苏北不同杨树人工林经营模式下土壤呼吸日变化观测与测定方法比较

采用动态密闭气室法(IRGA)对苏北地区具有代表性的4种杨树人工林经营模式和农田对照的土壤呼吸进行了日动态观测,同时采用碱液吸收法(AA)测定土壤日呼吸速率,并把两种方法测定的结果进行了比较。结果表明:①采用动态密闭气室法(IRGA)和碱液吸收法(AA)测定土壤日呼吸速率范围分别为3 065~5 880 mgCO2-C/(m2.d)和1 060~1 697 mgCO2-C/(m2.d)。AA法测定结果均低于IRGA法,平均为IRGA法测定结果的33.8%,两者测定结果的线性相关性达到显著水平,线性关系为IRGA=3.8231A-A1118。②P1和P2模式下杨树根系呼吸分别占土壤总呼吸量的47.9%和13.5%。③土壤呼吸日变化为单峰型曲线,峰值出现在13:00~17:00,与温度变化有很好的一致性。     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一。该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异。结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35 880 734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏感型,差异表达基因主要富集于次级代谢产物等相关途径,Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因、转录因子和热激蛋白基因表达在2种萱草中表现出不同的变化,可能导致2种萱草在低温胁迫中的不同反应。qRT-PCR验证结果显示,差异基因的表达变化趋势与RNA-seq结果一致。该研究表明Ca²⁺信号通路基因、MAPKs信号通路基因在萱草响应低温胁迫过程中发挥着重要作用。     

基于宏基因组学的酸性森林土壤氨氧化微生物群落特征研究

全球30%以上陆地面积是酸性土壤(pH5.5),而酸性土壤中氨氧化微生物群落特征研究是破译其硝化过程微生物学机理的基础。尤其随着完全硝化微生物(Complete ammonia oxidizer,comammox)的发现,亟需重新认知酸性土壤中氨氧化微生物类群。以酸性马尾松林为研究对象,综合利用荧光定量PCR(qPCR)、凝胶电泳半定量和宏基因组测序等技术研究土壤中氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和Comammox的相对丰度以及群落组成特征。研究发现AOA和AOB amoA基因丰度分别为2.61×106 copies·g~(-1)和1.45×106copies·g~(-1);而comammoxamoA基因qPCR结果存在显著的非特异性扩增,导致其丰度被高估,而经凝胶电泳半定量矫正后,约为(1.38～1.47)×106copies·g~(-1),该结果和土壤宏基因测序揭示的comammox相对丰度基本吻合。此外,宏基因组分析发现经典嗜酸group1.1a-associated仅占AOA总类群的12%,而group1.1b则占88%,尽管目前仍未有嗜酸group 1.1b AOA纯菌株的报道。AOB主要类群为Nitrosospira(约64%),而Nitrosomonas约占36%。Comammox主要类群为clade B(约64%),而clade A仅占36%且均隶属于clade A.1亚枝,这暗示clade B与已报道的嗜中性comammox clade A纯菌株有极大的生理代谢差异。总之,本研究提供了综合利用qPCR、半定量和宏基因组分析土壤氨氧化微生物群落的策略,并建议优化comammox的qPCR引物,同时本研究系统分析了酸性马尾松林土壤中氨氧化微生物的相对丰度和群落组成特征。     

桑黄菌糠水提液叶面喷施对小青菜生长的影响

采用温室盆栽法,研究桑黄菌糠水提液叶面喷施对小青菜生长的影响。结果表明,低浓度的提取液S2叶面喷施促进小青菜的生长,光合作用增强,小青菜品质提高,产量比清水对照提高7.8%; 高浓度的水提液S0喷施小青菜,对其生长不利。低浓度的水提液S2与NPK营养液混合喷施效果最好,产量比清水对照提高26.3%,达极显著水平。     

华北潮土区不同耕作方式下土壤动物丰富度与多样性

在黄淮海平原小麦-玉米一年两熟地区,试验设置了5个处理,分别为玉米小麦每年均翻耕(CTWT)、玉米免耕+小麦每年翻耕(CNTWT)、玉米免耕+小麦每2年翻耕(CNTW2T)、玉米免耕+小麦每4年翻耕(CNTW4T)、玉米小麦每年均免耕(CNTWNT),所有处理的农作物地上秸秆全部移出。调查结果显示,中小型土壤动物在数量上占总数的比例为83%～91%,土壤动物主要分布在表层,占有其总量的71.9%～73.2%。土壤动物存在显著的季节性动态,其丰富度在玉米季高于小麦季。土壤动物Shannon多样性指数在整体上表现为翻耕高于免耕处理,玉米季翻耕处理下有更高的均匀度指数,但小麦季均匀度指数差异不显著。多元典范冗余分析表明,耕作方式主要是对土壤动物的时间动态和垂直分布产生影响,从而间接地影响了土壤动物的数量和组成。     

云台山森林土壤生产力的评价

研究了江苏省云台山地区赤松林分状况与土壤属性的关系。回归分析结果表明影响林木生长的主导因子是土层总厚度，其偏相关系数为０．９７，达到Ｐ０．０１（Ｐ０．０１＝０．７３５）的极显著水平，依据这一主导因子，将研究区内各亚类土壤划分为９个土型，按土壤生产力分级指标，对云台山的森林土壤生产力进行综合评价，可分为四级，云台山属土壤生产力中等的山体。     

凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理研究

通过吸附实验,研究了凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附特性及机理。结果表明,复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量显著高于各自单一的吸附量;当pH〉4,凹凸棒土-腐植酸复合体对Pb（Ⅱ）的吸附量有所增加,这与其等电点有关;凹凸棒土-腐植酸复合体较凹凸棒土上Pb（Ⅱ）的解吸率小,且解吸率随Pb（Ⅱ）吸附浓度升高而降低;凹凸棒土-腐植酸复合体溶液中溶解态腐植酸的量较单一腐植酸溶液有显著增加;红外光谱（IR）表明凹凸棒土-腐植酸复合体在吸附Pb（Ⅱ）后,大量特征峰变宽或消失,而腐植酸吸附Pb（Ⅱ）后仍可发现羟基等基团特征峰,说明腐植酸、凹凸棒土-腐植酸复合体的某些表面基团虽然相同,但混合物的基团更易与Pb（Ⅱ）结合。     

不同林龄和连栽代次杨树人工林土壤氮矿质化特性

采用好气培养间歇淋洗的方法,研究了江苏苏北地区不同林龄(1代4年生林地、1代10年生林地)和连栽代次(1代4年生林地、2代4年生林地)的杨树人工林土壤及农田无林地土壤在20和30℃培养条件下氮素矿质化特性.结果表明,各样地土壤经4周培养的矿化量为36.70～95.63 mg·kg~(-1),平均矿化速率约为1.31～3.42 mg·kg~(-1)·d~(-1).林龄和连栽代次对杨树人工土壤的矿质化作用有明显的影响,其中主要是对硝化作用的影响,而对氨化作用影响不明显.与1代4年生林地相比,1代10年生林地土壤矿化累积量和硝化累积量分别降低了11%～17%和13%～20%;而2代4年生林地土壤则分别降低了39%～43%和45%～49%,显示连栽代次对土壤矿质化作用的影响更加明显.各样地土壤矿化速率和硝化速率在培养的第1周最高,然后随培养周期迅速降低;而氨化速率则是在第2周达到峰值,然后逐渐降低.随林龄和连栽代次的增加,土壤矿化速率和硝化减小,尤其是培养第1周,而氨化速率差异不显著.各样地30℃培养条件下的土壤矿化量和矿化速率均明显高于20℃,表明培养温度对土壤矿质化作用具有明显的影响.     

模拟酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响研究

酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水（CK）和纯水+凋落叶（T0）为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65 （T1）、3.67 （T2）、5.55 （T3）的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO₂累积排放量为1.67~3.35 g·kg^-1,表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO₂累积排放量为0.99~3.90 g·kg^-1,表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶（T0）后,酸性、碱性土壤CO₂累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨（T3）能促进CO₂排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨（T1）会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化（P<0.05）,但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨（T2）对两类土壤的土壤呼吸、凋落叶分解的抑制或促进作用均未达显著水平。凋落叶的添加会显著增加碱性土壤的CO₂排放,但对酸性土壤CO₂排放的影响因模拟酸雨pH的差异而不同。总体而言,不同强度的酸雨对碱性土壤有机碳矿化有促进作用;而在酸性土壤中,除轻度酸雨外,其他强度的酸雨均抑制了土壤有机碳矿化。     

中国水稻上登记吡虫啉单剂的水生生态风险评估

为评估吡虫啉药剂对水生生态系统的风险,对目前中国水稻上登记使用的吡虫啉单剂品种进行了梳理,基于风险评估保守性的原则,归纳出不同剂型产品所适用的施用量,采用Top-Rice模型和风险商值 (RQ)法,对现有吡虫啉单剂产品进行了水生生态风险评估。结果显示:截至2020年6月,近3年中国水稻上登记的有效吡虫啉单剂产品共375种,其中可湿性粉剂(WP)占比最大,为56.53%;其次为可溶液剂(SL),占11.47%;乳油(EC)、悬浮剂(SC)、水分散粒剂(WG)、微乳剂(ME)、悬浮种衣剂(FS)、泡腾片剂(EB)、片剂(TA)、种子处理可分散粉剂(WS) 分别占9.87%、8.27%、8.00%、3.73%、1.33%、0.27%、0.27%和0.27%。水生生态风险评估结果表明:7种吡虫啉单剂产品在各种场景-时间点施用后,其预测环境浓度(PEC)范围为质量浓度0.19 ~ 51.28 μg/L;在现有登记施用条件下,对鱼类和无脊椎动物的急性暴露风险均可接受;就慢性暴露风险而言,对鱼类和初级生产者的慢性暴露风险均可接受,而对以大型溞和溪流摇蚊为代表的无脊椎生物,仅13.58%的模拟组其 RQ 值小于1,故具有一定的潜在风险。研究结果表明,按照目前登记的施用方法,吡虫啉单剂产品在水稻上使用时对水生生态系统存在一定的风险,但需要说明的是,为综合评价吡虫啉单剂产品对水生生态系统可能产生的风险,本研究中对施用方法的取值分析偏保守,且由于代谢物数据不充分,使得评估结果存在一定的不确定性。