宁夏荒漠草原不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响

以宁夏荒漠草原不同土地利用方式(耕地、弃耕地、草地和柠条地)的土壤为研究对象,测定了不同土层土壤有机碳和活性有机碳含量,分析了土壤活性有机碳占有机碳的比例,以期探寻不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响。结果表明:不同土地利用方式土壤总有机碳含量范围在1.78~6.17 g·kg^-1,具体表现为弃耕地>柠条地>草地>耕地。表层(0~5 cm)土壤有机碳含量显著高于深层(10~60 cm),说明荒漠草原土壤有机碳主要富集在表层;4种土地利用方式土壤易氧化有机碳含量为0.57~1.38 mg·g^-1,变化趋势具体表现为柠条地>草地>耕地>弃耕地,且柠条地在每个土层都高于其它3种土地利用方式;土壤可溶性有机碳含量范围为6.8~11.1 mg·kg^-1,变化趋势表现为草地>耕地>柠条地>弃耕地。土壤易氧化有机碳含量占有机碳的比例范围为13.7%~43.1%,大小排序为柠条地>耕地>草地>弃耕地;土壤可溶性有机碳含量占有机碳的比例范围为0.11%~0.48%,比例大小为耕地>草地>柠条地>弃耕地,耕地和草地中土壤可溶性有机碳含量占有机碳比例随着土壤深度的增加而减小,这与有机碳在耕地和草地中变化趋势一致。土地利用变化可以显著影响土壤活性有机碳的含量与分布,能够敏感的反映土壤碳库的变化,可以作为评价宁夏荒漠草原土壤质量和肥力的指标之一。     

不同荒漠草原植被根际与非根际土壤养分及碳库管理指数特征

通过对宁夏荒漠草原恢复工程主要植被柠条、沙蒿、短花针茅和蒙古冰草根际与非根际表层(0~5 cm)、亚表层(5~10 cm)和深层(10~15 cm)土壤养分、土壤总碳(soil total organic carbon,C_r)、活性有机碳(active organic carbon,C_A)、碳库指数(carbon pool index,CPI)及碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)特征进行分析研究,探讨不同植被恢复对土壤养分、CPMI变化特征的影响。结果表明: 1)4种植被土壤养分均随土壤深度增加呈降低趋势,根际大于非根际,柠条群落根际和非根际表层速效钾(AK)含量高达130.81和111.96 mg/kg,相对于亚表层和深层分别高6.87、31.65 mg/kg和23.57、61.44 mg/kg,随土层深度增加,根际表层,亚表层和深层比非根际土壤分别高18.84、35.55和48.63 mg/kg,表现出了荒漠草原特殊的“肥岛”聚集效应,不同群落间差异显著(P<0.05); 2)4种植被类型土壤总有机碳C_r含量在2.09~17.11 g/kg范围内,土壤碳库管理指数CPMI均表现为根际大于非根际,C_r和C_A含量在土壤垂直剖面中的分布相似,具有一定的“聚表效应”,柠条和蒙古冰草群落表层比亚表层碳库活度分别增加了38.41%和29.54%,不同植被类型之间碳库活度表现为蒙古冰草>沙蒿>柠条>短花针茅,植被恢复显著改善了土壤有机质分布状况和土壤碳库质量,明显增强荒漠草原土壤碳汇功能; 3)荒漠草原土壤CPMI 与土壤养分含量显著相关(P<0.05),pH与C_r、C_A、CPI和CPMI呈显著负相关(P<0.05),相关系数分别为-0.661、-0.437、-0.661和-0.410,与其他土壤养分指标呈显著或极显著正相关(P<0.05; P<0.01),土壤氮(N)、磷(P)、钾(K)促进了土壤碳库循环周转速率,显著提高土壤质量和生产力。CPMI能够用来作为评价土壤质量和土壤管理措施的有效指标。     

基于文献计量分析的蒿属植物研究进展

为深入了解蒿属植物相关研究的全球状况和前沿动态,客观反映相关研究国家、机构和个人在该研究方面的科学能力和影响力,采用Web of Science核心合集数据库中1986-2016年间收录的有关蒿属植物研究的相关文献,基于信息计量学分析方法进行了统计分析。结果表明,关于蒿属植物全球发文量总体呈上升趋势,中国的发文量居榜首,其次为美国,但在国际合作水平来看,美国的合作贡献最大,与中国有着密切合作关系的是英国。中国科学院占据总发文量、一作总数和一作被引次数的首位,香港大学在总被引用次数和一作被引次数方面排名最高。该研究方面发文的主要期刊有Planta Medica,Phytochemistry,Journal of Natural Products等,平均被引次数最高的是顶级期刊Nature。从学科分布来看,植物科学、化学和药理学/配药学位居相关研究的前三;从类别来看,理学占排名前10学科的50%;从科学层次来看,基础和技术科学占比较大,工程科学的相关发文量有待提高。香港大学的Sy在黄蒿提取物方面的系列研究具有较高的影响力,西班牙瓦伦西亚大学Marco和北京大学Wen两位学者的相关研究被引频次较高。在研究前沿趋势方面,蒿属植物的化学成分及其医药用途方面是研究热点。     

番茄灰霉病拮抗细菌18BS-12发酵条件的优化及防治效果

【目的】对采自陕西、甘肃和河南省的51个土壤样品中的细菌进行分离纯化,筛选番茄灰霉菌的拮抗生防菌株,并研究其防治效果和最优发酵条件。【方法】分别以平板对峙法和牛津杯法测定所分离菌株及其发酵滤液对番茄灰霉菌的抑菌作用,筛选出抑菌作用显著的菌株,测定其离体和温室防治效果,并通过正交试验对防治效果明显且稳定的生防菌株的发酵条件进行优化,最后进行16SrDNA序列分析,对筛选菌株进行初步鉴定。【结果】经分离纯化得到533株细菌菌株,其中18BS-12的抑菌活性最好,离体和温室防治效果分别为82.37%和75.61%。对菌株18BS-12发酵培养基(NA培养基)进行正交试验优化,得到最佳发酵培养基配方(质量分数)为玉米粉2.0%,牛肉膏1.5%,FeSO40.015%。发酵滤液抑菌活性最强的发酵条件为:在250mL三角瓶中,将种子液按3%的体积比接种到50mL培养基中,初始pH 7.0,温度32℃,转速180r/min,发酵时间5d。菌株18BS-12的发酵滤液活性物质在高温、碱性条件和紫外光照射下较稳定。通过对其16SrDNA序列的分析比对,初步将其鉴定为唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli)。【结论】菌株18BS-12是1株对番茄灰霉病具有防治潜力的生防菌株。     

荒漠草原不同土壤类型水分入渗特征

为了研究荒漠草原不同土壤类型对降水的响应过程,在宁夏盐池县皖记沟村选取分布较广的灰钙土、风沙土和基岩风化残积土为研究对象,采用双环法测定其入渗过程,分析并比较三者的入渗特征,利用模型拟合土壤入渗过程。结果表明:研究区内3种类型土壤入渗过程大致可分为3个阶段,0~5min入渗速率急剧下降阶段,5~10min入渗速率逐渐变缓并趋于稳定及30min后入渗速率达到相对稳定的状态。通过对不同土壤初始入渗速率、稳定入渗速率及60min累积入渗量对比分析,发现不同土壤类型的入渗特征存在差异,风沙土的入渗性能最好,基岩风化残积土次之,灰钙土入渗性能最差,原因是由于不同土壤结构的差异所导致。各土壤类型物理性质的差异性分析表明,土壤的机械组成和非毛管孔隙度是影响研究区土壤入渗的主要因素。利用4种土壤入渗模型拟合不同类型土壤的入渗过程,通用经验模型更适宜于描述研究区内土壤入渗速率随时间变化的情况。     

荒漠草原不同土壤生境猪毛蒿个体大小依赖的繁殖分配

植物繁殖分配是生活史理论的核心问题,一直受到生态学家们的关注。为了研究荒漠草原异质生境下植物的繁殖分配策略,本研究以生长在风沙土、灰钙土和基岩风化残积土生境下的猪毛蒿为研究对象,调查了不同个体大小的猪毛蒿生物量特征,分析了生物量间的相关关系和位置效应,讨论了繁殖器官的绝对投入量及其繁殖分配特点。结果表明:基岩风化残积土生境下猪毛蒿的地上生物量和地下生物量、营养器官生物量和生殖器官生物量、繁殖体数量和繁殖体重量等均小于风沙土和灰钙土生境。单株猪毛蒿上、中、下部的地上生物量、繁殖体数量、繁殖体重量和单个头状花序重量均未表现出资源投入的差异性(P>0.05)。繁殖器官生物量的绝对投入(lg R)随着个体大小(lg V)的增大而增加,表现出极显著正相关关系(P<0.001),说明猪毛蒿对营养生长和繁殖的资源投入是同时增加的。基岩风化残积土、风沙土和灰钙土生境下猪毛蒿的繁殖阈值分别为2.07、1.96和1.99 g,其繁殖分配和个体大小均呈现出负相关关系(P<0.05)。不同土壤生境下猪毛蒿单个头状花序重量和个体大小、每株头状花序数量间均呈负相关关系,这种差异性一定程度上反映了种群资源配置的表型可塑性,但这些权衡间没有显著的相关关系(P>0.05)。     

出芽短梗霉对苹果采后灰霉病的防治

通过稀释平板法和离体果实接种法从苹果表面分离筛选到1株对苹果采后灰霉病Botrytis cinerea具有显著防治效果的酵母菌株2SP,该酵母菌孢子悬浮液对苹果灰霉病的防治效果为78.45%,对灰霉菌孢子的萌发抑制率为90.0%,而过滤上清液和离心灭菌上清液对灰霉病菌防治效果较差,表明营养和空间竞争可能是该酵母菌抑制灰霉病发展的主要机制。该酵母菌在苹果伤口接种后置于4℃低温条件下,30 d后仍能存活,且酵母菌的数量高于起始值。通过26S rDNA D1/D2序列分析,将该酵母菌株初步鉴定为出芽短梗霉Aureobasidium pullulans。     

模拟不同降雨量对猪毛蒿种子萌发的影响

为揭示猪毛蒿对水分变化的响应及适应规律,以猪毛蒿为试验材料,利用光温自动控制的培养箱,通过种子库萌发试验,研究不同降雨量情况下荒漠草原优势物种猪毛嵩种子萌发参数的变化。结果表明:随着降雨量的增加,土壤种子库中猪毛蒿种子的萌发表现出逐渐增加的趋势,当日降雨量为3 mm时,萌发数量显著高于其他降雨条件(P0.05);日降雨量与萌发指数的关系为y=-0.073 8×(1-3.499~x)(R~2=0.979 3,P0.01),表明降雨量的增加有利于提高猪毛蒿种子的萌发速度,当日降雨量为1.0 mm时,就能打破种子的休眠,使得猪毛蒿进行萌发;当日降雨量为2.0、2.5、3.0 mm时,猪毛蒿种子的萌发最高峰早于日降雨量为1.0、1.5 mm;萌发后期,每盆中生存的猪毛蒿幼苗维持在2～4株。综上所述,日降雨量为1.0 mm时,是猪毛蒿的种子进行萌发的最小降雨阈值,且降雨量对于土壤种子库中猪毛蒿种子的萌发具有十分重要的影响。     

荒漠草原灌丛沃岛的结构特征和生态效应

荒漠草原地区草地的灌丛化使得草地资源空间分布具有异质性,并且灌丛的自持能力也逐渐得到了增加。荒漠草原灌丛沃岛是荒漠草原地区灌木灌丛下限制性土壤资源的显著聚集现象,其中的资源为土壤水分、养分、微生物、动物以及由灌丛带来的非生物环境等的总和。沃岛集聚养分,改善土壤构造,在养分的空间和养分循环中发挥着重要的生态和水文效应,成为许多生物物种,包括草本植物和小型动物的庇护所,这种效应被称之为"沃岛"效应。"沃岛"效应的发生很可能促进了灌丛化草地的形成和维持,同时也加速了草原的荒漠化过程。"沃岛"效应的存在是荒漠草原受损生态恢复与重建的重要基础和依据。学者对于"沃岛"效应引起的土壤资源的异质性分布研究较深,但对于养分在灌木植物下土壤表层的积累研究较浅。如何把握"沃岛"效应各个复杂过程中植物、土壤和土壤生物扮演的确切角色,还亟待解决。本文从"沃岛"的概念和形成机制出发,对"沃岛"的结构特征和生态效应以及土壤与植被系统的关系进行了总结,对于深入了解"沃岛"效应的机理具有重要的意义,也对荒漠草原地区的植被演替和恢复重建具有重要的生态学意义,同时也为荒漠草原地区的水土治理提供基础理论。