河西走廊藜麦C、N、P生态化学计量学特征对物候期的响应

藜麦（Chenopodium quinoa）是南美洲传统作物,具有极高的营养价值和较强的环境适应能力,但其在我国西北干旱区的适应性还有待深入研究。生态化学计量学是对有机体的元素组成（主要是C、N、P）及其关系进行研究的科学,能一定程度地反映有机体的特征及其与环境的关系。在河西走廊大田栽培条件下,本试验研究了藜麦主要物候期的碳（C）、氮（N）、磷（P）含量及其生态化学计量比的变化。结果表明：随物候期的变化,藜麦的有机碳（organic carbon,OC）含量变化不显著,而全氮（total nitrogen,TN）和全磷（total phosphorus,TP）含量则显著降低;各器官间的OC含量较稳定,而TN和TP含量差异显著且叶和穗较高。藜麦的C∶N、C∶P随物候期的变化呈升高趋势,N∶P则呈先降低后显著升高趋势;根和茎C∶N、C∶P较高而叶N∶P较高。物候期和器官显著影响藜麦的C、N、P含量和计量比,后者与藜麦的生长和物质积累速度显著相关。     

退化红壤植被恢复团聚体及化学计量特征

为了探究不同植被恢复模式对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)分配格局及其生态化学计量特征的影响,为红壤侵蚀区的植被恢复措施及生态治理模式优化提供科学依据,以江西省泰和县红壤严重退化地为研究对象,对研究区马尾松纯林、湿地松纯林、木荷纯林、马尾松木荷混交林(马木混交林)以及湿地松木荷混交林(湿木混交林)5种植被恢复模式0—20,20—40cm土层不同粒径水稳性团聚体C、N、P分配格局及其化学计量特征进行了研究。结果表明:(1)0—40cm不同粒径团聚体分别占总重56.34%(>2mm),30.01%(0.25~2mm),7.14%(0.053~0.25mm),6.54%(<0.053mm),各植被恢复模式土壤水稳性团聚体含量随着粒径的减小而降低,且差异显著(p<0.05),马木混交林>2mm土壤水稳性团聚体含量显著高于其他恢复模式(p<0.05);(2)各植被恢复模式土壤C、N、P含量以马木混交林及湿地松纯林较高,水稳性团聚体C、N、P的含量总体随着粒径减小呈升高的趋势,以较小粒级养分含量较高,且存在显著差异(p<0.05);土层间C、N含量差异显著,P无显著差异,C∶N、C∶P及N∶P存在显著差异(p<0.05);粒径间C∶N、C∶P及N∶P存在显著差异;土壤团聚体C、N与C∶N、C∶P、N∶P均呈极显著相关关系,N∶P值较高且P与N∶P存在显著负相关性(p<0.05);(3)土壤C、N与土壤团聚体C、N含量显著相关(p<0.05),土壤团聚体C、N与土壤容重及含水率存在极显著相关性(p<0.01)。研究结果表明,不同植被恢复模式对土壤养分的改善作用主要集中于表层土壤;土壤团聚体养分对土壤养分状况具有指示作用,且土壤团聚体养分保持能力与土壤物理性质有关;研究区植被生长限制因素以P限制为主且大团聚体和微团聚体受P限制作用更严重;马木混交林较其它植被恢复模式对土壤质量和结构提升均具有显著作用。     

亚热带2种针叶林土壤碳氮磷储量及化学计量比对混交的响应

针叶林混交阔叶树是改善土壤肥力、增强林地养分循环的重要措施,而混交效应受到针叶树种自身特性的影响,马尾松(Pinus massoniana)和湿地松(P.elliottii)是亚热带地区广泛种植的针叶树种,但目前2种针叶林对阔叶树混交的响应特征还不清楚。选取马尾松、湿地松纯林以及木荷(Schima superba)补植后形成的马尾松—木荷和湿地松—木荷混交林为研究对象,采集剖面土壤样品,测定土壤容重、有机碳(OC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算碳氮磷储量及化学计量特征,比较不同森林类型间的异同。混交阔叶树显著增加了马尾松林0—60cm各土层OC含量,而湿地松纯林与其混交林间OC含量无显著差异。同时,混交增加了2种针叶林土壤TN含量。马尾松林混交后0—60cm土层碳储量显著增加95.8%,而混交阔叶树对湿地松林土壤碳储量无显著影响。混交阔叶树后马尾松和湿地松林0—60cm土壤总氮储量分别增加了15.8%和28.4%,但混交对土壤磷储量无显著影响。混交显著增加了马尾松林0—40cm各土层C/N,而降低了湿地松林0—10cm土层C/N。混交阔叶树后马尾松林0—20cm土层C/P和0—10cm土层N/P显著增加,而混交仅增加湿地林0—10cm土层N/P。混交阔叶树增加了针叶林土壤氮储量,但对磷储量无显著影响,同时混交改变了土壤碳氮磷生态化学计量特征。与湿地松林相比,马尾松林土壤养分含量、储量及其化学计量特征对混交的响应更敏感。     

闽江河口区稻田土壤和植物的C、N、P含量及其生态化学计量比

选取闽江河口区稻田为研究区域,对土壤和植物的C、N、P含量及其生态化学计量比进行测定和分析。研究表明：土壤C、N、P元素的变化范围分别为5.72-13.41、0.47-0.82和0.33-0.89 mg.g-1,平均值分别为9.50、0.62和0.56 mg.g-1,其C与N、C与P、N与P的比值分别为12.18-16...     

攀枝花市米易县植烟土壤生态化学计量学特征研究

为阐明长期植烟对土壤生态化学计量特征变化的影响,对比分析了攀枝花市米易县植烟区域第二次土壤普查与现今植烟土壤生态化学计量学演变特征,为区域植烟土壤生态退化阻控提供科学依据。结果表明：(1)长期植烟引起土壤有机碳的大量消耗,与第二次土壤普查结果相比,该区域植烟土壤C/N、C/P、C/K分别下降23.69%、23.63%和7.16%,这与全N、P、K不同程度富集有关; N/P较第二次土壤普查降低15.98%,是由于磷更容易被土壤固定,增幅相对较大;(2)米易县植烟土壤有机碳含量与N/P、N/K、P/K变化呈极显著正相关,说明土壤有机碳是影响土壤生态化学计量比变化的重要因素,应重视植烟土壤有机碳的补充。     

黄土高原不同封育年限草地土壤与植物根系的生态化学计量特征

黄土高原特别是干草原地区植被演替的研究比较薄弱。当前植物生态化学计量学的研究主要集中在植物叶片方面,对根系的研究较少。选取宁夏云雾山草原植被不同封育年限的土壤和植物样品,以生态化学计量学原理为基础,测定并分析了土壤与根系的碳(C)、氮(N)、磷(P)及其生态化学计量比与相互关系。结果表明:(1)随着封育年限的增加,土壤容重逐渐减小,土壤有机碳和全氮变异性较大,全磷变异性较小,且封育初期土壤有机碳和全氮含量先降后升,至封育20、30年,保持相对平稳。0~20 cm土层土壤的碳氮比(C∶N)、碳磷比(C∶P)、氮磷比(N∶P)分别为9.04~9.63、19.62~32.27、2.14~3.37,20~40 cm土层土壤的分别为8.68~9.22、15.74~26.32、1.80~3.03。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关。(2)植物根系C、N、P含量变化范围分别为357.6~381.4 g kg-1、7.35~8.18 g kg-1、0.54~0.70 g kg-1;根系中的C元素含量随封育年限的增加逐渐升高,N、P元素含量均小于全球平均值。根系C∶N随着封育年限的增加变异性较大,C∶P、N∶P随着封育年限的增加变异性较小。(3)植物根系的C∶N∶P化学计量特征受土壤的影响调控大于其自身,且土壤磷含量对植物根系C∶N∶P生态化学计量特征影响的显著性(p0.01)大于土壤氮含量(p0.05)。此外,该地区封禁后,草地生产力易受到土壤N含量的限制。     

Effects of Soluble Silicate and Nanosilica Application on Rice Nutrition in an Oxisol

Silicon(Si) has been supplied to plants via application of calcium silicate to soil; however, high doses of calcium silicate are required because of its low solubility. Nanoparticles can reduce Si doses and be applied to seeding furrows. This study investigated the effects of liquid Si sources, i.e., highly soluble silicate(115.2 g L~(-1) Si and 60.5 g L~(-1) Na_2O) and nanosilica( 200 nm), on Si uptake by rice plants, plant lignification, plant C:N:P stoichiometry, plant physiology, and grain yield using an Oxisol under greanhouse condistions. The treatments included the application of nanosilica and soluble silicate to seeding furrows at Si doses of 0, 605, 1 210,and 2 420 g ha~(-1). Plant uptake and treatment effects were evaluated by measuring C and lignin contents, Si, N, and P accumulation,physiological characteristics, and grain yield of rice. The deposition of silica bodies and amorphous silica in the flag leaves was analyzed using scanning electron microscopy. Application of liquid Si increased Si accumulation in rice by 47.3% in relation to the control(0 g ha~(-1) Si), regardless of the Si sources used. Nanosilica application increased leaf lignin content by 112.7% when compared to that in the control. Silicon moderately affected the net C assimilation(increased by 1.83%) and transpiration rates(increased by 48.3%);however, Si influenced neither plant growth nor grain yield of rice. These results are explained by the lack of biotic or abiotic stress in rice plants during the experiment. To the best of our knowledge, in Brazilian agriculture, this is the first report on the use of nanosilica as a Si fertilizer and its effect on plant nutrition. This study provides evidence that rice plants absorb and accumulate nanoparticles;however, further studies are required to investigate the use of nanoparticles in other plant species.     

外源碳氮对植物生态化学计量特征的影响研究进展

为了了解全球二氧化碳（CO2）浓度升高和人为N沉降加重的环境条件对植物养分状况的影响,笔者分析了森林植物的碳（C）、氮（N）、磷（P）含量以及生态化学计量比对于外源C、N及其交互作用响应的国内外文献数据。分析结果表明：1）CO2浓度升高将提高植物对C的吸收,降低植物N含量,导致植物的C：N在大部分试验中表现为增加趋势,外源C、N对植物P含量的影响结果不一,从而使N：P在不同的试验中结果不同;2）短期人为N沉降会增加植物的C、N含量,降低P含量,植物的C：N有所降低,而N：P却呈升高趋势;3）在CO2和N沉降二者交互作用下,植物N、P含量及其化学计量比的变化可能会出现“中和反应”,在不同的试验可能会表现出升高、降低或不变的趋势。CO2浓度升高和大气N沉降加重呈现出越来越明显的趋势,对生态系统结构和功能的影响也逐渐成为国内外生态学家研究的热点。本研究可为深入探讨外源C、N增加条件下的生态系统养分循环和生态化学计量特征提供参考依据,以便更好的提出CO2浓度升高和N沉降加重的大气背景下植物生长的应对策略。     

Influence of storage and drying methods on invertebrate elemental and isotopic measurements

Optimised pre-analytical methods for measuring the chemical properties of soil macro-organisms are needed. We tested the effects of ethanol immersion, freezer storage, and drying method on the reliability of estimates of key stoichiometric elements (carbon [C], nitrogen [N], phosphorus [P]) and abundances of ¹³C and ¹⁵N in samples of crickets (Acheta domestica), cockroaches (Nauphoeta cinerea) and mealworms (larval Tenebrio molitor). Ethanol immersion tended to increase A. domestica C and N, and reduced A. domestica P, relative to the reference treatment (deep freezing and oven drying). For N and P these effects were only present after 28-day ethanol immersion. Nauphoeta cinerea and T. molitor samples were generally unaffected by storage treatments, while δ¹³C and δ¹⁵N were not affected by any storage treatment for any species. Thus, five days of ethanol immersion may be acceptable prior to elemental and stoichiometric analyses of hard-bodied soil invertebrates in comparative studies.     

闽西南崩岗侵蚀区芒萁叶片生态化学计量特征

为了阐明极度退化的崩岗生态系统内芒萁的生长状态和养分储存特征,对闽西南3处不同侵蚀强度的典型崩岗内芒萁叶片C、N、P含量及C/N、C/P、N/P特征进行研究,对比分析不同侵蚀强度下崩壁部位和崩岗不同侵蚀部位中芒萁叶片的生态化学计量特征。结果表明:崩岗内芒萁叶片的C、N、P平均含量分别为477.10 g·kg~(-1)、6.45 g·kg~(-1)、0.25 g·kg~(-1),芒萁叶片的N、P养分含量极低;而C/N、C/P、N/P平均值分别为96.82、2 097.20、27.67,芒萁生长受P限制。不同侵蚀强度下的崩壁内芒萁叶片的C、N、P含量及C/P、N/P均存在显著差异(P0.05),C含量、C/P和N/P均随着侵蚀强度的增强而减小,N含量在中度侵蚀的崩壁内较高,而P含量则随着侵蚀强度的增强而增加,表明芒萁对土壤侵蚀严重的崩岗生态系统具有很强的适应能力。在崩岗的不同侵蚀部位中芒萁叶片的P含量、C/P和N/P均存在显著差异(P0.05),P含量在集水坡面最高,在崩壁最低;而C/P、N/P均表现为崩壁显著大于其他各侵蚀部位。可见,在崩岗的不同侵蚀部位,崩壁中芒萁对C的同化能力强于其他侵蚀部位,且对P利用效率也显著高于其他侵蚀部位。综上,在侵蚀严重的崩岗生态系统中,芒萁有较强的同化C能力和较高的对P利用效率,能通过调节自身C、N、P元素含量很好地适应土壤侵蚀严重、养分极度贫瘠的生境。