黄帚橐吾对退化高寒草地植物、土壤养分及微生物量的影响北大核心CSCD

黄帚橐吾作为指示高寒草甸植被退化的重要物种,研究其对草地生态系统植被、土壤以及微生物养分循环的影响,对揭示其入侵机制具有重要意义。本研究以黄帚橐吾危害区为研究对象,用化学药剂去除黄帚橐吾的竞争优势,分析黄帚橐吾危害后植被功能群养分、土壤养分以及土壤微生物量的变化。结果表明:黄帚橐吾危害后,提高了莎草科体内碳(C)含量,禾本科和豆科氮(N)含量显著升高,豆科磷(P)含量显著升高,而莎草科P含量显著降低(P<0。05),且黄帚橐吾体内C含量显著高于其他功能群(P<0。05);各功能群C/N表现为莎草科显著高于豆科和杂类草(P<0。05),C/P为莎草科显著高于其他功能群(P<0。05),同时,植物C含量与N含量、P含量负相关,N含量与P含量正相关。黄帚橐吾危害后土壤全氮含量显著升高,速效氮、全钾和速效钾含量显著降低,C/N显著降低,N/P显著升高(P<0。05)。黄帚橐吾引起土壤微生物量(MBC、MBN和MBP)的升高,使土壤微生物活性上升,MBC/MBN和MBC/MBP在危害区也高于防除区,MBN/MBP略低于防除区,说明黄帚橐吾对N的需求大于对P的需求。植物C、N、P含量及化学计量比与土壤养分和土壤微生物量及化学计量比具有一定的相关性,冗余分析(RDA)结果得到在黄帚橐吾危害区黄帚橐吾C、N、P含量与土壤养分和微生物量具有较大的相关性,且植物的P含量与土壤养分和微生物量显著相关(P<0。05),而在防除对照区内每个功能群植物对养分的需求均匀分布,可见黄帚橐吾危害后影响了草地养分的分配格局。     

养分添加对贝加尔针茅草原6种植物叶片性状的影响

养分添加是促进退化草地恢复常用的管理措施。以贝加尔针茅草原为研究对象,设置CK(对照,不施肥),N(单施氮肥,100 kg/hm²),P(单施磷肥,100 kg/hm²),K(单施钾肥,100 kg/hm²),NP(氮、磷肥混施,均为100 kg/hm²),NK(氮、钾肥混施,均为100 kg/hm²),PK(磷、钾肥混施,均为100 kg/hm²),NPK(氮、磷、钾肥混施,均为100 kg/hm²),研究贝加尔针茅草原包括建群种和优势种在内的6种植物的比叶面积、叶绿素含量和养分含量等叶片性状对养分添加的响应,旨在探讨草原生态系统中,不同物种叶片特性随养分供给条件发生的变异及其与土壤理化特性之间的关系。结果表明,6种植物的比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶绿素含量、叶片养分在不同养分添加下都发生了变化,但变化的范围和方向都不尽相同。综合6种植物进行分析,SLA与叶绿素含量、叶片含N量呈极显著正相关(P<0.01),与叶片含P量呈显著正相关(P<0.05);叶绿素含量与叶片含N量、土壤铵态氮含量呈极显著正相关(P<0.01);叶片含N量与土壤pH呈显著正相关(P<0.05);叶片含P量与土壤P、土壤速效P含量和土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01)。综合研究表明,贝加尔针茅草原植物叶片含N量较低,植物叶片性状受N素影响显著,但不同物种对N素添加的反应不同,土壤养分供给的差异是叶片结构特性和叶片养分组成发生变化的重要原因。     

施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响

采用土培试验,以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,探讨了高磷(400 mg P/kg)处理下不同施氮量(0,70,140,210,280和350 mg N/kg)对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响,为利用矿山生态型粗齿冷水花提取土壤中过量的磷,防治磷的非点源污染提供理论依据。结果表明,1)矿山生态型粗齿冷水花地上部和地下部的生物量、磷积累量均在140 mg/kg施氮量下达最大值;其中,矿山生态型地上部磷积累量为223.73 mg/株,非矿山生态型为159.79 mg/株。不同施氮量处理下,矿山生态型地上部生物量和磷积累量显著高于非矿山生态型。粗齿冷水花磷富集系数随施氮量增加逐渐升高,迁移率均高于50%,达到71%~88%。2)随施氮量增加,矿山生态型根系酸性磷酸酶活性逐渐升高,而植酸酶活性先升高后降低,在140 mg/kg达最大值。各施氮量下的矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著高于非矿山生态型,分别为非矿山生态型的1.22~1.67倍和1.02~1.07倍。在70~210 mg/kg范围施氮有助于促进矿山生态型粗齿冷水花生长,增加植株对磷的积累,提高其富磷潜力。本研究条件下,140 mg/kg为最佳施氮量。     

氮磷钾肥施用量和配比对桑树养分吸收与分配的影响

以四川丘陵蚕区桑园夏伐式养成的春秋两季桑树为研究对象,按不同施用量及配比施入氮(N)、磷(P)、钾(K)肥,调查桑树叶片、枝条、新梢等不同部位的N、P、K 3种养分的含量、吸收量及分配比例,为桑树合理施肥提供科学依据。从肥料种类来看,桑树不同部位的养分含量及养分吸收量均为N>K>P;从养分分配来看,桑树各部位在春、秋季和全年的养分分配均为叶片>枝条,其中春季为叶片>新梢>枝条。桑园按照不同施用量及配比施入N、P、K肥对桑树各部位的N、P、K含量和吸收量及其分配比率有明显影响:N(X1)、P(X2)、K(X3)施肥处理2水平(X12=600 kg/hm2,X22=210 kg/hm2,X32=300kg/hm2)、处理3水平(X13=900 kg/hm2,X23=315 kg/hm2,X33=450 kg/hm2)的桑树各部位养分含量和吸收量大多显著高于处理1水平(X11=300 kg/hm2,X21=105 kg/hm2,X31=150 kg/hm2)、0水平(不施肥)。研究结果表明,桑园合理增施N、P、K肥有利于提高桑树各部位N、P、K的含量和吸收量,推荐按照处理2水平施入N、P、K肥。     

促进镉吸收积累的植物根际促生菌的筛选及其对一年生黑麦草的影响

植物根际促生菌（PGPR）具有促进植物生长和提高重金属吸收的能力。因此,将PGPR作为土壤修复菌接种到具有较大生物量的植物根际,对提高植物修复效率具有重要意义。从镉污染地区的植物根际土壤中分离得到30株耐镉菌株,根据其分泌吲哚乙酸（IAA）、溶磷、产1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶、铁载体及促生试验结果,选取2株具有PGPR特性的菌株接种到耐镉性不同的两种一年生黑麦草品种IdyⅡ和Wasehope中,测定它们对黑麦草生长和镉吸收积累的影响。当土壤镉含量为（19.5±0.42） mg·kg^-1时,分别接种Pi01和Ma02,结果表明：镉处理下,接种2种菌株后两种一年生黑麦草的生物量和镉积累量均显著提高（P<0.05）;叶绿素含量增加;光合作用增强;根际土壤镉有效态含量增加。因此,接种筛选出的2种PGPR能够促进黑麦草生长,增加其对镉的积累。     

青引1号燕麦生物量积累及其分配对磷肥的响应

探讨不同施磷处理下青引1号燕麦各器官生物量积累和分配规律,以了解燕麦生物分配格局对磷肥响应机制。结果表明:施磷显著影响青引1号燕麦各器官生物量积累和分配,总生物量、茎和叶在75kg/hm2施磷水平、穗在30~90kg/hm2施磷水平、根在90kg/hm2施磷水平下积累量最高,分别达到2245.48g/m2、1284.76g/m2、311.49g/m2、489.41kg/hm2和231.87kg/hm2。随生育期推进,茎、穗和根生物量持续增加,叶生物量呈先增后降变化。施磷处理下青引1号燕麦茎、叶、穗和根生物量分配比例间存在一定的权衡,其分配比例相对恒定。乳熟期青引1号燕麦生物量分配模式为茎穗叶根。     

施肥对高寒草甸植物及土壤N,P,K的影响

施肥对退化草地的重建和恢复有重要作用,以青藏高原典型嵩草(Kobresia)草甸为研究对象,采用正交试验设计,测定了植物全氮、全磷、全钾和土壤全氮、全磷、全钾、速效磷及速效钾,分析了植物N/P,N/K,P/K,土壤N/P,N/K,P/K等化学计量特征。结果表明:在H9施肥条件下,土壤全氮、全钾、土壤N/P为最大值,分别为13.80 g.kg~(-1),11.99 g·kg~(-1)和16.16;在H5处理下,土壤速效磷、植物全磷达到最大值,分别为0.022 g·kg~(-1)和9.18 g·kg~(-1);在H4处理下的植物全氮为最大值(108.38 g·kg~(-1));在H1处理下,植物全钾为最大值(17.84g·kg~(-1));在H4处理下,植物N/P,N/K为最大值,分别为17.78和7.06,施肥对植物养分的作用要大于土壤。因此,施肥能显著提高高寒草甸植物全氮、全磷及全钾质量分数,影响植物及土壤养分化学计量关系。     

"黑麦草-水稻"草田轮作系统研究Ⅶ黑麦草残留物的田间分解及营养元素的释放动态

采用尼龙网袋分解法,将一定量的黑麦草根系和地上留茬(统称黑麦草残留物)置于田间耕作层令其自然分解,分别于埋设后11,39,70,109,161和244 d收集尼龙网袋内的样品,洗净,烘干,称重后用于分析全量N、P、K、Ca、Mg、Mn和Fe的含量.结果表明,黑麦草残留物在大田中通过生物降解,将养分释放到土壤中,在后作水稻的生长发育过程中,分解初期的释放量较高,埋设10 d后黑麦草残留物样品中近90%的Ca和37%～50%的C、N、P、K和Fe被释放,Mn和Mg则只有0.4%～13.4%被释放.在早稻生长过程中黑麦草残留物有74.9%被分解,C、N、Mn和Mg的矿化率均在80%以下,表现出一定的缓释效应.晚稻收获时各养分的释放率达到92%～99%.理论上黑麦草根系可以为0～20 cm土层贡献有机质、N、P、K、Fe、Mn、Mg和Ca分别达到865.42 g/kg,26.92 g/kg,1.75 g/kg,23.83 g/kg,2 741 mg/kg,75 mg/kg,162 mg/kg和46 mg/kg.     

高寒嵩草草甸植物群落生态化学计量特征研究

N、P是组成有机体的重要元素,以青藏高原玛沁县典型嵩草草甸为研究对象,测定了植物全氮、全磷和土壤有机质、全氮、全磷和全钾,分析了植物N/P、土壤C/N、N/P、C/P等化学计量特征.结果表明:玛沁嵩草草甸植物全氮质量分数范围为17.23g/kg～32.83g/kg,平均值为20.94g/kg;植物全磷质量分数在4.11g/kg～10.32g/kg,平均值为6.09g/kg;N/P在2.18～5.62,平均值为3.56.土壤有机质质量分数为102.60g/kg,全氮为5.68 g/kg,全磷为2.26g/kg,C/N为18.69,C/P为48.03,N/P为2.7.以上结果表明,玛沁嵩草草甸植物主要受N的限制,土壤养分较全国平均水平高.     

刈割次数对紫花苜蓿镉吸收影响及生理响应

采用盆栽试验研究了4种镉(Cd)浓度(0,10,25,50 mg/kg)下,刈割次数(1次,2次,3次)对紫花苜蓿生长和Cd累积量的影响及其生理响应。结果发现,多次刈割提高了紫花苜蓿地上部分的生长速率,促进了地上部分生物量的累积,3次刈割下地上部平均生长速率可达61.6 mg/(株·d),但3次刈割显著抑制了根系的生长(P<0.05)。生长季内2次和3次刈割可以促进根系Cd吸收,增加地上部分Cd累积量,进而提高紫花苜蓿Cd富集量,单株最大镉积累量出现在25 mg/kg Cd浓度的2次刈割处理中,达到75.98 μg/株。同时,2次或3次刈割会降低紫花苜蓿相对电导率、MDA含量,增加脯氨酸含量,改善紫花苜蓿在Cd胁迫下的生理状况。综合分析表明,当土壤Cd浓度不高于25 mg/kg时,紫花苜蓿生长季内2次刈割可以提高Cd污染土壤修复效率。     

极端干旱区种植行距对油莎豆生长及土壤特性的影响

为探究油莎豆（Cyperus esculentus）在极端干旱风沙环境中适宜种植行距,本研究在塔里木盆地南缘风沙活动强烈地段设置30 cm,60 cm,90 cm,120 cm等4个种植行距,分析了行距对油莎豆生长及土壤特性的影响。结果表明：油莎豆饲草与块茎产量随行距增加均呈先降低后增加的趋势;株密度与饲草、块茎及根系生物量均在30 cm行距下最大,在90 cm行距最低,但在60 cm与120 cm行距之间没有明显差异;在30 cm行距下,块茎和根系的氮、磷、钾吸收量均显著高于其他处理,相应的其在0~20 cm土层的碱解氮、有效磷和速效钾含量显著下降（P<0.05）;油莎豆种植后显著降低了20~40 cm土层盐分累积（P<0.05）,但在0~20 cm土层,90 cm和120 cm行距处理的盐分累积却显著增加（P<0.05）,且达到轻度盐渍化水平。综合来看,种植行距为30 cm时,油莎豆的生长表现及土壤盐分环境均优于其他处理,可作为该区域的推荐种植行距。     

两种灌丛化草原小叶锦鸡儿的叶片化学计量特征

本研究分析了内蒙古19个灌丛化草原样地（典型草原区11个、荒漠草原区8个）的小叶锦鸡儿（Caragana microphylla）叶片碳（Carbon，C）：氮（Nitrogen，N）：磷（Phosphorus，P）化学计量特征。结果显示：典型草原中小叶锦鸡儿叶片C含量，C：N，C：P，N：P显著低于荒漠草原，N，P含量显著高于荒漠草原；小叶锦鸡儿叶片N，P含量与土壤N，P含量呈正相关关系，叶片C含量与C：N，C：P呈正相关关系，叶片N与P含量呈正相关关系；小叶锦鸡儿叶片化学计量特征具有环境可塑性；叶片C含量在两种草原类型中，随年平均降水量（Mean annual precipitation，MAP）和年平均气温（Mean annual temperature，MAT）的变化趋势不一致；叶片N，P含量与MAP呈正相关关系，与MAT呈负相关关系；叶片C：N，C：P，N：P与MAP呈负相关关系，与MAT呈正相关关系；小叶锦鸡儿的生长主要受P限制。本研究结果有助于了解小叶锦鸡儿的养分利用策略，并为灌丛化草原植被的保护和恢复工作提供参考。     

盐胁迫下VA菌根真菌对无芒雀麦体内矿质元素含量及组成的影响

盆栽条件下研究了不同ＮａＣｌ水平、ＶＡＭ真菌对无芒雀麦（Ｂｒｏｍｕｓｉｎｅｒｍｉｓ）生长和矿质元素吸收的影响。结果表明：在土壤中加入ＮａＣｌ量为０、１、２、３ｇ／ｋｇ条件下,随着ＮａＣｌ水平提高,植株生物产量降低。在同一ＮａＣｌ水平下,接种ＶＡＭ真菌处理的生物产量显著高于对照;而且随着ＮａＣｌ水平提高,无芒雀麦对ＶＡＭ真菌的依赖性也呈增加趋势,说明盐胁迫下ＶＡＭ真菌对无芒雀麦生长的促进作用增大。与不接种处理相比,在ＮａＣｌ胁迫下接种ＶＡＭ真菌根处理的植株磷含量提高,钠含量和Ｎａ／Ｋ、Ｎａ／Ｃａ、Ｎａ／Ｐ、Ｃｌ／Ｐ元素间的含量比例降低;在ＮａＣｌ水平较高时（大于２ｇ／ｋｇ）接种ＶＡＭ真菌还显著增加了植株体内Ｎ和Ｋ的含量。上述结果说明,ＶＡＭ真菌提高无芒雀麦耐盐性的原因与其改善植株营养条件（如Ｎ、Ｐ等）、降低Ｎａ、Ｃｌ在植株体内的相对含量有关。     

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表明：除土壤pH和速效钾外,2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量,其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时,切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加,氮磷比、微生物量碳氮比降低,表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N,P元素的限制。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关,土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境,为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。     

黄土高原沟壑区苜蓿生产力及养分特性的研究

在长期定位试验的基础上,研究了黄土高原沟壑区粮草轮作中苜蓿产草量及其养分变化特性。结果表明,苜蓿产草量一年生最低,为8 763 kg/hm²,3年生产草量达到最高,为12 020 kg/hm²,4年生产草量为9 665 kg/hm²,开始出现下降。1年生苜蓿对氮、磷、 钾的吸收量最低,分别为218 kg/hm²,11 kg/hm²,105 kg/hm²,3年生苜蓿对磷、钾的吸收量最高,分别为23 kg/hm²和185 kg/hm²,比1年生苜蓿吸磷量高109.1%、吸钾量高76.2%;而4年生苜蓿对氮的吸收量最高,为351 kg/hm²,比1年生苜蓿吸氮高61%。土壤有机质、全氮和碱解氮含量逐年增加,有机质由15.60 g/kg增至18.26 g/kg,全氮由1.20 g/kg增至1.50 g/kg,碱解氮由64.74 mg/kg增至88.02 mg/kg;土壤全磷、速效磷及速效钾含量逐年下降,全磷由0.86 g/kg降至0.76 g/kg,速效磷由14.00 mg/kg降至9.27 mg/kg,速效钾由70.51 mg/kg降至54.35 mg/kg。建议在生产中施适量钾肥满足苜蓿高品质、高产量的需要。     

宁夏盐池县荒漠草原区不同群落优势植物叶片-土壤生态化学计量特征

为分析宁夏荒漠草原区不同群落植物与土壤的碳（Carbon,C）、氮（Nitrogen,N）、磷（Phosphorus,P）含量及其比值特征,本研究以宁夏盐池县荒漠草原区8种群落的植被及土壤为对象,研究了不同群落优势植物与土壤生态化学计量特征及其相互关系。结果表明：与全球平均水平相比,研究区不同群落优势植物叶片与土壤的C,N,P含量均较低;不同群落优势植物叶片与土壤的生态化学计量特征不同;苦豆子（Sophora alopecuroides）群落、短花针茅（Stipa breviflora）群落、赖草（Leymus secalinus）群落与白刺（Nitraria tangutorum）群落的限制植物生长的元素主要是P,甘草（Glycrrhiza uralensis）群落、中亚白草（Pennisetum centrasiaticum）群落和油蒿（Artemisia ordosica）群落植物的生长限制元素主要是N,N与P元素共同限制牛枝子（Lespedeza potaninii）群落的植物生长;土壤总C含量与植物总C含量具有极显著的正相关关系（P<0.01）,与土壤全N和全P含量呈显著正相关（P<0.05）;植物总C含量与土壤全P含量呈显著正相关（P<0.05）。     

宁夏荒漠草原蒙古冰草资源分配特征

为了解不同群落生境蒙古冰草(Agropyron mongolicum)资源权衡策略及种群维持机制,在宁夏荒漠草原选取以蒙古冰草为优势种或亚优势种的群落为研究对象,研究了不同群落蒙古冰草资源分配特征。结果表明：(1)蒙古冰草个体生物量及根冠比在不同群落之间差异显著(P<0.05),构件生物量分配均表现为根>茎>叶>穗;(2)不同群落蒙古冰草各构件C,N,P含量均以根部最低,C/N,C/P以茎部最高,N/P以叶部为高,比值范围为18～23;不同群落之间则表现为C/N和C/P总体以M2群落较高,地上部各构件N/P以M3群落较高(P<0.05);(3)蒙古冰草地下生物量与土壤含水量呈显著负相关,与各构件N,P元素含量呈显著正相关;各构件P元素含量与其生物量分配比及地上地下生物量之间存在显著相关关系(P<0.05)。综上,蒙古冰草可通过调整自身构件分配格局和养分利用策略保证其在不同群落生境的生长发育和繁殖。