林下植被不同管理措施培育杉木大径材林分土壤酶活性差异及质量评价

[目的]探讨林下植被不同管理措施对培育杉木大径材林分土壤酶活性及土壤质量的影响。[方法]本研究以培育杉木大径材林分为研究对象,分析了林下植被保留(UP)、林下植被去除(UR)和林下套种(IP)3种林下植被管理措施培育杉木大径材林分土壤酶活性差异,并以土壤酶作为土壤生物活性指标,结合土壤物理和化学性质,利用主成分分析法对土壤质量进行综合定量评价。[结果]IP处理提高了0～20 cm土层蔗糖酶活性,而20～40、40～60 cm土层3种林下植被管理措施间土壤蔗糖酶活性差异较小;相比于UR和IP处理,UP处理提高了土壤过氧化氢酶活性,脲酶活性则相反,UR和IP处理间土壤脲酶和过氧化氢酶活性差异较小;3种林下植被管理措施下,土壤酸性磷酸酶活性高低排序为IPURUP,多酚氧化酶活性高低排序为UPIPUR;林下植被不同管理措施间土壤脲酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性差异较大,其中,多酚氧化酶对于林下植被管理措施的响应更灵敏,且能反映于较深土层;除酸性磷酸酶活性外,其余土壤酶活性均具明显表聚性,且随土层加深而递减。有机质和水解性氮含量与各种土壤酶活性具有极显著或显著正相关;有效磷含量与蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性呈极显著正相关;速效钾含量与蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性呈极显著正相关;土壤物理性质与土壤酶活性相关性较弱。将土壤酶活性作为土壤质量指标之一,结合土壤物理性质和化学性质,通过主成分分析提取出3个主成分,反映了原信息量的75.31%。林下植被不同管理措施的土壤质量指数排序均为:IPUPUR。[结论]培育杉木大径材林分中,林下套种楠木的林下植被管理措施对于保持和提升土壤质量效果最佳,其次为林下植被保留措施,林下植被去除措施的效果较差。     

不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物碳源利用的影响

微生物群落碳代谢功能多样性对土壤管理具有重要指示作用,以福建省宁化县紫色土水土侵蚀区油茶人工林不同坡位土壤为研究对象,采用Biolog技术对天然有机物料有机肥(T1)、有机无机复合肥(T2)、禽畜粪便有机(T3)共3种有机肥处理以及不施肥处理(CK)下的土壤微生物碳源利用能力进行了研究。研究结果显示:T1、T2、T3处理下不同坡位土壤的吸光值平均颜色变化率(AWCD)相比于施肥前都有所增加,而CK处理土壤AWCD值无显著变化,不同处理下土壤AWCD值提高的大小顺序表现为T2T1T3CK;Shannon多样性指数、Simpson优势度指数以及McIntosh优势度指数大小顺序均表现为T2T1T3CK;相同处理下不同坡位土壤AWCD值、Shannon多样性指数、Simpson优势度指数以及McIntosh均匀度指数大小顺序总体呈现下坡中坡上坡;Shannon指数与土壤容重和自然含水率呈极显著或显著负相关,与pH值、全碳和全氮含量呈极显著或显著正相关;McIntosh指数与土壤容重、自然含水率、pH值、全碳和全氮含量呈极显著或显著正相关;氨基酸类是各处理后土壤微生物利用的主要碳源类型,主成分分析表明T1、T2、T3处理下土壤微生物对6类碳源利用能力相比于对照具有较大差异,T1和T3处理对于6类碳源的利用具有相似性,T2处理与T3处理之间对于6类碳源利用差异主要在于碳水化合物类碳源。综上,有机无机复合肥的施入更有利于紫色土丘陵区油茶人工林土壤微生物碳源利用能力的提高,以上结论可为制定紫色土丘陵区合理施肥制度的设置、农业优化管理措施提供依据。     

供铁水平对杉木幼苗叶片叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响

[目的]铁元素在植物生长发育过程中需求量最大,在植物光合作用、叶绿素合成以及呼吸过程等生理活动中起着重要的作用.但当铁浓度超过植物所需的正常水平时,会对植物产生胁迫作用,不利于其生长发育.探究不同供铁水平对杉木幼苗内在生理机制的影响,为杉木人工林的科学经营提供理论依据.[方法]以1年生杉木幼苗为研究对象,通过室内砂培盆栽试验,在改良霍格兰完全营养液:铁浓度分别为20 mg/kg(T1)、30 mg/kg(T2)、40 mg/kg(T3)条件下,以常规霍格兰完全营养液为对照(CK),测定其15,30,45,60 d时杉木幼苗叶片叶绿素含量、荧光参数、丙二醛含量和抗氧化酶活性的变化.[结果]随处理浓度增加,叶绿素b和叶绿素a+b含量呈现先升高后降低的趋势,而叶绿素a/b含量表现出先降低后升高.在45 d、60 d时,T1、T2、T3叶绿素a含量均与CK处理间达显著性差异(P<0.05).F0含量随着铁浓度的升高也不断升高,而Fm、Fv/Fm、Fv/F0和Fm/F0则呈现不断下降的趋势,在处理30 d时,T3处理下的Fm、Fv/F0、Fm/F0相较于CK处理而言降低最明显,且CK处理下的Fm、Fv/F0和Fm/F0与T1、T2、T3处理达显著性差异(P<0.05),F0和Fv/Fm含量未达显著差异(P>0.05).不同铁浓度处理下的丙二醛含量均高于CK处理,随着铁浓度升高,其含量整体呈现降低后升高的趋势.而超氧化物酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性均以CK处理最高,过氧化氢酶随着铁浓度升高,其活性呈现先降低后升高的趋势,且在15 d时,不同处理酶活性与CK处理间存在显著性差异(P<0.05),而超氧化物歧化酶活性随处理浓度的提升不断降低,但各处理间差异未达到显著水平(P>0.05);多酚氧化酶和过氧化物酶在各个培养时间上,随铁浓度的升高其酶活性未呈现出规律的变化,且在试验期间差异均未达到显著水平(P>0.05).[结论]本研究中当年生叶为新叶,对铁的耐受性较低.营养液中铁处理浓度的增加使杉木幼苗叶片细胞膜系统受到损伤,叶绿素合成减缓,光合作用受阻.     

氮添加对杉木凋落物分解过程中酶活性的影响

为了探究氮添加下,凋落物分解微环境碳氮比(凋落物碳质量分数(w(C))与凋落物氮质量分数(w(N))的比(w(C)∶w(N))在杉木凋落物分解过程中的作用机制。以福建省洋口国有林场南元管护站的杉木人工林为研究对象,在林下植被保留和林下植被去除林分内,各设置3块样地,经外源氮素喷施处理后,将具有不同w(C)∶w(N)比(40.6、30.5、20.3)处理和未处理(w(C)∶w(N)为60.9)的杉木凋落叶分别布置于杉木人工林样地内,每个样地放置35袋,每袋10 g,间隔60 d,每个样地取出6袋,测定杉木凋落叶在300 d内的分解速率和酶活性的动态变化。结果表明：当w(C)∶w(N)为40.6和30.5对杉木凋落叶的分解具有促进作用;氮添加对杉木凋落叶分解过程中纤维素酶、脲酶活性具有促进作用,对酸性磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性具有抑制作用;与林下植被去除林分相比,林下植被保留林分更有利于杉木凋落叶的分解和酶活性的提升,但氮添加输入量过高对于凋落叶分解和酶活性产生抑制作用;杉木凋落叶质量损失率与各类酶活性呈显著正相关和线性关系,其中拟合效果以纤维素酶活性最佳。因此,w(C)∶w(N)...     

铝胁迫对不同林分土壤中杉木幼苗根际土壤酶活性和微生物的影响

探讨在铝胁迫下,不同林分土壤中杉木(Cunninghamia lanceolate)根际土壤酶活性和微生物数量变化特征及其相互关系,揭示杉木对铝胁迫的响应机理,以杉木1代林、次生杉木2代林及次生阔叶林土壤为培养基质,通过室内盆栽试验,研究了不同质量分数铝处理对杉木幼苗根标土壤酶活性和微生物数量的影响。结果表明:随着铝质量分数的增加,蔗糖酶活性呈降低趋势,真菌数量呈上升趋势,脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性以及细菌和放线菌数量则具有低促高抑现象;随着胁迫时间的延长,蔗糖酶活性不断下降,多酚氧化酶活性和真菌数量不断提升,而脲酶和过氧化氢酶活性以及细菌和放线菌数量则在低质量分数铝处理下普遍呈上升趋势,中高质量分数铝处理下普遍呈下降趋势;铝胁迫下的3种林分类型土壤的杉木幼苗根系微环境中,土壤酶活性以及细菌和放线菌数量均呈次生阔叶林中最大、杉木1代林其次、次生杉木2代林最小,真菌数量则与之相反;4类土壤酶活性与细菌和放线菌数量基本呈正相关,与真菌数量基本呈负相关。综上所述,杉木具有通过调节根系分泌应对铝胁迫逆境的应对机制,并进而影响根系土壤酶的活性和微生物的种群结构和数量。土壤中铝的质量分数对于杉木幼苗根际微生态环境具有低促进、高抑制的调控作用。次生阔叶林土壤具有较高的耐铝性,杉木1代林其次,次生杉木2代林最低。     

不同供镁水平对杉木幼苗叶片抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响

【目的】以1年生杉木无性系为研究对象,评价不同供镁水平对杉木幼苗叶片抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响。【方法】通过室内沙培盆栽试验,分析0 mmol/L(M_0)、0.2 mmol/L(M_1)、0.4 mmol/L(M_2)、0.8 mmol/L(M_3)4个不同供镁水平处理下1年生杉木无性系叶片丙二醛含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量的影响。【结果】随处理时间延长,正常供镁(M_0)杉木幼苗叶片丙二醛(MDA)含量呈先上升后下降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、叶绿素a(Cha)、叶绿素b(Chb)、叶绿素总量(Chl)不断提高。0.4 mmol/L的镁处理(M_2)中MDA含量,SOD、POD活性,Cha、Chb、Chl含量的变化趋势与M_0处理相似,且各含量均与M_0处理存在显著差异。各生理生化指标相关性分析表明:MOD含量与POD活性呈显著负相关(P0.05),与SOD、POD活性无显著相关性,Cha、Chb、Chl含量与SOD、POD活性呈极显著正相关(P0.01),Chb含量与CAT活性呈极显著负相关(P0.01)。【结论】M_0处理使杉木幼苗叶片细胞膜系统损伤,过氧化物促使抗氧化酶活性升高,叶绿素合成减缓,影响光合作用速率。M_2处理可降低损伤细胞膜的有害物质含量,提高细胞膜系统结构稳定性和叶绿素含量,利于光合速率提升,促进杉木幼苗生长。研究结果从杉木营养学的角度为杉木壮苗培育提供理论依据。