落叶松人工林球囊霉素相关土壤蛋白与土壤理化性质空间差异特性

球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)对土壤生产力的提高具有重要意义,已逐渐成为当前土壤养分研究的热点,然而GRSP与土壤理化性质之间空间相互关系则鲜见报道。本文以东北小兴安岭余脉老山、帽儿山、东山、大青川人工落叶松林土壤GRSP为研究对象,利用多变量协方差及共线性对土壤(0~80 cm)中GRSP与有机碳、全氮、全磷、全钾等12个土壤理化因子之间的空间差异特性进行分析。结果表明:(1)土层深度是造成GRSP含量及土壤各理化因子差异的因素之一;(2)逐步回归方法分别反映出EE-GRSP协同贡献最大因子为有机碳(β=0.312),而T-GRSP协同贡献最大因子为全磷(β=0.376),而容重则是两者共有的负相关因子(β=-0.229,-0.212);(3)GRSP垂直分布与土壤各理化因子的共线性分析中发现,GRSP与土壤全磷之间存在显著共线性(P0.05)。本研究表明,GRSP与土壤理化性质之间存在显著空间异质性,充分印证了GRSP在土壤养分运输及可持续利用的重要作用,并且筛选出影响GRSP含量及与其生态功能相关土壤因子,为土壤质量及功能评价提供依据。     

森林植物多样性、树种重要值与土壤理化性质对球囊霉素相关土壤蛋白的影响

球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein, GRSP)在土壤物理结构调节和土壤碳库稳定性中发挥着重要作用,但植物多样性和优势种如何影响GRSP还缺乏系统性研究。本研究依托东北林业大学哈尔滨实验林场的72块样地, 对1 m深土壤剖面分5层采样, 测定土壤易提取球囊霉素(easily extractable GRSP, EEG)、总提取球囊霉素(total GRSP, TG)及土壤理化性质, 并同时计算植物多样性指数及优势种重要值(importance value, IV), 进一步通过相关分析和冗余排序分析判断影响GRSP的主要因素与贡献。结果表明: (1)在整个土壤剖面上均表现为TG和EEG与土壤有机碳(SOC)正相关, 在部分土层深度与全氮(total nitrogen, TN)和含水量(moisture content, MC)正相关, 而与电导率(electrical conductivity, EC)和pH值负相关。(2)部分土层TG和EEG与黑皮油松(Pinus tabuliformis var. mukdensis)、樟子松(P. sylvestris var. mongolica)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、黄檗(Phellodendron amurense)、榆树(Ulmus pumila)优势种重要值显著相关, 表现为黑皮油松重要值越高, 而黄檗、榆树重要值越小, 越有利于EEG的积累, 并且伴随EEG-C/SOC (EEG中C占SOC比例)增加、EEG/TG增大; 群落中胡桃楸、黄檗、榆树更有利于TG积累, 黑皮油松、落叶松(Larix gmelinii)、樟子松不利于TG的积累。(3)植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数、物种丰富度与EEG、TG、EEG/TG无显著相关性, 而与EEG-C/SOC、EEG-N/TN (EEG中N占TN的比例)、TG-C/SOC (TG中C占SOC比例)、TG-N/TN (TG中N占TN的比例)显著负相关; 土壤EEG/TG和EEG-N/TN与植物均匀度指数显著正相关, 在1 m土壤不同土层趋势类似。(4)方差分解分析表明: 生物因子对GRSP变化的解释率是20.2%, 土壤理化因子解释率为7.8%, 而生物因子中植物优势种重要值的解释率最大(16.4%), 而植物物种多样性指数解释率仅为0.4%。冗余排序发现常绿针叶树种(黑皮油松和樟子松)越多且阔叶树种越少时, GRSP含量和GRSP对土壤碳氮的贡献越高(P < 0.01), 其机制可能与树种菌根类型有关: 外生菌根树种重要值与TG显著负相关, 丛枝菌根树种重要值与TG显著正相关。本研究解析了植物物种多样性对GRSP含量的重要影响, 并强调未来土壤管理和评估可以通过调整优势物种而不是树种多样性来促进GRSP积累。     

球囊霉素相关土壤蛋白的提取条件

球囊霉素是由丛枝菌根真菌分泌的一种含金属离子的糖蛋白,因被非专一性提取而称为球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）。由于提取条件能影响GRSP的测定值,因此研究了柑橘园土样前期灭菌、离心力和土样质量等3个提取条件对GRSP测定值的影响。结果表明,土样前期灭菌和较高的离心力（15,000′g）均能显著影响GRSP的测定值;在土样质量0.25－1.0g范围内,GRSP的测定值随着土样质量的提高而升高;经过3次和6次的连续提取,总球囊霉素相关土壤蛋白的累积量分别达到理论最大值的66.8%和92.1%以上。研究结果为GRSP测定的标准化提供了依据。     

球囊霉素相关土壤蛋白与根系形态的相关性研究

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是丛枝菌根(AM)真菌菌丝分泌的糖蛋白,能够促进土壤团聚体的形成。多种因素影响GRSP的产量,植物根系形态是否通过碳素竞争机制影响GRSP产量目前尚不清楚。以Glomus mosseae的两个生态型菌株和红三叶草Trifolium repense为试材,通过砂培试验探讨宿主的根系形态与GRSP产量的相关性。发现接种AM真菌导致宿主细根的比例降低,粗根的比例增加,但对总根长和根表面积没有影响;侵染率和菌丝长度随着时间的延长而增加,菌株之间存在显著差异;接种AM真菌导致GRSP产量显著提高;GRSP产量与根系形态没有显著的相关性,但是与侵染率和菌丝长度显著相关。结果表明,尽管宿主根系形态建成和AM真菌都对碳素具有竞争关系,但是前者并没有抑制GRSP的形成,可能存在根系碳素分配的自调控机制。     

高原湿地沼泽化草甸土壤真菌与理化性质的关系

以高原湿地纳帕海沼泽化草甸为研究对象, 采用稀释培养结合形态鉴定比较分析0—20 cm、20—40 cm土层的土壤真菌多样性及群落结构组成, 以及土壤理化性质对土壤真菌多样性及群落结构组成的影响。结果表明: 0—20 cm和20—40 cm土层中的真菌数量、Shannon-Wiener多样性指数(H')、均匀度指数(JSW)和丰富度指数(DMA)均表现为0—20 cm土层> 20—40 cm土层; 分别分离得到土壤真菌12属和10属, 其中木霉属、青霉属、腐霉属、曲霉属同为沼泽化草甸两个土层的优势类群, 表现出较高的相似性, 同时20—40 cm未发现枝孢菌属和壳囊孢属, 又表现出一定的差异性。经RDA冗余分析, 土壤有机质、全氮、速效钾、速效磷、pH、容重和自然含水率可能是影响沼泽化草甸土壤真菌群落结构组成的主要因子。     

球囊霉素相关土壤蛋白根际环境功能研究进展

球囊霉素(glomalin)是丛枝菌根真菌产生的一种含有金属离子的耐热糖蛋白, 能够改善土壤结构, 固定土壤中的重金属, 近期被更名为球囊霉素相关土壤蛋白(glomalin-related soil protein)。该文从球囊霉素的定义、性质与环境功能等方面对相关文献进行了综述, 认为目前对球囊霉素的共识仍停留在理论假设蛋白的程度上, 包括: 1)该蛋白可能是热激蛋白60 (HSP 60)的同系物; 2)该蛋白所携带的阳离子可能随着土壤性质的改变而不同。目前还没有清楚确切地定义球囊霉素的真实分子结构与理化性质。今后需从分子层面对球囊霉素予以深入研究。同时, 需要不断改进球囊霉素的提取和测定方法, 以便进一步探讨球囊霉素固定重金属离子的机理, 提高植物的重金属抗性。     

球囊霉素相关土壤蛋白的分布及环境功能研究进展

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是由丛枝菌根真菌(AMF)在土壤中产生的一种糖蛋白,其在土壤中大量存在,可分为总球囊霉素、易提取球囊霉素、免疫反应性总球囊霉素、免疫反应性易提取球囊霉素.土地利用方式、施肥条件、AMF及宿主类型、外界环境条件等均会影响土壤中GRSP的含量及分布.GRSP能改善土壤团聚体的水稳定性、降低陆地生态系统土壤中CO_2排放、促进土壤中碳贮存、降低土壤中重金属的有效性、减弱重金属的植物毒害.GRSP的提取及定量表征技术仍是限制人们深入了解其在土壤中分布及环境功能的瓶颈.今后有关GRSP的研究应重视以蛋白及其编码该蛋白的基因为基础,阐释GRSP在土壤生态系统中的分子生物学作用及机制,以及GRSP对土壤中有机污染物环境行为的影响.     

球囊霉素相关土壤蛋白的分布及环境功能研究进展

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是由丛枝菌根真菌(AMF)在土壤中产生的一种糖蛋白,其在土壤中大量存在,可分为总球囊霉素、易提取球囊霉素、免疫反应性总球囊霉素、免疫反应性易提取球囊霉素.土地利用方式、施肥条件、AMF及宿主类型、外界环境条件等均会影响土壤中GRSP的含量及分布.GRSP能改善土壤团聚体的水稳定性、降低陆地生态系统土壤中CO₂排放、促进土壤中碳贮存、降低土壤中重金属的有效性、减弱重金属的植物毒害.GRSP的提取及定量表征技术仍是限制人们深入了解其在土壤中分布及环境功能的瓶颈.今后有关GRSP的研究应重视以蛋白及其编码该蛋白的基因为基础,阐释GRSP在土壤生态系统中的分子生物学作用及机制,以及GRSP对土壤中有机污染物环境行为的影响.     

黄土高原紫穗槐丛枝菌根真菌与土壤因子和球囊霉素空间分布的关系

在黄土高原的陕西省甘泉、绥德、米脂、榆林4县(市)选取4个样地,研究紫穗槐不同深度土层丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染率、孢子密度、球囊霉素和土壤因子之间的关系。结果表明:(1)AMF侵染率平均值绥德样地最大(100%),米脂样地最小(75.02%);孢子密度平均值米脂样地最大(5.91个/g),榆林样地最小(1.57个/g);4个样地孢子密度最大值均在0～10cm土层,且随土层加深而降低;AMF侵染率与孢子密度在各样地间差异显著,同一样地侵染率与孢子密度变化规律不一致。(2)榆林样地的有机碳、铵态氮、速效磷、脲酶和碱性磷酸酶活性平均值显著高于其他3个样地;除绥德、米脂样地的蔗糖酶和甘泉样地的碱性磷酸酶外,其他样地的土壤酶活性和球囊霉素含量均随土层加深而降低,且各土层之间差异显著,最大值均在0～10cm土层。(3)AMF侵染率与pH、总球囊霉素含量、易提取球囊霉素含量呈极显著正相关,与有机碳、硝态氮、速效磷含量呈显著正相关;孢子密度与速效磷、蔗糖酶、脲酶活性呈显著正相关,与铵态氮含量呈显著负相关。(4)第1、2主成分的累积方差贡献率达到56.4%,第1主成分主要综合了球囊霉素、AMF侵染率和孢子密度,第2主成分综合了pH和部分土壤因子信息。因此,球囊霉素、AMF侵染率、孢子密度、pH、部分土壤因子对决定土壤生态起主要作用。     

真菌中G蛋白信号调控因子蛋白类型与其理化性质的关系

[目的]G蛋白信号调控因子(RGS)作为G蛋白信号转导途径的负调控因子,在植物病原菌的致病性和有性生殖调控方面发挥着重要作用.研究真菌中RGS蛋白类型与其理化性质及特征的关系,为今后深入开展不同真菌中具有不同类别RGS的功能解析打下坚实的理论基础.[方法]前期对模式生物、病原菌、非致病菌等49个真菌中229个RGS蛋白...     

黄土丘陵区踩踏干扰对生物土壤结皮有机碳组分及碳矿化潜力的影响

以黄土丘陵区近20年的封禁地为研究对象,采用野外调查结合室内分析,研究了不同强度的踩踏干扰对半干旱生态系统下生物结皮盖度、有机碳、易氧化碳和有机碳矿化量、矿化速率的影响,并应用一级动力学方程模拟了踩踏干扰下各层次生物土壤结皮有机碳矿化潜力的变化特征.结果表明:干扰后藻结皮和藓结皮盖度呈现逐渐降低的趋势,干扰度间差异显著;与不干扰处理相比,藻结皮盖度降幅在264%~339%,藓结皮盖度降幅在46%~127%.与不干扰处理相比,干扰显著降低了生物结皮层有机碳含量,降幅在211%~300%,干扰度间差异不显著;干扰增加了生物结皮层易氧化碳含量,增加量在1.5~3.4 g·kg-1,30%、40%和50%干扰度处理与不干扰处理间差异显著.干扰显著增加了生物结皮层的有机碳累积矿化量,但未改变其日均矿化速率;40%干扰度下的累积矿化量较不干扰处理显著增加77%.干扰显著增加了生物结皮层的有机碳矿化潜力,对0~2和2~5 cm土层无显著影响;40%干扰度下有机碳矿化潜力较不干扰处理显著增加4.7 g·kg^-1;主成分分析结果显示,有机碳、易氧化碳、累积矿化量、矿化速率可以解释生物结皮层土壤有机碳矿化潜力变化的76.7%.干扰可能是诱发研究区生物结皮层有机碳矿化潜力增加的因素之一.     

氮肥减量配施生物炭对黄壤稻田土壤有机碳活性组分和矿化的影响

化肥减施增效有助于农业的可持续发展。本研究用等氮量生物炭替代化肥氮,设置0、10%、20%、30%、40%(CK,T₁～T₄) 5个替代比例,在水稻收获后采集土壤样品进行室内分析,研究氮肥减量配施生物炭对黄壤稻田土壤有机碳活性组分和矿化的影响。结果表明: 氮肥减量配施生物炭均可显著提高土壤有机碳(SOC)含量,且与生物炭配施量呈正比。氮肥减施20%条件下,土壤微生物生物量碳(MBC)和易氧化碳(ROC)含量均最高,分别为293.68和250.00 mg·kg^-1,土壤可溶性碳(DOC)含量最低。SOC矿化速率在培养的第3天达到最高,前期(第3~6天)迅速下降,中期(第6~18天)缓慢下降,后期(第18~30天)趋于稳定,矿化速率随时间的动态变化符合对数函数;SOC累积矿化量和累积矿化率分别为0.66～0.86 g·kg^-1和2.9%～4.0%,均以T₂处理最低。稻谷产量随氮肥减施比例的增加呈先增加后下降趋势,T₂处理最高,比CK显著增加了13.4%。本试验条件下,化学氮肥减量20%配施适量生物炭(5 t·hm^-2)可有效提高SOC、MBC、ROC含量和水稻产量,降低SOC累积矿化量和累积矿化率,增强土壤固碳能力,是贵州黄壤稻田土壤固碳培肥的较好选择。     

松嫩平原黑土区农牧结合优化模式与实施效果研究

对农牧结合优化模式 5年试验表明 ,在耕地不增加 ,生产成本相对稳定情况下 ,农牧业生物产量 (蛋白质 )达到 7.91 1× 1 0 5kg,提高 68.4% ;投能生产力 1 .43,提高1 6.3% ,光能利用率 0 .40 % ,提高了 48.2 % ;纯收入 32 5.68万元 ,提高 75.5% .     

不同培养温度下严重侵蚀红壤的有机碳矿化特征

研究侵蚀土壤有机质矿化及其温度敏感性(Q₁₀)对深入认识水土流失地区土壤有机碳动态变化具有重要意义。该文以福建省长汀县河田镇严重侵蚀区的裸露红壤为研究对象, 通过测定不同培养温度(10 ℃、20 ℃和30 ℃)下的土壤有机碳矿化速率、培养过程中微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量的变化, 探讨了温度对严重侵蚀红壤有机碳矿化特征的影响及其Q₁₀。结果表明: 温度对严重侵蚀红壤有机碳矿化具有显著影响, 温度越高土壤有机碳矿化速率和矿化率越高; 培养过程中土壤有机碳累积矿化量与MBC显著正相关, 与DOC极显著负相关, 说明微生物生物量和可利用碳含量显著影响土壤有机碳的矿化。尽管严重侵蚀红壤有机碳含量仅为1.54 g·kg^-1, 但培养180天的土壤有机碳的累积矿化率高达22.2%-33.3%, 表明侵蚀红壤有机碳容易被矿化。严重侵蚀红壤在10-20 ℃时的Q₁₀值为1.41, 20-30 ℃时Q₁₀值下降到1.06, 土壤有机碳质量低是导致Q₁₀值较低的重要原因, 而严重侵蚀区的红壤长期裸露使微生物对高温产生适应性是高温时Q₁₀值接近1的重要原因。因此, 在未来气候变暖的趋势下, 恢复植被覆盖对减少严重侵蚀红壤有机碳矿化损失具有重要意义。     

胶州湾滨海湿地凋落物分解对土壤有机碳矿化的影响

通过室内培养试验和三维荧光光谱技术(3D-EEMs),开展了胶州湾滨海湿地碱蓬、芦苇和互花米草的分解对土壤有机碳矿化的影响研究。结果表明,凋落物的添加提高了土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,具体表现为碱蓬互花米草芦苇空白对照;乘幂曲线模型能较好地描述有机碳矿化速率和累积矿化量的变化趋势。光谱分析表明,分解过程中类蛋白荧光强度始终大于类腐殖酸荧光强度;利用荧光区域积分进行定量分析表明,不同处理下类蛋白质物质占比最高,类腐殖质物质次之;荧光参数表明,土壤有机碳的芳香化程度在培养期间先升高后降低。凋落物分解通过增加土壤中的营养物质,提高了土壤中微生物活性,从而改变了土壤有机碳的结构和化学组分,且凋落物的植被特征决定了其对土壤有机碳矿化影响程度的大小。     

松嫩平原黑土区农牧结合优化模式与实施效果研究

对农牧结合优化模式5年试验表明,在耕地不增加,生产成本相对稳定情况下,农牧业生物产量(蛋白质)达到7.911×10⁵kg,提高68.4%;投能生产力1.43,提高16.3%,光能利用率0.40%,提高了48.2%;纯收入325.68万元,提高75.5%.     

1980—2005年松嫩平原土壤湿度对气候变化的响应

基于松嫩平原16个农业气象站1980—2005年作物生长季的旬土壤湿度、月气温和月降水量观测资料,采用统计分析方法,分析了研究区表层（0～30 cm）土壤湿度的时空变化特征及其对气温、降水量等气候变化的响应.结果表明：1980—2005年间,松嫩平原不同区域作物生长季表层土壤湿度均呈减小趋势,松嫩平原表层土壤存在干旱化趋向,其中,西部和南部地区尤为明显;20世纪90年代以前,研究区表层土壤处于比较湿润阶段,之后土壤湿度持续降低,并发生了偏干现象;研究期间,松嫩平原作物生长季平均气温呈周期性波动上升,每6 a一个周期,期间小幅波动,1992年开始明显上升;生长季降水量的年际变幅较大,存在一个4～5 a的波动周期;研究区作物生长季表层土壤湿度与气温呈极显著负相关关系,与降水量呈极显著正相关关系（P<0.01）.气温和降水量是影响松嫩平原作物生长季表层土壤湿度变化的主要气候因素.     

松嫩平原微地形下土壤水盐与植物群落分布的关系

以微域尺度不同盐渍化程度的盐渍土复区为研究区,利用典范对应分析方法(CCA)分析了不同水文年(丰水年、枯水年)土壤盐碱化指标、地表积水、不同土壤层含水率和相对高程与植物群落之间的关系。结果表明,在枯水年由于水分的减少和盐碱化的加重,稗草向虎尾草群落演替,虎尾草向碱蓬群落演替。而芦苇和碱茅群落相对稳定,只是由湿生向旱生转化,群落间演替较慢。在植物群落演替过程中,Na⁺(991 mg/kg)、CO₃^2-(396 mg/kg)、EC(680 μs/cm),pH值(10)是稗草、芦苇向虎尾草和碱茅群落演替的驱动值。Na⁺(1570 mg/kg)、CO₃^2-(576 mg/kg)、EC(879 μs/cm)是虎尾草、碱茅向碱蓬群落演替的驱动值。地表水的积水时间和积水深度是区分稗草和芦苇、虎尾草和碱茅生长分布的重要水文特征值。研究对苏打盐渍土区植被恢复和重建具有重要的意义。     

不同麋鹿干扰强度对栖息地土壤理化特性的影响

动物对草地的采食和践踏直接影响着土壤的理化特性。以大丰麋鹿保护区半散养麋鹿为研究对象,分析了不同麋鹿干扰强度下土壤含水率、容重、全盐量、有机质、全氮、全磷和全钾的差异,探讨麋鹿放养对土壤理化性质的影响。结果表明:(1)随着麋鹿干扰强度的增加,土壤含水量和有机质呈现下降的趋势;土壤盐分、容重和氮、磷、钾全量呈现上升的趋势。(2)麋鹿放养对土壤理化指标的影响显著,重度干扰样地与对照样地之间差异性达到极显著水平(P<0.01)。(3)土壤氮、磷、钾全量,在重度干扰区域达到最大值,分别为1.56 g/kg、0.95 g/kg和13.43 g/kg,全氮量的增长幅度最大。(4)在麋鹿活动最为频繁的重度干扰区域,土壤盐分含量达到9.26 g/kg,土壤盐碱化,这是导致栖息地退化的主要原因。麋鹿干扰强度增加最终导致土壤盐渍化加重,栖息地生境明显退化,严重区域向光裸地的演化。