紫茎泽兰和黄顶菊入侵对土壤微生物群落结构和旱稻生长的影响

为比较入侵植物与本地植物对土壤微生态影响的差异, 探索外来植物入侵的土壤微生物学机制, 本研究通过同质园试验, 比较分析了2种入侵菊科植物(紫茎泽兰、黄顶菊)和2种本地植物(马唐、猪毛菜)对土壤肥力和微生物群落的影响, 并通过盆栽反馈试验验证入侵植物改变后的土壤微生物对本地植物旱稻生长的反馈作用。同质园试验结果表明: 2种入侵植物和2种本地植物分别对土壤微生态产生了不同的影响, 尤其是紫茎泽兰显著提高了土壤有效氮、有效磷和有效钾含量,紫茎泽兰根际土壤中有效氮含量为39.80 mg·kg^-1,有效磷含量为48.52 mg·kg^-1。磷脂脂肪酸指纹图谱结果表明, 2种入侵植物与2种本地植物相比, 较显著增加了土壤中放线菌数量, 而紫茎泽兰比其他3种植物显著增加了细菌和真菌数量。盆栽结果表明: 黄顶菊生长过的土壤灭菌后比灭菌前旱稻株高增加113%, 紫茎泽兰也使旱稻的株高增加17%。由以上结果可知, 紫茎泽兰和黄顶菊可能通过改变入侵地土壤的微环境, 形成利于其自身生长扩散的微生态环境从而实现其成功入侵。     

土壤微生物对紫茎泽兰生长与竞争的反馈: 不同灭菌方法的比较

土壤微生物去除是验证土壤微生物反馈调节入侵植物竞争排斥本地植物群落的重要手段。为了确定土壤微生物反馈效应的最佳土壤微生物去除方法,以及土壤微生物对紫茎泽兰与本地植物竞争中的反馈作用,本试验比较了添加蛭石和未添加蛭石下,3种常见土壤微生物灭菌方式(干热灭菌、湿热灭菌、辐照灭菌)处理的紫茎泽兰单优群落根际土壤对紫茎泽兰与本地植物香茶菜生长的影响。结果表明:与未灭菌处理土壤相比,3种灭菌处理土壤均显著抑制了紫茎泽兰和香茶菜的生长;添加蛭石灭菌的土壤相对于未添加蛭石的灭菌土壤显著促进了2种植物的生长;灭菌土壤添加蛭石的情况下辐照灭菌土壤的两种植物的生物量显著地高于干热灭菌和湿热灭菌土壤两种植物的生物量,其中辐照灭菌下紫茎泽兰的生物量分别比干热灭菌和湿热灭菌条件下增加30.8%和66.5%,香茶菜生物量分别显著增加109.5%和63.4%。辐照灭菌土壤添加蛭石的处理方式最接近真实地反映土壤微生物对植物生长的反馈效应。进一步进行辐照灭菌土壤添加蛭石处理与未灭菌土壤添加蛭石处理的紫茎泽兰与香茶菜混种的盆栽试验,结果显示,土壤微生物显著增强了紫茎泽兰对香茶菜的竞争优势,相对竞争优势度增加16.0%,说明土壤微生物在紫茎泽兰竞争排斥本地植物的入侵过程中具有正反馈偏利调节作用     

Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的生物富集效应研究

泽兰实蝇(Procecidochares utilis Stone)是目前入侵杂草紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)的一种重要天敌, 但在重金属污染的矿区泽兰实蝇对紫茎泽兰的植株寄生率明显降低。故利用同心圆采样法在云南兰坪金顶铅锌矿区5 km范围内采集土壤、紫茎泽兰及泽兰实蝇并测定重金属含量, 以研究重金属在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的生物富集效应, 探讨重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制。结果表明: 土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中Pb、Zn和Cd含量随着距矿中心距离的增加而极显著下降, Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰茎系统中的富集系数分别为0.205~0.614、0.058~0.079和0.222~0.398, 平均值分别为0.453、0.067和0.315, 在紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统中的富集系数分别为1.06~7.69、9.68~20.13和1.13~1.56, 平均值分别为2.47、12.83和1.42。Cd和Zn属于强聚集, Pb属于很强聚集的元素。本研究结果证明, Pb、Zn和Cd可以在土壤 紫茎泽兰茎 泽兰实蝇系统逐级传递富集, 并初步阐明了重金属Cd、Pb和Zn在土壤 紫茎泽兰 泽兰实蝇系统中的传递规律。这丰富了重金属污染的生态毒理学效应, 为进一步研究重金属胁迫影响泽兰实蝇控制效果的机制奠定了基础。     

施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤酶活性和微生物的影响

研究了施用玉米秸秆堆肥对盆栽芥菜土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明,与对照和单施无机肥相比,施用堆肥能够提高芥菜生物量,增加根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量,各处理微生物数量均在收获期达到最大值;同时,施用堆肥能够显著提高芥菜根际土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和纤维素酶的活性。各土壤酶在芥菜的生长期内变化趋势不同,脲酶活性在收获期达到最高;化肥与堆肥配施蔗糖酶活性在整个生长期内较稳定,其他处理均在收获期最低;过氧化氢酶活性在前期比较稳定,收获期有较大幅度下降;纤维素酶活性在旺长期较高,而苗期和收获期较低。相关性分析表明,部分土壤酶活性之间呈显著或极显著正相关;酶活性与土壤微生物数量之间呈显著或极显著正相关,表明土壤酶活性与微生物能够较好地反映土壤肥力水平。     

洪水对紫茎泽兰入侵繁殖的影响

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵植物之一。对四川省宜宾市境内金沙江岸边一个极特殊的人工建筑内的紫茎泽兰进行了调查，发现调查区域内紫茎泽兰同时以有性和无性两种方式繁殖。紫茎泽兰植株的空间分布特征表明，风、人类活动、交通运输等在其他区域对紫茎泽兰入侵影响较大的因素，对该区域内的紫茎泽兰入侵无明显影响；种种迹象表明，洪水是该区域紫茎泽兰繁殖体最重要的来源，即洪水是紫茎泽兰入侵的重要促进因素。最后，根据金沙江流域水土流失严重和紫茎泽兰在该流域大面积分布的特点，探讨了洪水对紫茎泽兰扩散入侵的影响。     

不同有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的影响

研究不同种类有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的短期影响。采用盆栽试验的方式,探讨了施用50 g/kg 的啤酒污泥堆肥(BSC)、 牛粪堆肥(DMC)和菇渣堆肥(SMC)对土壤有机质、 氮磷钾含量、 容重、 持水性、 土壤呼吸及微生物生物量碳、 氮、 磷(SMBC、 SMBN、 SMBP)的影响。结果表明, 与对照相比,施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后,土壤中有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾含量显著增加,并且显著降低土壤容重和增大土壤孔隙度（P0.05）;经过1周土壤水分的变化,CK处理的土壤水分消耗率分别是BSC、 DMC和SMC处理的1.26、 1.24、 1.14倍;BSC、 DMC和SMC处理显著提高土壤呼吸（P0.05）,半年后分别与CK相比增加了142.17%、 114.30%、 105.39%;施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后显著增加SMBC、 SMBN、 SMBP含量（P0.05）,6个月后,SMBC含量分别是CK 的2.35、 1.84、 1.86倍,SMBN含量分别比 CK 高135.44%、 99.16%、 90.82%,SMBP含量分别是CK 的 2.76、 2.19、 2.04倍。啤酒污泥堆肥含有活性小颗粒对土壤性状和微生物生物量的影响最为明显,其次是牛粪堆肥,菇渣堆肥表现最差。     

入侵生物紫茎泽兰的危害及综合防治

入侵生物紫茎泽兰由于其自身的生物学特性,目前已对我国农牧业生产造成严重威胁,综合防治措施可采用人工挖除、植物替代控制、生物防治、化学防治、综合开发利用等。把防治与开发相结合,才能收到既发展农牧业生产、又保护农业生态环境的效果。     

不同微生物对猪粪堆肥过程及其养分状况的影响

为使集约化猪场固态猪粪无害化和资源化,采用耐温性和猪粪水适应性选择法,从新鲜猪粪和堆肥中分离出地霉菌、解脂耶罗威亚酵母菌、凝结芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌和奴卡菌5株,并采用五因素两水平正交试验法,设计出15种不同组合发酵菌剂,研究其将猪粪发酵成有机肥的效果。统计分析显示,地霉菌和嗜热脂肪芽孢杆菌为最佳菌种。结果表明,利用发酵菌剂与猪粪混合堆肥发酵,堆肥的最高温度可由自然腐熟的67℃提高到72℃,速效养分较自然腐熟提高9.5%。因此,选择合适的发酵菌剂与猪粪混合堆肥,可较好地实现猪粪变有机肥的目标。     

黄顶菊入侵对土壤微生物、土壤酶活性及土壤养分的影响

通过采样分析,研究了外来植物黄顶菊入侵对非耕地和耕地,以及对玉米根系土壤微生物、土壤酶活性、土壤速效养分的影响,旨在揭示黄顶菊入侵农田和贫瘠荒地的机制。本试验比较了距根系不同距离土壤的微生态变化;分析了根系土壤3大微生物类群结构、5种土壤理化性质以及5种土壤酶活性之间的相关性。结果表明,非耕地黄顶菊根表速效氮、速效磷、速效钾的含量分别为对照的4.44、6.88、2.64倍,耕地中分别为对照的5.31、13.78、7.56倍;非耕地黄顶菊根表土壤细菌、真菌、放线菌数量分别为对照的13.23、6.67、21.40倍,耕地中分别为对照的9.27、2.15、2.24倍,可见黄顶菊对非耕地土壤中可培养的细菌、真菌、放线菌数量的影响更为明显;非耕地中黄顶菊根表土壤碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、脲酶、脱氢酶、蔗糖酶的活性分别为对照的19.44、5.39、1.64、1.74、4.62倍,说明细菌非常活跃。耕地中分别为对照的2.26、3.45、1.53、0.95、4.89倍。另外在玉米与黄顶菊互作时,其根表土壤速效氮、磷、钾分别为非互作条件下的63.54%、64.70%、80.71%、,黄顶菊入侵明显降低了玉米根表速效养分。综上,黄顶菊入侵增加了其根系周围可培养土壤微生物数量、土壤酶活性及土壤速效养分含量;降低了附近玉米根表土壤中可培养微生物数量、土壤酶活性和速效养分含量。     

紫茎泽兰凋落物提取液对自身种子萌发和幼苗生长的影响

采用恒温培养法研究了不同浓度紫茎泽兰凋落物提取液对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:紫茎泽兰凋落物提取液对自身种子萌发与幼苗生长起到一定程度的抑制作用,并且浓度越高抑制作用越强;当提取液浓度低于0.05g/ml时,种子萌发和幼苗生长过程中各指标与对照均无显著差异(p0.05);提取液浓度高于0.05g/ml时,种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长、幼苗鲜重和干重随提取液浓度的增加急剧降低(p0.05),并且紫茎泽兰凋落物提取液延长了种子发芽时间,而对幼苗鲜重和干重影响不显著(p0.05);高浓度(0.30g/ml)紫茎泽兰凋落物提取液致使种子失活。统计相关检验表明,紫茎泽兰叶片丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性均与提取液浓度呈显著的线性正相关(p0.001),叶绿素含量、根系活力(TTC)、保护性酶(POD,SOD,CAT)和非保护性酶(PPO,PAL)活性均与提取液浓度呈显著的线性负相关(p0.001)。综合以上结果表明紫茎泽兰凋落物提取液对其种子萌发和幼苗生长存在一定程度的自毒作用。     

重庆市多穗柯生长区土壤有机质含量和养分含量的差异分析

[目的]研究多穗柯在重庆市生长环境的土壤养分和有机质含量的差异,为该区野生甜茶的资源管理提供参考。[方法]采集多穗柯生长区土壤样品,对土壤样品化学性质进行测定。[结果](1)经过不同地区土壤剖面有机质含量比较,重庆市奉节龙池乡华吉村多穗柯生长区土壤表层有机质在各个地区含量最多,为3.95g/kg,并对多穗柯茶生长区土壤化学性质具有很大的影响。(2)各个地区多穗柯生长区土壤剖面化学性质存在显著性差异,尤其是土壤全N含量在土壤表层和深层存在及其显著性差异。(3)土壤全N含量在重庆梁平龙胜乡龙胜村样地表层出现最大值,达到了0.94g/kg;土壤速效钾含量也是在重庆市梁平龙胜乡龙胜村样地表层出现最大值,达到了115mg/kg;土壤速效磷含量在重庆北碚东阳镇艾路村样地出现最大值,为4.7g/kg。[结论]依据多穗柯甜茶生长区土壤肥力状况差异,结合样地实际情况分析表明,重庆市梁平龙胜乡龙胜村地区的土壤肥力水平在各个调查样地是最优的。     

四川省凉山州紫茎泽兰的重金属含量及其肥用安全性评价

在中国西南地区,紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)大规模侵入农田、森林和草场,造成了巨大的经济损失和严重的生态灾难,是我国危害最严重的入侵植物,防除与资源化利用相结合是控制其蔓延的重要途径之一。经过生物堆肥腐熟后,紫茎泽兰的繁殖器官死亡,抑制植物、动物和微生物生长繁殖的有毒化感物质降解,重金属含量成为紫茎泽兰能否作为有机肥的关键性问题。选择四川省凉山州典型矿区、农林和交通用地,采集42个紫茎泽兰群落的土壤、植株、邻近植物和就地腐熟生产的紫茎泽兰有机肥,测定重金属含量,并对其肥用安全性进行评价。结果表明,土壤和紫茎泽兰重金属含量的变幅较大,土壤全砷(As)、二乙基三胺五乙酸(DTPA)/盐酸提取态铅(Pb)和镉(Cd)、碳酸氢钠提取态As与紫茎泽兰的重金属含量均呈显著正相关,相关系数依次为0.528、0.337 6、0.761 2和0.313 7(n=38~42,p0.05)。在紫茎泽兰体内,茎的重金属含量最低,根系含量最高的重金属是铬(Cr)和As,叶片含量最高的则为Pb、Cd和汞(Hg)。与12种邻近植物相比,紫茎泽兰的重金属含量和富集系数低于它们中的绝大多数,其平均值和最大值也显著低于或相似于邻近植物。说明在自然条件下,紫茎泽兰吸收重金属类似普通植物,无特别的偏嗜性,不支持紫茎泽兰富集重金属的观点。紫茎泽兰有机肥各重金属含量均显著低于《有机肥国家标准》(NY525-2012)。因此,在紫茎泽兰泛滥成灾的四川省凉山州,就地腐熟紫茎泽兰做肥用不具有重金属安全风险,且无不同区域之间的重金属迁移,产生土壤污染的风险极小,值得推广应用。     

土壤质地对柱花草生长发育、生物量及土壤肥力变化的影响

采用大田试验的方法,在云南省元谋县小雷宰流域内壤土、砂壤土和重壤土3种质地土壤上,以热研5号柱花草为材料,研究土壤质地对柱花草生长发育、生物量及土壤有机质、有机碳、全氮和全磷的影响。试验结果表明:3种土壤质地上种植柱花草,柱花草地上部和地下部生长量和生物量表现幼苗期增加缓慢,而分枝期后增加快的趋势。壤土耕性好,兼有砂土和重壤土的优点,有利柱花草地上部分的生长发育,柱花草地上部生长量、生物量及改善土壤肥力方面显著高于重壤土。砂壤土有利于柱花草根系向深层土壤生长,柱花草地下部生长量、生物量及根瘤显著高于种植在重壤土。在3种土壤质地种植柱花草后,土壤有机质、有机碳、全氮和全磷均有上升趋势。综合而言,通气性和保肥保水能力居中的壤土更适合柱花草的生长发育及干物质的积累。     

土壤pH对活血丹生理特性及其药材品质的影响

为确定活血丹适宜种植区、完善活血丹种植技术、保障药材品质,以野生活血丹扦插苗为试验材料,用外源NaOH和H_2SO_4调节土壤pH,通过盆栽试验,研究不同土壤pH(4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5)条件下,活血丹植株生长、生理特性及其药材品质差异。结果表明:活血丹在pH 4.5～8.5能正常生长,在pH 9.5土壤中不能存活;在pH 4.5～8.5范围内,活血丹生长指标包括叶长、叶宽、节间距、节间数、茎长以及干物质积累量均呈先增后降的趋势,在pH 6.5达到峰值;活血丹叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及叶绿素含量先增后降,可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、丙二醛含量先降后增;活血丹药材醇溶性浸出物含量均大于250mg/g,符合药典标准;活血丹药材总黄酮、齐墩果酸和熊果酸含量变化趋势与生长指标一致,峰值出现在pH 6.5时,分别为15.73、0.71和2.87 mg/g;绿原酸和咖啡酸含量在pH 6.5～8.5之间无显著差异,整体高于其他pH处理;迷迭香酸含量在pH 7.5最高,为2.26 mg/g。土壤pH对活血丹生长、生理特性及其药材品质影响显著,中性或微酸性土壤利于活血丹的生长及其药材品质形成。     

凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响

通过野外试验,研究了凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响。设置10%,50%和70%这3种去除凋落物量和分别添加15%,25%的绵竹、杉木凋落物处理及对照。结果发现,去除凋落后慈竹林土壤有机碳含量明显减少(p<0.05),而且去除量越大,有机碳含量减少越大。添加外源凋落物显著提高了慈竹林土壤有机碳含量(p<0.05),其中,15%的添加比例比25%更有利于土壤有机碳的积累,添加绵竹凋落物对土壤有机碳增加的效应高于添加杉木凋落物。研究表明,选择适合的树种和恰当的混交比例以及加强对凋落物层的保护,对维持慈竹林土壤有机碳具有重要的意义。     

万寿菊生物熏蒸对连作苹果幼苗和土壤微生物的影响

以苹果(平邑甜茶)幼苗为试验材料,盆栽条件下以万寿菊植株风干粉末拌土熏蒸老苹果园土壤,为环境友好型熏蒸措施防控苹果连作障碍提供理论依据。试验设置老龄苹果园土壤对照(未作处理,CK)、覆膜(未拌入万寿菊,F)、万寿菊1.5 g kg~(-1)+覆膜(1.5T+F)、万寿菊6.0 g kg~(-1)+覆膜(6.0T+F)、万寿菊15.0 g kg~(-1)+覆膜(15.0T+F)。结果表明,与对照相比,万寿菊生物熏蒸处理能显著提高连作土壤中平邑甜茶幼苗的生物量,促进根系生长,提高土壤酶活性,土壤真菌减少、细菌增多。6.0 g kg~(-1)处理的效果最明显,幼苗地上部及根系干重分别为对照的8.1倍、13.1倍,根表面积及根体积分别增加了333.0%、548.4%;脲酶、磷酸酶活性分别较对照高103.6%、77.6%,蔗糖酶活性高出200.4%,过氧化氢酶活性升高64.6%;土壤细菌/真菌比值为219.9,是对照的5.6倍;真菌多样性、均匀度和丰富度指数均降低,优势度指数增加;层出镰孢菌基因拷贝数较对照降低57.9%。主成分分析(PCA)结果显示,万寿菊生物熏蒸处理对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,能够显著减少层出镰孢菌的数量。综上,连作土壤中添加6.0 g kg~(-1)万寿菊进行生物熏蒸可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。     

麻栎林龄对土壤水稳性团聚体及其有机碳含量的影响

为了解林龄对土壤团聚体及其有机碳含量的影响,探求各级团聚体中碳含量与团聚体稳定性之间的关系,以17、26和65 a的麻栎人工林为对象,研究了林地0～40 cm土壤水稳性团聚体组成、团聚体水稳定性以及各级团聚体有机碳含量的变化规律和相互关系。结果表明:①林龄对土壤团聚体组成及其水稳定性影响显著,影响效果随林龄增加而增强,随土层加深而减弱;②林龄对土壤团聚体有机碳含量影响显著,影响程度随林龄增加而增强;③0.25 mm土壤团聚体有机碳含量与各级土壤有机碳含量密切相关,也是影响团聚体水稳定性的主要因素。     

不同改良剂对沙化土壤理化性质及沙米干物质量的影响

[目的]研究施加不同改良剂的沙化土壤理化性质及沙米生长状况,为沙化土地治理及生态环境修复提供科学指导。[方法]以有机肥、亚麻籽粕、保水材料(聚丙烯酸钾)、腐殖酸等材料在库布齐沙漠西北缘典型沙化土地开展改良试验,测定施用不同改良剂的沙化土壤理化性质、微生物数量及酶活性、沙米干物质量。[结果]①改良剂对降低沙化土壤容重和入渗速率,提高土壤总孔隙度和田间持水量效果表现为:保水剂(BSJ)保水保肥剂(BSBFJ)粘合剂(NHJ),并且在0—30 cm土层内,随着土层深度增加,3者调节土壤物理性质的作用减弱;②各种改良剂对降低土壤pH值,提高土壤速效氮和有机质的效果不明显。BSJ对降低土壤pH值,提高土壤速效氮、速效磷含量效果最好,BSBFJ对提高土壤速效钾和有机质含量效果最明显;③3种改良剂可以显著提高沙米的总干物质量,提高的程度表现为:BSBFJBSJNHJ;④施用各改良剂极大程度地提高了沙化土壤中微生物数量及酶活性,NHJ对提高土壤细菌、放线菌数量、脲酶活性效果最佳,BSBFJ对提高土壤真菌数量、蔗糖酶活性、磷酸酶活性最佳。[结论]不同改良材料的配合施用对沙化土壤理化性质及沙米的生长有着不同程度的改善作用。综合考虑各改良材料的改良效果,在该地区的沙化土地改良工作中BSBFJ为首选材料。     

被孢霉对土壤养分有效性和秸秆降解的影响

腐生真菌被孢霉在富含有机质的土壤中丰度很高,为土壤碳及养分转化的关键微生物成员。然而目前关于土著被孢霉在秸秆分解过程中对土壤养分有效性影响的研究较少。采用常规平板稀释法从长期施用有机肥的红壤和砂姜黑土中分离真菌菌株,将分离得到的菌株序列与基因库（GenBank）中的序列进行比较,鉴定出了两株被孢霉菌株,即高山被孢霉（Mortierella alpina）和长孢被孢霉（Mortierella elongata）。通过设置盆栽试验,每盆土接种10 g菌剂,研究两株被孢霉对秸秆降解过程中土壤养分有效性和细菌群落的影响。结果表明,在红壤中,与未接种对照相比,接种高山被孢霉处理的土壤有效磷含量提高了29.0%,长孢被孢霉处理下土壤有效氮含量和β-葡萄糖苷酶活性分别提高了15.5%和81.3%。在砂姜黑土中,与对照相比,被孢霉菌株显著提高了土壤可溶性有机碳,速效氮和有效磷的含量以及β-葡萄糖苷酶和磷酸酶的活性。两株被孢霉在红壤中抑制了秸秆的降解,并显著改变细菌群落组成。而在砂姜黑土中,被孢霉菌株促进了秸秆降解,且对细菌群落结构影响不大。在红壤中,苍白杆菌属（Ochrobactrum）、无色杆菌属（...