雷竹林土壤氨氧化微生物对不同肥料的响应

雷竹Phyllostachys violascens林冬季地表覆盖施肥为核心的集约经营技术被广泛推广应用,冬季覆盖以及施肥处理必将对土壤氨氧化微生物群落结构产生影响。为揭示雷竹林覆盖和施肥等集约经营措施对土壤氨氧化微生物的影响,进行了田间试验。设计如下2个试验:试验1为施用等量硝态氮复合肥:m(氮)∶m(五氧化二磷)∶m(氧化钾)=16∶16∶16的对照1(不覆盖)和处理1(覆盖);试验2为覆盖的4个不同肥料处理,分别为对照2(不施肥),处理1,处理2(尿素),处理3(尿素+氯化钾),各处理以含氮量360 kg·hm-2为标准折算成相应的肥料用量,氯化钾与复合肥等钾量折算。应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术和定量PCR技术分析土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)群落结构多样性和功能基因丰富度。结果表明:不同处理土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌有较高比例的共性种类,群落结构尚未发生显著改变;前期未覆盖的对照1与其他前期曾覆盖的所有处理的氨氧化细菌群落结构差异相对较明显,同为前期覆盖的处理3与其他处理又稍有不同;土壤氨氧化细菌多样性为处理1明显高于(P<0.05)处理3;处理3氨氧化细菌和氨氧化古菌的基因的丰度均较高(P<0.05)。综合比较不同处理氨氧化细菌和氨氧化古菌的DGGE条带的多样性以及定量分析得出结论,处理3的氨氧化微生物多样性和功能基因最丰富,处理2最差。建议生产上采用尿素与氯化钾搭配施用,有利于土壤氨氧化微生物的活动和氮素循环利用。     

长期集约经营条件下雷竹林土壤微生物量的变化

雷竹Phyllostachys praecox是一种优良的笋用竹种．长期强度经营虽然带来了显著的经济效益．但是也导致竹林提早退化。在浙江省临安市横畈镇和西天目乡的雷竹样地采样调查,选取栽植时间分别为5,10,15a的雷竹林地土壤,以及刚由水稻Oryzasativa田改种为雷竹林的土壤（1a）,旨在研究长期集约经营对雷竹林土壤微生物量的影响。结果表明,横畈镇和西天目乡的雷竹林经过长期集约经营之后,均显著增加了土壤（0～20cm）中有机碳、全氮、碱解氮、全磷及有效磷的质量分数,而pH值则随着经营年限的延长而降低。长期的集约经营显著降低了土壤微生物量碳、氮质量分数以及微生物量碳／有机碳、微生物量氮／全氮的比值：土壤微生物量磷呈现出先增加后降低的趋势,而微生物量磷,全磷的比值则同样随经营年限的延长而逐渐下降。长期施肥和覆盖措施降低了土壤微生物的活性．使土壤生物学总量衰退．促使雷竹林提前退化。表4参22     

CO_2体积分数升高对土壤-植物系统碳过程的影响

从土壤和植物2个方面,综述了大气二氧化碳体积分数升高对生态系统碳过程的影响。大气CO2体积分数升高,提高了植物的光合速率,促进了生物量的累积,改变了植物的碳结构。高CO2体积分数导致植物基质（C／N）的变化将直接影响枯落物的分解速率。大气CO2体积分数升高通过影响植物生长而间接地对土壤生态过程产生影响。由于高CO2体积分数下碳输入和输出的关系还存在很多不确定性,因此还不能推断高CO2体积分数下土壤碳库是增加还是减少。不同的生态系统类型,对高CO2体积分数的响应状况也不一致。今后应定量研究CO2体积分数升高条件下生态系统各分室碳库的动态,明确土壤、植物和大气碳库储量变化及其之间的碳通量,以便定量化生态系统碳收支对高CO2体积分数升高的响应。另外,还应加强CO2体积分数升高与其他全球变化因子的耦合作用研究,探讨其相互作用的机制,将有助于全面了解全球变化条件下生态系统的碳循环过程。     

根区不同位置补气对番茄根际环境及其生长的影响

[目的]本文旨在探索有效改善番茄根际气体环境的通气方式。[方法]在番茄种植垄距地面20 cm和30 cm深处的埋设PVC管,通过鼓风机强制对土壤进行通气。[结果]通气处理后10～50 cm土层的氧气体积分数提高,二氧化碳体积分数显著降低,氧气最高增幅8%,二氧化碳最高下降96.88%,对40～50 cm土层的效果更加显著;番茄根际20 cm和30 cm处脲酶活性平均可提升26.13%和21.71%;番茄的生物量、株高、茎粗均有所提升,单株产量最大提高30%,并且成熟期提早10 d。[结论]土壤富氧补气系统能有效改善番茄根际土壤气体环境,提高根际脲酶活性,增加番茄产量,促进番茄早熟。     

雷竹林连续3年施荣宝土壤消毒剂对雷笋产量及土壤性状的影响

为了提高雷竹林雷笋产量以及控制土壤障碍因子的发生,经连续3年施荣宝土壤消毒剂对雷竹产量及土壤性状影响的对比试验,结果表明:施荣宝土壤消毒剂600kg/hm2结合施45%复合肥3000kg/hm2,比不施荣宝土壤消毒剂对照区(施45%复合肥3000kg/hm2)平均提高雷竹产量30.1%。通过施荣宝土壤消毒剂后的农田pH值比对照区提高,达到了显著性差异水平(P<0.05);施荣宝土壤消毒剂后,交换性酸含量比对照区有明显降低,达到显著性差异水平。对照区雷竹林土壤有18种细菌,施荣宝处理之后土壤中未鉴定出细菌。表明施荣宝土壤消毒具有灭菌效果,有效降低了土传病的危害,提高了雷竹成竹率。     

不同农林废弃物生物质炭对雷竹林酸化土壤的改良效果

以竹材边角料、玉米Zea mays秸秆和山核桃Carya cathayensis蒲壳制备的生物质炭为材料,采集浙江省杭州市临安区集约经营模式下雷竹Phyllostachys violascens林酸化土壤进行90 d的黑麦草Lolium perenne盆栽试验,探究不同原料生物质炭添加对黑麦草生长及土壤养分、酸度、微生物丰度和酶活性的影响。结果表明:玉米秸秆炭和山核桃蒲壳炭显著提高了黑麦草生物量、土壤有机碳质量分数、全氮质量分数和pH值,而显著降低了土壤交换性氢和交换性铝的质量摩尔浓度（P < 0.05）;竹炭处理仅显著提高了土壤有机碳质量分数,降低了交换性氢质量摩尔浓度（P < 0.05）。相比对照,玉米秸秆炭可以显著提高真菌丰度,提高幅度为53%;而山核桃蒲壳炭和竹炭可以提高细菌丰度,提高幅度分别为71%和66%。相比玉米秸秆炭和竹炭,山核桃蒲壳炭可以更大程度地促进土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖苷酶和酸性磷酸酶活性。山核桃蒲壳炭和玉米秸秆炭处理下黑麦草生物量的提高主要归因于这2种生物质炭对土壤酸度、养分、微生物丰度和相关酶活性的改善作用。综合而言,山核桃蒲壳炭和玉米秸秆炭对雷竹林酸化土壤的化学性质和生物学性质具有较好的改良能力,而竹炭效果较差。     

不同施肥对雷竹林土壤微生物功能多样性影响初报

雷竹Phyllostachys praecox早产高效栽培技术的连年实施,暴露出了竹林退化、土壤质量下降的现象。为研究不同施肥对雷竹土壤微生物功能多样性的影响。在雷竹主产区布置了6个肥料试验处理,即猪栏肥＋化肥（处理1）、菜籽饼＋化肥（处理2）、1／2猪栏肥＋1／2化肥（处理3）、纯化肥（处理4）、2,3纯化肥（处理5）和1,2纯化肥（处理6）。各处理肥料用量按氮素总投入量设定．6个处理氮素总投入量比例为2．0：2．0：1．0：2．0：1．5：1．0。试验从2005年5月开始．2005年12月冬季覆盖前采样分析了土壤的总有机碳、微生物量碳及微生物功能多样性。结果表明,有机肥化肥混合（处理1．处理2和处理3）土壤总有机碳质量分数明显高于纯无机肥处理（P〈0．01）,而处理1和处理2又高于处理3（P〈0．05）,而不同用量无机肥的3个处理（处理4,处理5和处理6）间无差别。除处理3与处理6外,有机无机肥混施的土壤微生物量碳均高于纯无机肥（P〈0．01）。有机无机混施处理的土壤微生物功能多样性明显高于纯化肥的处理．不同用量的有机无机混施处理间土壤微生物功能多样性值无明显差异：而纯化肥处理表现为随化肥用量的增加．其土壤微生物功能多样性值明显下降、有机无机混施处理与纯化肥处理土壤微生物利用碳源模式存在明显不同．施用量最大的处理4又不同于处理5和处理6。不同施用处理土壤微生物功能多样性指数（Shannon和McIntosh）进一步证明,有机无机混施与纯化肥处理对土壤微生物功能的不同影响．以及化肥用量增加对土壤微生物功能的不利影响。因此,建议采用有机无机肥混施的方法来避免高浓度肥料对土壤生物学性质的不良影响．以保证雷竹生产的可持续发展。图4袁2参20     

集约经营对雷竹林生态系统稳定性的影响

干扰对森林生态系统的结构和功能有着重要影响,能改变资源的有效性,会起到建设性或破坏性效果。雷竹Phyllostachys violascens是优良的笋用竹种,为达到高产高效的目的,雷竹林受到频繁的人工强度干扰。为了给雷竹林可持续经营和相关研究提供理论参考,综述了集约经营主要措施林地覆盖、施肥等对雷竹林鞭竹系统、土壤和生物性状等的影响。分析表明:雷竹林长期连年林地覆盖和过量施用化学肥料等不合理的经营干扰,会导致鞭竹系统结构稳定性降低和功能下降,土壤发生物理、化学和生物性劣变,致使立地生产力衰退。提出了有机覆盖物筛选及林地存留覆盖物促腐、测土配方平衡施肥、土壤性状改良等雷竹林生态系统稳定性维护的重点研究方向。参49     

渗灌管不同埋深对蔬菜保护地土壤盐分的影响

以番茄为供试作物,通过观测渗灌灌水前和灌水后土壤全盐含量的变化,研究了保护地渗灌及其渗灌管埋深对土壤全盐运移及积累过程的影响。试验结果表明,在渗灌管埋深为20～40cm范围内,保护地渗灌灌水后土壤全盐均表现出明显的表聚特性;土层深度、渗灌管埋深、土壤水分含量是影响土壤全盐含量的主要因素。在不同渗灌管埋深处理中以30cm埋深且渗灌管下有防渗槽的处理全盐在表层积累最少,且盐化速度较缓。     

库尔勒香梨园地面覆盖对土壤含水量的影响

[目的]研究果园土壤覆盖技术,为进一步提高库尔勒香梨生产效率奠定基础.[方法]采用几种不同果园土壤覆盖方式,用ECH2O土壤含水量监测系统对不同深度土壤含水量进行连续监测,分析土壤含水量的变化规律.[结果]各种覆盖方法均能减缓表层土壤水分的蒸发,提高了土壤表层的平均含水量,与清耕法相比,覆布、覆草、生草、覆网和覆膜分别提高94.74;、61.16;、52.63;、47.37;和15.79;.在0～20 cm土层覆布、覆草和覆网提高了土壤的含水量,覆膜和生草则降低了含水量.在20～ 60 cm土层仅覆布提高了土壤的含水量,其它均降低了土壤的含水量.[结论]覆盖可显著减少果园土壤水分蒸发,提高土壤表层含水量.在土壤深层,覆布的土壤含水量较高,清耕的较低.对库尔勒香梨园土壤保湿效果依次为,覆布＞覆草＞覆网＞清耕＞覆膜＞生草.     

雷竹PvJ3基因克隆及功能分析

拟南芥Arabidopsis thaliana中J3基因参与花期的调节,调控开花时间。为了探究竹类植物中J3基因的功能,根据植物中J同源基因的高度保守性,采用同源克隆技术从雷竹Phyllostachys vilascens中克隆出1个J3基因,命名为PvJ3。该基因的开放阅读框（ORF）区长为1 260 bp,编码419个氨基酸。通过同源比对和系统进化树分析,可知雷竹PvJ3蛋白和其他物种中J3同源蛋白的氨基酸序列同源性很高。通过实时定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）,发现PvJ3基因在同一竹鞭的笋、花芽、花,开花与不开花雷竹的茎秆、成叶、幼叶中都有表达,且开花雷竹茎秆中表达量最高,表明PvJ3基因在雷竹各组织部位都有表达。亚细胞定位分析结果显示,PvJ3蛋白定位在细胞质和细胞核。通过转化拟南芥对其功能进行了初步分析,表型统计结果显示,PvJ3转基因拟南芥与野生型相比,开花时间明显提早,而且出现多主茎现象,表明PvJ3可以促使植物提前开花并且参与植物茎秆的发育。     

不同介质对毛竹润胀效果的影响

以毛竹Phyllostachys edulis为研究对象,采用不同浓度无水碳酸钠（Na₂CO₃）,氢氧化钠（NaOH）,氯化锌（ZnCl₂）水溶液（结合硝酸蒸煮）及去离子水对毛竹材进行润胀处理,以体积、面积变化率作为润胀效果的影响指标,观察毛竹宏观、微观构造的变化,探究在不同水溶液中毛竹材的润胀效果。结果表明:氢氧化钠水溶液与碳酸钠水溶液对毛竹的润胀效果较好;润胀效果随水溶液浓度的变化而变化,氢氧化钠水溶液浓度越低,润胀效果越好,而碳酸钠水溶液则相反,其中0.5 mol·L-1氢氧化钠水溶液和1.0 mol·L-1碳酸钠水溶液对毛竹的润胀效果最佳,体积增大率分别为9.69%和10.57%;直接使用氯化锌水溶液对毛竹进行润胀,润胀效果较差,但低浓度硝酸水溶液预处理可提高氯化锌水溶液对毛竹的润胀效果,其中500 g·L-1氯化锌水溶液浸泡后（100 g·L-1硝酸水溶液预处理）体积增大率为7.98%。同时,通过对润胀前后毛竹横切面不同区域面积的计算,显示在润胀过程中,纤维鞘区域面积变化幅度明显大于薄壁细胞区域面积变化幅度,说明毛竹润胀后体积变化的因素主要来源于纤维鞘分布面积的变化。     

毛竹林分可视化研究

毛竹Phyllostachys edulis林是一种具有较高经济效益和生态效益的特殊森林类型,科学经营管理毛竹林不仅能有效地保护生态环境,而且对发挥毛竹林的经济效益具有十分重要的现实意义。如何提高毛竹林经营管理的技术水平一直是经营者关注的焦点。采用集成OnyxTREE BAMBOO,3ds Max和ArcGIS等种软件,重点将前者的三维建模功能和后者的三维显示功能相结合,实现毛竹林分的三维可视化,旨在为毛竹林科学经营管理提供新的技术方法。选择浙江省天目山国家级自然保护区内的毛竹林为研究对象,建立100 m × 100 m固定标准地,用全站仪测定每株毛竹的基部三维坐标（x,y,z）,调查毛竹的胸径、竹高、枝下高和冠幅等因子。根据调查数据,基于OnyxTREE BAMBOO和3ds Max软件,对不同生长状态的毛竹进行三维建模,再导入ArcGIS,在ArcScene中与数字高程模型（DEM）叠加,最终实现毛竹林分的三维可视化。研究取得较好的可视化效果,观察者既可以俯瞰整片竹林,掌握竹林整体状况,也可以深入竹林内部,直观了解毛竹的具体生长状态,如毛竹的死活、弯直、折断、倒伏等,以及地表的起伏状况。单击任一株毛竹,还可以很方便地查看其相关信息包括毛竹的竹高、胸径、冠幅、枝下高、坐标等。此外,借助ArcScene的漫游功能,可以实现竹林内部实时漫游观察,可以设定漫游路径,实现固定路径漫游,以及将漫游动画保存为视频格式进行输出。研究探索出了一套完整的毛竹林可视化技术方法,此方法可操作性强,应用于毛竹林可视化经营管理,不仅可以真实反映毛竹林分的当前生长状况,还可以直观展现竹林采伐或自然干扰后的林分状况,为进一步研究毛竹林动态变化的可视化奠定了基础。     

覆土控鞭栽培对高节竹鞭根养分和抗性生理特征的影响

为探明覆土控鞭栽培对高节竹Phyllostachys prominens鞭根养分和抗性生理特征的影响,测定了不同覆土厚度[0（ck）,10,30,50 cm]高节竹2年生竹鞭的细根养分含量和抗性生理指标。结果表明:与ck比较,覆土厚度30 cm及以下的覆土控鞭栽培对高节竹鞭根的氮、可溶性蛋白质、可溶性糖质量分数,丙二醛质量摩尔浓度,氮碳比,根系活力及超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性有显著影响（P < 0.05）,但对鞭根碳、磷质量分数,碳磷比,氮磷比,相对电导率影响并不显著（P>0.05）。其中,随覆土厚度的增大,高节竹鞭根氮质量分数、丙二醛质量摩尔浓度、可溶性蛋白质质量分数、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性及氮碳比呈先减小后增大的趋势,可溶性糖质量分数和根系活力呈先增大后减小的趋势。表明适当厚度的覆土（10和30 cm）可在一定程度上改善高节竹鞭根的生长环境条件（水分、温度等）,对高节竹生长有促进作用,但覆土厚度过大（50 cm）,对鞭根生长会产生负面影响。综合竹笋品质、经济效益及竹林可持续经营能力等分析,高节竹覆土控鞭栽培适宜的覆土厚度为30 cm。     

毛竹Phyllostachys edulis retrotransposon 7（PHRE7）转座子的克隆与鉴定

长末端重复序列（LTR）反转录转座子广泛存在于植物基因组中,本质是一段可移动的脱氧核糖核酸（DNA）序列。大多数LTR反转录转座子在外界环境变化下能够被激活转录,对环境变化做出响应。为研究毛竹基因组中的LTR反转录转座子的转录活性及在非生物环境胁迫下表达量的具体变化,克隆和鉴定了1个毛竹Phyllostachys edulis反转录转座子PHRE7。该转座子全长为6 073 bp,属于Ty1-copia家族中的Tork分支,LTR序列相似性为96.7%,插入时间为126.923万a前。对毛竹实生苗分别进行辐照（30,50,70 Gy）,甲基化抑制剂（50,100,150 μmol·L-1）,高温（42℃）,低温（4℃）,高盐（0.1,0.2,0.3 mol·L-1）等5种不同胁迫处理,通过定量荧光聚合酶链式反应（PCR）检测,PHRE7在INT,RT和RH等3个结构域中的表达量仅在辐照及0.2~0.3 mol·L-1高盐处理下随处理强度的上升而下降,其余所有处理（甲基化抑制剂、高温、低温、高盐0.1~0.2 mol·L-1）的表达量都随处理强度呈上升趋势。这些结果表明:PHRE7转座子是一个具有转录活性的LTR反转录转座子,且外界非生物环境胁迫对其表达模式有较大影响,表明PHRE7转座子能够响应外界环境变化。     

氮素施肥对毛竹生产力与光合能力的影响

竹林施肥是集约经营毛竹Phyllostachys edulis林提高经济效益的重要手段之一。为了确定毛竹林氮素的合理施肥量, 从2006-2011年持续调查了氮素施肥对毛竹竹笋和竹材产量的影响, 在2011年测定了施肥对毛竹光合色素和光合作用的影响。结果表明:100, 250和400 kg·hm-2施肥水平均能显著促进毛竹冬笋、春笋和竹材产量提高以及新竹胸径增大, 其中在250 kg·hm-2施肥水平时, 各平均值分别比对照提高了6.8倍(P < 0.01), 2.0倍(P < 0.01), 1.1倍(P < 0.01)和33.3%(P < 0.01), 但是250和400 kg·hm-2施肥水平之间无明显差异。氮素施肥后, 1年生和3年生毛竹叶片的光合色素质量分数、光饱和点、净光合速率均明显提高, 而光补偿点和胞间二氧化碳摩尔分数则明显降低。这表明植株的光合能力明显提高, 其中以250 kg·hm-2施肥效果最明显。综合分析试验结果, 毛竹林施肥量以250 kg·hm-2为宜。     

毛竹笋总黄酮的提取工艺研究

以毛竹笋为原料,采用水提取、乙醇热回流提取和超声波提取3种提取方法,通过单因素和正交设计试验确定了毛竹笋总黄酮提取的最佳条件。结果表明,水提取工艺最佳条件为固液比1∶30(g∶mL,下同),温度60℃,提取时间1.5 h,pH9;总黄酮得率为0.706%,影响得率的因素为固液比>提取温度>提取时间>溶液pH值。乙醇热回流提取最佳条件为固液比1∶40,温度60℃,乙醇体积分数70%,提取时间2.0 h,总黄酮得率为1.063%;影响得率的因素为固液比>提取温度>提取时间>乙醇体积分数。超声波提取工艺最佳条件为提取时间30 min,固液比1∶40,乙醇体积分数70%,提取温度50℃;总黄酮得率为0.797%;影响得率的因素为固液比>提取温度>提取时间>乙醇体积分数。     

毛竹茎秆快速生长期PeATG1/PeATG4基因表达分析

  目的  探讨毛竹Phyllostachys edulis茎秆快速生长与PeATG1和PeATG4基因表达的关系。  方法  以毛竹笋竹茎秆为材料,采用透射电镜监测笋竹快速生长期不同时间（10:00、14:00、18:00、22:00、2:00和6:00）和不同部位（第4、7、10、13节）的自噬活性,并用实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析技术测定第7节PeATG1和PeATG4基因表达量。  结果  对毛竹茎秆24 h自噬活性监测,22:00和2:00在第7节和第10节观察到自噬体;第4节和第13节没有观察到自噬体。在夜间,PeATG1和PeATG4转录水平表达增强,PeATG1表达量在22:00最高,分别是18:00和6:00的3.0倍和1.3倍（P < 0.05）;PeATG4表达量在2:00最高,分别是18:00和6:00的1.7和1.6倍（P < 0.05）。  结论  毛竹茎秆不同时间段的生长发育存在显著差异,夜间有自噬体形成,PeATG1和PeATG4基因表达量较高,茎秆生长迅速。     

毛竹GRF基因家族全基因组鉴定与表达分析

  目的  探究毛竹Phyllostachys edulis GRF基因家族的性质、结构特点以及在不同组织中的表达水平,为进一步研究GRF在毛竹生长发育中的分子作用机制奠定基础。  方法  采用生物信息学方法,对毛竹全基因组和转录组信息进行分析,筛选出13个毛竹GRF基因家族成员,并对GRF基因家族的理化性质、进化、基因结构、保守结构域、启动子、基因家族表达模式及三级结构进行分析。  结果  毛竹GRF基因家族成员按照其在scaffold上分布的位置,分别被命名为PeGRF01~PeGRF13;将含有3个内含子的PeGRF04和PeGRF12归为非ε组,其余为ε组。毛竹各GRF基因家族成员理化性质存在一定的差异,但是其结构域相对保守,均含有14/3/3结构域。毛竹GRF家族启动子区含有大量与光响应、低温响应、激素调控等相关的顺式作用元件。毛竹GRF存在基因复制扩增的现象,与水稻Oryza sativa的共线性关系明显高于拟南芥Arabidopsis thaliana。毛竹GRF在不同组织器官中均有表达,各家族成员的表达量存在差异;在毛竹花和根组织中的表达量略高于叶和鞭,同时家族成员间的表达量也存在一定差异。GRF蛋白质由2个单体构成,每个单体由9个α-螺旋构成,整体结构呈“W”型。  结论  毛竹GRF基因家族具有典型的14/3/3结构域,可能参与根、鞭、叶、花序及笋芽的生长发育过程。图6表1参39