长期施氮对谷子根系内生真菌群落特征的影响

为探讨长期施氮对作物运输根和吸收根内生真菌群落特征的影响及其机制。以农田长期定位施肥试验(1995—2019年)为基础,通过高通量测序技术,研究长期5个施氮肥处理(CK、N1、N2、N1P、N2P。其中CK、N1、N2施氮量分别为0,55.2,110.4 kg/hm~2)对谷子不同功能根内生真菌群落组成和结构的影响。结果表明:CK处理中吸收根的OTUs数和真菌多样性(shannon指数和Chao 1指数)均显著高于运输根(P0.05)。门水平上,吸收根的Ascomycota和Glomeromycota丰度显著高于运输根(P0.05),但Mortierellomycota和Basidiomycota丰度显著低于运输根(P0.05)。在属水平上,优势菌属Mortierella和Bipolaris在吸收根内的相对丰度显著低于运输根(P0.05),但Fusarium和Minimedusa显著高于运输根(P0.05)。高氮施肥吸收根和运输根的OTUs数、Chao 1指数分别提高了23.62%,23.87%,其他施肥则相反。施肥运输根的shannon指数提高了7.12%～19.62%,吸收根则相反。施肥吸收根致病菌属(Bipolaris、Fusarium、Magnaporthiopsis、Microdochium)的相对丰度分别增加了52.99%,40.74%,133.06%,200.00%,运输根中抗病菌属(Minimedusa)的相对丰度提高了40.16%～97.11%。施肥谷子根系碳、氮、磷含量分别提高了2.33%～11.63%,13.30%～94.66%,3.89%～263.92%,氮磷肥配施处理的影响尤为显著(P0.05)。施肥运输根生物量提高了106.67%～336.41%,吸收根的生物量降低了35.20%～60.20%。长期施肥通过提高土壤速效磷、全磷、可溶性氮和根系碳含量而提高吸收根内生真菌丰度,通过提高根系生物量而降低运输根内生真菌丰度,低氮磷配施肥(N1P)对土壤养分含量及菌群发展影响最大。探明长期施氮肥对黄土丘陵区谷子不同功能根系内生真菌分布格局变化的影响,为作物的高产优质及农田土壤生态环境的良好构建提供理论依据。     

不同演替阶段群落根系分布与土壤团聚体特征的协同变化

采用空间代替时间的方法,选取黄土高原丘陵区退耕地演替前期(茵陈蒿)、中期(铁杆蒿)和后期(白羊草)典型群落,研究了不同植物群落在不同演替阶段的根系特征、分布格局及其与土壤团聚体之间的关系。结果表明:群落根系主要为2mm的细根,且多向土壤表层集中,根长密度、表面积,根系生物量以及比根长表现出随着直径的增大而减小规律。同时随着演替的进行,土壤团聚体稳定性有所增强,根长密度和根表面积也表现出增长趋势。对比群落根系分布与土壤团聚体的相关关系可知,表层0.5~2mm的细根根长、表面积与根系生物量和土壤团聚体稳定性极显著相关,说明了植物细根在群落演替以及土壤结构变化中具有重要作用。     

恢复措施对皆伐油松林团聚体活性有机碳含量的影响——以黄土丘陵区松峪沟流域为例

团聚体中的活性有机碳对土壤质量改善以及碳库动态平衡具有重要意义.为了研究皆伐后土壤团聚体活性有机碳的分布状况,本实验选取黄土高原典型油松林为对象,以未皆伐人工油松林为对照,采用高锰酸钾氧化法研究皆伐后不同恢复植被群落(幼林、撂荒、灌木)地表0 ～ 20 cm层土壤团聚体中活性有机碳变化特征.结果表明:1)研究区土壤以大团聚体(＞ 250 μm)为主,自然恢复的灌木地以及撂荒地大团聚体质量分数显著增加(P＜0.05).2)有机碳质量分数随团聚体粒径的增大而增加,大团聚体是有机碳积累的主要场所,并且自然恢复的灌木地团聚体有机碳质量分数最高.3)研究区油松林团聚体低活性有机碳质量分数＞中活性有机碳质量分数＞高活性有机碳质量分数,大团聚体活性有机碳质量分数大于微团聚体.研究表明,皆伐会造成团聚体有机碳趋于活化,其中自然恢复的灌木地活性有机碳质量分数显著增加.本研究还进一步发现大团聚体中的高活性有机碳能更好地预测土壤碳库变化.     

黄土丘陵不同土地利用方式下土壤颗粒组成及其分形维数特征

采用野外采样与室内分析方法,运用颗粒体积分形理论,研究了黄土丘陵区4种土地利用方式下的土壤颗粒组成及其剖面特征。结果表明,4种土地利用方式下的土壤理化性质差异显著,表层土壤除全磷外化学性质总体表现为天然林人工林草地坡耕地,容重坡耕地草地人工林天然林,50—100cm土壤性质差异减小。土壤以粗粉粒为主,除粗砂粒外,土地利用对其余各粒级含量影响显著,层次性不明显,坡耕地和草地小粒级含量高于天然林和人工林。黏粒和粉粒含量与有机质、全氮极显著负相关,与容重极显著正相关;砂粒与有机质和容重极显著正相关,与容重呈极显著负相关。土壤颗粒组成分形维数为2.52~2.74,各层次坡耕地和草地之间没有显著差异,但显著高于人工林和天然林,随着土层加深坡耕地呈缓慢降低趋势,草地、人工林和天然林呈缓慢增加趋势。土壤分形维数与黏粒和粉粒和容重显著正相关,与砂粒、有机质、全氮显著负相关,与全磷无显著相关性。综上所述,黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤颗粒组成差异较大,草地和林地相对于坡耕地大颗粒含量明显增多,小颗粒明显减少。