丛枝菌根真菌和不同形态氮对杉木幼苗根际土壤氮磷养分含量及其相关酶化学计量比的影响

目的 探究丛枝菌根真菌(AMF)和不同形态氮(NH4+-N、NO3−-N)对杉木根际土壤氮(N)与磷(P)养分含量、相关酶活性及其化学计量比的影响,为杉木人工林的可持续经营管理提供理论依据与数据支持。 方法 本研究以1年生杉木幼苗为研究对象,采用盆栽实验,研究杉木幼苗在接种摩西球囊霉(G. mosseae, Gm)和添加不同形态N(NH4+-N、NO3−-N)后根际土壤N、P养分含量及其相关酶活性与化学计量比的变化。 结果 (1)AMF接种提高了土壤有效P含量,降低了土壤中硝态氮、铵态氮、可溶性有机氮以及全P含量,与NH4+-N处理相比,NO3−-N处理下AMF对土壤N、P养分的调节作用更显著(p<0.05);(2) AMF和不同形态N添加提高了土壤中酸性磷酸酶(AP)、脲酶(URE)、N-乙酰-β-D葡萄糖苷酶(NAG)活性,其中,NH4+-N处理下AMF更有利于提高URE活性,NO3−-N处理下AMF更有利于提高NAG活性。(3)接种AMF降低了土壤URE:AP、PRO:AP以及NAG:AP的比值(p<0.05),且在NO3−-N处理下土壤URE:AP、PRO:AP的化学计量比的下降幅度高于NH4+-N处理。 结论 AMF接种通过提高土壤中氮磷相关转化酶的活性,降低氮磷转化酶的化学计量比来提高杉木土壤P有效性,促进土壤中有效N、P向植物体内的转移,维持土壤N、P平衡,且NO3−-N处理下AMF对土壤N、P平衡的调节效果强于NH4+-N处理。     

氮沉降对杉木人工林土壤化学计量特征的影响

以福建沙县官庄国有林场杉木人工林模拟氮沉降试验平台为对象,研究土壤碳氮磷化学计量特征对氮沉降(N沉降量分别为0、60、120、240 kg·hm-2·a-1)的响应。连续7 a的试验结果表明:模拟氮沉降对土壤碳含量影响不显著,对土壤氮含量和氮磷比有增加作用而对土壤磷含量有减少作用。但模拟氮沉降的效应主要集中在表层土壤,表明加强对表层土壤生物地球化学循环研究可以更好地评价生态系统对氮沉降的响应。     

丛枝菌根真菌和外生菌根真菌对凋落物分解的影响机制

丛枝菌根（AM）真菌和外生菌根（EM）真菌与约80%的维管植物可形成共生体,其共生体除了促进植物生长发育外,还具有调节凋落物和土壤有机质分解的重要生态功能。在AM和EM真菌主导的生态系统中,凋落物分解速率在不同的基质类型（AM树种凋落物、EM树种凋落物）、不同的分解阶段（早期阶段、后期阶段）和不同的环境条件（水分、温度等）下均存在显著差异。虽然部分菌根真菌缺乏腐生生物的直接作用于凋落物的能力,但它们通过其他方式影响分解。普遍认为,AM和EM真菌与腐生微生物的相互作用是影响分解速率的主要原因,二者互作机制主要表现为激发效应（向腐生微生物提供能量）和养分竞争效应（与腐生微生物竞争养分）。文中阐述AM和EM真菌对凋落物分解的影响及相关因素,剖析AM和EM真菌与腐生微生物分解凋落物的作用机制,旨在为全面分析AM和EM真菌在森林生态系统中的生态学功能提供参考。     

杨树人工林土壤微生物生物量碳对模拟氮沉降的响应

在杨树人工林生长季的6,8,10月,对3种不同龄(幼龄、中龄、成熟)林开展野外模拟氮沉降试验。每种龄林设置20个样方,设定4个梯度,即N1,N2,N3,N4[N沉降依次分别为5,10,15,30 g/(m²·a)]和对照N0(无N沉降),样地内采集3个深度(0—15,15—25,25—40 cm)的土样测定土壤微生物生物量碳含量,以研究苏北沿海杨树人工林土壤微生物生物量碳对氮沉降的响应。结果表明：幼龄杨树人工林的土壤微生物生物量碳含量随着施氮量的增加而增加,最大值为607.75 mg/kg;一定量的氮处理可以增加中龄林和成熟林土壤微生物生物量碳的含量,过高则会抑制土壤微生物生物量碳的含量;幼龄杨树人工林中土壤微生物生物量碳含量随土层的加深而降低;3个龄级杨树人工林中土壤微生物生物量碳含量都具有显著的时间动态,幼龄林土壤微生物生物量碳含量的最大值出现在10月(607.75 mg/kg),中龄林出现在8月(1 444.43 mg/kg),成熟林则出现在6月(974.33 mg/kg)。研究结果显示,氮沉降对表层土壤微生物的影响最大;高含量氮的沉降抑制杨树人工林的生长。     

杉木人工林土壤酶活性对氮沉降的响应

对12年生杉木人工林开展N0(0kgN·hm-2a-1)、N1(60kgN·hm-2a-1)、N2(120kgN·hm-2a-1)和N3(240kgN·hm-2a-1)4种水平的模拟氮沉降试验,探讨亚热带森林土壤酶(过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶)活性对氮沉降增加的响应。试验采取2种施氮方式,即在缓冲区采取1年1次性施入氮,而在中心区每月施入等量氮。结果表明:缓冲区1次性施氮后30天内每10天土壤酶活性变化趋势和中心区按月施氮后酶活性动态均表现为N1始终促进3种酶活性(相对于N0处理);N1和N2处理对土壤酶活性的影响依施氮时间和土层深度不同而异,没有表现出明显的促进增加或抑制作用;随土层深度增加,3种酶活性均表现出明显降低趋势。     

谈菌根真菌土壤有效养分和细根形态的关系

介绍了国外近年来在菌根真菌、土壤有效养分和细根形态关系方面的研究进展,特别是对相互作用的机理进行了评述。     

油茶根际AM真菌群落对不同季节、土层和品种的响应

【目的】探究油茶根际丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizas, AM)真菌群落对不同季节、土层和品种的响应,为油茶菌根生物技术的研发和集约化可持续发展提供理论依据。【方法】以5年生的油茶为研究对象,采集3个季节2个土层5个品种的油茶根际土,采用Illumina Miseq高通量测序技术探究油茶根际AM真菌多样性与群落组成。【结果】在集约化经营模式下,油茶能与AM真菌形成共生关系,AM真菌对油茶的侵染率受季节和油茶品种的影响。油茶根际土壤中共检测到4目8科9属AM真菌,相对丰度最高的为球囊霉属Glomus(58.50%),其次是类球囊霉属Paraglomus(19.43%)和近明球囊霉属Claroideoglomus(3.28%)。秋季油茶根际AM真菌丰富度和多样性显著高于春季和夏季,且春季最低;0～20 cm土层油茶根际AM真菌丰富度高于20～40 cm土层,而其多样性低于20～40 cm土层。品种对油茶根际AM真菌的丰富度没有显著影响,对AM真菌的多样性指数Shannon有显著影响。相似性分析(Anosim)表明,季节对AM真菌群落结构没有显著影响,土层和品种显著影响A...     

不同氮水平条件下油茶苗养分积累及化学计量特征

【目的】研究氮添加对油茶幼苗养分积累和主要大量营养元素含量、比值等计量特征的影响,为探究氮对油茶苗生长的影响机理及其与碳、磷等互作关系提供科学参考,同时可为油茶苗氮素养分管理提供理论依据。【方法】以油茶2年生实生苗为试验材料,设置0 mmol·L^-1(N0,CK)、5 mmol·L^-1(N1)、10 mmol·L^-1(N2)、15 mmol·L^-1(N3)、20 mmol·L^-1(N4)共5个氮浓度处理,开展盆栽试验。测定油茶苗各器官生物量和碳氮磷钾元素含量,计算养分累积量、养分利用效率和元素化学计量比。【结果】氮添加显著提升油茶体内N素含量,各器官N含量均在N3水平下达到峰值。随着氮水平的升高,根系C、P含量和叶片P含量呈下降趋势,叶片C和茎部C、P、K含量保持不变。中高浓度氮素(N3、N4)能促进油茶苗干物质和养分的积累,N4处理促进作用最大。氮浓度处理改变了养分的分配格局,随着氮水平的升高,根系养分占比下降,叶片养分比例升高。氮添加降低了N素利用效率,对P、K利用效率影响...     

不同树龄刺槐林丛枝菌根真菌的空间分布及与根际土壤因子的关系

对黄土高原丘陵区不同树龄刺槐林的2个土层丛枝菌根真菌与土壤因子的关系进行研究.结果表明:相同树龄刺槐林菌根侵染率与孢子密度均为0 ～ 20 cm土层高于20 ～ 40 cm土层.上下土层菌根侵染率和20～40 cm土层的孢子密度随着树龄的增大先增加后降低,而0～20 cm土层的孢子密度随着树龄的增大在出现2次高峰后逐渐降低,最高菌根侵染率和最大孢子密度分别出现在树龄21年和26年.相关性分析表明:菌根侵染率和孢子密度与脲酶极显著正相关;孢子密度与碱解氮、速效磷、碱性磷酸酶极显著正相关,与pH值极显著负相关;总球囊霉素、易提取球囊霉素与有机碳极显著正相关.主成分分析表明:碱解氮、速效磷、速效钾和碱性磷酸酶是影响刺槐菌根发育和反映黄土高原丘陵区营养状况的主要因子.     

3种丛枝菌根真菌对沙冬青的接种效应

为了研究丛枝菌根真菌对沙冬青幼苗的接种效应,对盆栽沙冬青幼苗分别接种摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉3种丛枝菌根真菌,测定样苗成活率、侵染率、生长量及养分含量等指标。结果表明：3种丛枝菌根真菌均不影响样苗移栽成活率,均能与沙冬青幼苗形成菌根,侵染率40～50%;摩西球囊霉接种对样苗高、径、干物质生长和N、P、K吸收积累均有促进作用;幼套球囊霉接种样苗含水率最小,根冠比最大。总之,摩西球囊霉可以有效促进沙冬青幼苗生长,具有开发促进生长菌肥的潜力;幼套球囊霉可以提高幼苗耐旱性能,具有开发增强苗木抗逆性能的菌肥的前景。     

集约经营毛竹林土壤酶活性对模拟氮沉降的初期响应

采用典型样方法,在浙江省临安市设立毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)林分条件和环境状况较一致的代表性样方12个,研究了集约经营毛竹林蔗糖酶、纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶4种土壤酶活性对不同水平的模拟氮沉降(低氮30 kg N·hm-2·a-1、中氮60 kg N·hm-2·a-1、高氮90 kg N·hm-2·a-1和对照)的初期响应。结果表明:模拟的氮沉降显著降低了集约经营毛竹林0~20 cm土壤蔗糖酶、纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶的活性,显著抑制了20~40 cm土壤蔗糖酶的活性,对纤维素酶和过氧化氢酶的活性影响不显著。     

不同间伐强度对华北落叶松人工林土壤养分-微生物生物量-胞外酶化学计量的影响

[目的]探究间伐强度对土壤养分-微生物生物量-胞外酶化学计量特征的影响.[方法]以河北省塞罕坝机械林场华北落叶松人工林为研究对象,设置不同间伐强度(对照、轻度间伐、中度间伐和重度间伐)标准地,采集0～10、10～20和20～30 cm土壤样品,测定土壤养分含量、微生物生物量含量和胞外酶活性,分析土壤养分-微生物生物量-...     

广西扁桃适生区土壤碳氮磷生态化学计量特征

为探究广西扁桃适生区土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征及其对环境因子的响应,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对广西南宁、百色等扁桃适生区的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)及环境因素进行研究.结果表明,广西扁桃适生区土壤有机质的矿化作用慢,但土壤P表现为净矿化,具有较高的有效性.土壤C︰...     

杉木林土壤微生物区系对短期模拟氮沉降的响应

通过模拟氮沉降试验(设置2种氮形态5种施氮水平(N0、N1、N2、N3、N4分别代表0、20、40、60、80 kg·hm-2·a-1,共10个处理)研究杉木林土壤微生物区系的变化。结果表明:沉降第1年,高氮处理对微生物数量的影响较显著,氮处理时微生物数量的变化波动较大;沉降1年后,各处理的变化规律稳定,波动较小。12月份各处理间微生物数量和细菌数量变化幅度较小、氮处理对其影响不显著,故不宜在12月采集土样。氮沉降量影响微生物总量,总体而言低氮处理促进微生物生长,最高氮处理抑制微生物生长,NH4+-N2或N3和NO3--N3处理微生物总量最多。不同微生物类群对氮沉降形态和沉降量的响应不同,土壤细菌的变化规律和微生物数量的变化规律一致,低氮处理时,硝态氮处理对细菌数量生长的影响大于铵态氮处理,2种形态氮的N2或N3处理细菌数量最大。铵态氮比硝态氮更易影响真菌的生长,且NH4+-N1和NO3--N3处理真菌数量最多。不同氮沉降形态对放线菌数量影响显著,沉降1年后高氮沉降量对放线菌生长略有促进作用。     

水曲柳丛枝菌根真菌接菌苗对干旱胁迫的生长和生理响应

【目的】研究水曲柳接种丛枝菌根真菌后对干旱环境的生长和生理响应,为丛枝菌根真菌在干旱环境中的应用提供理论依据,也为水曲柳在干旱环境下的苗木培育及生产提供技术支撑。【方法】以水曲柳幼苗为供试植物,选取幼套球囊霉菌和摩西球囊霉菌为供试菌种,设置单接幼套球囊霉菌（Ge）、单接摩西球囊霉菌（Gm）和混合接种（Mix:Ge+Gm）3种接菌方式,以不接菌苗（CK）为对照组;在温室内采用盆栽控水的方式模拟自然干旱,设置轻度干旱LD（控水5天）、中度干旱MD（控水10天）和重度干旱SD（控水15天）3个处理,与全程正常供水NW进行比较;研究水曲柳接菌苗对不同水分条件的菌根侵染率、生长、渗透调节和抗氧化系统响应。【结果】1）干旱胁迫下,接菌能够促进苗木生长,提高苗木质量;混合接菌比单一接菌更有助于提高苗木生长。混合接种处理具有更高的菌根侵染率,相关分析发现,菌根侵染率与苗高增量、地径增量、生物量增量、根长、根表面积、根系平均直径、可溶性蛋白（Sp）和脯氨酸（Pro）含量、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著正相关（P<0.05）,与丙二醛（MDA）含量显著负相关（P<0.0...     

杉木林下套种阔叶树对土壤生态酶活性及其化学计量比的影响

目的 研究杉木林下套种阔叶树的土壤生态酶活性及其化学计量比,评估该林分土壤养分和肥力状况。 方法 在福建省三明市格氏栲自然保护区杉木林试验示范区设置3种处理,分别是杉木成熟林套种阔叶树、杉木幼林套种阔叶树,以及不套种阔叶树的杉木纯林 (对照),测定其表层 (0~10 cm) 土壤的理化性质、土壤微生物生物量碳氮磷含量及土壤酶活性,并计算酶化学计量比。 结果 杉木林下套种阔叶树后,尤其是杉木成熟林套种阔叶树,土壤全碳 (TC)、全氮 (TN)、微生物生物量碳 (MBC) 含量增加。套种处理之后,土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶 (NAG) 和酸性磷酸酶 (AP) 酶活性显著升高,β-葡萄糖苷酶 (βG) 酶活性显著降低;βG: AP和NAG: AP的平均值分别为0.006 4和0.011 3,远低于全球平均水平,表明该区域土壤微生物受磷限制,AP酶和NAG酶的活性提高,使得βG: AP和βG: NAG值在套种处理之后显著降低。冗余分析表明土壤C: N和MBC: MBN分别解释土壤酶活性和生态酶化学计量比变异的92.3%和4.4%。 结论 杉木套种阔叶树有助于土壤养分积累,改良土壤性状。     

油松人工林新生枝叶碳氮磷含量及化学计量比对氮添加的响应

为探究氮(N)添加对油松(Pinus tabuliformis)人工林养分利用策略的影响及其随林龄的变化,以4个林龄油松人工林为对象,研究5个梯度(0、5、10、15和20 g/m2)N添加量对新生枝叶碳(C)、氮(N)和磷(P)含量及其化学计量比的影响,揭示油松人工林N利用策略及其对N添加的响应.结果显示,油松人工林新生枝叶的TC、TN和TP含量均随N添加量的增加呈先增加后减少的趋势,均在10或15 g/m2添加量下最高;枝叶的TC、TN和TP含量在不同林龄间均存在差异,枝的变幅分别为7.53％、13.37％和18.67％,叶的变幅分别为7.74％、13.67％和29.61％.新生枝叶的C/N、C/P和N/P均随N添加量的变化小幅变化,平均变幅为3.99％～9.91％;随N添加量增加,枝叶的C/N和C/P均呈先降低后升高的趋势,N/P持续升高;随林龄增加,枝叶的C/N和C/P均呈先升高后降低的趋势,均在37年生时最大,枝的N/P持续升高,叶的N/P先升高后降低.油松人工林生长受N限制严重;随N添加量和林龄增加,N限制有所缓解.     

大兴安岭兴安落叶松林树木生物量对氮沉降的响应

[目的]研究兴安落叶松生物量增长率对氮沉降是否存在响应,年际间是否存在差异;不同径级是否会影响兴安落叶松生物量增长率对氮沉降的响应。[方法]通过人工氮添加的方法模拟大气氮沉降变化,探究兴安落叶松林连续3年(2014—2016)树木生物量的变化对氮沉降的响应。从2012年开始,共设置4个氮添加水平,分别为对照(CK,0 g·m-2·a-1)、低氮(TL,2.5 g·m-2·a-1)、中氮(TM,5 g·m-2·a-1)和高氮(TH,7.5 g·m-2·a-1),每年的生长季(5—10月)按月将NH4NO3溶于32 L蒸馏水,利用背喷式喷雾器均匀喷洒于样方内,对照样地喷洒等量纯净水。[结果](1)3年间各施氮处理生物量增长率均显著高于对照组(P0.05)、各年份生物量增长率均存在显著差异(P0.05),而且2016年生物量增长率明显高于前两年(P0.05)。(2)2014年各处理间无显著差异;2015年TL处理的生物量增长率显著高于TM和TH处理(P0.05),2016年TL处理的生物量增长率显著高于TH处理(P0.05)。(3)不同处理对年际间不同径级生物量增长率也产生不同影响。TL处理对2014和2016年的10 15cm径级的兴安落叶松生物量增长率有显著促进作用(P0.05);TM处理对所有年份10 15 cm和15 20 cm径级兴安落叶松生物量增长率均有显著促进作用(P0.05);TH处理对所有年份胸径大于10 cm的3个径级(1015、15 20、20 cm)兴安落叶松生物量增长率均有显著促进作用(P0.05)。[结论](1)长期氮添加有可能导致树木生长率的增量逐渐减少甚至出现抑制,将改变现有北方森林生态系统碳源汇动态;(2)由于不同径级树木对氮沉降的响应不同,为提高氮沉降对北方森林碳库影响的模型预测精度,应按不同径级分别模拟。