黄河三角洲盐碱地人工刺槐混交林细根分布研究

为研究黄河三角洲盐碱地人工刺槐混交林及纯林细根空间分布格局,选取绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、刺槐纯林,采用土柱法取样,从细根生物量密度、表面积密度、体积密度、根长密度等方面研究盐碱地中不同林分中树木细根的垂直分布情况,从细根生物量分析不同林木细根垂直分布情况,研究不同人工林细根分布差异及土壤影响因子。结果表明:绒毛白蜡刺槐混交林在细根的生物量、表面积、体积、根长等方面都显著高于臭椿刺槐混交林和刺槐纯林;绒毛白蜡刺槐混交林95.77%细根生物量分布在0~60 cm土层,臭椿刺槐混交林85.37%细根生物量分布在0~40 cm土层,而刺槐纯林的细根在土壤中分布则比较均匀,0~40 cm土层细根占生物量总量的66.38%。绒毛白蜡细根生物量最高,显著高于其他林木。绒毛白蜡刺槐混交林细根表面积密度、体积密度、根长密度显著高于刺槐纯林;臭椿刺槐混交林高于刺槐纯林,差异不显著。绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林细根总根尖数分别是刺槐纯林的2.34倍、1.23倍,总分叉数分别为刺槐纯林的6.15倍、1.66倍。绒毛白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、刺槐纯林树木细根生物量与土壤有效磷、速效钾含量呈显著正相关关系;绒毛白蜡刺槐混交林细根生物量碱解氮、有机质含量呈极显著正相关关系。适当的混交模式在一定程度上提高了人工林细根生物量,增强植物吸收土壤营养物质的能力,混交使人工林在盐碱立地条件下适应能力提高。     

基于高通量测序的4种不同树种人工林根际土壤细菌结构及多样性

【目的】研究黄河三角洲4个不同树种人工林根际土壤细菌群落结构及多样性,揭示人工林改善土壤生产力的微生物学机制,为人工林的栽培和管理提供理论依据。【方法】应用高通量测序技术,比较臭椿、榆树、绒毛白蜡和刺槐4种人工林根际土壤细菌群落结构及多样性,并结合根际土壤理化性质进行相关性分析。【结果】1)臭椿、榆树、白蜡和刺槐人工林根际土壤细菌分别有27、26、28和28门,酸杆菌门、变形菌门和放线菌门3门细菌在4种人工林根际土壤中相对丰度大于10%,是根际土壤中的优势群落;硝化螺旋菌门、绿弯菌门、浮游菌门、芽单胞菌门和疣微菌门5门细菌相对丰度超过1%,是根际土壤中的主要群落。4种人工林根际土壤中变形菌门、WS3、蓝藻菌门、广古菌门、厚壁菌门、OD1和软皮菌门7门细菌丰度差异显著。2)4种人工林中刺槐根际土壤细菌多样性最高,物种数、Chao1指数、Shannon多样性指数和Simpson指数分别为1 828.49、2 602.81、8.92和0.95。榆树根际土壤细菌物种数和白蜡根际土壤细菌Chao1指数最低,分别为1 703.36和2 161.69。臭椿根际土壤细菌Shannon指数最低,Simpson指数最高,分别为8.73和0.98。3)榆树根际土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量最低。刺槐根际土壤有效磷含量为3.47 mg·kg-1,显著高于其他3种人工林。臭椿根际土壤pH、碱解氮、速效钾和有机质含量最高,分别为8.52、48.63 mg·kg-1、330.27 mg·kg-1和74.83 g·kg-1,土壤含水量和有机质含量显著高于其他3种人工林。4)人工林根际土壤电导率、含水量、碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量与根际土壤细菌多样性相关关系显著,土壤pH与细菌多样性指数无显著相关关系。【结论】黄河三角洲4种人工林根际土壤细菌结构相似,但部分细菌丰度差异显著;刺槐根际土壤细菌多样性最高。土壤电导率、碱解氮、有效磷和速效钾含量是细菌结构和多样性的主要影响因素。     

黄河三角洲不同人工刺槐混交林凋落物分解特性

为研究黄河三角洲不同人工刺槐混交林凋落物分解特性,选取白蜡刺槐混交林、臭椿刺槐混交林、国槐刺槐混交林、榆树刺槐混交林4种混交林,采用凋落物袋法进行为期1年8月的凋落物分解特性研究。结果表明:4种混交林凋落物分解速率变化规律相似,前期分解较快,后期分解较慢。4种混交林凋落物分解系数介于0.55~0.74,其中臭椿刺槐混交林凋落物分解系数最高,榆树刺槐混交林最低;臭椿刺槐混交林凋落物分解周期最短为4.03a,榆树刺槐混交林最长为5.47a。4种混交林凋落物中N、P、K、木质素含量以及木质素/N差异显著(P0.05),凋落物分解速率与其N、P含量呈显著正相关关系,与K含量以及C/N呈显著负相关关系。混交林土壤pH、含水量与凋落物分解系数呈显著正相关关系;电导率、碱解氮、有效磷、速效钾含量与凋落物分解系数呈显著负相关关系,表明土壤pH、含水量升高有利于凋落物分解,而电导率、碱解氮、有效磷、速效钾含量升高则减缓凋落物分解。     

黄河三角洲刺槐根际与非根际细菌结构及多样性

为精确分析黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌群落定殖情况,本研究采用高通量测序方法对刺槐根际与非根际土壤细菌结构及多样性进行了研究。研究表明,根际土壤细菌共有36门214属,非根际土壤细菌共有33门153属。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)细菌丰度超过15%,是根际与非根际土壤中的优势菌落。根际与非根际土壤中酸杆菌门、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度差异显著。根际土壤中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、热单胞菌属(Thermomonas)、链霉菌属(Streptomyces)及非根际土壤中红游动菌属、溶杆菌属、链霉菌属、Kaistobacter细菌丰度超过4%。根际土壤中固氮菌丰度显著高于非根际土壤,解磷、解钾细菌丰度差异不显著。根际与非根际土壤细菌Chao丰富度分别为2 054、2 376,差异显著。根际与非根际土壤细菌之间的权重(Weighted Unifrac)距离在0.12~0.25之间。综上所述,黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌结构具有一定差异,多样性差异显著。     

黄河三角洲地区刺槐白蜡人工混交林枯落物分解的林龄差异

为研究黄河三角洲不同林龄刺槐白蜡混交林枯落物分解,选取7,12,21,30年生的刺槐白蜡人工混交林,采用分解袋法研究了为期2年的枯落物分解。结果表明:(1)混交林枯落物分解系数为0.44~0.60,大小顺序为30a21a12a7a;半分解周期为1.15~1.58年,分解周期为4.96~6.83年,两者大小顺序为7a12a21a30a。(2)枯落物分解速率与初始N含量显著正相关,与初始C/N值显著负相关;4个林龄混交林枯落物初始N含量之间差异显著,12,21年生混交林枯落物初始C/N值差异不显著,但它们与7,30年生混交林枯落物初始C/N值差异显著(P0.05)。(3)枯落物分解速率与土壤有机质含量呈显著正相关,与土壤碱解氮含量呈显著正相关;4个林龄混交林土壤有机质、碱解氮含量差异显著(P0.05)。综上,随着林龄的增加,枯落物初始N含量升高,初始C/N值降低,混交林枯落物分解速度加快。