西部;缓效钾含量在10～350mg·kg^-1的面积占研究区域耕地面积的48.1%,主要分布于研究区域东部、东北部和中部.     

曲靖植烟土壤养分空间变异及土壤肥力适宜性评价

采用GPS技术在云南曲靖烟区布置了2088个采样点,测定其耕作层(0～20 cm)土壤主要养分含量,利用经典统计方法和地统计学方法对植烟土壤养分状况的总体特征和空间变异特征进行分析,并采用模糊数学方法对植烟土壤肥力适宜性进行综合评价.结果表明:曲靖植烟土壤pH、有机质、有效硫和水溶性氯含量适宜,全氮和碱解氮含量偏高,速效钾、有效钙、有效镁、有效铜、有效铁、有效锌、有效钼和有效锰含量丰富,速效磷含量中等,全磷、全钾和有效硼含量偏低;区域内植烟土壤养分指标均表现为各向异性分布,其中速效磷和有效硼的空间变异主要受随机性因素的影响,其他养分指标的空间变异是结构性因素和随机性因素共同作用的结果.植烟土壤肥力适宜性指数为优的区域缺乏,为良的区域占8.0%,一般的区域占51.6%,中等的区域占39.0%,为差的区域占1.4%.