枣树间作巷道土壤养分空间分异对冬小麦冠层光分布的响应

【目的】本文调查了枣麦间作时冬小麦冠层光分布对土壤养分变化的影响。【方法】采用田间调查与室内分析相结合的方法,以株行距为3 m×4 m南北行向栽植的枣树(Ziziphus jujuba)与冬小麦(Triticum aestivum)间作系统为研究对象,以2016-2017年生长季冬小麦冠层光合有效辐射(PAR)为基础,在不同调查时期(拔节期、抽穗期、扬花期、灌浆期、成熟期)测定冬小麦冠层PAR,并同步测定土壤有机质、速效N、速效P、速效K等养分含量,分析冬小麦冠层PAR分布对土壤养分吸收利用的影响。【结果】不同调查时期冬小麦冠层PAR均呈"n"型单峰曲线时空分布,土壤中各养分含量变化也呈现出一定的时空异质特征,其中,土壤有机质和速效K均表现出"中间低,两侧高"的变化规律,速效N和速效P则表现出"东侧高,西侧低、中间低,两边高"和"东侧低,西侧高、中间低,两边高"的变化规律。土壤有机质、速效N、速效P和速效K含量分别在拔节期、成熟期、灌浆期和扬花期达到最低值,分别为15.04 g·kg~(-1)、58.98 mg·kg~(-1)、6.91 mg·kg~(-1)和164.86 mg·kg~(-1)。相关系分析显示,冬小麦冠层PAR与速效P呈极显著负相关,土壤有机质则与速效N、速效K分别呈极显著正相关和显著正相关。【结论】研究认为,枣麦间作系统中冬小麦冠层PAR时空分布具有一定的异质性,在冬小麦整个生育期内主要表现为"中间高,两侧低"和"东侧高,西侧低"的分布特征。长期处于异质光环境中的冬小麦对土壤速效养分利用的差异累积使其也呈现出明显的空间分布差异。为提高间作系统产量,可在冬小麦拔节期增施有机肥,扬花期增施K肥,灌浆期增施P肥,成熟期增施N肥,且适当增加巷道西侧区域施肥量。光照充足时,速效P的亏缺是限制冬小麦生长的主要养分因子。枣麦共生期间适当增施P肥有利于系统生产力的维持。     

金佛山方竹不同冠层枝叶生长动态模拟模型

为探究金佛山方竹不同冠层枝叶动态生长规律,构建枝叶生长发育模型,为金佛山方竹科学培育和水肥管理提供理论依据。以贵州省遵义市顶箐山的金佛山方竹天然林为实验对象,建立枝长-节间长拟合方程,运用Richards方程对枝叶生长的实测数据进行曲线拟合,以生理发育时间为预测变量,构建生长发育时间动态模型。结果表明:所有动态生长模型R~2值均在0.98以上,残差符合正态分布;金佛山方竹不同冠层枝叶生长进程均呈现"慢-快-慢"的生长规律;不同冠层枝长、节间长、叶长以及叶宽的潜在最大值呈现上、中层大于下层;不同冠层枝条随节位数增加节间长均呈现先增大后减小趋势;枝叶发育规律均表现为自上而下萌发,并于同一时间停止生长。金佛山方竹不同冠层枝叶起始发育时间、生长速率不同,枝长、叶长、叶宽潜在最大值不同,这与金佛山方竹适应环境的生存策略有关;Richards生长曲线能较好的拟合金佛山方竹枝叶动态成长过程,为金佛山方竹科学培育,水肥管理提供科学依据。     

苏南地区农业土地利用方式改变对土壤理化及生物学性质的影响

【目的】研究苏南地区稻麦轮作农田转变为桃园对土壤理化及生物学性质的影响,旨在为苏南地区土地合理利用和土壤质量管理提供数据支撑。【方法】于2017年麦季 (5月) 和稻季 (7月) 采集研究区稻麦轮作田及由其改为桃园的土壤样品,采用常规方法测定土壤理化性质,96微孔酶标板荧光分析法测定土壤酶活性,实时荧光定量方法测定细菌16S rRNA和真菌ITS基因丰度。【结果】当土地利用方式由稻麦轮作田转变为桃园后,土壤理化性质发生明显变化。与水旱轮作田相比,桃园土壤容重增加,总孔隙度没有明显改变,但毛管孔隙度显著降低,而非毛管孔隙度显著增加,土壤更加紧实,pH有进一步降低的趋势;土壤有机质含量下降,全磷和有效磷含量增加;土壤细菌16S rRNA基因丰度下降,真菌ITS rRNA基因丰度升高,有机质降解的微生物群落由“细菌型”向“真菌型”转化。相应地,土壤中与氮转化相关酶和过氧化氢酶活性降低。从春季到夏季,稻麦轮作田和桃园土壤有机碳含量均下降,稻田降幅较大。另外,两种利用方式下土壤的细菌16S rRNA基因丰度、真菌ITS rRNA基因丰度、纤维素酶和蔗糖酶的活性均显著下降。【结论】苏南地区农业土地利用方式的转变显著增加了土壤容重,改变了土壤孔隙性,增加了土壤全磷和有效磷含量,降低了土壤pH,进而大幅度降低了土壤中氮转化酶活性,并促使土壤微生物菌群由细菌型向真菌型转变,最终影响土壤的养分循环及固碳潜力。因此,土地利用方式改变后,应注重土壤养分的管理。     

银杏bHLH家族转录因子生物信息学及表达分析

以银杏基因组数据为基础,对银杏bHLH转录因子进行筛选和分析,从银杏基因组中鉴定出72条bHLH转录因子。进一步分析发现,不同bHLH转录因子序列长度和分子量差异较大,而理论等电点及亲水性等比较接近;各家族成员均含有N端碱性氨基酸区和C端的螺旋-环-螺旋区;该家族可分为17个亚家族,相同亚家族成员保守基序的类型十分相似。通过启动子分析发现,多数银杏bHLH基因启动子均含有光响应元件、激素响应元件和逆境胁迫响应元件等。表达分析结果显示,有7条银杏bHLH基因的表达具有组织特异性,有6条基因在各组织中表达水平都比较高,预测其在银杏生物学过程中具有十分重要的作用。     

荧光假单胞菌与红绒盖牛肝菌共接种对杨树根际土壤酶活性及微生物多样性的影响

【目的】探究荧光假单胞菌与红绒盖牛肝菌共接种条件下NL-895杨根际土壤酶活性和土壤微生物功能多样性的变化,从微生态水平揭示溶磷细菌与外生菌根真菌互作对NL-895杨的促生机制。【方法】采用盆栽试验考察荧光假单胞菌JW-JS1与红绒盖牛肝菌(Xc)共接种后NL-895杨根际土壤酶(酸性磷酸酶、脱氢酶和转化酶)的活性变化,并通过BIOLOG微孔板法分析共接种对NL-895杨根际土壤微生物群落和功能多样性的影响。【结果】从整体趋势来看,不同接种处理后NL-895杨根际土壤酶活性均有所增强,土壤酸性磷酸酶、脱氢酶和转化酶活性均大于对照,其中,共接种JW-JS1+Xc处理对土壤酸性磷酸酶和转化酶活性的促进最为明显;接种150天后,不同接种处理土壤微生物的AWCD值均高于CK(培养24～48 h除外),且随着培养时间的延长呈先上升后稳定的趋势;培养96 h后,共接种JW-JS1+Xc处理土壤微生物McIntosh优势度指数和碳源利用丰富度指数显著高于单接种Xc或JW-JS1和CK(P<0.05),而Shannon丰富度指数和Simpson优势度指数显著低于单接种Xc或JW-JS1和CK(P<0.05);不同接种处理NL-895杨根际土壤微生物对BIOLOG微孔板中6大类碳源的利用能力差异显著(P<0.05)。【结论】荧光假单胞菌JW-JS1与外生菌根真菌Xc共接种对NL-895杨根际土壤酶活性和土壤微生物功能多样性的提高具有一定的促进作用,有利于其土壤肥力的改善,进而促进NL-895杨的生长。与单接种相比,溶磷细菌与外生菌根真菌共接种可更有效地提高杨树根际土壤酶活性和土壤微生物多样性。     

6个玉簪品种的抗氧化酶特性及同工酶分析

以6个玉簪品种为试验材料,研究了不同玉簪品种幼苗抗氧化酶活性及其同工酶谱的差异性。结果表明:在非胁迫环境中,品种‘火与冰’和‘梦想’的SOD,POD活性显著高于其他品种;CAT活性品种间差异不显著。同工酶谱分析表明:6个玉簪品种叶片SOD和CAT同工酶谱带相似;不同品种在POD同工酶带型分布及显色强度上存在差异;品种‘火与冰’和‘梦想’均存在其特征谱带。总体认为,品种‘火与冰’和‘梦想’抗逆性较强。     

马尾松幼苗光合产物的运输与分配特征

【目的】解析光合产物在马尾松幼苗植株中的运输和分配规律,揭示马尾松生产力形成过程,为探讨不同环境干扰下马尾松光合产物分配过程的变化提供参考依据。【方法】采用 13 C同位素脉冲标记法,对1.5年生马尾松幼苗进行标记,标记结束后第0、2、5、17、24、72、120、168、216和 360 h ,按不同部位对马尾松幼苗进行全收获取样,测定 13 C含量,以监测近期合成的光合产物在马尾松幼苗中的运输和分配规律,同时测定光合产物全碳、非结构性碳水化合物(NSC)在各个器官的积累量。【结果】1)标记的光合产物在针叶中合成后,向各库器官的运输量随着时间延长由多逐渐减少,具体表现为标记结束后0~24 h内最多,24~216 h逐渐减少,216 h之后运输完成,且59%以上标记的光合产物在0~24 h内运输到各库器官。2)光合产物运输趋于稳定后,在各器官的分配大小依次为1年生叶>当年生叶>根>茎干>1年生枝>当年生枝,与生物量的分配大小一致,但与库活力大小不同,其库活力依次为当年生叶>当年生枝>1年生叶>根>1年生枝>茎干。3)各器官全碳和NSC积累量的分配与近期合成光合产物的分配大小一致,依次为1年生叶>当年生叶>根>茎干>1年生枝>当年生枝。【结论】马尾松幼苗光合产物运输速率大于0.1 m ·h -1 ,59%以上标记的光合产物在合成后的0~ 24 h 内完成向各个库器官输出。新合成的光合产物在各器官中的积累量表现为功能器官(叶和根)居多,这一分配规律有利于马尾松幼苗阶段的生长。     

外源氮输入下土壤有机碳与土壤微生物生物量碳分形特征

研究江苏北部沿海地区杨树Populus deltoides ‘Ⅰ-35’人工林不同量氮输入下土壤总有机碳（TOC）质量分数、土壤微生物生物量碳（SMBC）质量分数的时间动态特征以及土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的分形特征。试验设置5种施氮水平,分别为N₀（施氮0 g·m-2·a-1,对照）,N₁（施氮5 g·m-2·a-1）,N₂（施氮10 g·m-2·a-1）,N₃（施氮15 g·m-2·a-1）,N₄（施氮30 g·m-2·a-1）,于2015年4,6,8,10,12月各采集1次样品进行土壤性状理化分析,并引入分形理论对数据进行分析。结果表明:不同施氮水平处理下各个月份对土壤TOC质量分数影响极显著（P < 0.01）,土壤TOC质量分数随时间变化的分形维数（D）变化范围是1.805~1.949,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;在6月和10月,不同施氮水平处理对SMBC质量分数无显著影响（_P > 0.05）,在4月、8月、12月,施氮水平对SMBC质量分数影响极显著（P < 0.01）,SMBC质量分数随时间变化的D变化范围是1.728~1.963,D从大到小排序为N₂,N₃,N₁,N₄,N₀;不同施氮水平处理下土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是2.207~2.342,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;不同月份土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是1.650~6.149,D从大到小排序为6月、10月、4月、8月、12月。综上,N₂,N₃中等施氮水平处理下,土壤TOC和SMBC随时间变化以及土壤TOC随SMBC变化的复杂程度更高。研究区6月和10月土壤微生物的作用比较强烈,土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化更具随机性和复杂性。     

太湖乔木林河岸植被缓冲带截留氮素效率

为研究河岸植被缓冲带对氮素的截留效率,以太湖流域平缓坡地上人工林河岸缓冲带作为研究对象,分析了不同河岸缓冲带宽度（5,15,30,40 m）,不同植物类型（‘南林95’杨Populus×euramericana ‘Nanlin 95’林、中山杉Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan’林、南林杨95-中山杉混交林）对不同深度径流水及土壤中氮素的截留效果。结果表明:15 m宽的河岸缓冲带即能很好地截留各形态氮素,40 m缓冲带对径流水中硝态氮、铵态氮、总氮的截留率分别达68.8%,68.7%和66.0%;同一宽度条件下,缓冲带对40 cm深径流水中铵态氮、总氮的截留率较高,分别达71.4%和69.1%,对20 cm深径流水中硝态氮截留率较高,达70.6%;森林土壤对铵态氮和硝态氮的截留主要在中层土壤,对总氮截留主要在表层土壤;杨树林缓冲带对径流水中铵态氮和硝态氮的截留率较高（P < 0.05）,达77.4%和66.3%;杨树-中山杉混交林缓冲带对总氮的截留率较高（P < 0.05）,达73.0%;植物叶片（r=-0.53）全氮和土壤总氮（r=-0.59）均与径流水中总氮呈负相关关系。     

毛竹入侵对落叶阔叶林土壤理化性质和胞外酶活性的影响

【目的】研究毛竹（Phyllostachys edulis）入侵亚热带北缘落叶阔叶林对土壤理化性质和土壤胞外酶活性的影响,为探究毛竹入侵条件下森林生态系统养分循环过程与固碳潜力及森林的毛竹入侵治理提供科学依据。【方法】在毛竹入侵样带上,选择落叶阔叶林（麻栎林Quercus acutissima）、竹阔混交林（混交林）和毛竹林3种林分为研究对象,采集其林下地表0~10 cm土壤,进行土壤理化性质和土壤酶活性的测定,包括土壤pH、含水率和有机碳、全氮、NH⁺₄-N、NO^-₃-N、全磷、有效磷含量,以及β-葡糖苷酶（BG）、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶（NAG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）、酸性磷酸酶（AcP）、酚氧化物酶（POX）、过氧化物酶（PER）活性和酶计量(V_C/N、V_N/P、V_C/P),比较不同林分的土壤指标。【结果】①随着毛竹入侵,毛竹林土壤pH值和含水率显著增大,且与混交林、麻栎林差异显著（P<0.05）;其土壤有机碳、NO^-₃-N和全氮含量显著下降（P<0.05）,NH⁺₄-N、有效磷和全磷含量与混交林、麻栎林差异不显著。②土壤碳、氮和磷循环相关的水解酶（BG、NAG+LAP、AcP）活性均随毛竹入侵呈下降趋势,氧化酶（POX、PER）活性变化趋势与之相反;酶计量分析表明,毛竹林土壤的V_N/P显著低于混交林和麻栎林（P＜0.05）,而V_C/N、V_C/P在不同林分间差异不显著。③酶活性的矢量分析表明,毛竹林土壤微生物的磷限制程度高于混交林和麻栎林。④土壤水解酶活性与土壤有机碳、NO^-₃-N、全氮、有效磷含量或pH有显著相关关系,氧化酶活性与土壤性质相关性总体不显著。【结论】毛竹林取代落叶阔叶林（麻栎林）后,土壤有机碳和养分含量及相关水解酶活性降低,不利于原有落叶阔叶林土壤碳库与养分库的保存。