紫茎泽兰入侵地土壤微生物对紫茎泽兰和本地植物的反馈

植物与土壤微生物互作及其反馈影响自然界植物群落的竞争性演替。为了明确土壤微生物在我国恶性入侵植物紫茎泽兰传入定殖后迅速竞争性扩张中的作用,通过接种植物根际微生物（紫茎泽兰和本地植物的根际土壤分别进行灭菌处理、添加杀真菌剂处理和无处理（对照））的盆栽法,比较了土壤微生物对紫茎泽兰和2种本地植物（林泽兰和狗尾草）的生长反馈效应。结果显示,根际土壤微生物对3种植物的生长均产生正反馈,紫茎泽兰、林泽兰和狗尾草在添加杀真菌剂处理或灭菌处理的生物量均比对照显著下降。林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在对照的紫茎泽兰土壤和本地植物土壤中没有显著差异;但在添加杀真菌剂处理后,林泽兰和狗尾草的根系AMF侵染率在紫茎泽兰土壤中比在本地植物土壤中分别高出8102%和897%,说明紫茎泽兰土壤的真菌具有更强的正反馈作用。磷脂脂肪酸（PLFAs）分析土壤微生物群落多样性和功能微生物丰度的结果显示,入侵植物紫茎泽兰土壤和本地植物土壤的土壤微生物群落存在显著差异。综合推断认为,紫茎泽兰入侵后改变了土壤微生物群落结构,从而产生更有利于自身生长的正反馈,进而进一步促进了竞争性扩张。     

紫茎泽兰与本地植物群落根际土壤酶活性和土壤肥力的差异

入侵植物对自然生境土壤养分的正反馈作用促进了入侵,一个可能的解释是入侵植物对入侵生境肥力平衡的打破而增加了其对本地植物的竞争能力.本文比较研究了入侵杂草紫茎泽兰和3种本地草本植物群落根际土壤肥力和土壤酶(蛋白酶、脲酶和磷酸酶)的活性,并对上述土壤酶活性和不同土壤肥力之间进行了相关分析.结果表明,紫茎泽兰群落根际土壤全氮、NH4 -N、NO3-N和全钾含量显著比在本地植物群落的高,而其土壤全磷和速效磷的含量显著比在本地植物群落的低,其土壤速效钾含量也较低;紫茎泽兰群落根际土壤蛋白酶、脲酶和磷酸酶的活性显著比在本地植物群落的高;土壤酶活性与全氮、NH4 -N、NO3--N和全钾显著正相关,而与全磷和速效磷显著负相关.与本地植物相比,紫茎泽兰改变了土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于紫茎泽兰的生长竞争和对本地植物生长的抑制,尤其有利于紫茎泽兰在贫瘠生境的入侵成功;不同植物群落根际土壤酶活性差异可能是引起土壤肥力变化的重要驱动因子之一.本文为紫茎泽兰入侵的生态影响和其成功入侵的原因提供了试验证据,为紫茎泽兰入侵生理机制的研究奠定了理论基础.     

紫茎泽兰入侵对生物多样性及土壤养分的影响

研究了不同强度紫茎泽兰入侵（重度入侵,HI;中度入侵,MI;轻度入侵,LI;未入侵,CK）对入侵地生物多样性及土壤养分的影响。结果表明,紫茎泽兰改变了土壤结构并且降低了入侵地生物多样性,土壤容重和pH 随紫茎泽兰入侵强度的增加表现为降低趋势,土壤含水量、电导率和总孔隙度表现为增加趋势,除了土壤全磷以外,土壤其他养分和微生物量也呈相应的增加趋势,均表现为HI>MI>LI>CK,表明了紫茎泽兰入侵显著提高了土壤养分和微生物量,其中土壤有效养分对于茎泽兰入侵较为敏感;在紫茎泽兰入侵条件下土壤养分和微生物量呈现出季节同步变化规律,具体表现为冬季>秋季>夏季>春季,表明紫茎泽兰入侵对土壤养分及微生物量的影响与其生长节律有关。相关性分析结果表明,紫茎泽兰入侵条件下生物多样性和土壤养分与微生物量呈显著的相关性,们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性。     

紫茎泽兰入侵对生物多样性及土壤养分的影响

研究了不同强度紫茎泽兰入侵(重度入侵,HI;中度入侵,MI;轻度入侵,LI;未入侵,CK)对入侵地生物多样性及土壤养分的影响.结果表明,紫茎泽兰改变了土壤结构并且降低了入侵地生物多样性,土壤容重和pH随紫茎泽兰入侵强度的增加表现为降低趋势,土壤含水量、电导率和总孔隙度表现为增加趋势,除了土壤全磷以外,土壤其他养分和微生物量也呈相应的增加趋势,均表现为HI＞MI＞LI＞CK,表明了紫茎泽兰入侵显著提高了土壤养分和微生物量,其中土壤有效养分对于茎泽兰入侵较为敏感;在紫茎泽兰入侵条件下土壤养分和微生物量呈现出季节同步变化规律,具体表现为冬季＞秋季＞夏季＞春季,表明紫茎泽兰入侵对土壤养分及微生物量的影响与其生长节律有关.相关性分析结果表明,紫茎泽兰入侵条件下生物多样性和土壤养分与微生物量呈显著的相关性,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性.     

入侵植物紫茎泽兰的开发利用

紫茎泽兰是一种外来入侵杂草,含有丰富的营养物质,可供开发利用.对紫茎泽兰的多种开发利用途径进行了综述,以供参考.     

沼肥和紫茎泽兰菌肥对土壤肥力的影响

分别用无肥对照、沼肥和紫茎泽兰菌肥,按照等养分原则施肥小铁头菜,利用酶标仪、稀释涂布平板、分光光度计等方法,测定不同肥料施肥后小铁头菜土壤的蛋白酶含量、活菌数以及腐殖质含量。结果表明,施用沼肥的效果好于紫茎泽兰菌肥,土壤肥力较施肥前得到提高。该试验可以为施用不同肥料对土壤肥力的影响以及后续对土壤肥力改善的研究提供依据。     

紫茎泽兰入侵对林分土壤可萌发种子库特征及生物多样性的影响

为了探讨不同程度紫茎泽兰入侵对林地土壤可萌发种子库特征及生物多样性的影响,选择6种不同类型的林地开展了相关研究。采用野外调查植被类型及土壤萌发法进行研究,结果表明:紫茎泽兰的入侵提高了地表物种丰富度,所有样地中共含有31种植物,隶属21个科。各样地中可萌发植物种子量为1 959~37 218粒·m-2,并且主要分布在0~5 cm的土层中,紫茎泽兰的种子量占总量的65.1%,其数量可高达19 833粒·m-2。土壤种子的萌发高峰期主要在前20~40 d,并且双子叶植物居多,占萌发数量的83.3%以上。土壤种子库的物种多样性并不高,与地被植物的相似性较低,无紫茎泽兰入侵的林地也能检测到紫茎泽兰的种子。试验研究表明,紫茎泽兰具有长久性土壤种子库,其种子的数量在土壤种子库中处于绝对优势。     

紫茎泽兰入侵对土壤肥力特征的影响及其动态研究

采用室内分析方法,测定了紫茎泽兰入侵不同年份的种群根际土壤N、P、K养分状况及其季节动态,比较分析了紫茎泽兰入侵对土壤养分影响在其入侵过程中的意义.结果表明,紫茎泽兰的入侵显著提高了根际土壤NH4 -N、NO3——N、全钾和有效钾的含量,降低了土壤全磷和有效磷的含量,而对土壤全氮含量没有明显影响.不同入侵种群根际土壤养分含量随季节变化的趋势为:土壤NH4 -N上升,NO-3-N降低,有效磷和全钾先升后降,而全氮和全磷无明显季节变化,这可能是在年内生长过程中,紫茎泽兰能够通过活化土壤含磷化合物来满足自身生长的需求,对土壤NO3——N和有效钾的吸收利用较多,而对土壤NH4 -N的需求较少所致.紫茎泽兰入侵对根际土壤不同肥力特征的正负影响及其自身的适应特性可能是其能够入侵成功和快速扩张蔓延的生态机制之一;应用不同功能型植物建立生态群落以充分利用土壤养分资源,将在紫茎泽兰的生态控制和其入侵地的生态修复中起到较好的效果.     

基于NDVI的西昌市紫茎泽兰入侵监测模型初探

[目的]为紫茎泽兰生物入侵的遥感监测提供参考。[方法]以ASTER影像数据为主信息源,结合西昌市紫茎泽兰样地调查,提取3种植被指数分别为归一化植被指数NDVI、垂直植被指数PVI和比值植被指数RVI,通过与紫茎泽兰表征因子盖度、高度和生物量进行相关分析,筛选敏感植被指数。在紫茎泽兰单个表征因子回归分析基础上,建立敏感植被指数与重要值的回归模型。[结果]3种植被指数中,NDVI最能反映紫茎泽兰表征因子的变化信息。NDVI与紫茎泽兰表征因子及IV显著正相关,对IV的复相关系数(R2=0.72)大于单个表征因子。基于NDVI与紫茎泽兰IV的线性模型模拟误差较小。[结论]利用NDVI与IV的线性模型对研究区紫茎泽兰入侵进行监测是较为可行的。     

紫茎泽兰群落数量特征调查

通过对西南部分地区紫茎泽兰入侵的群落学调查,研究了紫茎泽兰入侵的群落主要数量特征的变化规律.结果表明:紫茎泽兰入侵的群落其物种比较贫乏,最多的物种数量为17种;群落内紫茎泽兰主要数量特征随着物种数量的增加总体表现为下降的趋势,物种数目多的群落内,紫茎泽兰种群的优势度小,相对高度和盖度也比较低;优势度指标与群落多样性指数相关性最强,能反映出该入侵种对群落多样性、均匀性的影响.     

生境对紫茎泽兰叶片外部形态结构的影响

通过调查不同生境中紫茎泽兰植株叶片的外部形态结构,分析和探讨控制该植物植株叶片不同外部形态结构的关键环境因子。在云南玉溪师范学院校园内进行,选择10个当地常见生境,调查每个生境中紫茎泽兰植株叶片长、宽、长宽比、叶面积、叶缘两侧锯齿数目和比例等数据,分析不同环境因子及其组合对叶片外部形态结构的影响。结果表明,紫茎泽兰植株叶片长、宽和叶面积3组数据在10个生境间变化程度明显且变化规律一致,其排序从大到小为栽培（荫）>田间≈栽培（阳）≈池塘边（湿）>田埂≈林窗>林下>路基（荫）≈池塘边（干）>路基（阳）。叶片长宽比在10个生境间没有显著差异,为1.35左右;叶缘左右两侧锯齿数目在10个生境中均为12个左右,两侧锯齿数目比为1.00左右。调查数据分析结果也充分证明,光照强度、土壤水分和养分含量及三者交叉作用对紫茎泽兰植株叶片的长、宽和叶面积的影响均达到极显著水平,但对叶片的形状和叶缘两侧锯齿数目及比例的影响程度较弱。     

意大利苍耳入侵对土壤酶活与土壤肥力的影响

为了解意大利苍耳入侵对土壤生态方面的影响,以本地植物狗尾草为对照,比较研究了意大利苍耳入侵对土壤酶活性及土壤肥力的影响.结果表明,意大利苍耳入侵显著提高了土壤中速效钾、有效磷、有机质和水解性氮的含量,增强了入侵域土壤中蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性.蔗糖酶活性与速效钾、水解性氮含量之间的相关性分别达到显著正相关;脲酶活性与速效钾、有机质、水解性氮含量之间的相关性呈不同程度的正相关,与有效磷含量呈负相关.与本地植物狗尾草相比,意大利苍耳改变了土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于意大利苍耳的生长竞争和对本地植物狗尾草生长的抑制;不同植物群落根际土壤酶活性差异可能是引起土壤肥力变化的重要驱动因子之一.     

污灌时间对土壤肥力及土壤酶活性的影响

通过时空互代、野外调查和采样分析的方法,研究了石家庄栾城县不同污水灌溉时间下(0～52 a)耕地土壤肥力及土壤酶活性特征.结果表明:与对照点相比,污水灌溉区土壤有机质、全氮、全磷含量,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均相对较高,而土壤阳离子交换量、过氧化氢酶和脱氢酶活性无明显的变化规律;污水灌溉区土壤全氮、蔗糖酶、磷酸酶与污灌时间之间表现出显著正相关性(P＜0.05),其他指标与污灌时间之间均无显著相关性;土壤肥力(有机质和全氮)、重金属(总Cr和总Cd)与水解酶(脲酶和磷酸酶)之间表现出显著正相关性,交换态Cr与脱氢酶活性之间呈现出显著负相关性.上述特征反映了污水灌溉时间对土壤肥力及土壤酶活性具有复杂的影响效应,而这些效应是决定污水灌溉区土地生产力能否高产的重要因素.     

多效唑对杨梅土壤微生物及内生群落结构的影响

[目的]多效唑常用在杨梅上用来催化花芽分化,过量施用会使树势衰弱、叶片卷曲皱缩.研究过量多效唑对杨梅根围土和根表土的土壤酶活性以及杨梅树体微生物群落结构的影响,为合理使用多效唑提供理论指导.[方法]1年生'东魁'杨梅嫁接苗种植在经150、300和600 mg·kg-1多效唑处理的酸性红壤,不施用多效唑为对照.检测根围土...     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)、丰富度指数(S)和Shannon均匀度指数(E)均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74mgglucose·g-·1(24h)-1和1.15mgNH3-N·g-1·(3h)-1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

Effects of Long-Term Combined Application of Organic and Mineral Fertilizers on Microbial Biomass, Soil Enzyme Activities and Soil Fertility

Soil health is important for the sustainable development of terrestrial ecosystem. In this paper, we studied the relationship between soil quality and soil microbial properties such as soil microbial biomass and soil enzyme activities in order to illustrate the function of soil microbial properties as bio-indicators of soil health. In this study, microbial biomass C and N contents （Cmic ＆ Nmic）, soil enzyme activities, and soil fertility with different fertilizer regimes were carried out based on a 15-year long-term fertilizer experiment in Drab Fluvo-aquic soil in Changping County, Beijing, China. At this site, 7 different treatments were established in 1991. They were in a wheat-maize rotation receiving either no fertilizer （CK）, mineral fertilizers （NPK）, mineral fertilizers with wheat straw incorporated （NPKW）, mineral fertilizers with incremental wheat straw incorporated （NPKW＋）, mineral fertilizers plus swine manure （NPKM）, mineral fertilizers plus incremental swine manure （NPKM＋） or mineral fertilizers with maize straw incorporated （NPKS）. In different fertilization treatments Cmic changed from 96.49 to 500.12 mg kg^-1, and Nmic changed from 35.89 to 101.82 mg kg^-1. Compared with CK, the other treatments increased Cmic ＆ Nmic, Cmic/Corg （organic C） ratios, Cmic/Nmic, urease activity, soil organic matter （SOM）, soil total nitrogen （STN）, and soil total phosphorus （STP）. All these properties in treatment with fertilizers input NPKM＋ were the highest. Meantime, long-term combined application of mineral fertilizers with organic manure or crop straw could significantly decrease the soil pH in Fluvo-aquic soil （the pH around 8.00 in this experimental soil）. Some of soil microbial properties （Cmic/Nmic, urease activity） were positively correlated with soil nutrients. Cmic/Nmic was significantly correlated with SOM and STN contents. The correlation between catalase activity and soil nutrients was not significant. In addition, except of catalase act     

施氮水平对塿土微生物群落和酶活性的影响

 【目的】研究不同施氮量对土壤微生物群落功能多样性和酶活性的影响。【方法】通过野外大田定位试验,于2009年7月15至2009年9月30采用微生物自动分析系统BIOLOG微平板分析法,对不同施氮水平下土壤微生物群落功能多样性,及水解酶活性的动态变化进行了研究。研究涉及N0（0 kg·hm-2）、N1（60 kg·hm-2）、N2（120 kg·hm-2）和N3（180 kg·hm-2）4个施氮水平。【结果】低氮（N1）、中氮（N2）和高氮（N3）处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于零氮（N0）处理,其中N2处理最高。主成分分析表明,不同施氮水平土壤微生物功能多样性差异明显,起分异作用的主要碳源是糖类和氨基酸类。土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均以N2处理最高,分别为24.85 mg glucose·g-1·(24 h)-1、1.04 mg NH3-N·g-1·(24 h)-1 和2.40 mg hydroxybenzene·g-1·(24 h)-1。【结论】氮肥的施用可以提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性。低量和中量氮肥能够提高蔗糖酶和脲酶活性,而中量和高量氮肥可以增加碱性磷酸酶活性。     

种植年限和种植模式对设施土壤微生物区系和酶活性的影响

为探讨大棚种植年限和不同种植模式对土壤质量的影响,分析土壤质量退化的原因,对昆明郊区蔬菜、花卉主产县典型大棚土壤进行取样,分析测定了土壤微生物区系和酶活性的变化.结果表明,随设施种植年限的增加,土壤细菌、放线菌、微生物总数、B/F比值及土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性先增加后降低,以种植6～8 a时最高而20 a时最低;真菌数量持续增加而微生物多样性指数和均匀度指数持续降低.与连作相比,轮作有利于增加土壤细菌、放线菌数量而降低真菌数量,有利于提高过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中花-花轮作效果最好,菜-菜轮作效果最差.研究结果表明大棚种植初期(4～6 a)土壤生态环境较好,6～8 a后土壤微生物Ⅸ系失调.酶活性显著下降,从而影响土壤生物化学过程,土壤质量的稳定性和可持续利用性大大降低;轮作种植能有效调节土壤微生物区系,有利于微生物群落多样性和稳定性的提高,有利于土壤质量的改善.