不同氮素水平及施氮方式对老芒麦根际土壤特性的影响

为探究施氮方式和氮素水平对老芒麦根际土壤特性的交互作用,为老芒麦(Elymus sibiricus L.)人工草地建植技术提供理论依据,本文以不同生长年限(4年生和5年生)老芒麦为研究对象,采用不同的施氮方式(Y 4:第4年施氮、Y4-5:第4年施氮后第5年追施、Y5:第5年施氮),研究不同氮素水平(0,45,60,7...     

切根对5龄老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响

本文以5龄老芒麦(Elymus sibiricus L.)为研究对象,采用分光光度计和氯仿熏蒸等方法测定土壤养分和微生物生物量,探讨了“一”字切根(RT1)和“十”字切根(RT2)处理对老芒麦根系土壤养分和微生物生物量及C,N,P化学计量特征的影响。结果表明：除土壤pH和速效钾外,2种切根处理均能改善土壤养分和提高微生物生物量碳氮磷含量,其微生物生物量碳和氮含量在RT1处理下增加更显著。同时,切根处理使土壤碳氮比、碳磷比、微生物量氮磷比增加,氮磷比、微生物量碳氮比降低,表明切根处理可以缓解老芒麦生长过程中受土壤N,P元素的限制。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮与微生物量碳、氮和微生物量氮磷比显著正相关,土壤碳磷比与微生物量磷和氮显著正相关。2种切根处理均改善了老芒麦根系土壤环境,为老芒麦人工草地的科学管理提供理论依据。     

青藏高原老芒麦野生种群生态特性与形态变异研究

对青藏高原老芒麦野生种群生态分布特性和形态学变异研究表明:(1)老芒麦在青藏高原地区分布广泛,群落生境可初步划分为高山亚高山草甸型、河谷草地型和森林灌丛型;群落组成以高山红柳+老芒麦+发草、沙棘+老芒麦+蒿类、老芒麦+锦鸡儿+鹅观草、老芒麦+披碱草+多节雀麦4种类型最多。(2)野生老芒麦种群形态学性状具广泛变异,其中与牧草产量和种子产量相关的形态性状变异较大,与分类相关的指标变异程度较小。(3)聚类分析将不同形态的老芒麦聚为三大类群,聚类结果除与海拔有一定关系外,与其地理分布的一致性不明显。(4)主成分分析表明,内外颖长、内外颖芒长、旗叶宽、倒二叶片长、株高、内外稃长、外稃芒长、内外稃宽、穗中部节上每小穗的小花数、穗长、叶色、茎粗、灰度和穗中部节上的小穗数是引起老芒麦形态分化的主要指标。     

不同贮藏年限老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的变化规律

种子在自然贮藏过程中常常伴随着内部生理机能的恶化,线粒体作为种子内活性氧（reactive oxide species,ROS）产生的主要位点是最先遭到破坏的细胞器。为探讨不同贮藏年限对老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的影响,本试验以室温贮藏0～4年的老芒麦种子为材料,分析比较其老化规律及种胚线粒体抗氧化特性的变化规律。结果表明：随着贮藏年限的延长,老芒麦种子发芽势、发芽率和种苗鲜重逐渐下降,死种子逐渐增多,种胚线粒体苹果酸脱氢酶（mitochondria malate dehydrogenase,MDH）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（monodehydroascorbate reductase,MDHAR）活性逐渐下降,但在死种子中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性显著升高。此外,在贮藏过程中老芒麦种胚线粒体O₂^·-产生速率不断上升,而H₂O₂含量则呈现逐渐降低的趋势,表明线粒体中O₂^·-的积累与细胞氧化损伤密切相关。     

不同储存年限老芒麦种子种带真菌检测及致病性测定

对来自青海的5个不同收获年份的老芒麦种样进行了系统的种带真菌研究;测定了12种分离率大于1%的种带真菌对老芒麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,种样发芽率为56%~80%,S₂发芽率最高,达到80%,显著高于S₁和S₅(P<0.05);种样带菌率为24%~38%,随储藏时间延长呈下降趋势,S₅带菌率最高,达到38%,显著高于其他种样(P<0.05);共鉴定出老芒麦种带真菌15属17种,真菌分离率为0.25%~8.75%,其中青霉和曲霉是老芒麦最常见的种带真菌,在5个种样上均被分离得到;燕麦镰孢、串珠镰孢、镰孢菌1、离蠕孢和德氏霉5种真菌是老芒麦最主要的致病真菌,均显著地降低了老芒麦种子的萌发、抑制了幼苗的生长、降低了幼苗的生物量(P<0.05);细交链孢对种子的萌发没有显著抑制作用(P>0.05),但是显著地降低了幼苗的长度和干物质产量(P<0.05)。皮思霉、离蠕孢、曲霉3种真菌显著延长了老芒麦种子平均萌发时间,而燕麦镰孢则显著地缩短了种子平均发芽时间(P<0.05)。     

异龄老芒麦根际土壤中脂肪酸类物质检测及根际土壤的自毒效应研究

本研究以3,4,5和8龄老芒麦根际土壤为研究对象,利用气质联用（Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）技术,分析不同种植年限土壤中脂肪酸酯类化感自毒物质种类及其含量的差异,同时探究不同年限不同浓度（50,100,200,500 g·L^-1）老芒麦根际土壤浸提液对其种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：4个不同年限老芒麦根际土壤中共检测出10种脂肪酸酯类物质,且相对含量随种植年限增长呈先升高后降低趋势,其中5龄老芒麦根际土壤中相对含量较高,为50%,而8龄较低,为41%。3龄老芒麦根际土壤中棕榈油酸甲酯较4,5和8龄分别高出98%,62%和58%,5龄土壤中硬脂酸甲酯分别较3,4和8龄高出12%,10%和23%。5和8龄老芒麦根际土壤浸提液对其种子发芽率具有明显的“低促高抑”浓度效应。由双因素方差分析可知,年限对种子发芽率影响极显著,对胚芽长影响较显著。总体来看,随着老芒麦种植年限的增长,土壤中会积累自毒物质,从而导致连作障碍。     

不同生长年限啤酒花土壤酶活性的研究

通过田间采样和室内分析测试相结合的方法,研究啤酒花不同生长年限对土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和多酚氧化酶活性的影响。结果表明,根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性均显著高于非根际,而多酚氧化酶活性明显低于非根际。随啤酒花植龄延长,过氧化氢酶活性显著降低,脲酶活性显著升高,而中性磷酸酶和多酚氧化酶的活性先升高后降低。与5年植龄的相比,植龄为8,18,20和22年的根际土壤过氧化氢酶活性分别降低14.80%,24.34%,23.03%和22.04%,差异均显著;脲酶活性分别提高3.96%,30.35%,80.99%和106.33%,除8年外,差异均达显著水平。通过对产量和α-酸含量的分析表明,植龄为18和20年时啤酒花产量最高,与其他植龄差异显著;α-酸含量在植龄为5和8年时最高,与其他植龄间差异显著。     

青藏高原不同株龄紫穗槐根际与非根际土壤养分变化特征

选取西藏拉萨人工种植的紫穗槐(Amorpha fruticosa),于2010-2012年分别对其1龄、2龄、3龄植株连续3年监测根际非根际土壤全氮、全磷、有机碳、硝态氮、铵态氮、pH和速效磷含量变化,结果表明,1)1龄和2龄根际土壤所有测定指标均表现出了根际正效应,而3龄除pH、速效磷外,其余指标均未表现出明显的根际正效应。2)根际和非根际全氮、全磷变化不明显。3)根际和非根际硝态氮、铵态氮含量随着种植年限的增加而逐渐增加;pH和速效磷则逐年减小。4)根际和非根际有机碳的变化表现为前两年逐年增加,第3年则根际减小而非根际仍在增加。5)根际全磷与全氮、速效磷呈极显著正相关(P0.01);pH与铵态氮呈显著负相关(P0.05),与速效磷呈显著正相关;铵态氮与硝态氮呈显著正相关。6)非根际硝态氮与铵态氮呈显著正相关,与pH、速效磷呈显著负相关;pH与铵态氮呈显著负相关,与速效磷呈显著正相关。     

不同种植年限白沙蒿对根际土壤营养元素的影响

分别选取建植5、10、15和20年的白沙蒿(Artemisia sphaerocephala), 研究其根际与非根际土壤中营养元素含量及土壤pH值的变化。结果表明, 1)随建植年限的增加, 白沙蒿根际土壤有效N、P含量增加, 铵态氮和有效磷的最大富集率分别为91.15%和127.30%;2)有效Cu表现为负富集, 其在根际的含量随建植年限的增加而降低, 其它有效微量元素均表现出根际含量大于非根际, 其中有效Mn随年份增加有明显积累, 在20年株龄富集率达到最高值, 85.24%;3)5、10年株龄沙蒿根际pH无明显变化, 15、20年株龄白沙蒿根际土壤表现出明显的酸化作用;4)土壤有效元素间的相关性存在明显的根际效应。     

不同种植年限紫穗槐根际非根际土壤磷组分含量特征

以不同种植年限的紫穗槐根际和非根际土壤为试验对象, 采用Tiessen等修正后的Hedley土壤磷素分级方法,对其有效磷、全磷及不同形态磷组分进行了分析研究。结果表明,不同年限根际土壤有效磷含量均高于非根际土壤。从无机磷含量特征可以看出除了H₂O-Pi(水溶磷)和Conc.HCl-Pi(浓 HCl提取无机磷)外,其余无机磷均是Y₆₀的含量最高。不同形态磷:除Y₂₈的NaHCO₃-Po(0.5 mol/L NaHCO₃提取有机磷)外,其他株龄的NaHCO₃-Pi(0.5 mol/L NaHCO₃提取无机磷),NaOH-Pi(0.1 mol/L NaOH提取无机磷),NaHCO₃-Po,NaOH-Po(0.1 mol/L NaOH提取有机磷),Conc.HCl-Po(浓 HCl提取有机磷)含量均是根际高于非根际土壤相应磷指标含量。根际土壤有效磷与Dil.HCl-Pi和Conc.HCl-Po含量显著相关(P<0.05),H₂O-Pi与Total-P含量显著相关(P<0.05),根际和非根际土壤有效磷与pH值和根际全磷含量相关性均不显著(P>0.05)。     

少花蒺藜草与不同牧草混播根际与非根际土壤酶活性变化

为了探究牧草对少花蒺藜草(Cenchrus pauciflorus)的竞争影响,采用3种优质牧草紫花苜蓿(Medicago sativa)、羊草(Leymus chinensis)、草木樨(Melilotus officinalis)与少花蒺藜草混播,测定混播模式下少花蒺藜草不同生长时期根际和非根际土土壤pH、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性变化。结果表明：与3种牧草混播均显著提高少花蒺藜草根际土壤的酶活性;在紫花苜蓿与羊草混播,少花蒺藜草根际土土壤的脲酶和蔗糖酶活性在开花期最高,磷酸酶活性在苗期最高,而与草木樨混播,少花蒺藜草根际土的磷酸酶和蔗糖酶活性在全生长期内均有大幅提高,脲酶活性在开花期时显著提高,草木樨更能激发少花蒺藜草根际土壤酶活性,与少花蒺藜草的竞争最为激烈。混播模式激发少花蒺藜草的自我保护机制,明显提高少花蒺藜草根际土壤酶活性,增强其自身的竞争能力,避免竞争胁迫带来的危害。     

河西走廊盐渍土不同种植年限苜蓿根际磷含量变异特征

盐渍土的改良利用已有大量研究,但在盐碱地种植牧草的报道并不多.试验以河西盐渍地2、3、4、5、8龄苜蓿Medicago sativa的根际和非根际土壤为材料,研究土壤全磷及有效磷含量变异特征,结果表明,所有株龄苜蓿根际与非根际土壤全磷含量差异不显著,有效磷含量根际高于非根际土壤.在种植苜蓿的前5年,有效磷在根际与非根际均显著增加,种植8年开始降低,而全磷无显著变化规律.根际pH值低于非根际,但根际酸化不明显.根际与非根际土壤有效磷和全磷含量,根际pH值和有效磷含量相关性不显著.     

黄土丘陵沟壑区欧李栽植对土壤质量改良作用的评价

黄土丘陵沟壑区生态恢复过程中植被的选择至关重要。近年来,欧李已在黄土丘陵沟壑区的植被恢复中被利用,但其生态作用有待系统评价。本试验选取山西省柳林县留誉镇黄土丘陵沟壑区内通过水平阶整地栽植的5 年生欧李灌丛地作为试验样地,并与相同栽培条件下的5年生油松林地进行对比,通过欧李根际与非根际、欧李灌丛下与欧李灌丛行间相同土层及欧李灌丛下与油松林下相同土层、层间土样差异分析,探究黄土丘陵沟壑区欧李种植后土壤养分与酶活性特征,并通过主成分分析对土壤质量做出综合评价,以便为欧李作为生态恢复树种提供理论依据。研究表明,1)与欧李行间土壤相比,欧李灌丛下土壤pH与土壤养分(除速效磷)、土壤酶活性(除20~40 cm土层过氧化氢酶)均得到不同程度改善;2)欧李灌丛下与油松林下土壤各具优势,欧李灌丛下土壤在碱解氮、全磷含量及酶活性方面优于油松林下,而在土壤含水量、电导率及其他养分含量方面次于油松林下;3)主成分分析得出,引起土样间差异的关键因子依次为:蔗糖酶、有机质、pH、全磷、碱解氮、碱性磷酸酶、速效磷;第一主成分得分从高到低依次为:欧李灌丛下0~20 cm土层>油松林下0~20 cm土层>欧李灌丛下20~40 cm土层>欧李行间0~20 cm土层>油松林下20~40 cm土层>欧李行间20~40 cm土层。综上所述,欧李种植使丘陵沟壑区土壤综合质量得到显著的提升。     

不同秋眠类型紫花苜蓿根际与非根际土壤理化性质及化学计量特征

为探究不同秋眠类型紫花苜蓿根际与非根际土壤理化性质,本研究调查了关中地区种植5年不同秋眠类型紫花苜蓿再生期和休眠期根际与非根际土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)、全氮(Total nitrogen, TN)、全磷(Total phosphorus, TP)及土壤酶活性。结果表明：根际SOC、TN、土壤酶活性及化学计量比显著高于非根际土壤(P<0.05);TP在根际与非根际土壤中无显著差异(P>0.05);休眠期土壤SOC、TN、TP含量整体变化趋势表现为随着秋眠级数递增,养分含量逐渐升高,即强秋眠(D)<半秋眠(SD)<非秋眠(ND),而再生期的表现趋势正好相反。根际与非根际SOC与TN、蔗糖酶活性呈正相关;根际土壤TN与蔗糖酶、蛋白酶活性呈正相关,与脲酶活性呈负相关;非根际土壤TN与蔗糖酶活性呈正相关,与蛋白酶活性呈负相关。本研究结果将有助于进一步探究不同秋眠类型紫花苜蓿土壤营养物质循环与生产力之间的关系及根际土壤的微生态。     

贮藏温度对不同含水量老芒麦种子生理特性的影响

试验以不同含水量(4%,10%,16%,22%,28%,34%,40%)老芒麦种子为材料,研究贮藏温度对老芒麦种子氧自由基、抗氧化酶及膜脂过氧化程度的影响,为探索种子劣变的内在机制奠定基础。结果表明,经过4℃低温和常温贮藏后,种子发芽率不同程度降低,含水量高的种子发芽率下降明显;随着含水量增加,死种子明显增多,超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量总体呈下降趋势。在低温贮藏条件下,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、O₂^·- 产生速率随含水量的升高不断下降,在含水量达到28%时,APX活性、O₂^·- 产生速率开始上升。在常温贮藏条件下,种子含水量在22%之后,APX活性升高,O₂^·- 产生速率总体呈下降趋势,但含水量在16%时,O₂^·- 产生速率突然升高,发芽率降低到0%,不正常、新鲜未发芽种子和死种子明显增多。在低水分(4%～16%)条件下,超氧阴离子自由基的积累可能是引起种子劣变的关键,而高含水量种子的活力下降,并非与自由基积累及脂质过氧化作用相关。     

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。     

不同种植年限桑树根际土壤真菌群落多样性研究

为探究林木根际土壤真菌群落的演变规律,按照空间换时间法,基于Illumina高通量测序分析研究大时间跨度下不同栽植年限(10 a、80 a和200 a)桑树根际土壤真菌群落的组成变化情况。结果表明,10 a、80 a和200 a树龄桑树根际土壤真菌共有的门为9个,各树龄桑树根际土壤中优势菌门相同,但相对丰度存在差异,第1优势菌门为子囊菌门(Ascomycota),其次是担子菌门(Basidiomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota);前5优势菌属均为杯盘菌属(Ciboria)、被孢霉属(Mortierella)、土球酵母属(Solicoccozyma)、镰刀菌属(Fusarium)、假裸囊菌属(Pseudogymnoascus),随着树龄的升高,土球酵母属的相对丰度增加,镰刀菌属和杯盘菌属的相对丰度先升高后降低,被孢霉属的相对丰度降低。对优势菌属影响最大的是土壤氯离子含量,其次是速效磷含量、有机质含量、速效钾含量、碱解氮含量、全盐量和钠离子含量。栽植年限的增长提高了桑树根际土壤真菌的相对丰度和均匀度,改变了桑树根际土壤真菌的群落组成,减少了子囊菌门真菌的积累。     

青藏高原老芒麦不同部位的营养价值及其分子结构特性研究

研究牧草及其不同部位的营养价值对牧草育种及其营养价值开发非常重要。本试验旨在比较青藏高原老芒麦及其不同部位（茎、叶、穗）的营养价值,并探索其对应的分子结构信息。试验采用常规化学分析方法和康奈尔净碳水化合物-蛋白质体系（CNCPS）对老芒麦不同部位的营养价值进行评定,并结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术对不同部位的蛋白质、碳水化合物相关的分子结构进行研究,探求它们之间的相关关系。结果表明：1）老芒麦不同部位的营养成分和CNCPS组分存在显著差异（P<0.05）。其中,叶的粗蛋白质（CP）、中性洗涤不溶蛋白质（NDICP）和非纤维性碳水化合物（NFC）含量最高,茎的中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、酸性洗涤木质素（ADL）、纤维素及碳水化合物含量最高。2）通过FTIR技术发现,老芒麦不同部位的蛋白质和碳水化合物分子结构之间存在显著差异（P<0.05）。其中,叶的蛋白质α-螺旋峰高及α-螺旋峰高/β-折叠峰高值均为最高;茎的总碳水化合物峰面积以及纤维素复合物峰面积和峰高均显著高于其他部位（P<0.05）;穗的结构性碳水化合物峰面积显著低于其他部位（P<...     

高寒草甸草场不同载畜量下土壤酶与土壤肥力的关系研究

对肃北高寒草甸不同载畜量下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究。结果表明,不同载畜量下不同土壤深度草地土壤肥力不同。0~20 cm土壤水分、pH和有机质随载畜量增加而下降,土壤容重则随载畜量和土层深度增加而增加,放牧草地土壤均呈弱碱性;0~20 cm土壤全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量均在高载畜量区达到峰值(P<0.01),其中全氮和速效钾在中载畜量区出现最低值; 0~20 cm土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均高区高于中区和低区,随土层的加深,过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性呈逐渐降低的趋势,不同层次间显示出不同程度的差异性。相关分析和主成分分析表明,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶间以及它们与土壤主要肥力因子间具一定相关性,说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况。     

新疆野生老芒麦种质资源形态及生长特性分析

为了探究新疆不同区域野生老芒麦(Elymus sibiricus)种质资源的形态特征及生态适应性,本研究在新疆呼图壁试验区,以14份老芒麦为材料,跟踪其株高动态变化,分析生长速率与试验区环境因子的相关性,统计20个数量性状的变异系数,并对27个表型性状进行聚类和主成分分析.结果表明:哈密和伊犁地区老芒麦的生态幅宽、可塑...