Mechanisms behind soil N dynamics following cover restoration in degraded land in subtropical China

Purpose

Nitrogen (N) is an important nutrient for re-vegetation during ecosystem restoration, but the effects of cover restoration on soil N transformations are not fully understood. This study was conducted to investigate N transformations in soils with different cover restoration ages in Eastern China.

Materials and methods

Soil samples were collected from four degraded and subsequently restored lands with restoration ages of 7, 17, 23, and 35 years along with an adjacent control of degraded land. A ¹⁵N tracing technique was used to quantify gross N transformation rates.

Results and discussion

Compared with degraded land, soil organic carbon (SOC) and total N (TN) increased by 1.60–3.97 and 2.49–5.36 times in restoration land. Cover restoration increased ammonium and nitrate immobilization, and dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) by 0.56–0.96, 0.34–2.10, and 0.79–3.45 times, respectively, indicating that restoration was beneficial for N retention. There were positive correlations between SOC content and ammonium and nitrate immobilization and DNRA, indicating that the increase in soil N retention capacity may be ascribed to increasing SOC concentrations. The stimulating effect of SOC on ammonium immobilization was greater than its effect on organic N mineralization, so while SOC and TN increased, inorganic N supply did not increase. Autotrophic and heterotrophic nitrification increased with increasing SOC and TN concentrations. Notably, heterotrophic nitrification was an important source of NO₃^??N production, accounting for 47–67% of NO₃^??N production among all restoration ages.

Conclusions

The capacity of N retention was improved by cover restoration, leading to an increase in soil organic carbon and total N over time, but inorganic N supply capacity did not change with cover restoration age.

     

Impact of sedimentation history for As distribution in Late Pleistocene-Holocene sediments in the Hetao Basin,China

Journal of Soils and Sediments - To understand the impact of geochemical sedimentation history for arsenic (As) distribution in the sediment profiles of the Hetao Basin, we (1) evaluated sediments...     

棉花根系和叶片质外体汁液分离方法的改进

质外体汁液(apoplastic washing fluid, AWF)在植物生长发育和抵抗生物及非生物逆境方面发挥着重要作用。目前普遍采用真空渗透离心法提取质外体汁液,但具体提取流程和条件却因植物培养条件、种类和器官等不同而不同。本试验以营养液培养的棉花幼苗为材料,改进了棉花根系和叶片AWF分离的取样方法、渗透条件和离心参数等。结果表明,相对于通常的非整体取样,改良后整体取样简单易操作且显著降低了质外体与共质体的苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)活性比值,更适宜开展质外体汁液组分研究。根据真空渗透鲜重增加和AWF稀释因子,进一步证明根系不用真空渗透;而叶片需真空渗透,适宜真空强度/时间为-60 kPa/1min,真空后恢复到正常压强约110s。证明叶片颜色变深面积可作为判定真空渗透强度或时间是否适宜的一种简易可行方法。最后,AWF体积、质外体与共质体的可溶性蛋白含量比值和MDH活性比值综合分析表明,棉花根系适宜离心力大小/时间长度为800×g/10～20 min,叶片为400×g/5 min。本改进方法为棉花AWF组分,如蛋白质组学和代谢组学等研究结果的准确性和可靠性奠定了基础,为其他作物AWF分离方法的优化提供了参考。     

运用植被指数时序特征对落叶松人工林分类

为探究植被指数时序特征是否有利于落叶松人工林提取,以孟家岗林场为研究试验区域,根据落叶松人工林季相和物候特征,利用Landsat8OLI影像数据提取研究区内5种植被的归一化植被指数(I NDV)、差值植被指数(I DV)、比值植被指数(I RV)、增强型植被指数(I EV),构建相应的植被指数时序特征。采用最大似然和随机森林两种方法对单一时相影像和加入植被指数时序特征的影像进行对比试验。结果表明:影像中加入植被指数时序特征后,最大似然算法的分类总体精度为89.53%,Kappa系数为0.87,比单一时序特征的影像分类精度提高了13.35%;随机森林算法的森林类型分类总体精度为93.22%,Kappa系数为0.92,比单一时序特征的影像分类精度提高了19.8%。因此,加入植被指数时序特征后能得到更高的落叶松人工林提取精度。     

乡村旅游高质量发展赋能乡村振兴的SWOT分析

【目的】乡村文旅产业与乡村本底条件有着优良的耦合关系,在国家乡村振兴战略大背景下,乡村文旅融合发展能够最大化地利用当地旅游资源,成为盘活文旅资源、发展乡村产业、赋能乡村振兴的重要抓手。【方法】本文以山西省阳曲县店子底村为例,运用SWOT分析法,详细剖析了店子底村自身的优势和劣势及其面临的机遇和挑战。【结果】基于以上分析提出了四种有针对性的发展策略,即增长型(S-O)策略、弥补型(W-O)策略、拓展型(S-T)策略和防御型(W-T)策略。【结论】店子底村乡村文旅资源丰富,加之能人带动、政策支持,促进其乡村旅游高质量发展,将为其实施乡村振兴提供较为充分的产业支撑。     

“三系”杂交棉组合F1花粉育性与产量和品质的相关性研究

细胞质雄性不育“三系”（不育系、保持系和恢复系）制种因简化制种和节约劳动力成本已成为棉花杂种优势利用的重要手段。研究棉花花粉育性及“三系”组合F1可育花粉率与产量、品质性状的相关性，可以达到强化“三系”制种，提高育种效率的目的。用联苯胺-甲萘酚法测定12个不育系与4个恢复系杂交所得的48个F1的花粉育性，统计了可育花粉率并分析了可育花粉率与产量、品质的相关性。结果表明：－20℃保存条件下，花粉育性随贮藏时间的增加而减弱，51 h内其花粉育性依然保持88%以上，51 h内花粉育性无显著性影响。F1的可育花粉率均低于其恢复系及常规杂交种，大部分组合降低水平在20百分点以内。不同恢复系的恢复力有明显差异, 其中H46恢复力较强。F1的可育花粉率与单株铃数呈显著正相关。本研究结果有助于了解离体花粉的育性变化规律及“三系”杂交组合后代可育花粉率与产量品质的关系，可应用于异地授粉并在一定程度上指导“三系”杂交种选育，为育种工作提供一定的参考。     

水条播对寒地水稻农艺性状和产量构成因素的影响

随着劳动力的短缺,直播水稻具有省工省力的优点逐渐受到重视,因此筛选适宜水条播（直播）的水稻品种是极其重要的。为此,以29份寒地水稻为材料,采用随机区组试验设计,研究水条播对寒地水稻农艺性状、产量构成因素和产量的影响。结果表明,水条播对寒地水稻单位面积穗数的影响为偏正向,对株高、穗长、穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、穗粒数、成粒率、千粒重、生物产量、经济系数和理论产量的影响都是偏负向的。水条播提高了穗重、一次枝梗数、二次枝梗数、单位面积穗数、穗粒数、成粒率、千粒重、生物产量、经济系数和理论产量的变异程度,而千粒重的变异系数较小。穗重、成粒率和生物产量对水条播反应较敏感的材料,一般其理论产量对水条播的反应也较敏感。     

不同处理对芹菜种子萌发过程中抗氧化系统及激素水平的影响

为研究芹菜种子的萌发机制,采用不同试剂组合（5 g/L NaOH+10% PEG、10% PEG+500 mg/L壳聚糖、5 g/L NaOH+500 mg/L壳聚糖）和不同温度(18、24、30℃)对芹菜种子进行处理,观察芹菜种子的萌发指标,并探究种子萌发过程中的抗氧化系统及内源激素水平的变化。结果表明,30℃对种子发芽率、发芽势及发芽指数提高具有促进作用,加快种子萌发进程。与蒸馏水对照组相比,试剂组合处理在18、24℃时种子发芽率、发芽势和发芽指数升高,促进种子萌发,18℃时5 g/L NaOH+500 mg/L壳聚糖处理下的发芽势最高,24℃时5 g/L NaOH+10% PEG处理下发芽势达到最大值;30℃时不同试剂组合处理间发芽率、发芽势和发芽指数无明显差异。18、30℃对种子具有一定程度的胁迫作用,种子SOD和CAT活性较24℃条件下有所增加;18℃时MDA含量和脯氨酸含量显著增加;5 g/L NaOH+10% PEG处理能显著降低MDA含量。萌发过程中,芹菜种子内部ABA含量下降,GA₃、ZA含量增加。试剂组合及适当高温有利于提高芹菜种子的发芽率、发芽势和发芽指数,促进种子萌发,提高种子萌发整齐度;芹菜种子萌发过程中抗氧化系统和激素水平会积极响应不同的处理条件。     

山西云顶山亚高山草甸优势种种间关系分析

为揭示山西云顶山亚高山草甸植物群落优势种的种间关系,本研究通过种间联结性和相关性测定,对其植物群落13个优势种78个种对的种间关系进行研究。结果表明:13个优势种间大部分种对的种间关联不显著,种间联结不紧密,说明山西云顶山亚高山草甸植物群落结构不很稳定,存在一定程度的生态退化风险;多数原生优势种在群落中占据主要位置,同时也出现少数非原生优势种优势明显,有逐渐取代典型原生优势种的逆行演替趋势,这是由于人类频繁的旅游扰动所致。因此,应当合理的控制旅游开发强度与游客数量,保持亚高山草甸生态系统的稳定与自我维持,以持续高效的维持云顶山亚高山草甸的经济及生态价值。