樟子松林根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征,以不同林龄(28、37、46年生)樟子松人工林为研究对象,以樟子松天然林为对照,研究根际与非根际土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比,分析土壤性质与土壤化学计量特征间的相关性。结果表明：在樟子松人工林中,根际效应显著影响土壤N∶P,林龄显著影响土壤有机碳含量;各林龄人工林的土壤有机碳含量均显著低于天然林。人工林的根际与非根际土壤有机碳、全氮含量均随林龄增加先降低再升高;全磷含量在根际土壤中先升高再降低,在非根际土壤中先降低再升高。C∶N与C∶P在根际土壤中呈显著正相关,但在非根际土壤中不存在显著相关关系,说明根际土壤氮磷限制具有更高的协同性。根际与非根际土壤N∶P均值分别为4.98与8.40,表明樟子松人工林的生长受土壤N限制,且根际土壤受N限制程度更高。根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征受土壤性质的显著影响,其中,速效磷是最主要的驱动因子。呼伦贝尔沙地樟子松生长受N限制,其植物根系对土壤养分的富集与维持有明显作用,建议在樟子松生长阶段适当补充土壤氮素,并根据根际土壤氮磷限制的协同性适当补充磷素。     

西南喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤化学计量特征

为了解西南喀斯特石漠化适生植物构树(Broussonetia papyrifera)对贫瘠土壤养分环境的适应策略, 及其细根、根际土壤的化学计量特征对石漠化等级的响应, 该研究以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树为研究对象, 运用生态化学计量学方法, 开展不同等级石漠化环境构树细根、根际土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全钙(Ca)及全镁(Mg)养分含量特征及C、N、P化学计量特征研究。结果表明, 除Ca含量外, 喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤的养分含量均处于较低水平; 细根N:P为12.59, 表明构树生长受N和P共同限制; 随着石漠化等级的增加, 细根C、N含量和C:N、C:P呈先降后升的变化趋势, K、P含量是则表现为先升后降, Ca、Mg含量和N:P无明显变化规律; 不同等级石漠化环境中的构树根际土壤N、P、K、Ca含量呈不同的变化趋势, 而C、Mg含量及C、N、P化学计量特征的变化较不显著; 细根与根际土壤的化学计量特征之间存在显著的相关性, 二者的C、P、Ca、Mg含量、C:N、C:P分别对应呈显著正相关关系, 而N含量呈极显著负相关关系; 细根的K含量则较为稳定, 几乎不受根际土壤养分的影响。     

污染物在根-土界面的化学行为与生态效应

根-土界面是污染物进入植物体内的主要通道和导致一系列生态安全问题的特殊微生态区,本文提出污染物在根-土界面上的化学行为和生态效应包括根际化学行为与生态效应,根系化学行为与生态效应两个方面的具体内容,并从理论上根据最新的研究进展对这两方面内容进行了探讨,指出根际化学行为与生态效应包括根际pH环境与吸附行为、根际氧化-还原行为、根际化学致毒效应、根际微生物效应及根际生物酶反应等;根系化学行为与生态效应包括根系分泌物、根系酶系统的影响、干扰正常生理过程、改变细胞结构与功能、干扰生物大分子的结构和功能等,并阐述根-土界面上的化学行为和生态效应在污染生态学中的重要性以及研究中存在的问题。     

烟草根际厚孢轮枝菌生态效应研究

通过盆栽试验研究生防制剂中厚孢轮枝菌在烤烟K326和云85根际的定殖情况及对根际微生物的影响。结果表明施入生物菌剂2周后厚孢轮枝菌能在烤烟外根际、根表分离到,但在根内不能分离到或分离数极少,在4周、6周时外根际、根表的分离数达到最大,根内分离数仍很少,8周时分离数又减少。制剂处理后烤烟根际细菌、真菌和放线菌数量在2周时明显减少,4周时有所回升,6周和8周时与对照达到平衡。结果表明厚孢轮枝菌可以在烟草外根际、根表定植,初期对土壤微生物具有一定的抑制作用。     

西南喀斯特石漠化环境适生植物细根构型及其与细根和根际土壤养分计量特征的相关性

以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树(Broussonetia papyrifera)、花椒(Zanthoxylum bungeanum)、刺梨(Rosa roxburghii)、火棘(Pyracantha fortuneana)为研究对象,采用挖掘法采集完整的细根根系,分析细根构型特征及其与细根和根际土壤C、N、P养分元素化学计量特征之间的相关性,探讨细根构型特征对石漠化贫瘠土壤生境的响应。结果表明:构树、花椒、刺梨、火棘细根构型均趋向于鱼尾形分支模式,细根拓扑指数分别为0.93、0.95、0.95和0.94。4种适生植物的细根连接长度较长,但细根根系分支率较小。构树、刺梨细根分支前后横截面积比不存在显著差异且分别为1.04、1.03,基本符合Leonardo da Vinci法则。细根构型与细根和根际土壤养分有一定的相关性。主成分分析结果表明,细根N含量及细根、根际土壤中与P相关的计量比均是影响细根构型的主要因子。进一步分析表明,4种适生植物通过减少细根次级分支、根系间的重叠、延长细根连接长度以获得充足的养分来应对环境的变化,提高对养分的吸收效率以及对喀斯特环境的生态适应性。研究结果...     

根际激发效应的发生机制及其生态重要性

土壤激发效应是指由各种有机物质添加等处理所引起的土壤有机质周转强烈的短期改变。根际是激发效应最主要也是最重要的发生部位。根际激发效应能够反映生态系统土壤碳氮周转的速度,并影响植物、土壤微生物等对养分的获取和竞争,维持生态系统各组分间的养分平衡。虽然对根际激发效应的产生机制已取得一定程度的认知,但是对根际激发效应在土壤碳氮转化过程中的作用机理及其生态重要性依然缺乏足够的理解。该文在论述激发效应的研究历史和主要发生部位的基础上对最新研究进展进行了综合分析,提出了一个具体的根际激发效应的发生机制,深入剖析了影响根际激发效应的生物与非生物因素,并阐释了根际激发效应的生态重要性,对未来根际激发效应的研究方向进行了展望。     

根分泌物对根际矿物营养及根际微生物的效应

综述了根系分泌物对植物生长的生理生态学效应,并就根系分泌物的定义、产生机制、组成成分和影响因素等方面进行了讨论。指出根系分泌物在缓解低矿物营养胁迫对植株造成的伤害及决定根际微生物的种群密度和数量方面起着重要的作用;根系分泌物的产生机制多样,组成成分复杂,影响因素繁多。对根分泌物的深入研究有助于进一步了解植物体与土壤间进行的生理生化过程及其调控机制。     

贺兰山中段不同海拔青海云杉林非根和根围土壤生态化学计量特征及影响因素

面对全球变化,准确掌握陆地森林生态系统生物地球化学循环过程及其影响因素,有助于维持生态系统多功能性与稳定性,实现增汇并延长碳汇服务,持续增进并改善人民福祉。为了探究贺兰山山地森林生态系统优势建群种青海云杉(Picea crassifolia)林土壤生态化学计量特征对海拔的生态响应及其影响因素,从土壤、林分、地形影响因素的角度出发,采用冗余分析(Redundancy analysis, RDA)和方差分解分析(Variance partitioning analysis, VPA)阐明影响其非根和根围土壤生态化学计量特征空间变异的关键因素。结果表明：(1)贺兰山青海云杉林非根和根围土壤C、N养分含量均维持在较高水平,高海拔区域青海云杉生长受土壤P限制高;相较非根土壤,根围土壤虽养分含量较低,但具有较高的养分周转能力,如有机质分解与矿化、固持P的潜力等。(2)随海拔变化,非根和根围土壤养分及其生态化学计量比变化趋势不同,非根土除了全氮(TN)含量外其他养分含量及化学计量比在不同海拔间均差异显著(P<0.05),根围土全磷(TP)、碳磷比(C/P)具有显著性差异(P>0.05)。...     

蕹菜不同镉积累品种的根际土壤化学特征

采用根箱试验研究蕹菜低Cd品种(QLQ)和高Cd品种(T308)的根际土壤化学特征.结果表明:QLQ根际DTPA-Cd含量显著高于T308(P0.05).QLQ根际pH、氧化还原电位(Eh)显著高于T308(P0.05),电导率(EC)的表现相反.QLQ根际有机质和水溶性有机质(DOM)含量均高于T308.在污染土壤上,根际低分子量有机酸的组成与含量均存在品种间差异.T308根际检测到乙酸、丙酸、柠檬酸和延胡索酸,而QLQ根际仅检测到柠檬酸和延胡索酸.QLQ根际低分子量有机酸总量(1.93 nmol·g-1DM)极显著低于T308(15.11 nmol·g-1DM,P0.01).与T308比较,QLQ表现出明显不同的根际土壤化学特征.推测QLQ低Cd积累的根际化学机理可能在于:较高含量的有机质、较低含量的低分子量有机酸及其特异性组成,以及较低的酸化和还原能力,导致其对土壤Cd的活化能力较低,从而降低植株对Cd的吸收积累.     

中亚热带不同森林更新方式生态酶化学计量特征

了解土壤生态化学计量特征对预测不同生态系统养分变化、功能以及植物生产力具有重要意义。森林更新是维持中亚热带森林生态系统可持续发展的重要手段。选取福建省三明市陈大林业采育场3种不同森林更新方式进行研究,包括米槠次生林（SF）、米槠人工促进天然更新林（AR）和杉木人工林（CF）,测定其土壤理化性质及土壤3种酶,计算酶化学计量。结果显示：1）AR的土壤总氮、全磷、铵态氮含量以及含水量最高（P < 0.05）,土壤有效磷的含量则是CF最高（P < 0.05）;2）生态酶化学计量结果表明AR的土壤微生物处于氮限制状态,CF的土壤微生物处于磷限制状态;3）冗余分析表明,土壤含水量和铵态氮是驱动不同森林更新方式土壤生态酶化学计量变异的重要环境因子。研究表明,人促更新方式更有利于土壤有效氮的积累,而人工林则有利于土壤有效磷积累,这可能与造林树种有关。土壤生态酶化学计量更易受到土壤含水量以及有效性养分的驱动,而与土壤化学计量未呈现良好的耦合性。     

亚热带人工林下植被根际土壤酶化学计量特征

为探讨林下植被根际土壤酶化学计量特征及其对林分类型和季节的响应, 该研究以江西省泰和县千烟洲试验站典型人工杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(Pinus elliottii)林林下优势灌草檵木(Loropetalum chinense)、杨桐(Adinandra millettii)、格药柃(Eurya muricata)、狗脊蕨(Woodwardia japonica)和暗鳞鳞毛蕨(Dryopteris atrata)为对象, 在植被生长初期(4月)和旺盛期(7月)测定优势灌草根际土壤与碳(C)循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、与氮(N)循环相关的β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)、与磷(P)循环相关的酸性磷酸酶(AP)活性、酶化学计量比及土壤理化性质。结果发现: (1)根际土壤与C和N循环相关的酶活性以及BG:AP (酶C:P)在不同林下植被之间存在显著差异, 而与P循环相关的酶活性差异不显著。林分类型和取样季节显著影响BG:(NAG+LAP)(酶C:N), 且林下植被类型、林分类型和取样季节交互影响酶C:P。主成分分析表明, 根际土壤酶的活性及计量比在不同林下植被(檵木不同于格药柃, 且二者显著区别于其他物种)、林分类型(杉木林区别于马尾松、湿地松林)和取样季节之间均存在显著差异。土壤硝态氮(NO₃ ^--N)、铵态氮(NH₄ ⁺-N)、可溶性有机碳(DOC)含量和碳氮比(C:N)是影响林下植被根际土壤酶的活性及化学计量比的主要因素。(2)标准主轴回归分析表明, 林下植被根际土壤lg(BG)、lg(NAG+LAP)和lg(AP)之间存在显著线性关系, lgBG:lg(NAG+LAP):lgAP (酶C:N:P)约为1:1:1.3, 酶C:P及(NAG+LAP):AP (酶N:P)分别为0.14和0.15。AP远大于BG和NAG+LAP的活性, 导致lg(BG)和lg(NAG+LAP)与lg(AP)的回归斜率极显著偏离1。说明林下植被根际土壤酶的活性及计量比受植被种类、林分类型及取样季节影响, 且基质有效性在其中发挥重要作用。相较于C循环和N循环, 微生物会分配更多资源用于P循环相关酶的生产, 暗示亚热带人工林林下植被根际土壤微生物生长和活性更易受P限制。     

重金属不同积累型植物品种的根际生态效应分析

植物对重金属的吸收积累与其根际环境密切相关, 因此对于根际生态效应的研究有助于理解不同品种积累重金属差异的机理。从根系形态、根际土壤化学特性、根系分泌物及微生物特性等方面对根际生态效应和植物积累重金属的关系进行了综述, 旨在从根际方面诠释植物积累重金属差异的机理, 并为重金属积累典型品种的选育提供理论基础。     

不同土壤类型和肥力玉米地土壤养分根际效应研究

采集吉林省玉米植株及土壤样品,研究不同土壤类型和肥力,玉米不同品种和生育时期土壤－植物系统根际养分动态变化及植物吸收的相互关系,结果表明,玉米地土壤ＮＨ＾＋４－Ｎ、ＮＯ＾－３－Ｎ在根际富集,其变化主要与化肥供应有关,高肥力土壤根际有效磷亏缺,种植密度越大,根际亏缺率超大;低肥力土壤则有效磷在根际略高。高肥力土壤有效钾较高,根际有效钾富集也更明显,茎叶、根对养分的吸收量顺序为：Ｎ     

根分泌物及其生态效应

根分泌物是个古老而年轻的研究领域。早在18,19世纪,人们(Plenk,1795;Decandolle,1830)就观察到根分泌物对邻近植株的促生和抑制作用,1904年Hilter提出“根际”的概念,标志着人们对根分泌物及其生态效应的进一步认识。此后人们对根分泌物研究逐步展开。Lyon和Willson(1920)发现,生长于无菌水培液中的植物能释放有机物,为深入研究奠定了基础。但很长一段时间这个研究领域一     

哈密瓜根系与根际微生态分析研究

对哈密瓜的健康植株及得病植株的根系与根际的微生物种群进行了定量定性分析。结果表明,健株各类微生物齐全,芽孢杆菌占优势,形成一个种类和数量上的平衡,而病株中菌群失调,种类少,又以病原菌为优势种,成为发病的主要原因     

不同林龄柚木人工林土壤生态化学计量特征

为了阐明林龄对柚木人工林土壤生态化学计量特征及土壤理化性质的影响,在广西凭祥市中国林业科学研究院热带林业实验中心青山实验场选取3块不同林龄(10、32、37 a)的柚木人工林为研究对象,在每个林龄地块内选择具有代表性的地段分别设置3块20 m×20 m样地,按照多点混合、随机布点和相同数量的原则,按0—10、10—20、20—30、30—50、50—100 cm土层取样,测定土壤的水分-物理性质、pH、有机碳(Soil organic carbon,SOC)、全氮(Total nitrogen,TN)、全磷(Total phosphorus,TP)、全钾(Total potassium,TK)含量,并计算土壤碳、氮、磷之间的计量比,探讨它们随林龄的变化及其与C∶N∶P化学计量比之间的关系,以期为柚木人工林持续经营管理提供科学依据。结果表明:除土壤容重(SBD)、有效磷(AP)、速效钾(FK)、C∶P和N∶P外,林龄对其他土壤理化性质和C∶N均有显著影响;C∶N、C∶P随林龄的增加而增大,柚木纯林化经营减少了C、N、P储量,其生长受到P限制,适当混交化改造显得十分重要;研究区域3个林龄柚...     

重金属在根际中的化学行为Ⅲ.土壤中铁形态转化的根际效应及其生态学意义

本文研究了两种熟化水稻土和两种新垦红壤植稻后根际中铁的形态转化。结果表明,水稻土植稻后根际中无定形铁、游离铁、络合态铁及铁的活化度均低于非根际;红壤中除络合态铁的根际内外分布趋势与水稻土相同外,其余均与水稻土相反。穆斯堡尔谱特征表明,根际中氧化铁的四极矩分裂较大,内磁场较低,即根际中氧化铁被活化。差热分析结果表明根际土的持水力强于非根际土。这对根际微生态系统的生态环境保护、物质流的调控及水分的保持和有效利用有重要作用。     

土壤中铁的根际效应及其吸收机理

本文介绍了近10年来土壤中铁的根际效应及其吸收机理,以及近几年来该领域的热点——植物铁载体方面的研究进展,并简要评述了今后的研究方向。     

兴安落叶松不同径级根碳氮磷钾化学计量特征的种源差异

为了深入认识树木根化学计量特征的径级差异和种源差异，对生长在同质园内6个种源39年生兴安落叶松不同径级根(根直径为0～1、1～2和2～5 mm)的碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其计量比进行了研究。结果表明：兴安落叶松根C、N、P、K含量及其计量比均存在显著的径级差异，0～1 mm径级根具有最小的C含量、C∶N、C∶P、C∶K,以及最大的N、P、K含量和N∶P、N∶K,且与1～2和2～5 mm 2个径级根具有不同的季节动态，这种差异与0～1 mm径级根是吸收根而其他径级根为运输根有关。各径级根C含量种源差异不显著，N和K含量及C∶N和C∶K均在0～1 mm径级根中存在显著的种源差异，P含量及C∶P、N∶P、N∶K在0～1和1～2 mm 2个径级根中均存在显著的种源差异。0～1 mm径级根N、K含量及C∶P、N∶P、N∶K均与种源原地干燥度呈显著正相关，P含量、C∶N和C∶K均与种源原地干燥度呈显著负相关。根化学计量特征因径级(功能)的不同而产生差异，其中仅0～1(吸收根)和1～2 mm径级根的部分化学计量特征存在种源差异，这可能是对当地种源原地环境长期适应的结果。