花椒林下土壤微生物数量和酶活性对生物质炭的响应

【目的】研究不同秸秆生物质炭对土壤微生物数量和酶活性的影响,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以玉米、水稻和油菜秸秆500℃炭化6 h得到的生物质炭为材料,以花椒林下黄壤为供试土壤,通过室内培育试验,以不添加任何生物质炭为对照(CK),测定了不同添加量(1%,2%,4%,均为质量分数)玉米、水稻和油菜秸秆生物质炭处理土壤的微生物(细菌、真菌、放线菌)数量和酶(过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶)活性,并分析了土壤微生物数量与酶活性之间的相关性,计算了不同处理的土壤酶指数(SEI)。【结果】秸秆生物质炭类型和添加量均会影响土壤细菌、真菌和放线菌数量。与对照相比,秸秆生物质炭处理土壤的细菌和放线菌数量分别增加了42.7%～211.8%和4.9%～291.7%,真菌数量降低了15.2%～52.5%。3种秸秆生物质炭中,当添加量相同时,水稻秸秆生物质炭处理的细菌、真菌和放线菌数量及微生物总量最高。与对照相比,添加生物质炭显著降低了土壤过氧化氢酶活性,显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性,当添加量为2%时,水稻秸秆生物质炭的土壤酶指数最大(SEI=0.62),是其他秸秆生物质炭SEI的1.07～1.23倍。【结论】花椒林下土壤微生物数量与酶活性密切相关,施用生物质炭改善了土壤生物环境。从土壤微生物数量和酶活性指数综合考虑,添加2%水稻秸秆生物质炭对改善花椒林下土壤生物环境的综合效果最优。     

干热河谷石漠化区不同土地利用类型的土壤质量评价

【目的】揭示不同土地利用类型间的养分质量特征,为干热河谷石漠化区土地生产力恢复、土壤科学研究和农业可持续发展提供科学依据。【方法】以干热河谷石漠化地区花椒地、金银花地、火龙果地、核桃地、柚木地和玉米地为研究对象,采用Pearson相关分析和主成分分析法,阐明土壤理化性质在6种土地利用类型间的变化及土壤质量指标间的相关关系。【结果】(1)干热河谷石漠化地区花椒地的C、N元素含量较低,核桃地、玉米地和金银花地土壤的TP、TK和AK含量较亏缺,火龙果地和柚木地土壤的养分元素均处于较低水平。(2)经相关性分析,土壤TN含量与pH、AN含量与SOC含量、TP含量与TK/AK含量和TK含量与AK含量均呈极显著正相关;土壤BD与TN含量呈极显著负相关。(3)土壤质量综合指数为花椒(2.334)金银花(1.283)玉米(-0.330)核桃(-0.386)柚木(-1.153)火龙果(-1.598)。【结论】干热河谷石漠化区在作物栽培与管理过程中应补充N、P、K等矿质元素,并注重养分作用效应的协同性。     

元谋干热河谷不同土地利用对土壤孔性特征的影响

在元谋干热河谷对桉树林、银合欢林、灌丛、草地和裸地5种土地利用类型0~100 cm土壤剖面的容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度进行分析研究。结果表明:元谋干热河谷桉树林、银合欢林、灌丛、草地和裸地5种不同土地利用类型土壤容重在0~100 cm土壤剖面变化规律为随着土层深度增加,土壤容重增大;土壤总孔隙度和非毛管孔隙度随着土层深度的增加而减小;土壤毛管孔隙度较高,主要由土壤质地决定。元谋干热河谷地区土地利用方式不同造成土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度在土壤剖面上的分布差异。     

不同耕作方式对半夏产量和品质及根际土壤酶活性的影响

【目的】探明半夏连作障碍的机理,为克服半夏连作障碍提高其产量及品质提供科学依据.【方法】以半夏为研究对象,采用大田对比试验法,研究轮作及连作对半夏产量、品质及根际土壤过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶和多酚氧化酶活性的影响.【结果】连作使半夏根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性下降,而多酚氧化酶活性显著增加,在半夏生长后期,连作较轮作半夏根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性分别降低6.21%、18.80%和21.49%,多酚氧化酶活性连作较轮作高62.96%.轮作和连作半夏根际土壤过氧化氢酶活性随半夏的生长均逐渐升高,脲酶和磷酸酶活性先增加后降低,多酚氧化酶活性先降低后增加.连作半夏块茎直径、百粒质量、产量和浸出物含量均显著低于轮作,分别较轮作下降25.00%、32.82%、87.77%和20.75%.【结论】连作半夏根际土壤过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性降低,而多酚氧化酶活性显著升高;连作显著降低了半夏产量和浸出物含量.     

不同利用方式对沙质草地土壤酶活性的影响

[目的]为了探讨不同利用方式对草甸草地土壤质量的影响.[方法]选择科尔沁沙地西部地区天然草地、林地、开垦4年的玉米地、开垦20年的玉米地和水稻田5利用方式为对象,研究了0 ～ 10 cm和10 ～30 cm土层中土壤酶活性.[结果]不同土地利用方式、不同土层深度对土壤酶活性具有极显著影响.土壤脲酶、蛋白酶、磷酸单酯酶、硝酸还原酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、脱氢酶的活性在草地和林地中活性较高且0 ～ 10 cm土层＞10 ～ 30 cm土层;在4年和20年玉米地中土层间差异不显著;水田中的多酚氧化酶、脲酶、磷酸单酯酶、硝酸还原酶和蔗糖酶均表现出0～10 cm土层活性显著低于10 ～30 cm土层.[结论]总体来看,天然草地和林地中土壤酶活性维持较高水平,具有持续的生产能力,而垦荒(包括开发水田)后土壤质量下降,而且易引起土地沙化.     

不同耕地土壤微生物的呼吸及酶活性——以遵义市为例

【目的】探明不同耕地土壤的微生物呼吸及酶活性,为喀斯特地区农田系统土壤健康和土地的可持续利用提供科学依据。【方法】以贵州省遵义市4种不同耕作土壤(1年西瓜地、3年西瓜地、青贮玉米地和菜地)为研究对象,采用土壤酶分析法研究不同耕作土壤的氧化还原酶类和水解酶类酶活性及微生物呼吸。【结果】过氧化氢酶活性以1年西瓜地土壤的最大,为1.03 Ua,3年西瓜地的最小,仅0.69 Ua;脱氢酶和淀粉酶活性以菜地的最大,分别为3.90和0.67 Ua,3年西瓜地的最小,分别为2.07和0.29 Ua;脲酶活性以青贮玉米地的最大,为1.04 Ua,3年西瓜地的最小,为0.18 Ua。微生物呼吸CO_2释放量与蔗糖酶和脲酶酶活性的相关性达显著水平,与脱氢酶活性的相关性达极显著水平;土壤微生物呼吸(CO_2释放量)随时间延长总体呈上升趋势,第6和11天时西瓜地与菜地、青贮玉米地间差异显著。【结论】土壤微生物呼吸指标可揭示易产生连作土壤的变化,为当地土地高效利用和耕地可持续发展提供科学依据。     

水肥耦合处理对竹叶花椒生长和土壤酶活性的影响

【目的】探究水肥耦合处理对竹叶花椒幼苗生长和土壤酶活性的影响,制定适宜的水肥管理措施促进竹叶花椒生长.【方法】设计土壤含水量(田间持水量(FWC)分别为20%,40%,60%和80%)、氮肥(0,75,150和300 kg/hm~2)、磷肥(0,30,60,120 kg/hm~2)和钾肥(0,75,150,300 kg/hm~2)4因素4水平16个处理的正交试验,通过盆栽控制试验,研究水肥耦合处理对竹叶花椒幼苗生长、土壤水解酶(蔗糖酶、脲酶和磷酸酶)和氧化还原酶(过氧化氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶)活性的影响.【结果】竹叶花椒幼苗地径、苗高和生物量,随土壤含水量的增加呈先增加后降低的变化趋势,随施肥量的增加而增加;土壤水解酶和氧化还原酶活性均土壤含水量的增加呈先增加后降低的变化趋势,随氮肥施用量的增加而增加,随磷肥或钾肥施用量的增加呈先增加后降低的变化趋势.竹叶花椒幼苗生长与土壤酶活性呈显著相关,生长隶属度与土壤酶活性隶属度呈显著相关(P0.05).【结论】土壤含水量为62.0%FWC及氮、磷和钾施肥量分别为253.9 kg/hm~2,55.0 kg/hm~2和81.1 kg/hm~2,对提高竹叶花椒土壤肥力和苗木生长具有重要作用.     

种植地黄对土壤中脲酶、多酚氧化酶及碱性磷酸酶活性的影响

【目的】地黄连作可以显著地影响土壤理化性质,而土壤酶活性与土壤理化性质密切相关。本实验研究了种植地黄后轮作不同作物对土壤酶活性的影响来评价轮作不同作物对土壤的改良效果,为农业生产提供参考。【方法】在田间试验条件下,以没有种植过地黄的土壤为对照,选用去年种小麦,今年种地黄;去年种地黄,今年分别种植菊花、玉米的4块田地土壤,研究种植地黄对土壤脲酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶活性的影响。【结果】在各取样时间,其他3种土壤中脲酶活性均比对照高,且随着地黄和菊花生长期的推进,土壤中脲酶活性显著升高,而种玉米土壤中脲酶活性是先升高后下降;碱性磷酸酶活性的变化情况较复杂:种地黄土壤中碱性磷酸酶活性和对照差异不显著,种菊花和玉米土壤中的碱性磷酸酶活性在75和155 d时均比对照显著降低;在205d时,种菊花土壤中碱性磷酸酶活性比对照显著升高,而种玉米土壤中碱性磷酸酶和对照差异不显著;种地黄土壤中多酚氧化酶活性随地黄生育期的推进显著升高,种菊花和玉米土壤中多酚氧化酶活性却显著降低,但种菊花土壤中多酚氧化酶活性低于种玉米土壤。【结论】种植地黄后轮作玉米比轮作菊花更有利于土壤的良性演化。     

镉污染对甘蔗生长、土壤微生物及土壤酶活性的影响

【目的】研究添加不同浓度外源镉(Cd)对甘蔗生长情况、土壤微生物数量及土壤酶活性的影响,为探讨Cd污染与甘蔗生长、土壤微生物学特性之间的内在关系提供参考。【方法】盆栽条件下,以糖料甘蔗为材料,采用不同Cd浓度(0、25、50、100、250、500 mg/kg)进行污染处理至甘蔗成熟期,测定其株高、茎径、蔗茎产量、土壤微生物数量及土壤酶活性。【结果】甘蔗株高、茎径和蔗茎产量随着土壤中Cd浓度的增加而降低,Cd浓度越高,抑制效应越明显;Cd污染使酶活性发生变化,随着Cd浓度的增大,特别达到100 mg/kg时,脲酶、酸性磷酸酶活性显著下降,2种土壤酶对Cd的敏感顺序为:脲酶酸性磷酸酶。Cd污染也使土壤微生物数量发生变化,真菌、细菌和放线菌量在镉浓度100 mg/kg时显著下降。相关性分析表明,真菌、细菌、放线菌、土壤脲酶活性、酸性磷酸酶活性、株高、茎径、蔗茎产量与Cd污染浓度相关显著或极显著。【结论】在盆栽种植甘蔗条件下,外源Cd污染对甘蔗生长情况、土壤微生物数量及土壤酶均产生不同程度地影响。     

黄土高原春玉米田不同耕作处理土壤酶活性的变化

【目的】研究黄土高原一年一熟春玉米区不同耕作处理对农田土壤酶活性的影响。【方法】以春玉米品种"沈玉17"为供试作物,采取保护性耕作(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和传统耕作(CT)3种耕作模式栽培。第2年,分别于播种前(04-17)、拔节期(06-03)、抽雄期(07-16)和成熟期(09-15)用土钻取0～20cm土样,测其过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶、蔗糖酶和纤维素酶活性,探索不同保护性耕作方式下土壤酶活性的动态变化规律。【结果】NT条件下,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性均呈先上升后下降的变化趋势。TS条件下,土壤多酚氧化酶活性表现为先下降后上升的趋势,但上升时期出现较晚;土壤蔗糖酶活性表现为先上升后下降的变化趋势,在抽雄期最高;土壤纤维素酶活性在拔节期显著高于NT和CT耕作模式。3种耕作模式下,土壤脲酶活性均呈先升高后下降的趋势。可能由于受土壤水热状况和通气等因素影响,不同处理条件下不同土壤酶活性最高值出现的时期不同。【结论】保护性耕作有提高土壤酶活性的趋势。     

玉米高光效基因ppdk的克隆及其生物信息学分析

[目的]获得玉米(Zea mays)的丙酮酸磷酸双激酶基因(以下简称ppdk),并对其进行生物信息学分析.[方法]使用Trizol提取玉米SC704的总RNA,并用特异引物对其进行RT-PCR扩增,将得到的cDNA片段连接到pGEM-T载体后转化大肠杆菌DH5α,然后对阳性克隆进行测序,并对序列进行生物信息学分析.[结果]获得的玉米PPDK基因CDS全长2781bp,与玉米z561ppdk基因同源性为99;;其编码的多肽链包含926个氨基酸,与玉米PPDK同源性为97;.[结论]克隆了玉米C4型丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)基因,它所编码的氨基酸序列具备PPDK蛋白的保守序列和催化活性中心区域.该基因的成功克隆为今后利用其改造C3植物的光合效率以提高粮食单产奠定了良好的基础.     

西双版纳季节雨林网脉核实幼树光合特性的季节动态

【目的】揭示热带季节雨林中幼树个体的生物学特性及林下更新的适应机制,为全球气候变化下山地森林资源的开发与保护提供科学依据。【方法】选择西双版纳热带季节雨林中生长于林下的网脉核实幼树,分别在雾凉季（1月）、干热季（4月）和雨季（7月）,利用Li-6400 光合作用测定仪,测定其光合光响应特征及光合速率日变化的季节动态特征。【结果】林下网脉核实幼树叶片的最大净光合速率（Pn_max）为雨季>干热季>雾凉季,分别为4.105,3.021和2.125 μmol/(m²·s),季节间存在显著差异;在人工光源下,雨季的气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）均相对更高,最大值分别达到0.149,1.733 mmol/(m²·s)和7.632 mmol/mol。网脉核实幼树在林下自然光照环境中,雾凉季、干热季、雨季一天中净光合速率（Pn）最大值分别为0.652,1.192和1.975 μmol/(m²·s);各季节中,Pn、Gs、WUE等的日变化进程均表现为双峰型特征,但峰值出现的时间存在差异。【结论】热带季节雨林网脉核实幼树在林下的光合作用受季节变化的影响较大,Pn、Gs、Tr、WUE等总体上呈现出雨季最大、雾凉季最小的特征。     

桑树肌动蛋白MaACT3启动子的克隆及农杆菌介导的瞬时表达

【目的】克隆桑树肌动蛋白MaACT3的启动子。【方法】采用抑制PCR技术获得肌动蛋白的5′端侧翼序列;采用农杆菌感染成熟叶片瞬时表达检测启动子活性。【结果】获得的5′端侧翼序列含有基因的翻译起始位点、第一外显子、第一内含子和第二外显子的一部分,外显子部分与已报道的桑树肌动蛋白MaACT3序列完全相同。通过荧光显微镜观察到了绿色荧光,在mRNA水平上也检测到表达,证实了获得的5′端序列具有启动活性。【结论】获得的桑树肌动蛋白MaACT3的启动子具有启动活性,可以应用于桑树转基因研究。     

种植玉米与休闲对土壤水分和矿质态氮的影响

【目的】研究不同种植模式下，农田土壤水分和矿质态氮的动态及其相互关系，对优化作物种植方式和养分资源管理，调控农田土壤硝态氮淋溶有重要意义。【方法】在黄土高原南部有大量氮素残留背景的田块上，研究了夏季多雨季节，种植作物与休闲对土壤水分与矿质氮的影响。【结果】在降水（含灌水82 mm）364 mm的夏季，休闲可使0～200 cm土层的贮水量达到600 mm，比播种前高204 mm，比种植作物高39 mm。种植作物的土壤水分可下渗至180 cm深的土层，休闲土壤中则可下渗到260 cm深处。种植作物时0～200 cm土层的硝态氮残留量为78 kg·ha-1，比休闲时减少89 kg·ha-1，且硝态氮主要分布在60 cm以上的土层。休闲时硝态氮却被淋到了220 cm深的土层。【结论】硝态氮向下层土壤的移动显著滞后于水分，夏季种植玉米可有效防止硝态氮向下层土壤的淋移。     

栽培植物的耐镉性与镉污染土壤的农业利用

为了有效实施镉污染农田农业生态整治与安全高效利用策略 ,采用室外微区池栽培实验 ,对我国南方几种主要栽培植物耐土壤Cd污染能力进行了比较分析。指出禾谷类作物水稻和玉米虽然对Cd的生理耐受性较强 ,但其产品 (籽实 )易因Cd污染影响而丧失食用价值 ,属于污染敏感型作物 ,不宜在污染区种植 ;油菜、花生和甘蔗等对Cd的生理耐性较强 ,产品 (种子油、蔗糖 )中Cd存留量低 ,对食用品质影响较小 ,可考虑在轻污染区保留种植 ,但油料作物的秸秆和饼粕、蔗渣等应作为污染物妥善处理 ,不宜作肥料或饲料利用 ;纤维植物棉花、红麻、苎麻和蚕桑对土壤Cd污染都有不同程度的耐受性 ,产品质量基本不受Cd污染的影响 ,产品中的Cd不进入食物链 ,因此 ,在对污染农田实施农业生态整治与安全高效利用策略时 ,可作为改种改制的首选作物。     

新疆杨生物量空间分布特征研究

[目的]为准确评估新疆杨碳储量提供科学依据.[方法]在阿克苏扎木台试验林场选取新疆主要造林树种新疆杨人工林为研究对象,采用样地实测法,在幼龄、中龄、成熟3个龄级样地内选取6株新疆杨标准木进行树干解析,并分析不同土壤深度中各径级根系生物量与林龄的关系.[结果]新疆杨人工林林分平均生物量为106.6t/hm2,地上部分占84.8;,地下部分占15.2;,随着林龄的增加,树干、地上生物量及林分总生物量均显著增加,地上生物量分配比例基本保持树干＞树枝＞树皮＞树叶这一规律,其中树干生物量占据地上生物量的主导地位(占55.2;);地下根系主要集中分布在0～40cm土层,其生物量约占根系总生物量的80;以上.[结论]新疆杨林分生物量与林龄密切相关,随着林龄的增大,林分生物量也增大.     

EDTA对桑树和任豆幼苗吸收重金属Pb的影响

【目的】研究不同重金属Pb2+浓度下螯合剂EDTA处理对桑树和任豆幼苗修复土壤中重金属Pb2+的效果及Pb2+在植物茎叶及根部积累,以期为重金属污染土壤生态修复及植物资源的合理利用提供理论依据。【方法】用盆栽模拟法,以4 L /盆 Hoagland营养液作为培养液,培养液中的Pb2+浓度分别为0、2.5、5.0、10.0、25.0、50.0、100.0、150.0、200.0、250.0 mg/L,EDTA的浓度均为0.55 mmol/L,以不添加EDTA作对照。分别测定桑苗和任豆幼苗茎叶和根部的Pb2+浓度。【结果】随着水培液中Pb2+浓度的增加,桑树和任豆幼苗对Pb2+的吸收和积累量也逐渐增大;在相同的重金属Pb2+胁迫背景下,加入EDTA的桑树和任豆幼苗对Pb2+的吸收量比不添加EDTA的对照组明显增高;桑树和任豆幼苗体内Pb2+浓度通常为根部>茎叶,而添加EDTA能加速重金属Pb2+向茎叶的转运。随着培养液中Pb2+浓度的增加和时间的延长,Pb2+在植物根部的积累逐渐增加,而向茎叶的转运则相对减少。【结论】桑树和任豆幼苗具有较强的重金属Pb耐性,而EDTA能促进桑树和任豆幼苗对重金属Pb2+的吸收,因此,桑树和任豆可作为修复植物应用于重金属污染地区。     

模拟降雨量下沟垄微型集雨种植玉米的水温效应

 【目的】探明沟垄微型集雨种植（垄体覆膜沟内种植）适宜的降雨量范围,为确定合理的微型集雨种植模式提供科学依据。【方法】在夏玉米生长期,人工模拟大、中、小3种降雨量（440、340和230 mm）,定期测定传统平作（T1）和沟垄微型集雨种植（T2）条件下土壤水分和耕层地温,并分析了农田水分利用效率（water use efficiency,WUE）。【结果】在玉米全生育期230、340和440 mm降雨量下,沟垄微型集雨种植农田200 cm土层平均储水量分别较平作（平作不起垄不覆膜）增加了2.3％、5.2％和4.5％,耕层0～5 cm平均地温分别增加了1.2、1.1和1.0℃。在全生育期230 mm和340 mm雨量下,WUE 较平作分别增加7 kg•ha-1•mm-1和3.1 kg•ha-1•mm-1,提高了61.24％和26.90％;当全生育期降雨量为440 mm时,沟垄微型集雨种植和平作的WUE分别为16.55 kg•ha-1•mm-1和17.46 kg•ha-1•mm-1,差异不显著。【结论】在夏玉米生育期降雨量为230 mm到340 mm雨量范围,沟垄微型集雨种植能明显改善玉米的水温条件,提高WUE。     

金沙江干热河谷不同土地利用方式的土壤水分特征

[目的]研究金沙江干热河谷地区不同土地利用方式下的土壤含水量的变化特征,为干热区脆弱生态环境的生态恢复、物种选择提供依据。[方法]以金沙江干热河谷典型区云南省元谋县的6种土地利用类型为例,采用TRIME-PICO-IPHTDR每月定期测定土壤水分,每个样地设3个重复,定期分别测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm处的土壤含水量。[结果]罗望子纯林土壤含水量相对稳定,且含水量较高;银合欢间伐林土壤含水量高于银合欢与其他物种组合的人工林;在草本植物较多的人工林内,土壤含水量均较低。土壤0～20cm含水量变异系数最大,40～60和60～80cm处变异系数旱季比雨季略大。不同林分组合对土壤水分影响明显,Ⅱ和Ⅵ为代表的用地类型土壤含水量较高,Ⅳ和Ⅴ中的20～60cm土壤含水量均下降,Ⅰ和Ⅲ中的80～100cm深度范围内土壤含水量均有小幅下降。[结论]土壤含水量随土壤深度的增加而增加,雨季含水量明显高于旱季,雨季土壤含水量变化速率高于旱季,植被郁闭度、草本层盖度是影响土壤含水量的主要因素。     

不同土地利用方式下土壤养分特征变化分析

【目的】研究不同土地利用方式下土壤有机质及土壤养分元素特征的变化规律。【方法】在阿克苏地区采集小麦地、枣园、枣麦间作园、荒地枣园和撂荒地等5种典型的土地利用方式下的土壤,运用土壤化学分析方法,测定土壤有机质及氮磷钾等含量。【结果】各土壤养分指标在不同土地利用方式下变异系数为0.92%94.00%,均为中等空间变异性。由农田更替为枣园及枣麦间作后,提高了各层土壤有机质含量,其中020 cm土层各层土壤有机质均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为枣园后,各层土壤有机质均有提高,其中010 cm、2030 cm土层显著提高(P<0.05)。0100 cm土层各养分元素含量和有机质含量均随土壤深度的增加而逐渐减少。土壤有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量均表现为枣麦间作园>枣园>小麦地>荒地枣园>荒地,全氮表现为枣园>枣麦间作园>小麦>荒地枣园>荒地。土壤有机质与土壤各养分元素之间存在着显著正相关关系。【结论】阿克苏地区农田或荒地改建为枣园或枣麦间作园后,均有利于提高土壤有机质及土壤肥力。