大气中臭氧浓度增加对根际和非根际土壤微生物的影响

在大田试验下,研究了冬小麦在不同的臭氧浓度下根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量的动态变化。结果表明,随着生育时期的推进,微生物数量呈现规律性的变化,其中微生物总量在抽穗期达最大。根际、非根际土壤细菌和真菌数量均随着生育期的推进呈先增大后降低的变化趋势,分别在抽穗期和孕穗期达最大。根际、非根际土壤放线菌数量随生育期呈下降的趋势,整个生育期内臭氧浓度的升高降低了土壤微生物的数量,不同的臭氧浓度处理间细菌数量差异达显著性水平,真菌数量差异只在成熟期达显著,放线菌差异不显著。     

三倍体毛白杨+黑麦草复合模式根土养分动态研究

针对退耕还林地三倍体毛白杨幼林与黑麦草牧草复合模式,研究了模式根系养分含量与土壤养分的动态变化。结果表明:模式中植物对土壤速效N的吸收,草根在0.395~0.408g/kg,变化幅度平稳,树根在0.173~0.369g/kg,变化幅度较大;对有效P的吸收规律正好与N素相反,树根含量在2.486~3.486g/kg,变化较平缓,草根在4.572~6.092g/kg,变化幅度较大;树根K的含量变幅较大,草根在整个年周期中的变幅都较小,而土壤K素供应充分;三倍体毛白杨根系吸收Ca含量是随着林地含量的增加而增加,其变幅在4.651~9.764g/kg,而草根变幅达8.226~10.877g/kg,与林地Ca的含量成相反趋势,草根在生活周期中对Ca的吸收影响着交换性Ca的变化;树根和草根生长对Mg的需求分别在10.547~10.744g/kg和10.365~10.610g/kg之间,不仅在月动态上相似,且在需求量上也相近,故在平衡施肥中应注意Mg肥的可利用性及生物吸持性。     

南方稀土矿区植物根际与非根际土壤碳氮含量与pH值变化

[目的]揭示南方稀土矿区根际与非根际养分含量变化,为南方稀土矿区的生态恢复和侵蚀退化区的水土保持提供科学依据。[方法]以福建省长汀县稀土矿治理区为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,选取3个稀土矿开采区进行植物样方调查及土壤取样,对研究区的主要水土保持植物(芒萁、枫香)根际与非根际土壤碳氮含量、pH值变化以及根际与非根际间土壤碳氮含量、pH值的差异性进行研究分析。[结果](1)随着治理年限的增加,芒萁根际土壤的有机碳、全氮含量逐渐升高,硝态氮含量逐渐减少,pH值先增加后减少,铵态氮含量无显著性差异;枫香根际土壤的硝态氮随着治理年限的增加而减少,而有机碳、全氮、铵态氮含量和pH值均无显著性差异。(2)随着治理年限的增加,芒萁非根际土壤的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮均无显著性差异,pH值先增加后减少;枫香非根际土壤的有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、pH值均无显著性差异。(3)芒萁根际土壤的有机碳含量显著高于非根际土壤的有机碳含量,全氮、铵态氮、硝态氮和pH值均无显著性差异;而枫香根际与非根际土壤养分含量均无显著性差异。[结论]植被能够改善土壤,但土壤肥力恢复却是一个长期的过程。     

铜胁迫对白茅根际和非根际土壤酶活性影响的研究

通过盆栽实验研究了重金属Cu递进胁迫对白茅根际和非根际土壤酶活性的影响。结果表明,随着Cu浓度的增加,根际和非根际土壤的pH值下降、土壤酸化,而电导率呈持续上升,但根际土壤的pH值持续高于非根际土壤且更接近于中性。在梯度浓度的重金属Cu胁迫下,根际和非根际蔗糖酶活性随Cu浓度增加均表现出先升后降的趋势,但根际土壤的蔗糖酶活性在Cu浓度为1000 mg kg-1时达到峰值,而非根际土壤则在Cu浓度为500 mg kg-1时已到达峰值。白茅根际和非根际土壤中磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性受Cu离子的影响均表现出持续下降的趋势,但各酶受抑制率各不相同。对梯度浓度Cu胁迫下的白茅根际和非根际土壤酶活性而言,四种酶在根际土壤中的活性普遍高于非根际土壤,且Cu2+对根际酶活性的抑制率也大于非根际土壤酶。对重金属单Cu污染敏感的土壤酶类依次为磷酸酶>蔗糖酶>脲酶>过氧化氢酶,其中磷酸酶可作为检测污染土壤的指示酶。     

不同林龄杉木根际与非根际土壤微生物群落特征

为探究中亚热带杉木土壤微生物群落随林龄变化特征,以中亚热带7,24,34 a生杉木人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其根际和非根际土壤微生物数量和群落结构及驱动土壤微生物变化的主要土壤环境因子。结果表明：随着杉木林龄的增长,非根际土壤各类微生物数量不断减少,根际土壤微生物数量不断增加,34 a生杉木人工林细菌含量、革兰氏阴性菌含量、Cy∶MONO根际土壤显著高于非根际土壤,而其他各类微生物在根际和非根际土壤间均没有显著差异。相关分析和冗余分析结果表明：土壤环境因子对杉木土壤微生物群落有显著影响,其中有效磷和铵态氮含量对土壤微生物群落的影响较大,有效磷含量与土壤微生物群落呈正相关,土壤铵态氮含量与其呈负相关。因此,在杉木人工林管理过程中,可适当增加磷的输入,以增加土壤微生物数量,提高土壤质量,促进杉木的生长。     

南京市不同园林植物根际土壤养分和重金属富集特征

通过对南京市6种园林植物(金银木、紫荆、腊梅、丁香、木槿和海棠)根际与非根际土壤养分和重金属分布特征进行研究,探讨不同植物根际养分和重金属的富集的相关性和差异性。(1)不同园林植物根际和非根际土壤养分和重金属呈一致的变化规律,它们的主导控制因子也基本相同,其中不同园林植物根际土壤养分和重金属均高于非根际养分含量,而不同园林植物根际土壤pH均低于非根际。(2)不同园林植物根际土壤养分、重金属含量和有效态重金属含量均显著高于非根际,表现出显著的富集作用,而根际土壤pH则显著低于非根际,表现出显著的亏损作用,全磷在根际与非根际土壤中差异不显著(p0.05)。(3)不同园林植物根际和非根际土壤重金属含量与有效态含量均存在极显著的正线性相关关系,二者能够用线性方程式体现,表明了不同园林植物根际和非根际土壤有效态重金属含量主要来自土壤重金属总含量。(4)相关性分析表明:对于根际土壤,土壤有机碳和全氮对土壤重金属全量影响较大;而对于非根际土壤,土壤有机碳和全氮土壤有效态重金属影响较大;而pH与土壤重金属含量基本呈显著或极显著的负相关关系;全磷对于土壤重金属含量基本没有影响。通过以上研究说明不同园林植物土壤养分和重金属含量在根际存在一定的富集,它们通过降低根际pH值可以提高根际养分,而有效态重金属较全量对植物根际微小的变化响应更为灵敏。     

湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤理化特征

[目的]探索湘中紫色丘陵区不同植被类型根际与非根际土壤的理化特征,为湘中地区生态修复提供理论依据。[方法]以典型抽样方法调查湘中丘陵区草丛(G)、草灌(GS)、灌木(S)和乔灌(AS)4种典型植被,研究其根际与非根际土壤理化性质的差异,通过典型相关分析揭示根际与非根际土壤理化指标间的耦合关系。[结果]研究区草丛和灌木根际土壤中细砂粒(0.25~0.05mm)含量分别显著(p0.05)低于乔灌63.84%和76.97%;粉粒(0.02~0.002mm)含量表现为草和灌木分别显著高于乔灌的38.48%和37.66%。根际土壤0.25~0.05mm微团聚体含量均表现为乔灌高于其他植被,0.02~0.002mm微团聚体含量均表现为灌木高于其他植被。草灌与灌木非根际土壤有机质含量显著(p0.05)低于根际土壤148.05%和121.92%,灌木和草灌根际土壤有机质含量显著(p0.05)高于乔灌土壤84.28%和92.08%;草灌根际土壤全氮含量显著(p0.05)高于非根际土壤83.33%,草灌根际土壤碱解氮含量显著(p0.05)高于乔灌土壤200.83%;不同植被类型根际/非根际土壤磷含量差异不明显,总体来看,同一植被根际土壤全磷含量低于非根际土壤,而有效磷表现为乔灌最低;乔灌根际土壤速效钾含量分别显著(p0.05)低于草丛和草灌土壤125.15%和137.71%,除草灌外,其余植被类型根际土壤全钾含量均低于非根际土壤。典范相关分析表明土壤有机质和全量养分含量,2~1,1~0.5,0.25~0.05mm土粒含量,2~1,1~0.5mm团聚体3组理化性状间相互关系密切。[结论]改善土壤理化性质,促进湘中丘陵地区生态恢复,应注重协调土壤养分、颗粒组成及团聚体之间的耦合关系。     

不同草本层三倍体毛白杨林地土壤抗蚀性研究

以未退耕的陡坡耕地作对比,对退耕还林4年后三倍体毛白杨林地两种不同草本层模式进行的土壤抗蚀性研究,以及它们和林地细根和草根的相关性分析表明:林地土壤的水稳性团聚体含量上、中、下层和未退耕地在总量上差别不大,但林地上层和中层大粒级的水稳性团聚体含量明显高于未退耕地,林地又以自然草林地高于人工草林地;自然草林地有机质比人工草林地略高,但不明显,未退耕地则由于人为增施农家肥而高于林地;以微团聚体含量为基础的各项抗蚀指标,虽一定程度上也表明林地的抗蚀性高于未退耕地,但不如以水稳性团聚体含量明显;各抗蚀指标与林内细根和草根的相关性表明,就提高大粒级水稳性团聚体含量和水稳性团聚体总量来说,0～2mm细根总体上作用是很显著的,相关系数分别达到0 906和0 798;而≤1mm根系起主要的作用,这其中草根的作用不可忽视,无论细根分级如何,总而言之,凡和有机质相关系数显著的径级,同时也和团聚体呈显著相关关系。     

不同氮源对三倍体毛白杨落叶分解的影响

为探索加快毛白杨落叶分解的途径, 采取室内培养的方法研究了添加铵态氮、硝态氮及混合氮对三倍体毛白杨落叶分解速度和主要营养元素释放的影响。结果表明, 添加氮源对三倍体毛白杨落叶分解有一定的促进作用, 不同氮源之间差异显著。140 d后, 施加铵态氮、混合氮和硝态氮的落叶分解率分别为46.0%、30.0%和28.8%, 而对照为27.4%, 处理间差异显著; Olson指数方程拟合结果表明,施加铵态氮、混合氮和硝态氮后落叶分解50%和95%所需时间分别为175 d、316 d、301 d和781 d、1 238 d、1 627 d,比对照分别缩短49.7%、9.2%、13.5%和52.0%、23.9%、14.1%。同时, 添加氮源后对落叶中N、P、K元素的释放影响有所不同, 其中对K元素的释放基本没有产生影响, 随着分解的进行, 不同处理落叶中K元素浓度逐渐降低。但添加氮源对N、P元素的释放产生了显著影响, 与对照相比, 添加氮源缩短了N、P释放的富集时间, 降低了富集的幅度;N、P的富集时间均从对照的21 d缩短到处理的7 d; N的富集幅度从对照为初始浓度的1.94倍降低到处理为初始浓度的1.32~1.56倍, P的富集幅度从对照为初始浓度的2.98倍降低到处理为初始浓度的1.70~2.26倍。因此添加氮源加快了落叶的分解速度,促进了落叶中N、P的释放, 有利于加快养分循环, 提高立地生产力。     

不同作物根际环境对土壤重金属形态的影响

采用根垫法研究了玉米、大豆和小麦根际环境对污灌土壤中铜、镉、铅、锌形态的影响。研究结果表明：根际土壤中交换态铜含量呈现增加趋势，碳酸盐态和铁锰氧化物态金属则表现为减少趋势，有机态几无变化。形态变化的幅度与植物种类有关，其中大豆根际土壤中金属形态的变化比小麦和玉米显著。     

茶树根际与非根际土壤磷形态变化特征

以茶树(Camellia sinensis)根际和非根际土壤为研究对象,选取湖南省石门、临澧、桃源、长沙、安化、资兴等6县(市)的茶园为采样点,对其根际和非根际土壤的全磷、有效磷及无机磷的不同化学形态进行了分析。结果表明,茶树根际土壤全磷和有效磷含量均高于非根际土壤,有效磷在根际富集明显;土壤无机磷含量及占全磷的比例差异都很大。不同母质发育土壤的无机磷组成也不同,板页岩母质发育的根际土壤中Al-P含量最高,Fe-P其次,O-P最少。花岗岩和第四纪红色黏土发育的根际土壤Fe-P最高,Al-P其次,O-P最少。3种母质发育的非根际土壤中均为Fe-P含量最高。根际无机磷中的Al-P,Fe-P和Ca-P含量与有效磷呈极显著正相关,非根际Al-P和Fe-P与土壤有效磷显著正相关关系。根际、非根际土壤全磷和有效磷含量与pH值相关性不显著,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性极显著。     

不同林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响

利用双环入渗法对黄土残塬沟壑区主要林分类型（刺槐林、油松林、刺槐×油松混交林、山杨栎类天然次生林）进行土壤入渗试验,分析4种林分类型土壤理化特征及其对土壤入渗过程的影响。结果表明：（1）研究区不同林分类型土壤理化特征存在一定差异,山杨栎类天然次生林的土壤理化性质总体最好,刺槐×油松混交林优于刺槐林和油松林;（2）0~90 min测试时间内,不同林分类型的土壤入渗速率随时间的变化规律均表现为迅速递减（0~5 min）、逐渐递减（5~60 min）和趋于稳定（60~90 min）的过程;4种林分的土壤初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率由大到小依次为山杨栎类天然次生林、刺槐×油松混交林、刺槐林、油松林;（3）4种常见土壤入渗模型（Kostiakov模型、Horton模型、Philip模型和通用经验模型）中,通用经验模型对研究区不同林分类型土壤入渗过程拟合效果最好,拟合精度均在0.990以上;（4）相关性分析结果表明,不同林分类型的土壤入渗指标与土壤容重呈现极显著负相关（P<0.01）,与非毛管孔隙度、> 0.25 mm水稳性团聚体含量、砂粒含量以及有机质含量呈现极显著正相关（P<0.01）;通过通径分析并计算主要影响因子的决定系数表明,对土壤初始入渗速率影响程度最大的因子是土壤容重（0.309）,对土壤稳定入渗速率影响程度最大的因子是>0.25 mm水稳性团聚体含量（0.251）,对土壤平均入渗速率影响程度最大的因子是有机质（0.408）。研究结果为研究区营造水土保持林树种的选择与水土保持功能评价提供一定参考。     

施氮对高寒垂穗披碱草草地根际、非根际土壤肥力的影响

为探究不同氮素添加水平对高寒生态条件下垂穗披碱草地土壤理化性质及速效养分的影响，选取天祝高山草原试验站2龄垂穗披碱草人工草地开展氮素添加试验。采用单因子试验设计，参照中国氮沉降分布格局确定试验地氮素添加剂量，设置对照N0(不施氮)、N1(12 kg/hm²)、N2(24 kg/hm²)、N3(48 kg/hm²)和N4(96 kg/hm²)5个氮素添加水平，每个处理4次重复。于2021年7月初和8月初2次施肥，9月份采集各处理根际、非根际土壤样品进行测定。结果表明：施氮水平对根际土碱解氮含量以及非根际土容重产生极显著影响(p<0.01),对根际土有机质及速效磷含量产生显著影响(p<0.05)。根际土中，随施氮水平上升，土壤含水量呈上升趋势；土壤pH缓慢下降，N4处理最低；N3处理下，根际土碱解氮、速效磷及速效钾较对照组分别显著提高8.92%,44.38%,16.00%(p<0.05);土壤有机质含量显著高于对照组(p<0.05);非根际土中，随施氮水平上升，土壤碱解氮及速效磷...     

水氮耦合效应对三倍体毛白杨林木生长状况的影响

为了研究水氮耦合效应对三倍体毛白杨林木生长状况的影响和机理,筛选有利于毛白杨生长的最佳水氮组合,于2008年在河北省邢台市威县采用不同水氮组合的随机区组设计对BT17三倍体毛白杨的生长状况进行连续二年研究。结果表明:不同生长时期,BT17三倍体毛白杨胸径和树高生长量快慢为:7月>6月>5月>8月>9月;方差分析结果表明,不同水氮处理间毛白杨生长指标差异显著,其中当土壤含水量为田间持水量的75%、施氮肥量(纯氮量)为240 g株-1时,胸径和树高的增长量最大,分别达到2.83±0.14 cm、3.40±0.31 cm。根据不同的施肥小区计算毛白杨林木的材积生长量,肥料和灌溉费用,计算出不同处理的经济效益,处理W3N3的经济效益最大,超过对照处理W1N0的两倍,每公顷纯利润高出两万多元。研究为毛白杨合理施肥和速生丰产林培育提供科学依据。     

落叶松人工林根际与非根际土壤养分特征及酸度研究

采用对比分析方法,揭示了不同发育阶段落叶松人工林根际与非根际土壤有机氮、水解氮、全磷、有效磷、有效钾和酸度的变化规律。结果表明:不同发育阶段落叶松人工林根际与非根际土壤酸性氨基酸、碱性氨基酸、游离氨基酸总量和水解氮,以及根际土壤中性氨基酸、速效钾、全磷和有效磷从幼龄林到中龄林增加,中龄林以后降低。根际活性酸、非根际土壤速效钾随林龄增加呈显著下降趋势,根际与非根际土壤交换性酸、交换性铝、非根际活性酸则相反,随林龄的增大呈明显增加趋势。     

不同草本的根系分布特征及对土壤水分状况的影响

为明确草本植物根系对土壤水分性质的影响,以香根草[Vetiveria zizanioides(Lin.) Nash]、百喜草(Pas palum natatum)、狗牙根[Cynodon dactylon(L.) Pers.]和紫花苜蓿(Medicago sativaL.)为研究对象,用WinRHIZO(Pro.2004C)根系分析系统对根系进行扫描,用SPSS 18.0对根系、土壤物理性质指标、土壤持水量进行相关分析.结果表明,4种草本植物的根长密度随土壤深度的增加而减小,分布规律可用指数函数来描述;香根草和紫花苜蓿的根系主要分布在0-20 cm土层,百喜草和狗牙根的根系则集中在0-10 cm土层;随土壤深度的增加,土壤的总孔隙度、非毛管孔隙、贮水能力和饱和持水量逐渐减小,土壤容重则逐渐增大;根系主要是通过0.5 mm＜L(根系直径)≤1mm和1 mm＜L≤2rm径级来实现对土壤水分性能的改良.