模拟氮沉降对杉木林土壤氮循环相关微生物的影响

【目的】土壤微生物数量是衡量土壤氮素循环生化功能变化的重要指标。通过野外模拟试验,探讨短期氮沉降中不同氮素形态的沉降量对土壤中可培养固氮菌、硝酸细菌、亚硝酸细菌和反硝化细菌数量的影响,以及初期的变化趋势对森林氮素调控和环境管理的重要意义,为深入研究氮沉降对杉木林森林生态系统的影响提供参考。【方法】2013年5月,在杉木幼龄林内建立30个1 m ×1 m的样方,进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg· hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(I铵态氮、II硝态氮)的模拟沉降试验。分别于2013年6,8,10月从0～10 cm和10～20 cm 土层取样测定微生物数量。固氮菌数量测定采用稀释平板计数法,硝酸和亚硝酸细菌数量采用 MPN-Griess 比色法,反硝化细菌(厌氧)采用酚二磺比色法。【结果】各处理的0～10 cm土层中固氮菌数量均高于10～20 cm 土层;随着氮沉降量增加,可培养固氮菌数量先升高后降低。低于60 kg·hm －2 a －1铵态氮处理有利于固氮菌生长。0～10 cm 土层亚硝酸细菌数量,随铵态氮沉降量增加,先升高再降低最后趋于平缓,在 N1或 N2处理达到最大值;施硝态氮时,菌落数量先降低再升高最终趋于平稳。在6月,虽然铵态氮和硝态氮的氮沉降量相同,但0～10 cm 土层中的亚硝酸细菌数量差异极显著,10～20 cm土层差异显著。8月和10月的硝酸细菌数量变化趋势相同,均为随氮沉降量增加先上升再下降再上升,且在相同氮素沉降量的铵态氮和硝态氮处理间未出现显著差异。反硝化细菌的时间变化与其他菌落不同,施铵态氮时二土层的变化趋势相反,施加硝态氮时反硝化细菌的数量变化较平缓,NO3－-N的 N4处理有轻微抑制作用。【结论】0～10 cm土层的固氮菌数量大于10～20 cm土层,0～60 kg·hm －2 a －1铵态氮和0～80 kg·hm －2 a －1硝态氮均可促进固氮菌的生长。亚硝酸细菌在2种氮形态处理时的变化趋势相反,低铵态氮处理可促进亚硝酸细菌的生长,低硝态氮处理抑制其生长。氮形态对硝酸细菌数量影响不显著,低氮处理促进硝酸细菌数量的增长,而中氮处理开始出现抑制作用。氮沉降量对反硝化细菌影响不显著。     

应用PLFA方法分析氮沉降对土壤微生物群落结构的影响

【目的】土壤微生物是土壤生态系统变化的敏感指标。本研究选择磷脂脂肪酸法( PLFA)分析微生物群落结构的变化,可以更准确地了解短期氮沉降对土壤生态系统的影响,从而预测氮沉降后土壤性质及植物生长的变化趋势,为氮饱和条件下人工林的可持续经营提供微生物参数和指标,对氮沉降的即时调控和实时治理具有指导意义。【方法】2013年5月,在江西省分宜县山下林场约1 hm2的杉木幼龄林中建立30个1 m ×1 m 的样方,在30个样方中进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg·hm －2a －1)、N2(40 kg·hm －2a －1)、N3(60 kg·hm －2a －1)、N4(80 kg·hm －2a －1)]和2种氮形态(NH4+-N,I和 NO3－-N,II)的模拟沉降试验,沉降1年后用土钻进行土壤样品采集。磷脂脂肪酸提取方法为氢氧化钾－甲醇溶液甲酯化法,以十九烷酸为内标,采用 Agilent 6850N 测定,用Sherlock MIS4.5系统分析PLFA图谱,脂肪酸含量换算成每克干土中的含量( nmol)后进行分析。【结果】本研究共检测到PLFAs 72种,其中特征脂肪酸36种。分析特征脂肪酸种类和含量可知：各处理中土壤微生物群落均以原核微生物为主,不同氮处理样地中以磷脂脂肪酸总量表征的土壤微生物生物量范围20～44 nmol·g －1。沉降铵态氮时,土壤中 PLFA总量、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌脂肪酸含量均高于对照样地,细菌、真菌、放线菌和原生动物的脂肪酸含量变化趋势相同,均为随着氮沉降量的增加先升高再降低最后再升高,NH4+-N N4处理土壤微生物 PLFAs的数量最多,NH4+-N N2处理土壤微生物 PLFAs的丰度值和多样性值最高;沉降硝态氮时,土壤中 PLFA 总量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌 PLFAs量随着硝态氮浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势,在 NO3－-N N2处理达到最大值。细菌和放线菌的标记脂肪酸含量变化趋势相同。NO3－-N N2处理微生物脂肪酸量最多,NO3－-N N4浓度下微生物 PLFAs多样性值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。【结论】当氮沉降量小于80 kg·hm －2 a －1时,铵氮和硝态氮处理均促进了微生物的生长,但增长幅度不同。铵态氮的最高氮处理和硝态氮的中氮处理,更有利于土壤微生物总量的增长,铵态氮的中氮处理和硝态氮的最高氮处理,更有利于土壤微生物多样性的增加。铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。     

模拟氮沉降对不同土壤磷环境下毛竹生长与氮、磷含量的影响

土壤有效磷匮乏和大气氮沉降日益增加已成为全球关注的普遍问题,本研究旨在探究不同磷状况下植物对氮沉降的响应。以毛竹实生苗为材料,分别设置低磷(P1,1.25mg/kg)、中磷(P2,10mg/kg)和高磷(P3,20mg/kg)3种磷环境以及无氮沉降[N0,0kgN/(hm~2·a)]、低氮沉降[N30,30kgN/(hm~2·a)]和高氮沉降[N60,60kgN/(hm~2·a)]3个模拟氮沉降强度,开展为期1年的盆栽受控试验,测定分析不同处理条件下盆栽土壤理化性质以及竹苗生长和各组织氮磷含量的差异。结果表明,土壤磷素水平对毛竹实生苗生长影响主要表现为低磷条件下生长严重受限,株高、分蘖数及生物量较中磷条件下分别减小84.3%、46.2%和96.2%,而根冠比增大1.83倍;而中、高磷条件下毛竹实生苗长势良好,且2组竹苗生长性状无显著差异。氮沉降对低磷条件下毛竹实生苗生长无显著影响,但使苗木根冠比降低;中、高磷条件下,模拟氮沉降显著增加毛竹实生苗各组织N含量,提高氮磷比(N/P),并显著促进苗木生长,且高氮沉降处理效应总体表现更强。氮沉降对土壤养分的影响因初始土壤磷水平而异,低磷条件下,模拟氮沉降显著增大土壤全N和碱解N含量,而全P与有效Pi无显著差异,pH均显著减小;中磷与高磷条件下,模拟氮沉降促进苗木对P素的吸收,进而一定程度上降低土壤有效Pi含量,但受植物吸收与模拟氮沉降的综合影响,土壤N含量和pH值无特定变化趋势。从结果可知,低磷环境下毛竹实生苗生长受抑明显,依赖根冠比的增大适应磷匮乏条件,而短期的模拟氮沉降对低磷竹苗的生长没有补偿效应。中磷与高磷状况下磷胁迫得到缓解,受氮磷比的调控,模拟氮沉降有利于竹苗的生长,N素有效性暂时提高。     

氮沉降对干旱胁迫下毛竹实生苗生物量和保护酶活性的影响

【目的】研究干旱胁迫下氮沉降对毛竹实生苗生长的影响,揭示不同氮沉降水平下毛竹实生苗对干旱胁迫的生理响应机制,为在大气氮沉降背景下的毛竹经营培育提供理论依据和技术参考。【方法】采用双因素完全随机试验设计,设置2种水分条件(正常供水W、干旱胁迫D)和4个氮沉降水平(无氮CK、低氮LN、中氮MN和高氮HN),分析不同处理条件下毛竹实生苗生物量、叶片相对电导率、丙二醛含量、渗透调节物质含量以及保护酶活性的差异。【结果】干旱胁迫导致毛竹实生苗叶片相对电导率和丙二醛含量比正常水分条件下分别增加16.8%和35.1%,进而抑制苗木生长,显著降低苗木生物量;但同时,苗木脯氨酸含量显著增加49.5%,且保护酶活性显著提高,一定程度上缓解干旱胁迫对苗木的损害。不同氮沉降水平对上述指标的影响规律因水分条件而异。正常水分条件下,随着氮沉降水平的增加,苗木生物量显著增大,叶片脯氨酸含量、相对电导率和丙二醛含量呈先降后增的趋势,且随着时间的延长趋势愈加明显;氮沉降对过氧化氢酶(CAT)活性无显著影响,但提高超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性。干旱胁迫条件下,随着氮沉降水平的增加,苗木生物量逐渐增大,但当氮沉降浓度大于60 kg·hm~(-2)a~(-1)时,生物量不再增大甚至有减小的趋势;脯氨酸含量、相对电导率和丙二醛含量的变化趋势与正常水分处理相同,而3种保护酶活性呈现先升后降的趋势,其中D-HN处理组最小。【结论】干旱胁迫抑制毛竹实生苗的生长,LN(30 kg·hm~(-2)a~(-2))和MN (60 kg·hm~(-2)a~(-1))氮沉降水平提高了保护酶活性,降低膜脂过氧化程度,减轻了干旱对其生长的抑制,毛竹实生苗抗旱能力提高。而HN(90 kg·hm~(-2)a~(-1))氮沉降水平不能缓解干旱胁迫对毛竹实生苗的膜脂过氧化,反而有加剧干旱胁迫伤害的趋势。     

CO_2浓度升高条件下不同氮素供应对闽楠幼苗光合特性及生长的影响

【目的】研究不同CO_2浓度、不同氮素形态及供应量条件下闽楠幼苗光合特性及生长的表现,探索氮肥施用调控闽楠幼苗光合下调现象的方式。【方法】以1年生闽楠实生苗为试验材料,采用开顶式气室进行CO_2浓度处理[自然浓度(350±70)μmol·mol~(-1),升高浓度(700±10)μmol·mol~(-1)],施用不同量硝态氮及铵态氮(中等用量每株0.8 g,增加用量每株1.2 g)培育闽楠幼苗。【结果】与自然CO_2浓度处理相比,长时间高浓度CO_2处理(88天)后施用中等量硝态氮闽楠幼苗净光合速率降低26.93%(P0.05),其核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)以及Rubisco活化酶(RCA)活性、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量、苗高、地径净生长量均显著低于自然CO_2浓度处理(P0.05),说明闽楠幼苗出现光合下调现象并最终影响生长是因为光合关键酶活性降低而非光合产物积累抑制;长时间CO_2浓度升高条件下增施硝态氮或施用铵态氮闽楠幼苗净光合速率无显著变化(P0.05),其Rubisco以及RCA活性、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白含量以及苗高、地径净生长量均提高或无显著变化,表明增施硝态氮或施用铵态氮可以缓解长期高浓度CO_2条件对闽楠幼苗光合及生长产生的不良表现。【结论】长期CO_2浓度升高条件下,增施硝态氮或铵态氮可提高闽楠幼苗光合关键酶活性,增加有机物含量,最终促进闽楠幼苗生长以缓解其对闽楠幼苗生长的负面影响。     

模拟大气氮沉降对云南松飞播林土壤有机碳的影响

于2020年1月至2021年7月,对凉山州云南松飞播林进行了不同水平氮沉降处理,试验研究了凉山州云南松林飞播林土壤有机碳对模拟N沉降的响应.共设置LN(低氮,50 kg/(hm2·a))、MN(中氮,100 kg/(hm2·a))、HN(高氮,150 kg/(hm2·a))和CK4个处理.结果显示:①氮水平增加土壤有机...     

杉木人工林土壤酶活性对氮沉降的响应

对12年生杉木人工林开展N0(0kgN·hm-2a-1)、N1(60kgN·hm-2a-1)、N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平的模拟氮沉降试验,探讨亚热带森林土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶)活性对氮沉降增加的响应。试验采取2种施氮方式,即在缓冲区采取1年1次性施入氮,而在中心区每月施入等量氮。结果表明:缓冲区1次性施氮后30天内每10天土壤酶活性变化趋势和中心区按月施氮后酶活性动态均表现为N1始终促进3种酶活性(相对于N0处理);N1和N2处理对土壤酶活性的影响依施氮时间和土层深度不同而异,没有表现出明显的促进增加或抑制作用;随土层深度增加,3种酶活性均表现出明显降低趋势。     

模拟氮沉降对毛竹非结构性碳的影响

【目的】分析不同强度氮沉降对毛竹体内非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,为全面认识氮沉降对毛竹林生态系统的影响提供科学依据。【方法】在临安市毛竹林长期试验基地,采用典型选样法,设置12块20 m×20 m样地,包括低氮(30 kg·hm~(-2)a~(-1))、中氮(60 kg·hm~(-2)a~(-1))、高氮(90 kg·hm~(-2)a~(-1))和对照(0 kg·hm~(-2)a~(-1))4种处理,每处理设3个重复样地,处理32个月,探讨模拟氮沉降对1龄和3龄毛竹NSC含量的影响。【结果】可溶性糖和淀粉在NSC中所占比例分别为80%和20%,NSC主要以可溶性糖的形式存在;竹叶NSC含量最高,分别是枝和秆的1.32和1.27倍;3龄竹枝和秆NSC含量显著高于1龄竹(P0.05),竹龄对竹叶NSC含量影响不显著(P0.05);氮沉降显著降低毛竹叶、3龄竹枝和1龄竹秆的NSC含量(P0.05);氮沉降和竹龄的交互作用对毛竹枝、秆的NSC含量影响显著(P0.01),对毛竹叶影响不显著。【结论】氮沉降显著影响毛竹地上器官的NSC含量及其分配,且随竹龄而显著变化,高强度的氮沉降不利于毛竹NSC的积累和固碳。     

氮沉降对杉木人工林土壤化学计量特征的影响

以福建沙县官庄国有林场杉木人工林模拟氮沉降试验平台为对象,研究土壤碳氮磷化学计量特征对氮沉降(N沉降量分别为0、60、120、240 kg·hm-2·a-1)的响应。连续7 a的试验结果表明:模拟氮沉降对土壤碳含量影响不显著,对土壤氮含量和氮磷比有增加作用而对土壤磷含量有减少作用。但模拟氮沉降的效应主要集中在表层土壤,表明加强对表层土壤生物地球化学循环研究可以更好地评价生态系统对氮沉降的响应。     

氮添加对辽东山区落叶松人工林土壤碳氮的影响

在工业发达、农业集约化程度较高的区域氮沉降增高仍然很突出。为明晰氮沉降类型及其强度对土壤碳氮的影响,研究了多形态、多水平氮添加下落叶松人工林的土壤碳排放及土壤碳氮的变化。结果表明,NH_4~+-N添加低、中、高3种水平每年土壤碳排放量分别比对照增加了253.81、17.15和5.69 g C·m~(-2); NO_3~--N添加低、中氮两种水平分别比对照增加了203.37和111.06 g C·m~(-2),而高氮水平减少了47.14 g C·m~(-2)。两种形态氮素添加下土壤铵态氮含量变化微小,而硝态氮含量则在逐年升高,土壤微生物生物量碳呈现出降低的趋势,而土壤微生物生物量氮表现出升高的规律。双因素方差分析显示氮素形态对土壤铵态氮及微生物量碳、氮含量均有显著的影响,而氮添加水平仅对土壤硝态氮含量有显著的影响。     

马尾松苗针叶氮、磷代谢酶及积累量的动态变化

【目的】以1年生马尾松苗木为研究对象,从马尾松体内氮、磷代谢酶活性及其积累量的角度研究苗木对施肥的响应机制。【方法】设置不同的磷肥及钾肥随机区组试验,分析不同处理下对马尾松苗木叶绿素、氮磷转化酶(NR、ACP)活性以及针叶内氮、磷素的动态变化。【结果】1)马尾松苗木叶绿素、NR及ACP活性随季节变化表现出一定的动态变化:施磷肥处理叶绿素在7月时最高,施钾肥时滞后,8月最高;NR活性则正好相反,呈现先降低后逐渐增加的趋势;ACP活性呈现明显单峰型,8月时活性最高,而后逐渐降低到最先的水平。2)施磷肥增加马尾松针叶中NR及ACP活性,促进了植物中氮元素的分解及代谢,针叶内NR活性及氮素含量均高于对照(P0),施钾肥则表现为前期NR、ACP活性及氮素含量高于对照(K_0),叶绿素a含量高于对照,叶绿素b含量低于对照,叶绿素wa/wb明显高于对照,后期则相反,针叶内氮、磷素积累量表现一致;3)随着施肥量的增加,叶绿素含量及酶活性的变化规律不明显。【结论】马尾松苗木叶绿素、NR及ACP活性呈季节性变化,施磷肥促进氮、磷代谢酶活性,施钾肥仅在生长前期促进苗木体内氮、磷代谢。     

华西雨屏区巨桉中龄林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

2009年3月至2009年11月,对华西雨屏区巨桉中龄林进行了模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为对照(0kg N.hm-2.a-1)、低氮(50 kg N.hm-2.a-1)、中氮(150 kgN.hm-2.a-1)和高氮(300 kgN.hm-2.a-1)。每月下旬,采用红外CO2分析法测定土壤呼吸速率,并定量地对各处理施氮(NH4NO3)。结果表明:各处理土壤呼吸速率最大值均出现在7月份,最小值出现在5月份;巨桉林土壤呼吸速率12 h平均值均表现为对照低氮中氮高氮;各处理土壤呼吸速率与10 cm土壤温度呈极显著指数正相关关系;利用温度单因素模型可以解释土壤呼吸速率的大部分;模拟氮沉降使得巨桉中龄林土壤呼吸Q10值增大,表明氮沉降增强了巨桉中龄林土壤呼吸的温度敏感性。     

西南酸雨区重庆缙云山常绿阔叶林土壤氮矿化特征

【目的】探讨重庆缙云山2012—2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。【方法】在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常绿阔叶林,设置1块20 m×20 m样地,内部布设5个4 m×4 m样方,于2012—2014年每年4—9月每月月末,采集上、中、下层(0~15,15~30和30~60 cm)土壤样品,同步观测样地内土壤呼吸速率,并收集穿透雨与干流;在实验室内测定土壤铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)和全氮(TN)含量;并用原位培养法测定土壤氮素矿化速率。【结果】土壤铵态氮和硝态氮含量在年际、月际(除2012年铵态氮含量)及各土层间均差异显著(P<0.05),4—9月土壤铵态氮和硝态氮含量均呈递增趋势,上层土壤的铵态氮与硝态氮含量均表现为2013年>2012年>2014年,各土层间铵态氮含量表现为中层>下层>上层,硝态氮含量表现为随土层加深而递减趋势;土壤氨化速率和硝化速率的月际变化为单峰或先升后降再上升的趋势,年际变化均表现为2013年>2014年>2012年;土壤铵态氮含量与硝态氮含量在各土层间极显著(P<0.05)或显著(P<0.01)正相关,但与穿透雨和干流输入量相关性不显著;土壤氨化速率与硝化速率均与土壤呼吸速率极显著(P<0.01)正相关,而与土壤pH值极显著(P<0.01)负相关;土壤呼吸速率大于4μmol·m^-2 s^-1时,土壤氨化速率和硝化速率明显随pH上升而下降,土壤呼吸速率小于4μmol·m^-2 s^-1且土壤pH值为3.70~3.75时,氨化速率与硝化速率开始出现小幅上升,之后下降。【结论】重庆缙云山常绿阔叶林土壤矿质氮含量具有年际、月际及土层间差异;土壤矿质氮含量受穿透雨和干流氮(包括铵态氮和硝态氮)输入量的影响较小,而与相邻土层氮含量相关更紧密;土壤pH值升高对土壤的氨化和硝化速率有抑制作用,且其抑制作用大小随土壤呼吸速率大小不同而变。     

轻基质配方对红豆树容器苗生长和生理的影响

【目的】探讨基质配方对红豆树容器苗生长和生理的影响,筛选适宜红豆树容器苗生长、提高苗木生理质量的基质配方,为培育红豆树优质苗木提供技术指导。【方法】以泥炭、椰糠、珍珠岩和蛭石为基质原料,按体积比配制成9种育苗基质,以无纺布袋作为容器进行红豆树容器育苗试验,分析基质配方的理化性质,测定红豆树容器苗苗高、地径、生物量和根系指标等生长指标和可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、硝态氮含量、叶绿素含量等生理指标以及叶片矿质元素含量。【结果】不同轻基质的理化性质差异较大,采用隶属函数评估法对9组基质主要理化性质进行综合评价,T1(泥炭∶椰糠=8∶2)、T9(泥炭∶蛭石=5∶5)和T6(泥炭∶蛭石=8∶2)三组基质理化性质综合评价较高;对基质主要理化性质与红豆树容器苗生长、生理指标进行相关性分析表明,基质物理性质与红豆树容器苗生物量间有显著相关性,基质中矿质营养元素含量与红豆树容器苗根干重、可溶性蛋白含量、硝态氮含量和叶绿素含量间相关性显著(P <0.05);本试验对红豆树容器苗主要生长和生理指标进行隶属函数分析的结果:T9> T6> T5> T7> T2> T1> T8> T3> T4。【结论】T9(泥炭∶蛭石=5∶5)基质培育的红豆树容器苗苗高、地径生长量、根系指标、可溶性蛋白含量、硝态氮含量及叶绿素含量位列所有基质中前三位,是培育红豆树容器苗的最佳基质配方。     

Nitrogen critical loads for spruce plantations in Wales: is there too much nitrogen?

We have used the mass balance approach for calculating nitrogencritical loads (CL(N)) to avoid eutrophication for Sitka spruceplantation forestry in Wales. The various approaches for assigningvalues to the parameters in the mass balance equation are discussedwith particular reference to the soil nitrogen immobilizationvalue. A CL(N) value of 11 kgN ha^–1 a^–1 was calculatedfor an intensively studied site in Wales of Yield Class 14 ona freely draining acid soil. If this site is assumed to representa typical spruce stand, application of the CL(N) value meansthat 97 per cent of the area of coniferous forest in Wales,which is predominantly Sitka spruce, is currently receivingnitrogen deposition in excess of the CL(N). The area of coniferousforest at risk is reduced to 72 per cent if the proposed empiricalCL(N) for managed acidic coniferous forests to prevent ecologicalchanges (10–20 kgN ha^–1 a^–1) is applied andto 45 per cent if the empirical CL(N) to prevent nitrogen saturation,nitrate leaching and depletion of soil base cations is applied(10^–25kgN ha^–1 a^–1). Irrespective of the choiceof CL(N) values, the implications of critical load exceedanceneed urgent investigation. Available information at presentindicates that the main known consequence of chronic atmosphericnitrogen deposition to coniferous forest ecosystems is enhancednitrate and associated aluminium leaching to freshwaters. Thereis insufficient information regarding the potential adverseeffects of eutrophication of soils and waters and of impactson tree health and production.     

马尾松两种林型土壤养分特征及其与凋落物质量的关系

【目的】研究土壤养分和地被层凋落物养分含量的差异,为马尾松人工林营林措施及地力维持提供科学依据。【方法】以鼎湖山两种典型林型(马尾松纯林和马尾松-黧蒴混交林)为研究对象,对比分析0~60 cm土层的土壤养分含量及地被层凋落物养分含量的差异,探索凋落物质量如何影响土壤养分。【结果】1)林型对土壤有机质、全氮和硫酸根含量有显著影响(P<0.05),对土壤全磷、交换性K+、Ca2+和Mg2+有极显著影响(P<0.01),混交林土壤养分含量(除硝态氮含量和交换性H+含量以外)均高于纯林。2)相同林型不同土层间土壤养分含量差异极显著(P<0.01),其中,土壤有机质和全氮含量随土层的加深而递减,且主要聚集在0~10 cm土层,表聚效应十分明显。3)纯林凋落物有机碳、全氮、C/N和全磷等含量高于混交林;相同林型不同分解层凋落物有机碳、全钙和全镁含量有显著差异(P<0.05),均表现为未分解层>半分解层>腐殖质层。4)土壤养分与地被层凋落物质量的RDA分析表明,0~10 cm土层土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.01),与腐殖质层C/N呈显著负相关(P<0.05);在10~20 cm土层,土壤养分与腐殖质层有机碳呈极显著负相关(P<0.05)。【结论】纯林的土壤养分低于混交林的主要原因是纯林凋落物具有较高的C/N和有机碳含量。     

白刺花胚性愈伤组织诱导及体细胞胚发生

【目的】探讨不同植物生长调节剂对白刺花胚性愈伤组织诱导的作用,以及培养基中氮源和无机盐浓度对白刺花体细胞胚发生和植株再生的影响,以期建立白刺花体细胞胚发生、发育及调控技术体系,为白刺花种苗快速繁殖体系建立及遗传转化研究提供参考。【方法】以白刺花叶片为外植体,研究生长调节剂2,4-D(1.0、2.0、3.0、4.0 mg ·L -1 )、NAA(0、0.5、0.8、1.0 mg ·L -1 )、6-BA(0.2、0.5、1.0、2.0 mg ·L -1 )和TDZ(0、0.2、0.5、1.0 mg ·L -1 )组合对胚性愈伤组织诱导,及NAA(0、0.2、0.5 mg ·L -1 )、6-BA(0、0.5、1.0 mg ·L -1 )和TDZ(0、0.2、0.5 mg ·L -1 )组合对体细胞胚发生的调控作用,筛选最优生长调节剂组合;并研究培养基中KNO 3和NH 4NO 3比例对体细胞胚发生的作用,及MS培养基中无机盐浓度(1/5MS 、1/4MS、1/3MS、1/2MS)对体细胞胚萌发的影响,筛选最佳的体细胞胚发育及成熟萌发条件。【结果】白刺花叶片外植体胚性愈伤组织诱导适宜培养基为MS + 2,4-D 3.0 mg ·L -1 + NAA 0.5 mg ·L -1 + 6-BA 0.2 mg ·L -1 + TDZ 1.0 mg ·L -1 +蔗糖40 g ·L -1 +琼脂7.0 g ·L -1 ,诱导率为42.0%。采用MS基本培养基时,最佳的体细胞胚发生培养基为MS + NAA 0.5 mg ·L -1 + 6-BA 1.0 mg ·L -1 + TDZ 0.5 mg ·L -1 +蔗糖40 g ·L -1 +谷氨酰胺100 mg ·L -1 +琼脂7.0 g ·L -1 ,体细胞胚发生率为78.46%,总胚数为对照的3.6倍;MS培养基中,KNO 3浓度提高1倍、NH 4NO 3降至1/2时,体细胞胚发生率可提高至91.33%,总胚数为采用MS基本培养基时的1.4倍;1/3MS培养基有利于体细胞胚的萌发,萌发率为82.75%,幼苗长势良好,单株平均鲜质量为76 mg,幼苗驯化移栽1个月后成活率达90%以上。【结论】白刺花叶片接种于添加2,4-D、NAA、6-BA和TDZ不同组合的诱导培养基上,可脱分化形成愈伤组织或胚性愈伤组织,2,4-D浓度对愈伤组织形态和质地有较大影响。TDZ有利于体细胞胚的形成,适宜浓度的生长素与细胞分裂素组合及硝态氮和铵态氮的比例对体细胞胚的形成和发育具有调控作用,降低MS无机盐浓度可提高体细胞胚萌发率,本试验体系的再生植株移栽成活率达90%以上。     

施肥对云南蓝果树幼苗抗旱生理指标的影响

【目的】为了解不同氮磷钾配比施肥条件下云南蓝果树的抗旱性生理特征,建立云南蓝果树幼苗最佳施肥技术方案,为其种苗繁育提供理论依据,进而促进其保护措施的有效实施。【方法】以云南蓝果树1年生幼苗为研究对象,根据"3414"肥料效应试验设计,研究不同氮磷钾配比施肥对云南蓝果树幼苗可溶性蛋白(SP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)6个生理指标的影响。【结果】除丙二醛外,其余测定指标在施肥处理条件下的值均高于不施肥处理,整体表现为不施肥(N0P0K0)<缺氮(N0P2K2)<缺钾(N2P2K0)<缺磷(N2P0K2),说明云南蓝果树幼苗抗旱性生理指标对氮肥的依赖性最强,其次是钾肥和磷肥;氮磷钾配施时,中氮中磷低钾(N2P2K1)水平下的值最优;根据拟合的一元二次方程,云南蓝果树幼苗的试验理论最佳氮、磷、钾施肥量分别为5.28、0.99和2.97 g/株;肥效的发挥还受到三者彼此间互作的影响,在中氮、低钾(N2K1)水平时利于磷肥肥效的发挥,中氮、中磷(N2P2)水平时利于钾肥肥效的发挥,中磷、低钾(P2K1)水平利于氮肥肥效的发挥,这与中氮中磷低钾(N2P2K1)水平下云南蓝果树抗旱性指标最优是一致的。【结论】适当施肥会增强云南蓝果树幼苗的生理生化过程,中氮、中磷、低钾水平处理下表现最好。     

不同毛白杨无性系林分蓄积量的长期水氮耦合效应

【目的】研究不同田间持水量和纯氮施用量对毛白杨人工林单位面积上林分蓄积量的影响,确定毛白杨无性系最佳水氮组合方案。【方法】采用裂区试验设计在河北威县林地研究不同水氮耦合处理对不同无性系(BT17,B331,S86,1316)毛白杨林分蓄积量影响。【结果】1)无性系在不同纯氮施用量和田间持水量灌溉条件下单位面积上林分生长量有差异,S86无性系对高水肥处理响应较好,1316无性系响应较差。2)对杨树人工林进行水分灌溉管理措施时,应该设置田间持水量75%以上作为灌溉临界值同时灌溉临界值应考虑造林地区的环境条件、造林密度、林龄等因素。3)杨树人工林单位面积上纯氮施肥量范围是在100~400kg·hm^-2,且施肥量应当根据实验地区肥力等级状况进行酌量加减。【结论】在河北威县S86无性系是在田间持水量75%以上和每株施氮量160g的管理措施下能实现速生丰产的毛白杨无性系,建议在相近地区进行杨树人工林速生丰产林培育时候优先考虑。     

Growth and mineral nutrition of Gmelina arborea Roxb. seedlings fertilized with four sources of nitrogen on a latosolic soil

The growth and mineral nutrition of Gmelina arborea Roxb. seedlings were investigated in response to four nitrogen-based fertilizers applied at 0, 2.5, 5.0 or 7.5 g N per plant. Nitrogen sources included NH(4)-N as ammonium sulfate, NO(3)-N as potassium nitrate, NH(4)NO(3)-N as calcium ammonium nitrate, and urea-N as urea. Seedlings fertilized with NH(4)NO(3)-N or urea-N had greater height, collar diameter, dry weight, net assimilation rate, and relative growth rate than seedlings fertilized with NH(4)-N or NO(3)-N. For all sources of nitrogen, increasing the amount of exogenously supplied N per plant promoted shoot growth more than root development, hence the root to shoot ratios of all fertilized seedlings were smaller than those of the unfertilized controls. Applications of NO(3)-N increased the nitrogen, potassium, and phosphorus concentrations of fertilized seedlings. Regardless of source, a nitrogen application of 2.5 g N per plant was apparently optimal for the growth of Gmelina seedlings on a latosolic soil.