刈割对植被组成及土壤有关性质的影响

在红壤地区生长良好的自然植被（白茅）条件下设计了不同的刈割期试验,结果表明,每次刈割时的生物量以６年刈割１次处理最高,而以１年刈割１次处理最低,但６年累计生物量则以１年刈割１次处理最高,每块样地达３９９．１ｋｇ;各处理木本植物与草本植物生物量的比例亦与刈割期长短有关,至试验第６年时,６年刈割１次自理中木本植物生物量所占比例达４１．５％,而每年刈割１次自理草本植物生物量占总生物量的９９．０％;     

不同刈割频度对大针茅草原群落特征及土壤元素含量的影响

在草原生态系统中,土壤是植物生长发育最重要的基质,对植物群落动态有显著的影响。刈割是内蒙古典型草原区除放牧外最重要的利用方式。研究不同刈割频度对典型草原区群落特征和若干土壤性质的影响及土壤因子与群落特征的相关性,旨在得出对群落多样性最有利并最适宜生产利用的刈割频度。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009—2013年进行不同频度的刈割处理,共设置处理,一年两次刈割、一年一次刈割、两年一次(割一年休一年)刈割、围封,在2013年8月采集测定土壤养分的样品。刈割对群落多样性影响显著,割一年休一年Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、丰富度指数均高于其他刈割处理(P0.05);不同频度刈割下,一年两次刈割处理下土壤20—30cm和30—40cm的有机质含量显著高于其他处理(P0.05);不同频度刈割处理下土壤中的速效磷和速效氮的含量没有显著差异;一年两次处理的土壤全氮含量显著高于其他处理(P0.05)。Shannon-Wiener多样性指数与有机质含量、全氮含量呈显著负相关;Pielou均匀度指数与土壤元素间无显著相关关系;Richness指数与有机质含量呈显著负相关,与全氮含量为极显著负相关关系。割一年休一年刈割处理下土壤元素含量呈现更好的状态,结合群落物种多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

不同刈割频度对绵毛优若藜地上生物量及根系的影响

采用盆栽试验,研究了不同刈割频度对绵毛优若藜地上生物量和根系的影响.结果显示:(1)不同刈割处理下绵毛优若藜地上生物量及其营养成分百分含量差异极显著(P<0.01),地上生物量随刈割频度增大呈先增大后减小,其1次刈割生物量最大,单株均值高达5.63g;随刈割次数增加其地上部分的粗脂肪和粗蛋白百分含量均极显著提高,而粗纤维和粗灰分的百分含量则均极显著降低.(2)与不刈割相比,不同频度的刈割均能使根系生物量、根系体积总量和主根直径减少,并随着刈割频度的增大显著减少.(3)刈割显著抑制植株主根伸长,也限制侧根发生,使整个根系在土壤中的分布因刈割频度增大而逐渐变浅,刈割频度≤1时,植物根系主要分布在0～30cm的土层中;刈割频度≥2时,植物根系基本分布在0～20cm的土层中.试验结果说明,绵毛优若藜在民勤沙区适应低频度刈割管理,即1年刈割1次,其地上生物量最大,而根系受影响最小.     

刈割对草原化荒漠区驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)根际土壤特性的影响

在休眠期对草原化荒漠中自然生长的驼绒藜(Krascheninnikovia ceratoides)进行不同频度的刈割处理(连年刈割、隔年刈割、对照),通过测定根际土壤理化性质、土壤微生物数量及土壤酶活性等指标,分析和讨论了不同频度的刈割处理对驼绒藜根际土壤特性的影响。结果表明:(1)连年刈割和隔年刈割都显著提高了根际土壤含水量,隔年刈割使根际土壤全碳含量显著上升、有机质含量显著下降,但刈割对根际土壤pH值和全氮含量的影响不明显;(2)刈割对根际土壤微生物总量的影响不明显,但显著影响细菌、真菌和放线菌的组成,连年刈割使真菌数量显著增加,隔年刈割使放线菌数量显著增加,驼绒藜根际土壤中放线菌所占比例最大,其数量表征了土壤的贫瘠程度;(3)刈割对根际土壤过氧化氢酶和中性磷酸酶活性有显著影响,两种刈割处理会显著提高土壤过氧化氢酶活性、降低土壤中性磷酸酶活性,而对土壤多酚氧化酶、脲酶、转化酶和碱性磷酸酶活性的影响不显著。总之,隔年刈割对植物根际土壤养分供给及土壤分解者的活性更加有利,而且土壤理化因子对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响不显著。刈割对驼绒藜根际土壤特性影响的规律性不强,可能是由于半灌木刈割利用的时间较短,根际土壤各个测量指标之间尚未形成显著的相关性。     

刈割对外来入侵植物黄顶菊的生长、 气体交换和荧光的影响

为明确不同刈割处理对黄顶菊生长和生理特性的影响,本研究在田间条件下,对黄顶菊在生长季内不同时间进行刈割处理。结果表明,刈割降低了黄顶菊植株各部分的生物量积累,其中以刈割3次效果最为显著,使黄顶菊总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量分别较对照下降82.57%、44.53%、80.04%、91.76%;植株的高度和花序数随刈割次数的增加显著降低,其中刈割3次的花序数为0;刈割1次植株分枝数最大,出现超补偿现象,刈割3次分枝数显著低于其他处理;叶绿素含量除了刈割2次出现增高趋势外,随刈割次数的增加,叶绿素含量逐渐降低;刈割处理使黄顶菊净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)和蒸腾速率(Tr)均显著升高;刈割3次的PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)显著低于其它各处理,而初始荧光(F0)则显著增加;生长指标的可塑性指数大于生理指标可塑性指数,表明前者在黄顶菊对刈割处理等物理措施适应方面起到了更为重要的作用。总之,刈割3次处理黄顶菊的各项生长和生理指标所受影响最大,对黄顶菊植株的再生和开花结实抑制效果最为理想。     

刈割与施肥对高寒草甸土壤和植物N、P化学计量学特征的影响

通过6年的控制实验,研究刈割(留茬1cm、3cm、不刈割)和施肥(12.75g·m~(-2)尿素+3.06g·m~(-2)磷酸二铵、不施肥)对高寒草甸土壤和植物中N、P化学计量学特征的影响,探讨植物养分限制类型,为天然草原的管理利用、保护和恢复研究提供资料。结果显示:(1)刈割、施肥后土壤全N、全P含量及其N∶P比值无显著变化,但速效P含量显著增加;因速效养分被植物吸收,施肥与不施肥群落的土壤速效N、P含量无显著差异。(2)刈割和施肥引起群落叶层N、P含量增加,施肥导致叶层N∶P比降低。(3)刈割、施肥对豆科植物N、P含量及其N∶P比无显著影响,单独刈割增加了禾草的P含量和莎草的N含量,并降低了禾草的N∶P比值;单独施肥处理增加了禾草的P含量和莎草的N、P含量;豆科植物的N含量最高,莎草的P含量最低,禾草的N∶P比最低。(4)群落叶层、禾草及莎草的N含量与P含量呈显著正相关关系,N∶P比与N含量无显著相关性,而与P含量呈显著负相关关系;豆科植物的N、P含量呈显著负相关关系,N∶P比与N含量呈正相关关系,而与P含量呈显著负相关关系;说明群落和植物功能群营养状况主要受P限制。(5)群落地上生物量的相对生长率与群落叶层的N、P含量呈显著正相关关系,而与N∶P比呈显著负相关关系,符合生长速率假说,说明生长速率假说不仅适用于物种水平,在群落水平也成立。     

高原鼠兔刈割行为与栖息地植物群落的关系

采用观察法和样条法对不同栖息地高原鼠兔刈割植物的行为、相对频次、生物量百分比以及刈割植物与鼠兔冬季食物组成之间的关系进行了分析,并阐述了高原鼠兔刈割植物的生物学意义。结果表明:高原鼠兔刈割植物始于每年的6 月下旬,早于其它草原小型哺乳动物贮草时间。不同栖息地鼠兔对植物的刈割频次和生物量比例并非完全一致。在矮嵩草草甸,鼠兔刈割频次较高的为垂穗披碱草、二柱头藨草、甘肃棘豆、短穗兔耳草、铺散亚菊和鹅绒萎陵菜;这些植物生物量所占比例亦较高,仅短穗兔耳草比例较低;在垂穗披碱草草甸,鼠兔刈割频次较高的为垂穗披碱草和早熟禾;垂穗披碱草生物量较高;而在杂类草草甸,鼠兔主要刈割植物为铺散亚菊、大籽蒿、黄帚橐吾、长茎藁本和圆齿狗娃花,生物量比例较高的主要为铺散亚菊。相似性分析结果表明,不同栖息地间鼠兔刈割植物频次和生物量比例差异较大,相似性系数最大分别为0. 7862 和0. 6100, 最小仅为0.1422 和0. 1035,而同一栖息地间鼠兔刈割植物频次和生物量差异相对较小,相似性系数最高达0. 9203 和0. 8490,最小亦达到0. 6662 和0. 4440,表明栖息地变化对鼠兔刈割植物频次和比例有明显的影响作用。鼠兔刈割主要植物频次和生物量比例与冬季主要食物组成的相关分析结果表明,生物量比例与主要食物组成呈显著的正相关(r =0.8412,df = 6, P <0. 05),而刈割植物频次与主要食物相关不显著。     

放牧和刈割对内蒙古典型草原大型土壤动物的影响

采用连续3年全季节放牧、3种季节性轮牧、秋季刈割和不利用对照6种处理, 研究了内蒙古典型草原大型土壤动物群落特征.调查在春、夏和秋3个季节进行,共捕获大型土壤动物597只,隶属于2门4纲11目,49个类群.结果表明: 全季节放牧导致土壤动物的个体密度、生物量和多样性降低;而刈割的影响相对较轻,土壤动物的个体密度、生物量和多样性甚至有提高趋势.3种季节性轮牧处理中,夏季和秋季放牧2次处理对土壤动物群落个体密度、生物量和多样性等指标的负面影响较轻.刈割管理对退化典型草原大型土壤动物群落的恢复较为有利;夏季和秋季放牧2次处理对大型土壤动物群落的负面影响较轻,是较理想的草地可持续管理措施.     

氮素添加和刈割对内蒙古弃耕草地土壤氮矿化的影响

以内蒙古多伦县恢复生态学试验示范研究站弃耕10余年的草地为研究对象,于2006年起分别设置对照、氮素添加、刈割和氮素添加+刈割4种处理,每种处理6次重复,研究弃耕草地氮素添加和刈割对土壤氮矿化的影响,结合土壤理化性质和植被地上生产力的动态变化,分析弃耕草地土壤氮矿化对植被恢复的响应,为当地草地恢复与重建提供理论依据和数据支持。实验结果表明:1氮素添加显著增加了植物地上净初级生产力(ANPP)和土壤无机氮库,与对照相比分别提高115%和196%,同时显著提高了土壤总硝化速率;但是氮素添加对总氨化速率、土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)、微生物呼吸(MR)以及呼吸熵(q CO2)均无显著影响;2总氨化速率和硝化速率对刈割处理的响应均不显著,但是刈割处理显著降低了土壤MR(P0.05);3氮素添加+刈割处理5—7a后,土壤总氨化和硝化速率均无显著变化;但是氮素添加+刈割处理显著增加了ANPP、土壤无机氮库和q CO2,同时显著降低了MBC和MBC/MBN。这说明在弃耕草地适应性管理中,氮素添加可以显著提高草地生产力,但是长期的氮添加对土壤微生物氮的转化是否有利还值得我们进一步研究。     

内蒙古草甸草原土壤理化性质和微生物学特性对刈割与氮添加的响应

频繁的刈割和氮输入增加是导致草地生态系统退化的重要原因.土壤微生物学特性作为评估土壤质量的重要生物学指标,对草地刈割和氮输入增加的响应规律仍不十分明确.本研究依托内蒙古呼伦贝尔草原刈割复合氮添加野外实验平台,分析了土壤理化性质、土壤微生物生物量、土壤呼吸和土壤酶对刈割、氮添加的响应及其生长季动态变化.结果表明: 刈割显著降低了土壤微生物生物量碳、氮、磷和土壤呼吸(基础呼吸和底物诱导呼吸),与刈割后导致的水分限制及碳限制有关.刈割显著降低了氮磷获取酶(N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和酸性磷酸单酯酶)的活性,符合“资源分配假说”.氮添加显著降低土壤pH值,但土壤微生物生物量对氮添加和pH降低均无显著响应,表明氮输入增加引起的土壤酸化不是影响微生物生物量的主要因素.氮添加对土壤呼吸和酶活性也无显著影响,与以往在典型草原的大多数研究结果不一致.刈割和氮添加复合处理显著降低了土壤微生物生物量磷,但提高了土壤中有效磷含量,降低了酸性磷酸酶活性.微生物生物量碳、氮、磷和土壤呼吸等的相关参数均在7月最高,这与夏季高温多雨有关.土壤酶活性在春夏季较高,生长季末期较低.这表明在该草甸草原,刈割将导致土壤碳氮磷养分失衡,从而加剧草原退化;而氮添加在短期内并未对土壤微生物生物量和活性产生显著影响.     

黄土高原退耕地的生态恢复

在刈割干扰下,黄土高原退耕地恢复进程中植被从沙蓬（Agriophyllum arenarium)单优群落向以达乌里胡枝子（Lespedeza davurica)为优势种的群落演替。物种增加速度初期快,后期慢,退耕后恢复初期的新增物种主要是沙蓬和白草（Pennisetum flaccidum);中前期主要是茵陈蒿（Artemisia capillaris),可成为群落的次优势种;中后期新增物种主要是多年生豆科植物,只是群落的伴生种,群落中1年生和多年生植物地上生物量分别以8.8%的年平均速率减少或增加,豆科植物地上生物量及所占比例上升,在退耕地恢复过程中,上层土壤中植物地下生物量比例与变化幅度增加,表现出浅层化趋势,退耕地恢复演替1-7年,土壤粘粒和粉粒减少,砂粒增加,7年后变化趋势相反,退耕地0-100cm土壤含水量在恢复期间呈逐渐上升趋势,中期增幅显著,全N和速效N在恢复前期减少,后期增加,在刈割利用下,退耕地恢复过程中土壤全P,速效P和有机C持续衰竭,退耕地恢复到当前稳定的群落所需时间分别为优势种群8-9年,群落9-11年和土壤11-12年。     

不同培肥措施对红壤茶园土壤微生物量碳的影响

研究了经过4年不同培肥措施后红壤茶园土壤微生物量碳变化.结果表明:稻草覆盖后不同比例有机无机肥配施、间作三叶草以及全施化肥处理对土壤微生物量碳均有明显提高;全年土壤微生物量碳年变化都呈现"低-高-低-高"的趋势,且在不同时期对微生物量碳的影响不同;与对照(CK)相比,稻草覆盖 100%有机肥(T1)、稻草覆盖 75%有机肥 25%化肥(T2)、稻草覆盖 50%有机肥 50%化肥(T3)、稻草覆盖 25%有机肥 75%化肥(T4)、100%化肥(T5)和间作三叶草 不施肥(T6)土壤微生物量碳全年平均值分别高出17.05%、32.38%、32.05%、24.30%、26.23%和24.63%,且差异均达到显著水平(P＜0.05);土壤微生物量碳与活性有机质、土壤全氮、微生物量氮、微生物量磷呈显著正相关,与速效氮、土壤全磷、土壤全钾、土壤含水量之间关系不显著;与单施化肥和全量投入有机物料相比,有机物和化肥配合施用更有利于提高土壤肥力.     

水曲柳根系生物量、比根长和根长密度的分布格局

采用连续钻取土芯法在生长季内对东北林业大学帽儿山实验林场17年生水曲柳人工林根系取样,研究水曲柳不同直径根系现存生物量、比根长和根长密度及垂直分布状况.结果表明,水曲柳人工林根系总生物量为1 637.6 g·m^-2,其中活根生物量占85%,死根占15%.在活根生物量当中,粗根(直径5～30 mm)占的比例最高（69.95%）,其次为活细根（直径<1 mm,13.53%）,小根(1～2 mm)和中等直径的根(2～5 mm)比例较小（分别为7.21%和9.31%）.直径<1 mm活细根的比根长为32.20 m·g^-1,直径5～30 mm粗根的比根长为0.08 m·g^-1.单位面积上活根的总长度为6 602.54 m·m^-2,其中直径<1 mm的细根占92.43%,其它直径等级则不到活根总长度的8%.直径<1 mm的细根生物量与根长密度具显著线性关系（R²=0.923）,但与比根长无显著相关关系（R²=0.134）.     

长期有机无机肥配施对稻田杂草生长动态的影响

利用中国农业科学院红壤实验站红壤稻田长期定位试验,于2011年研究了在以无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期有机无机肥配施水稻生育期间杂草种类和生物量变化。结果表明:30a后,早稻和晚稻施肥处理中:PK+M处理下杂草种类最多,NPK+M处理下杂草种类和优势杂草种类较少,且种类数量稳定,早稻和晚稻杂草种类数量前者比后者分别高出19.7%和9.8%;施肥处理中:两季杂草总生物量NPK+M处理最高,NP+M处理最低,且NPK+M、NK+M、PK+M和CK处理比NP+M处理分别高出31.3%、26.5%、8.3%和5.6%,早稻NPK+M处理杂草总生物量和浮生杂草总生物量最多,NK+M处理湿生杂草总生物量最多,晚稻NK+M处理杂草总生物量和湿生杂草总生物量最多,NPK+M处理浮生杂草总生物量最多;土壤碱解氮和有效磷与杂草总生物量、湿生杂草总生物量、浮生杂草总生物量显著正相关(相关系数依次分别为0.508*和0.578**、0.552*和0.453*、0.410*和0.802**),p H值与三者显著负相关(相关系数依次分别为-0.516*、-0.531*和-0.698*)。土壤p H受土壤有效磷和碱解氮及其他因子的共同作用对杂草总生物量产生影响。通过施肥措施调节土壤适宜p H及碱解氮和有效磷含量,能有效调控农田中湿生和浮生杂草生长,使杂草种类和生物量在农业生产中达到有益平衡。     

水曲柳根系生物量、比根长和根长密度的分布格局

采用连续钻取土芯法在生长季内对东北林业大学帽儿山实验林场17年生水曲柳人工林根系取样,研究水曲柳不同直径根系现存生物量、比根长和根长密度及垂直分布状况.结果表明,水曲柳人工林根系总生物量为1 637.6 g·m^-2,其中活根生物量占85%,死根占15%.在活根生物量当中,粗根(直径5～30 mm)占的比例最高（69.95%）,其次为活细根（直径<1 mm,13.53%）,小根(1～2 mm)和中等直径的根(2～5 mm)比例较小（分别为7.21%和9.31%）.直径<1 mm活细根的比根长为32.20 m·g^-1,直径5～30 mm粗根的比根长为0.08 m·g^-1.单位面积上活根的总长度为6 602.54 m·m^-2,其中直径<1 mm的细根占92.43%,其它直径等级则不到活根总长度的8%.直径<1 mm的细根生物量与根长密度具显著线性关系（R²=0.923）,但与比根长无显著相关关系（R²=0.134）.     

喀斯特峰丛洼地不同土地利用方式土壤肥力特征

基于网格法(5 m×5 m)采样,研究了喀斯特峰丛洼地不同土地利用方式(火烧、刈割、刈割除根、封育、种植玉米、种植牧草)下表层(0～20 cm)土壤肥力特征,利用主成分分析影响土壤肥力的主要因子,典范相关分析探讨土壤养分和土壤微生物的耦合关系.结果表明: 研究区6种土地利用方式土壤呈微碱性,pH 7.83～7.98,不同土地利用方式土壤养分含量不同,分别为有机碳76.78～116.05 g·kg^-1、全氮4.29～6.23 g·kg^-1、全磷1.15～1.47 g·kg^-1、全钾3.59～6.05 g·kg^-1、碱解氮331.49～505.49 mg·kg^-1、有效磷3.92～10.91 mg·kg^-1、有效钾136.28～198.10 mg·kg^-1,除pH呈弱变异外,其他指标均呈中等至强度变异.不同土地利用方式对土壤肥力的影响不同,有机碳、全氮、全磷、碱解氮等主要养分受影响最大,沿封育、火烧、刈割、刈割除根、种植牧草、种植玉米的人为干扰增加梯度而减少;其次是土壤微生物,尤其是放线菌;典范相关分析表明,火烧迹地的全磷与土壤微生物生物量磷,全钾与土壤微生物生物量碳,全氮与放线菌的相互影响最大,刈割、刈割除根、封育、种植玉米、种植牧草土壤全氮与土壤微生物生物量碳,速效磷与土壤微生物生物量氮,pH与土壤微生物生物量碳、真菌,全氮、全钾与土壤微生物生物量磷,pH与真菌、放线菌相互之间的影响最大.土地利用方式的变化改变了喀斯特峰丛坡地土壤肥力特征.在喀斯特地区进行生态恢复与重建时,应采取合理的土地利用方式,提高喀斯特退化生态系统的土壤质量.     

Effects of Forest Management on Total Biomass Production and CO<Subscript>2</Subscript> Emissions from use of Energy Biomass of Norway Spruce and Scots Pine

The aim of this study was to analyze the effects of forest management on the total biomass production (t ha^-1a^-1) and CO₂ emissions (kg CO₂ MWh^-1) from use of energy biomass of Norway spruce and Scots pine grown on a medium fertile site. In this context, the growth of both species was simulated using an ecosystem model (SIMA) under different management regimes, including various thinning and fertilization treatments over rotation lengths from 40 to 120 years in different pre-commercial stand densities. A Life Cycle Analysis/Emission calculation tool was employed to assess the CO₂ emissions per unit of energy from the use of biomass in energy production. Furthermore, the overall balance between the CO₂ uptake and emission (carbon balance) was studied, and the carbon neutrality (CN) factor was calculated to assess environmental effects of the use of biomass in energy production; i.e., how much CO₂ would be emitted per unit of energy when considering direct and indirect emissions from forest ecosystem and energy production. In general, the total annual biomass production for both species was highest when management with fertilization and high pre-commercial stand density (4000–6000 trees ha^-1) was used. In the case of Norway spruce, the highest annual biomass production was obtained with a rotation length of 80–100 years, while for Scots pine a rotation length of 40–60 years gave the highest annual production. In general, the CO₂ emissions decreased along with an increasing rotation length. The reduction was especially large if the rotation length was increased from 40 years to 60 years. Scots pine produced remarkably smaller net CO₂ emissions per year (on average 29%) than Norway spruce over all different densities and rotation lengths. The value of the CN factor was highest if a rotation of 100 years was used for Norway spruce stands and a rotation of 120 years for Scots pine. The CO₂ emission per energy unit was substantially less than that from the use of coal, which was used as reference to assess environmental effects of the use of biomass in energy production. The use of higher density of pre-commercial stand than that currently recommended in the Finnish forestry, together with timely thinning and fertilization, could increase the total biomass production, but also simultaneously decrease the net CO₂ emissions from the use of energy wood.     

Nitrogen cycling in poplar stands defoliated by insects

Large-scale outbreaks of defoliating insects are common in temperate forests. These outbreaks are thought to be responsible for substantial cycling of nitrogen (N), and its loss from the system. Gypsy moth (Lymantria dispar) populations within poplar plots were manipulated over 2 years so that the ecosystem-wide consequences of catastrophic defoliation on N cycling could be examined. The quantities of N in leaf litter-fall, ammonia volatilization and soil N pools were estimated across the two seasons. Defoliated leaf biomass was estimated from experimentally derived approximate digestibility factors and added to the mass of senesced leaf to determine total annual leaf production. Throughout the growing season the defoliation treatment peaked at about 40% in year 1 and 100% in year 2. Rapid regrowth after defoliation meant that only 45% of the annual leaf biomass was consumed in the defoliation treatment in year 2, while control plots suffered about 20% consumption each year. In each year, defoliated plots produced 20% more leaf biomass and N than the controls, a phenomenon attributed to compensatory photosynthesis. No substantial losses of N via ammonia volatilization, nitrous oxide emission or nitrate leaching were observed. Neither was there any sustained or substantial gain in the soils microbial biomass or inorganic N pools. These observations suggest that the defoliated poplars were able to compete with soil microbes and N loss mechanisms for soil N as it became available, thereby ameliorating the effects of defoliation on soil nitrogen cycling. We conclude from this study that the N mineralized from defoliation residues was conserved in this plantation ecosystem.     

Effectiveness of phytoremediation as a secondary treatment for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in composted soil

A greenhouse study was conducted over a 12-month period to investigate the fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil using phytoremediation as a secondary treatment. The soil was pretreated by composting for 12 weeks, then planted with tall fescue (Festuca arundinacea), annual ryegrass (Lolium multiflorum), and yellow sweet clover (Melilotus officinalis). Two sets of unvegetated controls also were evaluated, one fertilized and one unfertilized. Total PAH concentrations decreased in the tall fescue, annual ryegrass, and yellow sweet clover treatments by 23.9%, 15.3%, and 9.1%, respectively, whereas the control was reduced by less than 5%. The smaller two- and most of the three-ringed compounds--naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, and anthracene--were not found in detectable concentrations in any of the treatments. The most probable number analysis for microbial PAH degraders did not show any statistically significant differences among treatments. There were significant differences among treatments (p < 0.05) for the residual concentrations of five of the target PAHs. Root surface area measurements indicated that tall fescue and annual ryegrass both had significantly higher root surface area than yellow sweet clover, although the two species were not significantly different from each other. The tall fescue treatment resulted in the highest root and shoot biomass, followed by annual ryegrass and yellow sweet clover, and also had the highest percent of contaminant removal after 12 months. These results imply a positive relationship between plant biomass development and PAH biodegradation.