3种林木凋落物分解特征及其对赤红壤酸度及养分含量的影响

在实验室条件下对黧蒴锥[Castanopsis fissa(Champ.ex Benth.)Rehd.et Wils.]、湿地松(Pinus elliottii Engelm.)和尾叶桉(Eucalyptus urophylla S.T.Blakely)凋落物的分解特征及其对华南赤红壤的pH值、有机质和碱解氮、速效磷和速效钾含量的影响进行了研究.结果表明:经过1 a的分解后,黧蒴锥、湿地松和尾叶桉凋落物的失重率分别为26.48％、13.80％和28.15％;3种凋落物中全氮均为净释放模式,全磷为富集模式,黧蒴锥和尾叶桉凋落物中全钾和有机碳为净释放模式,湿地松凋落物中全钾和有机碳为富集模式.随凋落物分解时间的延长,土壤pH值呈现逐渐上升至第8个月达到峰值、之后略有下降的变化趋势;有机质含量呈波动的变化趋势;碱解氮含量呈先升高后降低的变化趋势;速效磷含量呈略有波动但总体下降的趋势;速效钾含量呈“逐渐上升—急剧下降—急剧上升—趋于平稳”的变化趋势,且均在第8个月最低.与实验初期相比,实验结束时对照组及各处理组的土壤pH值和碱解氮含量均不同程度增加、有机质含量不同程度降低、速效磷含量显著下降,对照组速效钾含量下降而各处理组速效钾含量明显提高.与对照相比,实验结束时3种凋落物均导致土壤酸度减弱、速效钾含量增加、但有机质和速效磷含量没有明显提高.3种凋落物对土壤pH值及土壤养分含量的影响有明显差异,总体上看,黧蒴锥凋落物覆盖可明显减弱土壤酸度,增加土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,对土壤的改良效果最好.研究结果揭示:不同凋落物对土壤pH值及养分含量的影响与凋落物的成分及生物学特性有关.     

Decomposition of forest litters

Summary Studies have been made on the production of ammonia and nitrate nitrogen, rate of decomposition along with comparative changes in microbial population during decomposition of deciduous and coniferous litters. At the same time the effect of addition of antibiotics on the microbial population and rate of decomposition of coniferous litter was investigated.Liberation of nitrogen in the form of ammonia occurred somewhat more rapidly in decomposing deciduous litter than in that of the coniferous litter. Towards the end of the experiment the nitrification process commenced in the deciduous litter but was absent in the coniferous litter.The deciduous litter decomposed more rapidly than the coniferous litter.The bacteria and actinomycetes were consistently more numerous in the deciduous litter than in the coniferous litter; in the case of fungi the reverse occured. An antifungal antibiotic (cycloheximide) had little or no effect on numbers of fungi in the decomposing coniferous litter while antibacterial antibiotics (streptomycin and chloramphenicol) reduced slightly the numbers of bacteria and actinomycetes. Numbers of bacteria and actinomycetes were increased greatly in cultures receiving the antifungal antibiotic and fungal growth was apparently stimulated where antibacterial antibiotics were added. In spite of the observed shift in the microbial population brought about by the addition of antibiotics the rate of decomposition of the coniferous litter appeared to be unaffected. This would suggest that the type of microbia l population is not as important as the type of litter or some other factor in regard to decomposition rate.Joint contribution from the Divisions of Bacteriology (No. 469) and Chemistry (No. 412), Science Service.     

桉-桤混合凋落物分解及其土壤动物群落动态

采用放置不同孔径凋落袋(6目、30目和260目)的方法,研究了四川省乐山市苏稽镇不同比例巨桉(Eucalyptus grandis)与台湾桤木(Alnus formosana)混合凋落物的质量损失率及土壤动物群落结构的变化.结果表明:不同比例桉-桤混合凋落物均表现出前期分解迅速,后期分解较慢的规律.不同孔径凋落物袋中凋落物的分解率表现为6目最大,30目次之,260目最小.同孔径凋落物袋中不同比例桉-桤混合凋落物的分解速率也有不同,6目中各种凋落物分解时长相差较小,而30目和260目中纯巨桉、纯台湾桤木凋落物分解率达95%的时间之差分别为1175 d和908 d.凋落物分解过程中大型土壤动物类群结构发生了明显变化,分解初期主要为啮虫目,中期为后孔寡毛目,后期为鞘翅目,末期为双翅目.这些结果为进一步研究桉桤混交林物质循环提供了重要数据.     

草本凋落物与尿素联合修复对油污土壤生物化学性质的影响

为研究植物残体配合施氮对石油污染土壤生物学和化学性质的综合修复能力,以紫花苜蓿(Medicago sativa)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)和小冠花(Coronilla varia)3种广泛分布于陕北石油污染区的草本植物凋落物为对象,分别在配合施氮调节土壤C∶N为25∶1和不配合施氮的条件下,将其与45.37 g/kg的重度石油污染土壤混合,在20—25℃、恒湿条件下进行为期180 d的室内修复试验,检测上述处理对油污土壤微生物数量、11种土壤水解酶和氧化还原酶活性以及速效N、P和K含量的影响。结果表明:(1)3种凋落物处理均可显著提高污染土壤中放线菌和真菌数量,蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性以及速效养分含量,并显著降低土壤总石油烃含量。(2)配合施氮总体上显著强化了凋落物对污染土壤生化性质的修复作用,但对凋落物处理下木聚糖酶、脲酶、蛋白酶和脱氢酶活性和微生物数量的恢复可能产生不利影响。(3)单纯使用凋落物作为调理剂可以更为全面的修复油污土壤受损生化性质,具有高N和P含量、较低C/N、C/P比以及较低...     

茂兰喀斯特森林退化区凋落物的分解动态

为了解亚热带气候型的茂兰喀斯特森林退化区次生林和灌木林的凋落物分解动态过程,该研究采用分解袋法,对茂兰喀斯特森林退化区不同类型的凋落物在不同坡位的分解状况进行了为期18个月的观测,并通过分析凋落物分解时的失重量和失重率的动态变化,比较了次生林和灌木林的凋落叶的失重率变化,探讨了不同坡位对凋落物分解的影响。结果表明:各种类型凋落物的分解速率和失重率在退化区内存在明显的差异,落叶>常绿叶>枯枝(P<0.05),三种凋落物整体变化趋势在分解过程中大致相同,它们在早期都快速分解,中期分解变慢,后期开始加速;落叶在次生林与灌木林中的前期分解速率基本同步,后期为灌木林落叶>次生林落叶,而常绿叶在灌木林与次生林中的分解速率则表现为基本同步;利用回归方程对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,得出落叶和常绿叶在灌木林中分解50%和95%所需时间少于次生林的;在不同坡位,三种凋落物分解速率的总体趋势为中坡>上坡;三种凋落物的C含量波动性较大,但总体变化趋势是随分解时间的增加而减少,随着分解时间增加,N含量增加,而C/N比则降低。     

灌草凋落物混合添加对原油污染土壤修复效果的影响

以陕北地区常见的10种灌草植物凋落物组成9种混合物,分别将单种或混合凋落物以2%的比例（质量分数）混入15 g/kg原油污染土壤,在室温（20-25℃）恒湿条件下进行150 d的室内模拟修复试验,分析凋落物混合添加对其修复油污土壤能力的影响。结果表明：（1）较之自然衰减,单种凋落物处理普遍显著提高了污染物降解率（原油降解率提高35%-85%）以及土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量（提高0.36-56倍）,且多数处理显著提高了污染土壤中蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶的活性（提高0.4-6.8倍）。（2）白羊草+杠柳+狼牙刺、胡枝子+铁杆蒿、胡枝子+狗娃花+黄蒿或铁杆蒿+杠柳凋落物混合在促进原油及其组分降解时呈协同作用,使其降解率较单种处理再提高5%-28%,或较基于单种处理结果的预测值提高5%-17%,但其同时拮抗削弱凋落物对土壤速效氮（特别是硝态氮）的补充作用（较预测值降低6%-78%）及（或）酶活性（特别是蔗糖酶和脱氢酶）的刺激作用（较预测值降低14%-67%）。在实际使用中可通过上述混合强化凋落物对污染物的降解能力,但需配合其他修复手段改善污染土壤生化性质。白羊草+狼牙刺、铁杆蒿+狼牙刺、杠柳+狼牙刺凋落物混合使各种污染物降解率较单种处理或预测值显著降低,在使用时应对不同凋落物进行分离,以避免削弱其修复效果。（3）总体而言,添加多酚、黄酮、有机酸和磷含量高,碳含量和碳磷比低且化学多样性更高的混合凋落物更有利于降解原油污染物,但同时其含有的上述次生代谢物可能不利于土壤养分状况和酶活性的恢复。     

上海市大莲湖池杉林三种优势植物枯落物分解动态

用枯落物分解网袋法,对上海市大莲湖湿地池杉林内3种优势植物池杉(Taxodium ascendens)、孔雀稗(Echinochloa cruspavonis)、日本看麦娘(Alopecurus japonicus)的枯落物进行了190 d的分解培养,测定了分解速率及其C、N、P养分元素释放动态.用收集器法对池杉林枯落物的数量进行了研究.结果表明,池杉林内池杉每年产生枯落物量为5.70t·hm-2,是该林地枯落物的主要来源.3种植物枯落物的分解速率(枯落物的干重量损失)依次为日本看麦娘＞孔雀稗＞池杉.C元素含量在3种植物枯落物中随时间显著下降;N、P元素在池杉枯落物中均有不同程度的富集,而在日本看麦娘和孔雀稗中则没有发生富集现象.     

黄土高原不同植物凋落物的分解特性

以黄土高原区典型植物刺槐、小叶杨、沙棘、沙柳、苜蓿和长芒草的凋落物为对象,采用网袋法研究了半干旱区(神木)分解过程中,单种、两种及3种凋落物等质量配比混合后其质量、碳和氮的动态变化.结果表明:在整个分解过程中,不同处理凋落物的质量损失率,全碳、全氮的释放速率以及可溶性有机碳和可溶性总氮的含量均表现为前期大于后期,经过412d的分解,3种凋落物混合后的平均质量损失率高于两种混合凋落物,单种凋落物最低.到分解试验结束时,不同处理凋落物的全碳、全氮平均释放率均表现为单种＞两种混合＞3种混合;而不同处理的可溶性有机碳平均含量表现为两种混合＞单种＞3种混合,但未达到显著水平;可溶性总氮含量则为3种混合＞两种混合＞单种,达到显著水平.凋落物的质量损失率与可溶性有机物,特别是可溶性有机碳具有一定的相关性.从质量损失率来看,小叶杨、沙棘与苜蓿凋落物的组合为最佳组合.建议在黄土高原区退耕还林还草工程建设中,合理增加植物种类多样性,促进土壤改善养分状况.     

中亚热带木本植物各器官凋落物分解特性

植物因资源条件的差异形成不同的生态对策以获取养分进行代谢,具有不同的植物功能性状,从而可把植物凋落物分解特性与生态对策联系起来。为探究中亚热带地区木本植物凋落物分解特性与生态对策的关系,选取两种生态系统中的植物物种的地上、地下各器官凋落物(包括细根、粗根、细枝和叶片),采用分解袋法在两种土壤基质中(砂岩与石灰岩)进行为期2a(凋落叶片为1a)的分解实验,同时进行交叉实验。分解1a及2a的各器官凋落物间分解常数的关系采取Pearson相关性分析,并用SMA进行线性回归,结果表明植物各器官凋落物间的分解具有正相关关系,且分解1a后的细根与粗根、细根与细枝及分解2a后的细根与粗根呈现出显著正相关;而比较常绿植物及落叶植物凋落物在两种土壤基质和两种物种来源分解1a后的差异,除枝条外落叶植物凋落物的分解常数都大于常绿植物,在0.05置信水平上呈现出显著差异性。植物各器官凋落物间的分解具有一致性,不同生活型植物的各器官间的分解速率在不同物种来源或不同土壤基质中都表现出相似的差异。     

亚热带红壤丘陵区四种人工林凋落物分解动态及养分释放

应用网袋分解法,连续2a对我国亚热带红壤丘陵区内有代表性的人工林类型马尾松（Pinus,massoniana）、湿地松（Pinus elliottii）、杉木（Cunninghamialanceolata）、木荷（Schimasuperba）＋马尾松（Pinus,massoniana）混交林的凋落物的分解速率,及其C、N元素释放动态进行了研究,凋落物样品分地上、地下两组处理方式。4种林分凋落物地上组的第1、2年分解速率（凋落物的年失重率）依次为马尾松林〉混交林〉湿地松林〉杉木林,马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林;地下组的第1、2年分解速率顺序分别为马尾松林〉混交林〉杉木林〉湿地松林,马尾松〉杉木林〉湿地松林〉混交林。各林分地上组凋落物分解速率明显快于地下部分,马尾松林凋落物的分解速率在不同时期均高于其它林分。4种林分凋落物的分解动态符合Olson指数衰减模型。根据拟合方程得出的凋落物分解95％时间为4～01a,介于暖温带常见树种凋落物95％被分解所需时间8～17a,地处南亚热带季风区的鼎湖山凋落物分解95％所需的时间2～8a。养分元素释放率的变化因不同林分和分解时期而异。C在各林分中始终表现为净释放,地上组凋落物的释放率大多数时间均高于地下组。N则于湿地松林、马尾松林和混交林中前期表现出富集现象,而后开始净释放,其中湿地松林凋落物的N富集现象最为显著,释放速率在两个试验年度均为各林分中最低,凋落物中初始的高C／N比是导致上述现象的原因。杉木林凋落物具有最低的初始C／N比,没有出现N富集现象,且在两个试验年度末期均维持了较高的N释放率.     

秦岭火地塘林区四种主要树种凋落叶分解速率

利用野外分解袋法对秦岭火地塘林区油松、华山松、华北落叶松、锐齿栎凋落叶的分解速率和养分释放趋势进行研究。结果表明,分解2年后,4种树种凋落叶的干物质残留率在35.6%～58.6%,残留率大小顺序为油松>华山松>华北落叶松>锐齿栎。除油松与华山松凋落叶之间残留率差异不显著外,各树种之间凋落叶分解后的残留率差异显著。在2个试验年度中,4-9月凋落叶分解最快,在其他月份保持较平稳的分解速度,分解前12个月凋落叶失重速度明显大于后12个月,呈明显的季节和阶段性差异。利用Olson模型对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,结果显示,不同树种所需时间差异显著,其中锐齿栎凋落叶95%被分解所需时间最短,为5.43年,油松最长,为9.87年。凋落叶中N、P元素在分解第1年均表现出富集现象,直至1年后达到一个最高值后,开始释放,C含量则呈现出逐步下降的趋势。导致不同树种凋落叶分解速率及养分释放速率差异主要与不同凋落叶的初始质量和性质有关。     

Decomposition of diethylstilboestrol in soil

Summary The rate of decomposition of DES-monoethyl-1-C¹⁴ in soil was followed by measurement of C¹⁴O₂ released. From 1.6 to 16% of the added C¹⁴ was recovered as C¹⁴O₂ during 3 months. After six months as much as 12 to 28 per cent was released as C¹⁴O₂.Determination of C¹⁴ in the soil samples after the experiments showed that the amount extractable with benzene decreased to a greater extent than would be expected from the production of C¹⁴O₂ and that the amount extractable with water was increased when compared with that found shortly after the addition of DES.Addition of large amounts of DES (8%) did not inhibit the CO₂ production from the soil.Experiments with -sterilized soil indicated that enzymes present in the soil are able to attack DES.     

凋落物与单宁酸对森林土壤无机氮的影响

采用室内培养试验,研究了不同凋落物和单宁酸对森林土壤硝态氮和铵态氮的影响.结果表明：凋落物和单宁酸加入均降低了土壤硝态氮和铵态氮含量.杉木凋落物使红壤硝态氮和铵态氮含量分别降低6.1%～25.9%和19.7%～68.6%.杉木凋落物中黄红壤无机氮含量的降幅大于毛竹,对铵态氮的影响极显著.与对照相比,单宁酸处理能显著降低黄红壤中铵态氮含量,单宁酸浓度越高,其降幅越大,至高浓度(HG)时,其降幅达31.9%～57.8%.随着培养时间的延长,低浓度单宁酸处理(HL)中硝态氮含量降幅逐渐增大,第84天达到4.5%;在HG处理下,第7～28天的硝态氮含量增加了10.3%～18.5%,而第56和85天分别降低 23.9%和42.3%.     

Decomposition of root exudates in soil

The conversion of synthetic root exudates, i.e. of a mixture of amino acids, organic acids and sugars, added to soil in a single dose or continuously, was studied. After the addition of a single dose, the root exudates were gradually mineralized and after 76 hours, 85% of carbon had been released in the form of carbon dioxide. The extent and rate of mineralization was not influenced by the simultaneous addition of ammonium phosphate. The continuous addition of substrate formed a model artificial rhizosphere. In the steady state, 93% of the carbon in the added substrate was mineralized to carbon dioxide. The conversion of organic acids, sugars and amino acids and the mineralization of nitrogen was studied simultaneously by chromatography. In soil continuously enriched with root exudates, phenomena similar to the rhizosphere effect in nature were observed both in the numbers of microorganisms and in the relative incidence of the nutritional groups of bacteria.     

腾格里沙漠3种土壤有机质和碳酸钙特征

为了揭示干旱区成土碳酸钙的形成机制,在内蒙古阿拉善左旗境内的腾格里沙漠东缘,选择半固定风沙土上的油蒿群落、固定风沙土上的油蒿+冷蒿群落和淡棕钙土上的猫头刺群落为研究对象,3个样地面积均为80 m × 80 m,每个样地内含400个4 m × 4 m的样方,研究了沙丘固定过程中表层土壤碳酸钙与有机质的特征.研究结果表明,3个样地中,有机质的分布格局与碳酸钙的分布格局大体相同;土壤碳酸钙含量与土壤有机质含量均呈显著的正相关关系,且变化趋势相同;土壤碳酸钙空间异质性的变化与有机质空间异质性的变化具有一致性.这些结果说明土壤碳酸钙与土壤有机质之间存在一定的关联性,这同时说明在沙丘固定过程中土壤有机质可能参与了成土碳酸钙的形成.     

中亚热带主要树种凋落叶在杉木人工林中分解及氮磷释放过程

采用分解网袋法研究了马尾松(Pinus massoniana)、桤木(Alnus cremastogyne)、木荷(Schima superba)、青冈(Cycloblanopsis glauca)等树种凋落叶在21年生杉木人工林内的分解速率和养分释放过程。经过13个月的分解实验,4种供试凋落叶以青冈分解最快,质量失重率为33.5%,其次为桤木和木荷,马尾松分解最慢,其质量失重率仅为29.9%。4种凋落叶分解50%和95%所需要的时间分别为21～26个月和94～112个月。在凋落叶分解过程中,除桤木凋落叶中氮含量下降外,其他3种凋落叶的氮含量均增加,但凋落叶的C/N均降低;在凋落叶分解的前3个月,凋落物中磷含量快速下降,此后变化很小,C/P呈增加趋势。在凋落叶分解过程中,马尾松凋落叶对氮素表现为固持作用,而其他3种凋落叶对氮素表现为净释放,4种凋落叶的磷素均表现为净释放。4种供试材料中桤木较适合与杉木混交种植。     

Decomposition of tree leaf litters grown under elevated CO2: Effect of litter quality

Ash (Fraxinus excelsior L.), birch (Betula pubescens Ehrh.), sycamore (Acer pseudoplatanus L.) and Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong.) Carr.) leaf litters were monitored for decomposition rates and nutrient release in a laboratory microcosm experiment. Litters were derived from solar domes where plants had been exposed to two different CO₂ regimes: ambient (350 L L^-1 CO₂) and enriched (600 L L^-1 CO₂).Elevated CO₂ significantly affected some of the major litter quality parameters, with lower N, higher lignin concentrations and higher ratios of C/N and lignin/N for litters derived from enriched CO₂. Respiration rates of the deciduous species were significantly decreased for litters grown under elevated CO₂, and reductions in mass loss at the end of the experiment were generally observed in litters derived from the 600 ppm CO₂ treatment. Nutrient mineralization, dissolved organic carbon, and pH in microcosm leachates did not differ significantly between the two CO₂ treatments for any of the species studied. Litter quality parameters were examined for correlations with cumulative respiration and decomposition rates: N concentration, C/N and lignin/N ratios showed the highest correlations, with differences between litter types. The results indicate that higher C storage will occur in soil as a consequence of litter quality changes resulting from higher atmospheric concentrations of CO₂.Abbreviations CHO soluble carbohydrates - DOC dissolved organic carbon - HCel holocellulose - WTREM weight remaining     

种植牧草在白浆土改良中的作用

研究了农田生态系统中引种紫花苜蓿对土壤生态环境的影响.结果表明,紫花苜蓿种植3年以后,白浆土的通气孔隙增加2.37-5.34%,渗透系数增加0.7-5.5倍,土壤有机碳增加0.349-0.600%,作物产量平均提高25%.种植苜蓿比单种作物的产投比高0.36-0.39.