顶端调控措施对烤烟生长、内源激素及氮钾累积的影响

【研究目的】该文探讨了打顶初期2周内打顶和植物生长调节剂对烤烟生长、内源激素和氮钾累积的影响。【方法】在盆栽基质培养条件下,进行了打顶和打顶+生长调节剂处理,采用酶联吸附免疫测定技术分析了烤烟根和叶中内源IAA、ABA、GA3和ZR的变化。【结果】与不打顶相比,打顶能够降低烤烟叶内IAA、ABA、GA₃和ZR的含量,刺激根中IAA、ABA、GA₃和ZR的增加,其中1h时打顶叶中IAA含量比不打顶降低了2倍,14d时打顶根中IAA含量比不打顶和打顶生长调节剂处理增加了140.70%和110.77%,5h和24h时打顶根中GA₃含量比不打顶增加124.18%和106.66%。打顶和打顶＋生长调节剂处理干物质和氮素累积与不打顶相比主要在中上部叶、茎和根,钾累积量在叶和根中,茎和整株钾累积量降低。【结论】顶端的存在影响内源激素、光合作用产物和养分在烟株体内的累积,打顶后涂抹植物生长调节剂在一定程度上代替烟株顶端的作用。     

基于工程措施的喀斯特落水洞土壤及养分流失阻控效果

为揭示前期研发的阻控工程措施对喀斯特峰丛洼地土壤及养分流失的阻控效果,采用室内模拟和原位监测,采集暴雨后经阻控和未阻控的水流样品,分析样品中土壤、总养分及溶解性养分含量变化。结果表明,室内模拟暴雨条件下,生物质炭对土壤和养分流失的阻控效果表现为前期好于后期,且阻控效果与过滤材料粒径相关,以40目效果好于20目。其中,在暴雨初期(0 h),40目生物质炭对总氮、总磷、总钾流失的阻控率分别为31.9%、35.9%和37.2%,显著高于20目生物质炭对相应养分的阻控率(19.1%、16.6%和18.4%)。原位条件下,暴雨后24 h内工程措施(使用混合过滤材料)对总氮、总磷和总钾的阻控率分别达40.0%、92.3%和62.6%,对硝态氮、磷酸盐流失的阻控率分别为35.3%和12.5%,对其它有效态养分流失的阻控效果不明显(0.66%～3.70%)。总体上,采用工程措施对于暴雨后经喀斯特峰丛洼地落水洞流失土壤及总养分的阻控效果明显,但对水溶态养分的阻控效果有限。     

喀斯特典型生态系统土壤有机碳积累特征与稳定机制

土壤有机碳是衡量生态系统稳定性、土壤健康与肥力水平的重要指标。喀斯特峰丛洼地土壤具有土被不连续、土层浅薄、高钙、微碱性等特点,造成其有机碳分布、积累与稳定机制有别于其它岩性发育的土壤。基于此,我们在过去10年研究中,建立了基于探地雷达技术的喀斯特非连续性土壤及其有机碳分布的研究方法,研究了土壤微生物总量及其群落、碳氮循环相关功能微生物群落对喀斯特生态系统退化的响应,探讨了喀斯特土壤丛枝菌根真菌群落分布特征及其对岩性、坡位等立地条件的响应,明确了外源有机碳和无机碳(碳酸钙)输入对喀斯特土壤有机碳矿化和积累的影响,从团聚体稳定性、有机碳矿化、激发效应、微生物生物量碳周转角度明确了土壤有机碳的稳定性以黑色石灰土棕色石灰土红壤,初步阐明了喀斯特土壤有机碳的稳定性机制,并研发了土壤垂直漏失阻控技术、桑枝原位快速腐熟技术等喀斯特区土壤改良的关键技术。其结果对于揭示喀斯特生态系统土壤有机碳积累与稳定机制、评估喀斯特区土壤固碳的效应与潜力、提升喀斯特生态系统的可持续性有重要科学意义。     

喀斯特有机烟区不同施肥模式对烟叶化学成分的影响及其与土壤微生物性质的关系

【目的】研究酒糟配施微生物肥逐步取代烟草专用有机肥和农家肥对烤烟烟叶主要化学成分以及土壤微生物性质的影响。【方法】采用小区试验,设置10个有关酒糟有机肥部分替代或完全替代农家肥和商品有机肥并配施微生物肥的处理,于烤烟成熟期采集烟叶样品和土壤样品,分析烟叶化学成分、土壤基本性质和微生物群落结构。【结果】当酒糟部分替代或完全替代农家肥和商品有机肥时,配施微生物肥在一定程度上均能降低烟叶烟碱(尤其是下部叶,降幅0.00%~0.60%)、总糖(降幅0.67%~5.91%)、还原糖(降幅0.24%~5.46%)、氯含量,小幅度增加烟叶氮素含量(P0.05),而对钾素影响不大(P0.05)。与对照相比,大部分优化施肥处理能在一定程度上改善烟叶化学成分,且当酒糟部分取代专用有机肥和农家肥时,需配施少量沃土沃或时科竹炭微生物肥,而当其全部取代专用有机肥和农家肥时可不配施微生物肥(P0.05)。所有施肥处理下,土壤细菌均以变形菌(平均占总细菌群落的19.0%)、放线菌(16.5%)、酸杆菌(14.1%)和绿弯菌(13.7%)占优势,且优化施肥后土壤细菌优势群落结构和多样性能保持稳定,以维持原有土壤生态功能。【结论】基于分析烟叶化学成分、土壤基本性质和微生物群落结构表明,采用喀斯特山区低廉且易获得的酒糟配合少量微生物肥替代价格高昂的烟草专用有机肥以及日渐匮乏的农家肥是可行的。     

一种改良的旱地土壤微生物DNA提取方法

为了寻求一种快速、简便、经济且高效的旱地土壤微生物DNA提取方法,在QIN等的稻田土壤DNA提取方法基础上,进行改良试验:(1)称0.3 g干土加入300μL无菌水,于-80℃过夜;(2)研究加入CTAB和SDS的最适配比,CTAB、SDS的总体积为500μL,并设置加玻璃珠和不加玻璃珠试验,最后将改良方法与试剂盒法进行土壤微生物DNA提取效果对比分析。结果表明,将称取的0.3 g干土中加入300μL无菌水于-80℃过夜,并调整CTAB与SDS的体积配比为100∶400,所提取的红壤旱地土微生物DNA含量最高达到6.29μg/g(略低于试剂盒法的7.46μg/g),纯度较试剂盒法高,PCR扩增效果良好,此法相对于试剂盒提取法更经济、高效。因此,该改良QIN法适合于红壤旱地土壤微生物DNA的提取。     

喀斯特高原典型小流域土壤有机碳及其组分的分布特征

以贵州省清镇王家寨为喀斯特高原典型样区,采用网格布点法,调查研究了土壤总有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的分布特征.研究结果表明:灌木林地表层土壤SOC、DOC和MBC含量分别为56.86、68.74 mg· kg-1和264.12 mg· kg-1,均显著高于旱地与水田(P＜0.05);各土地利用方式表层土壤微生物熵(MBC/SOC)值处于0.45％～0.55％之间,土地利用方式对土壤SOC及其组分均有显著影响.协方差分析表明,土壤MBC受土地利用方式和pH的影响较大,土壤SOC和DOC受海拔高度的影响较大.不同土地利用方式下土壤SOC与MBC无相关性,而DOC与MBC的相关性正负各异.3种土地利用方式剖面土壤中,灌木林地0～30 cm各土层MBC含量差异显著(P＜0.05),水田20～30 cm土层DOC含量显著低于0～20 cm各土层.表层(0～10 cm)土壤SOC密度以灌木林地最大,但旱地(155.97 t·hm-2)和水田(107.92 t·hm-2)1 m以内土体的有机碳密度显著高于(P＜0.05)灌木林地(76.14 t·hm-2),结合土层厚度,水田与旱地有机碳储量高于灌木林地.研究表明加强保护灌木林地,对农耕地实行秸秆还田,将有利于区域土壤有机碳的积累和区域生态的恢复,维持区域的可持续发展.     

基于探地雷达的喀斯特峰丛洼地土壤深度和分布探测

[目的]研究喀斯特土壤的深度和分布,为利用探地雷达(GPR)技术开展喀斯特地区峰丛洼地土壤分布的研究提供理论依据。[方法]通过室内模拟试验,建立喀斯特地区3种典型质地土壤(砂质黏壤土、黏壤土、粉(砂)质黏土)中探地雷达电磁波波速和土壤含水量的关系式。通过实地测定土壤质地和含水量,选择合适的关系式,对探地雷达图像进行校准、解译,获得土壤深度,并采用开挖法进行验证。[结果]得到了3种质地土壤中电磁波波速(ν)与含水量(θ)关系的三次多项式。利用该关系式探测的喀斯特土壤理论深度与实地开挖的结果相符,误差为0—10cm。利用探地雷达软件生成了反映测线下不同位置土壤深度的二维图像和样方内土壤深度分布的三维图像,表明土壤主要分布在0—50cm。[结论]利用探地雷达技术探测喀斯特地区土壤深度和分布是切实可行的。     

顶端调控措施对烤烟生长、内源激素及氮钾累积的影响

 【研究目的】该文探讨了打顶初期2周内打顶和植物生长调节剂对烤烟生长、内源激素和氮钾累积的影响。【方法】在盆栽基质培养条件下,进行了打顶和打顶+生长调节剂处理,采用酶联吸附免疫测定技术分析了烤烟根和叶中内源IAA、ABA、GA3和ZR的变化。【结果】与不打顶相比,打顶能够降低烤烟叶内IAA、ABA、GA₃和ZR的含量,刺激根中IAA、ABA、GA₃和ZR的增加,其中1h时打顶叶中IAA含量比不打顶降低了2倍,14d时打顶根中IAA含量比不打顶和打顶生长调节剂处理增加了140.70%和110.77%,5h和24h时打顶根中GA₃含量比不打顶增加124.18%和106.66%。打顶和打顶＋生长调节剂处理干物质和氮素累积与不打顶相比主要在中上部叶、茎和根,钾累积量在叶和根中,茎和整株钾累积量降低。【结论】顶端的存在影响内源激素、光合作用产物和养分在烟株体内的累积,打顶后涂抹植物生长调节剂在一定程度上代替烟株顶端的作用。     

基于探地雷达技术估算喀斯特峰丛洼地不同坡位土壤有机碳密度的方法

在典型喀斯特峰丛洼地区按上、中、下坡位和洼地分别选取四个样方,利用探地雷达技术探测土壤深度,获得各层次土壤体积分数,结合土壤剖面采样获得的土壤有机碳含量、石砾含量和容重等数据,计算土壤有机碳密度。结果表明:该峰丛洼地区上、中、下坡位的土壤主要集中在0~30 cm深度范围内,体积分数范围为72%±16%~78%±6%,洼地的土壤则主要集中在0~70 cm,体积分数为64%±17%;土壤剖面0~30 cm内有机碳含量逐层显着下降(P<0.05),在深度30 cm以下下降趋势变缓,表层土壤有机碳含量从上坡至洼地逐渐降低,符合喀斯特地区特有的“养分倒置”现象;基于探地雷达法测得的0~20 cm土壤有机碳密度由上坡至洼地逐渐减小,上坡与洼地差异显着(P<0.05),而0~100 cm土壤有机碳密度则洼地显着大于坡地(P<0.05);探地雷达法与“平均深度法”相比,后者对前者的相对误差为0.3%~14.5%,未达到显着差异。通过研究建立了基于探地雷达准确获取土壤深度的土壤有机碳密度的估算方法,适用于喀斯特非连续性土壤,为进一步准确估算喀斯特地区土壤有机碳储量提供了更可靠的方法。     

红壤丘陵区旱地和水旱轮作地土壤中纤维素降解功能微生物群落特征

为揭示农田土壤有机质中纤维素降解的微生物机制,依托红壤丘陵区长期定位试验,以两种土地利用方式(旱地和水旱轮作地)下两种施肥模式(化肥、秸秆还田配施化肥)的农田生态系统为研究对象,分析了表层土壤中纤维素含量、纤维二糖水解酶活性以及纤维素降解功能微生物丰度与群落结构的周年动态变化特征。结果表明:长期(13年)施肥后土壤中纤维素并未发生显著积累,且从周年动态变化来看,秸秆还田后旱地和水旱轮作地中纤维素分别在6个月和3个月内完全降解或被转化为其他形态;相关分析表明,纤维二糖水解酶活性与纤维素含量呈显著正相关,而真菌cbh I基因丰度与纤维二糖水解酶呈显著正相关(P0.01),因此功能基因cbh I可用于指示本研究供试土壤中降解纤维素的关键微生物群;聚类分析表明,旱地和水旱轮作地的纤维素降解微生物(含cbh I基因)互相分离,即与施肥相比,土地利用方式是引起土壤中纤维素降解微生物群落组成改变最主要的因素;克隆测序结果显示,两种土地利用方式下纤维素降解功能微生物均以伞菌和粪壳菌占绝对优势,分别占总克隆库的22.9%~39.5%(平均为34.7%)和17.7%~42.3%(平均为28.5%),其中秸秆还田后的纤维素降解过程可能由粪壳菌主导。研究结果阐明了红壤丘陵区旱地和水旱轮作地中秸秆还田后纤维素降解及其功能微生物群落的异同,为揭示农田土壤新鲜有机质中易分解组分(纤维素)的微生物转化机制提供了基础数据。