马尾松叶表微生物多样性

为发掘对林木生长发育有利的优良微生物资源,并筛选适合叶表微生物的收集方法,以马尾松针叶为试验材料,分别用悬摇法和超声波法收集马尾松叶表微生物,用扩增子高通量测序技术、MUSCLE和Qiime软件研究马尾松叶表微生物的多样性。结果表明:扫描电镜观测结果显示,马尾松针叶表面定殖有大量微生物,包括真菌(菌丝及孢子)和细菌。扩增子高通量测序结果表明,马尾松叶表微生物物种丰富,包含细菌运算分类单位(OTUs)490个,真菌OTUs 1273个。马尾松叶表细菌以未分类的蓝细菌属(unidentified_Cyanobacteria)(36.53%)、未分类的拜叶林克氏菌属(unidentified_Beijerinckia)(28.60%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(2.35%)为优势属;叶表真菌以枝孢属(Cladosporium)(2.45%)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)(0.92%)、无头孢菌属(Capnobotryella)(0.91%)为优势属。针对叶表细菌多样性的研究表明,悬摇法和超声波法均有较高的物种检出度;在叶表真菌多样性的研究中超声波法优于悬摇法,但超声波法样品间数据变异性较大,测定结果不稳定。     

PEG-6000胁迫下3种外生菌根真菌的生长特性

为了解不同外生菌根真菌的抗旱能力及机制，筛选具有较强抗旱性的优良菌株。选取琥珀乳牛肝菌(sp)、粘盖乳牛肝菌(sb)、橙黄硬皮马勃(sc)3种外生菌根真菌，采用液体培养和固体培养2种方式，利用PEG-6000模拟干旱条件，研究不同干旱胁迫程度对3种外生菌根真菌生长及生理变化的影响。结果表明，在不同PEG-6000浓度下,sb菌丝生长速率一致，sp在0~21 d的菌丝生长速率较高，sc则在14~28 d才呈现速生期；轻度干旱胁迫（PEG-6000浓度为10％~20％）有利于sb和sp生物量的积累，增加sb对H⁺的分泌，并提高sb的SOD活性，降低sb的MDA含量，而sc的生长则受到PEG-6000的抑制；在PEG-6000处理下，3种外生菌根真菌的菌丝形态出现了不同程度损伤，随PEG-6000浓度升高菌丝形态损伤进一步加重，但sb菌丝形态结构完整度高于sp与sc。因此，轻度干旱胁迫利于sb的生长，3种外生菌根真菌抗旱性强弱为:sb>sp>sc。本研究结果可为外生菌根真菌抗旱机制的深入研究及抗旱菌种的筛选提供参考。     

马尾松优树种子表型变异规律研究

以贵州都匀马尾松良种基地基因收集区内优树单株所采集的种子为材料,测定种子形态、品质和营养物质含量等性状,剖析马尾松种子在单株间及单株内的变异规律.结果表明:不同马尾松单株优树间种子形态特征、品质指标、可溶性糖、可溶性蛋白质及脂肪含量存在显著差异.其中籽粒较大的种子拥有较高的萌发能力,发芽率最高达96.17％,内含物质主要以脂肪为主,占种子总重量的55％左右.种子形态指标与千粒重、可溶性糖和可溶性蛋白质呈显著正相关;种子发芽指标与可溶性蛋白质、脂肪含量呈显著正相关;可溶性蛋白质与脂肪含量呈显著正相关.研究表明,马尾松种子形态特征、萌发能力和营养物质含量在单株水平上存在一定的选择潜力,进行种子园的母树选择时,可结合种子表型性状进行综合考虑.     

马尾松短枝腋芽休眠解除后形态与解剖学观察

为系统了解马尾松短枝腋芽休眠解除后的发育进程,对马尾松1年生长枝顶端进行截顶处理并定期取样,采用形态观测和石蜡切片法,观察了短枝腋芽发育成枝的生长过程。结果表明:在马尾松1年生枝上着生的短枝上(针叶束内),有一枚肉质状腋芽,直径约为针叶宽度的1/5,并有完整的分生组织。截顶处理后,腋芽休眠解除,分生组织被激活,周缘分生组织不断分化形成新的鳞叶。初期,腋芽发育较为缓慢,经过12 d才能分化出新的鳞叶;随后鳞叶分化速度加快,腋芽的纵向生长速度开始超过径向,第24天已发育为非肉质状鳞叶包裹的饱满的腋芽,并在腋芽下部鳞叶的叶腋处分化出针叶原基;第32天左右,腋芽已发育完全,然后开始抽梢。短枝腋芽先分化出鳞叶,再由鳞叶叶腋分化出针叶的发育过程,与长枝顶芽的发育相似。     

喀斯特小流域坡度-土层厚度与岩石裸露率间耦合关系的研究

探讨喀斯特地区不同岩石裸露率等级强度下坡度与土层厚度间的耦合关系,有助于揭示喀斯特地区坡度、土层厚度与岩石裸露率三者之间的内在联系。以喀斯特后寨河小流域为研究对象,从数学角度对不同岩石裸露率等级地区坡度-土层厚度间的耦合关系进行定量研究。并运用主成分分析法和层次分析法求出在不同主成分影响作用下,坡度、土层厚度这两个影响因子的权重,使坡度、土层厚度之间的关系可突破量纲的限制直接进行运算,并最终拟合出方程,得到岩石裸露率、坡度与土层厚度三者之间的数学关系。计算结果表明:(1)流域内,石漠化等级较高的地区,集中分布在坡度为15°～25°,土层厚度为40 cm左右的地区。(2)喀斯特小流域内,岩石裸露程度与坡度-土层厚度的耦合系数值呈正比,即岩石裸露率越大的地区,坡度-土层厚度耦合系数值越大。(3)喀斯特小流域内,坡度、土层厚度和岩石裸露率的关系较为复杂,在0～15°和25°以上地区随坡度增大,土层厚度减小、岩石裸露率增大。15°～25°地区随坡度增大,土层厚度增大、岩石裸露率减小。     

菌根化马尾松苗木根际土壤浸提物有效成份及其对种子萌发的影响

【目的】对比分析接种外生菌根真菌对马尾松苗木根际土壤浸提物种类及其含量的影响,阐明根际土壤浸提物对马尾松种子萌发的影响,为菌根化育苗及马尾松天然更新研究提供科学依据和理论指导。【方法】以接种和未接种外生菌根真菌的1年生马尾松苗木为研究对象,采用乙醇和甲醇两种浸提剂分别萃取分离接种和不接种苗木根际土壤,气相色谱-质谱(GC-MS)进行物质鉴定,研究不同马尾松苗木根际土壤浸提物化学成分和含量的差异,再运用生物测定方法研究浸提物对马尾松种子的化感效应。【结果】采用乙醇浸提,接种Sl12和Sl13菌株苗木根际土壤浸提物中物质种类分别比非菌根化苗木多22和23种,其中酸类是数量最多且比例较大的一类化合物,两种接种苗木酸类所占比例分别为51.20%和48.80%,非接种苗木酸类所示比例为34.17%;采用甲醇浸提,未接种苗木根际土壤浸提物中物质种类23种,两种接种苗木物质种类分别为34和32种,其中酸类、酯类相对含量较大,两种接种苗木酸类所占比例分别为39.06%和34.86%,酯类分别为32.01%和38.91%,非接种苗木酸类所示比例为33.96%,酯类所示比例为39.59%;菌根化苗木根际土壤乙醇、甲醇浸提物均能检测出棕榈酸、硬脂酸、2,4-二叔丁基苯酚;非菌根化苗木只能检测出棕榈酸;菌根化苗木根际土壤乙醇浸提物对马尾松种子的发芽率、发芽势、活力指数、胚根长、胚轴长具有一定的抑制作用,化感效应指数为负值。【结论】接种外生菌根真菌影响苗木根际土壤中分泌物的化学组成成分,增加分泌物的种类和数量;3种苗木根际土壤浸提物对种子的萌发具有一定抑制作用。     

黔中高原坡耕地植物篱物种选择

通过在红枫湖上游坡耕地设置30个植物篱径流小区,探讨了9种植物篱的水土保持效应和养分拦截效应。结果表明,灰毛豆[Tephrosia purpurea(L.)Pers.]植物篱的保水效应最好,相对径流拦截率为91.75%;紫花苜蓿(Medicago sativa L.)植物篱的保土效应最好,相对泥沙拦截率为69.25%。灰毛豆植物篱对坡耕地氮、磷的拦截效应最为明显,其中氮相对拦截量为283.03 g/hm~2,相对拦截率为70.08%;磷相对拦截量为185.92 g/hm~2,相对拦截率为80.21%。胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)植物篱对坡耕地钾的拦截效应最为明显,钾相对拦截量为135.11 g/hm~2,相对拦截率为86.08%;灰毛豆次之,钾相对拦截量为125.13 g/hm~2,相对拦截率为79.72%。9种植物篱均具有较好的水土保持功能和养分拦截作用,可作为黔中高原坡耕地植物篱物种应用。     

喀斯特石漠化区不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为探究喀斯特土壤有机碳分布特征及其对人为干扰的响应,挖掘了2 854个土壤剖面,采集了22 786个土壤样品,分析了贵州省不同土地利用方式下土壤有机碳分布规律;并结合贵州省石漠化防治规划,初步估算了石漠化防治工程的土壤碳增汇贡献。结果表明:贵州省土壤有机碳呈现含量高、密度小的特征。表层土壤(0-20cm)有机碳平均含量25.07g/kg,平均密度仅为4.27kg/m~2。不同用地类型土壤表层有机碳含量大小为灌木林地乔灌木林地灌草地乔木林地弃耕地与荒地草地水田园地旱地与坡耕地;表层碳密度大小为水田灌木林地乔木林地乔灌木林地弃耕地与荒地灌草地旱地与坡耕地草地园地。0-60cm土层土壤有机碳含量对人为干扰较为敏感,60-100cm土层土壤有机碳含量差异较小。实施退耕还林,人工种草及人工造林等石漠化防治工程会明显促进土壤有机碳的积累,到2050年,贵州省0-10,0-20,0-30,0-100cm土层土壤有机碳将增加1.99×10~(13),3.37×10~(13),4.45×10~(13),6.29×10~(13) g。可见,喀斯特地区土壤有机碳具有含量高、密度低的显著特征,石漠化治理能有效增加喀斯特地区土壤碳汇。     

间伐对杉木人工林土壤酶活性及微生物的影响

[目的]研究间伐对杉木人工林土壤微生物数量、酶活性及关系的影响,试图了解不同间伐强度作用下土壤恢复的过程和机制,为人工林经营提供理论依据。[方法]以18年生杉木人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,分析4种间伐强度TS0(未间伐(0.0%),1 800株·hm-2)、TS1(轻度(16.7%),1 500株·hm-2)、TS2(中度(33.3%),1 200株·hm-2)和TS3(重度(50.0%),900株·hm-2)下杉木人工林土壤微生物数量及土壤酶活性特点,探讨土壤微生物数量与酶活性的相关性。[结果]表明:间伐3年后,林下土壤层酶活性和微生物数量显著提高,不同土层间土壤微生物数量和酶活性均差异显著;间伐显著提高了土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性,除过氧化氢酶(15 30、30 45 cm)、碱性磷酸酶(0 15、30 45 cm)以及脲酶(30 45 cm)以TS3处理的酶活性最高外,其他酶活性在各土层和不同间伐强度下均以TS2处理的酶活性最高;土壤各层微生物以细菌数量最多,其次是放线菌,硝化细菌最少,且TS2处理的微生物数量最多。土壤过氧化氢酶和脲酶活性均与细菌、真菌和硝化细菌数量呈极显著正相关,与放线菌数量呈极显著负相关,氨化细菌数量与过氧化氢酶活性呈负相关,而与脲酶活性呈正相关;碱性磷酸酶活性与细菌、真菌和硝化细菌数量呈正相关,与氨化细菌数量呈极显著负相关,与放线菌数量呈负相关;蔗糖酶活性与细菌、真菌和氨化细菌数量呈极显著正相关,与硝化细菌数量呈正相关,与放线菌数量呈负相关。[结论]间伐改善了林分环境、光照、温度以及林下植被的发育,提高了林下土壤酶活性并增加了微生物数量。间伐3年后的综合表现表明,中度间伐最利于杉木人工中、近熟林阶段的经营,对于改善土壤性质较好。     

喀斯特石漠化区治理措施对土壤质量演变的影响

为进一步探明喀斯特石漠化综合治理区不同治理措施对土壤质量演变的影响,选取3种治理措施:封山育林、人工造林和坡改梯,并以撂荒地为对照,通过长期定点监测,探索了治理措施与时间对土壤理化性质、土壤质量演变的影响特征。结果表明:治理措施和治理时间对土壤理化性质有明显的影响。封山育林、人工造林和坡改梯均能显著改善土壤理化性质,提高土壤肥力质量。随着时间的推移,土壤养分含量和土壤质量指数亦得到显著的改善。封山育林和人工造林对土壤质量的改善效果总体上优于坡改梯。此外,封山育林和人工造林能够明显优化土壤碳氮比例。但是这两种措施中土壤碳磷比(C/P)相对较高,且土壤碳磷比(C/P)随时间的推移逐渐增大,这反映出封山育林和人工造林的土壤面临土壤磷素缺乏的风险。石漠化综合治理措施中封山育林和人工造林对土壤质量的改善效果最佳。但是随着时间的推移,这两种措施可能会因土壤磷素缺乏导致植被恢复效果不佳。石漠化治理是一个漫长的过程,在其过程中需要通过人工干预以实现石漠化治理的可持续发展。