化感物质混合胁迫下杉木内生真菌对宿主生理特征的影响

为明晰自毒胁迫下内生真菌对宿主杉木生理过程的影响,探讨利用内生真菌缓解杉木自毒作用的可能,在课题组前期已获得2株对杉木幼苗有促生作用的内生真菌(CG2柱孢属Cylindrocarpon sp.、aJ4毛霉属Mucor sp.)基础上,测定不同浓度(0、40、80、120 mg/L)化感物质混合(邻羟基苯甲酸∶肉桂酸=4∶1混合液)胁迫下,感染(EI)与未感染(CK)内生真菌的杉木植株在不同胁迫时期(0、30、45、60 d)的生理生化指标,比较分析不同菌株处理(单菌与两者混合菌株Ca)对杉木幼苗的影响.结果表明:内生真菌侵染并未显著提高杉木幼苗叶绿素a、b含量;aJ4、CG2菌株侵染能在一定程度上缓解杉木幼苗化感物质的混合胁迫,在轻度、中度、重度及胁迫中期、后期(0 mg/L 45 d,80 mg/L 45-60 d,120 mg/L 60 d)下有明显的效果,表现在与CK杉木幼苗相比,EI杉木幼苗初始荧光参数(F_o)显著降低,最大光化学效率(F_v/F_m)及潜在光化学活性(F_v/F_o)显著增加;EI杉木幼苗仅能在低浓度及短期内缓解化感物质混合胁迫对杉木植株细胞膜的损害,降低丙二醛(MDA)及相对电导率含量,提升杉木幼苗SOD、POD活性;与CK杉木幼苗相比,EI杉木幼苗苗高、地径生长量增加显著.可见,2种内生真菌及其混合菌侵染处理能在一定程度上缓解不同浓度杉木化感物质混合胁迫对杉木幼苗生理及酶活性的损害,提升杉木幼苗抗逆性,但菌株间存在显著差异(P 0.05),aJ4、CG2菌株侵染效果显著强于Ca菌株(P 0.05),表明混合菌株之间可能存在拮抗作用;本研究可为筛选优势菌株和深入理解逆境下内生真菌与杉木的共生机制提供数据基础,同时也为缓解杉木连栽障碍,促进杉木人工林可持续经营提供新思路.(图7表7参54)     

两株木麻黄内生真菌代谢产物对NaCl胁迫的响应

为明晰抗盐木麻黄内生真菌次生代谢物与盐分胁迫之间的关系,选用高效液相色谱仪(HPLC)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对不同NaCl浓度培养的两株木麻黄内生真菌(Y6、Z1)及其混菌发酵液进行检测并分析比较.结果显示:(1)Y6菌发酵液在5%NaCl浓度下赤霉素含量最大,与其他处理有显著差异(P 0.05),Z1菌发酵液中玉米素含量显著高于Y6菌和混菌发酵液中玉米素含量,0%浓度下,混菌发酵液吲哚-3-乙酸含量最大,与其他处理有显著差异(P 0.05),Y6菌和Z1菌发酵液中吲哚-3-乙酸含量最大值分别在1%和3%浓度.(2)两菌株发酵液成分相对含量高于30%的物质主要有环(L-脯氨酰-L-亮氨酰)、喇叭茶醇、5-亚硝基-2,4,6-三氨基嘧啶、2-丁基-1-辛醇、邻苯二甲酸二正辛酯、5-羟甲基糠醛,高浓度(5%)环境下产出的物质种类显著不同于低浓度(0%)环境下的物质.上述研究表明,两株内生真菌及其混菌均能产生吲哚-3-乙酸、赤霉素和玉米素3种植物激素,不同内生真菌、不同NaCl浓度菌株发酵液成分存在差异,高浓度(5%)环境下能够诱导两株内生真菌产生丰富的代谢产物,但上述物质是否都对木麻黄幼苗生长具有抗盐、促生和抑菌效果以及其作用机理还有待进一步研究.(图1表3参42)     

青藏高原东部高寒沙化草地中高山柳凋落叶分解特征的空间异质性

凋落物分解是生态系统碳氮循环的重要环节,为探究青藏高原东部沙化草地中高山柳(Salix cupularis)凋落叶的分解及其对灌木"肥岛"形成的影响,采用分解袋法研究不同大小高山柳灌丛冠幅下不同微位置(茎基周围、冠幅最小半径处、灌丛间裸地)高山柳凋落叶的分解特征.结果表明:(1)分解时间显著影响高山柳凋落叶分解及养分释放过程,随着分解时间延长凋落叶木质素含量无显著变化,凋落叶质量损失率、C和N含量均显著增加(P 0.05),且凋落叶C/N和木质素/N均显著降低(P 0.05).(2)高山柳灌丛冠幅越小,其凋落叶质量损失率越高;且不同微位置下,高山柳凋落叶质量损失率外圈中圈内圈(P 0.05).(3)大冠幅的高山柳下,凋落叶N含量显著高于小冠幅的高山柳(P 0.05),但不同微位置未引起C(总有机碳、纤维素和木质素)和N养分含量变化的显著差异.总之,在高山柳凋落叶分解初期(第一年),高山柳灌丛冠幅大小仅影响其质量和N含量;无论高山柳灌丛冠幅大小如何,不同微位置下高山柳凋落叶养分含量无显著差异,这表明短期内高山柳凋落叶的分解对其"肥岛"的形成可能没有显著贡献.(图4表1参59)     

树种和凋落物对杉木林土壤微生物性质的影响

调查了两个阔叶树种(固氮树种桤木Alnus cremastogyne Burkill和非固氮树种五角枫Acer mono Maxim)及凋落物施放对杉–阔混交林生物量和土壤微生物性质的影响.结果表明,杉–阔混交林中杉木生物量没有显著差异(P0.05),杉木–桤木混交林总生物量比杉木–五角枫多200%(P0.05),增加的生物量源于阔叶树种的差异.凋落物对两个类型混交林的生物量都没有产生显著影响(P0.05).桤木混交处理0～10cm层土壤的土壤有机碳增加了16.8%,而土壤基础呼吸和呼吸熵下降了13.1%和16%.覆盖凋落物使0～10cm层的微生物量碳增加了10.8%,此外,树种和凋落物对土壤基础呼吸和呼吸熵有显著的交互作用(P0.05).土壤有机碳和树木的生物量呈显著的正相关(R=0.775,P=0.005,N=12).不考虑处理间的差异,土壤微生物量碳与土壤有机碳(R=0.438,P=0.032,N=24)、可溶性有机碳(R=0.0.541,P=0.006,N=24)具有显著的相关性.混交林树种的选择和凋落物对杉–阔混交林林地土壤微生物学性质都具有重要的作用.图3表2参23     

模拟酸雨对南亚热带森林凋落物分解和土壤呼吸的影响

基于鼎湖山野外模拟酸雨长期实验平台,以原位分解实验探讨凋落物分解和土壤呼吸过程对酸雨胁迫的响应与适应机制。设置3个不同处理水平的模拟酸雨,即CK(pH=4.5的天然湖水)、T1(pH=3.5)和T2(pH=3.0)。选取鼎湖山针阔叶混交林试验地优势树种木荷(Schima superba)和锥(Castanopsis chinensis)叶凋落物,置于PVC分解环中进行原位分解实验,每月测定分解环的土壤呼吸速率。15个月(2019年9月—2021年1月)的实验结果显示,CK、T1和T2处理下的木荷和锥凋落物分解残留率分别为37.94%、40.63%、44.14%和21.92%、40.27%、48.72%;在分解早期(2019年9月—2020年4月),不同酸处理水平间没有表现出显著差异(P0.05),而在分解后期(2020年5月至2021年1月)CK和T2处理间差异显著(P0.05)。对照组(未覆盖凋落物的分解环)和覆盖木荷凋落物组中,模拟酸雨显著降低了年土壤呼吸通量(P0.05),但T1和T2处理间差异不显著(P0.05);覆盖锥凋落物组T2处理下的年土壤呼吸通量显著低于CK处理(P0.05),但CK和T1、T1和T2处理间差异不显著(P0.05)。结果表明,高强度的模拟酸雨(pH=3.0)抑制了木荷和锥叶凋落物的分解,但这种抑制作用只在凋落物分解的后期显现。模拟酸雨抑制了土壤呼吸,凋落物覆盖在一定程度上减缓了这种抑制作用,这种减缓效应与凋落物类型及酸雨强度有关。     

不同林下植被管理措施对杉木大径材林分土壤真菌群落结构的影响

林下植被是人工林生态系统重要组成部分.使用高通量技术分析,研究林下植被保留(UP)、林下植被去除(UR)、林下套种楠木(IP)3种处理措施对杉木大径材人工林土壤真菌群落结构与多样性的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关关系.结果显示:相比于UR模式,IP模式与UP模式土壤真菌群落Chao l指数、Shannon指数和Ace指数较高;本研究区域杉木人工林土壤主要优势真菌为座囊菌纲与木霉属;在纲分类水平下,与其他两种模式相比,IP模式土壤中座囊菌纲相对丰度较高(23.2%),粪壳菌纲相对丰度较低(8.78%);在属分类水平下,与其他2种模式相比,UP模式土壤中木霉属真菌相对丰度较高(9.97%),Apiotrichum属相对丰度较低(0.56%);3种林下植被管理措施下,格孢菌目、Paraboeremia、Paraboeremia_selaginellea等真菌类群相对丰度差异显著(P0.05);土壤真菌多样性指数与土壤全氮、全磷、水解氮和速效钾含量呈显著正相关(P0.05);土壤速效钾含量、速效磷含量、自然含水率与非毛管孔隙度为不同管理模式下土壤真菌群落结构变化的主要因素.本研究表明IP模式下真菌群落结构所发生的变化可能更利于土壤养分的维持与土壤质量的提高,结果可为探究科学合理的林下植被管理措施及杉木人工林长期生产力维护提供技术参考.(图7表6参58)     

3种农作物(玉米、黄瓜、豇豆)对银木凋落叶化感作用的生理响应

采用盆栽试验,探讨银木(Cinnamomum septentrionale)凋落叶在土壤中分解初期对受体植物玉米(Zea mays)、黄瓜(Cucumis sativus)和豇豆(Vigna unguiculata)生长及生理特性的影响.试验设置3个凋落叶添加水平,即T_1(25 g∕盆)、T_2(50 g∕盆)和T_3(75 g∕盆),对照(CK)不添加凋落叶.结果表明:(1)银木凋落叶分解对3种农作物的叶面积和生物量积累产生显著抑制,同时显著抑制了黄瓜、豇豆的高生长.(2)T_2、T_3处理显著抑制了3种作物的叶绿素Chl(a+b)及类胡萝卜素(Car)含量,且在一定量凋落叶处理下,叶片光合色素比例有所变化,整体呈现出Chl a/b值上升和Chl/Car值下降的趋势.(3)玉米和豇豆的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)随着凋落叶量的加大而显著降低(P0.05),而胞间二氧化碳浓度(Ci)却有所上升.此外,黄瓜P_n及气体交换参数在银木凋落叶处理下呈下降趋势.(4)经凋落叶处理的3种作物的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物酶(SOD)活性总体上低于CK.黄瓜、豇豆的丙二醛(MDA)含量在T_3、T_1处理下均显著降低,而其余各凋落叶处理间并无显著差异.综上所述,银木凋落叶在土壤中分解释放的化感物质可能通过降低受体作物的光合作用速率及活性氧代谢能力,进而对受体作物的营养生长及生物量积累产生显著抑制.     

木麻黄凋落叶量及基质质量对离海距离的响应

精确估算因内部环境梯度带来的生态系统养分循环差异对评估生态系统生态功能十分重要。以惠安赤湖国有防护林场木麻黄(Casuarina equisetifolia)凋落叶为研究对象,探讨不同离海距离环境梯度对木麻黄凋落叶量及基质质量的影响。结果表明:(1)木麻黄凋落叶年凋落量为(9.939±0.708) t·hm~(-2),木麻黄凋落叶量随着离海距离的增加因风力及林分密度对其影响而呈现单峰型。(2)海岸向陆地不同离海距离对凋落叶基质质量养分组分影响明显,不同离海距离凋落叶各养分含量及其变化幅度由高到低均为Ca、K、Mg和P,P、K和Mg含量随离海距离增加而降低,Ca含量随离海距离增加呈先增加后降低变化,除Ca元素外其他元素含量与离海距离之间存在极显著相关性(P0.01),其原因极有可能是叶的养分再吸收及土壤本底值差异所致。(3)不同离海距离对凋落叶基质质量养分组分在时间上的影响不显著,月气候变化对其影响显著。P、 K和Mg含量在不同梯度样地的月动态变化趋势相似,总体表现为波动变化,秋冬月份高于春夏月份。(4)元素之间的相互作用影响凋落物养分含量。Ca与其他元素之间相关性未达显著水平(P0.05),P、K以及P、Mg之间分别呈极显著正相关(P0.01),K、Mg之间呈极显著负相关(P0.01)。研究结果可为滨海沙地木麻黄人工林施肥等经营管理和保护提供理论依据。     

核桃凋落叶分解对小麦生长的影响及施氮的缓解效应

核桃林下产业发展迅速,为了解核桃凋落叶分解的化感作用机制及施肥的缓解效应,以小麦为对象采用盆栽法进行研究.设置两组处理:A组设X_1(30 g/pot)、X_2(60 g/pot)、X_3(90 g/pot)和CK(0 g/pot)4个凋落叶添加水平;B组凋落叶添加量与A组相同,以尿素作底肥(1.0 g/pot)和追肥(3次,每次0.5 g/pot),记为NX_1(30 g/pot)、NX_2(60 g/pot)、NX_3(90 g/pot)和NCK(0 g/pot).结果显示:(1)在A试验组中,核桃凋落叶在分解过程中对小麦株高、地上部分鲜重、单穗粒数、千粒重和单穗产量表现为抑制作用;而B组中,各凋落叶添加量处理小麦的株高、地上部分鲜重无显著差异.就后期的生殖生长而言,同一凋落叶添加量水平下的小麦单穗粒数、千粒重及单盆产量表现为施氮比不施氮均有不同程度提高;(2)凋落叶分解到50 d时对小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性大体表现为抑制作用,80 d时影响减弱甚至表现为促进作用,但各凋落叶处理的丙二醛(MDA)含量显著增加;(3)A处理组中,随凋落叶添加量的增大可溶性糖(SS)含量整体呈下降趋势,可溶性蛋白含量(SP)含量却表现为上升趋势,但经施氮处理(B组)后,SS下降的趋势得到遏制,同时还促进了SP的积累.本研究表明核桃凋落叶在分解过程中干扰小麦的抗氧化保护酶系统和渗透调节功能,从而对小麦生长产生了明显的抑制作用,而施用氮肥可以在较大程度上缓解核桃凋落叶对小麦生长和生理代谢的抑制作用.     

臭氧胁迫对大豆氮磷化学计量特征的影响

研究臭氧浓度升高对大豆(Glycine max)器官生态化学计量特征的影响,对预测未来生态过程和生物地球化学循环有重要作用。以大豆为试验材料,利用开顶室气室(OTCs)探讨臭氧胁迫对大豆不同器官氮磷化学计量特征的影响。试验设置3个处理:CK处理(对照,O3浓度为45 nmol·mol~(-1))、T1处理(O3浓度为(80±10) nmol·mol~(-1))、T2处理(O_3浓度为(110±10)nmol·mol~(-1))。结果表明,随着生育期的延长,大豆根系和茎秆N含量呈升高趋势,叶片N含量呈先升高后降低的趋势。与对照相比,臭氧浓度升高使根N含量在分枝期和结荚期显著升高(P0.05),开花期T1处理下显著降低7.13%(P0.05),T2处理下显著升高17.37%(P0.05);茎N含量均显著升高,叶片N含量在开花期显著升高,结荚期显著降低。臭氧浓度升高使大豆根、茎、叶P含量表现出不同程度的增加趋势,仅有根系P含量在开花期T1处理下显著降低15.96%(P0.05),叶片P含量分别在分枝期和结荚期T2处理下显著降低25.10%和11.37%(P0.05)。茎和根P含量间呈显著正相关(P0.05),根和茎中N和P含量之间呈显著正相关(P0.05);N含量和N/P在各器官中表现为叶根茎;P含量在各器官中无显著差异。各器官N含量变异系数表现为茎根叶;P含量在各器官中变异系数相似;N/P变异系数表现为叶根茎。随着臭氧浓度升高和生育期的延长,大豆各器官N/P均小于14,说明大豆生长主要受N素限制。     

亚热带常绿阔叶林凋落叶分解过程中氮和磷在不同雨热季节的释放动态

为理解植物—土壤之间的养分联系,采用凋落物分解袋法,研究季节性降雨期间常绿阔叶林区最具代表性的马尾松(Pinus massoniana)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliata)、麻栎(Quercus acutissima)等6种凋落叶第一年不同雨热季节分解中氮(N)、磷(P)动态及释放与富集特征.结果显示,凋落叶的N浓度随雨季的变化动态取决于树种,但除红椿以外的其它5种凋落叶在分解初期N浓度变化不明显,在雨季时期显著升高(P<0.05);6种凋落叶P浓度动态比较一致,表现为分解初期P浓度稍微下降,在雨季时期显著升高(P<0.05).历经一年的分解,红椿N、P释放率最大(分别为81.79%、54.19%),香樟N富集率最大(131.45%),马尾松的P富集率最高(268.75%),且6种凋落叶N、P释放/富集率动态均在雨季最明显.凋落叶分解过程中C/N、C/P呈现下降趋势,而N/P变化规律不一致.这些结果均表明,季节性降雨显著(P<0.05)影响凋落叶N、P动态,雨季温湿度的改变可影响N、P释放过程.     

细根对中亚热带森林几种优势树种凋落叶分解的影响

为深入理解森林生态系统中进入凋落物层生长的细根对凋落叶分解的影响,通过分解袋控制实验,以多花黑麦草(Lolium multiflorum)根系为研究对象,探讨细根对中亚热带森林中四川山矾、薯豆、香樟和马尾松等4种优势树种单一及其混合凋落叶分解速率的影响.结果显示,进入分解袋中生长的活根生物量因凋落叶性质不同差异极显著(P 0.001),其中薯豆分解袋中的细根在生长高峰期时生物量最大(131.5 mg/袋).凋落物质量和细根存在与否以及二者的交互作用均对分解过程产生显著影响.经过270 d的分解,生长进入分解袋中的细根能一定程度加速凋落叶分解,其中细根对薯豆凋落叶质量损失的相对贡献率最大(57.78%),而对马尾松的贡献率最小(6%),凋落叶初始C/N值显著影响细根对凋落叶质量损失的相对贡献率.同一类型凋落叶在两种根处理条件下,凋落叶表面细菌及真菌群落结构均存在较大差异,有根处理能显著提高细菌群落的多样性及数量,且细根的存在及其吸收作用对3种阔叶树种凋落叶的混合分解产生协同效应.本研究表明进入凋落物层生长的细根生物量与凋落叶初始质量相关,细根通过改变凋落叶表面分解者的群落结构与数量,并且主动调控其生长的养分需求从而加速分解.(图4表7参35)     

氮硫复合沉降对杉木幼苗营养元素的影响

采用随机区组设计模拟氮硫复合沉降实验,以CO(NH2)2为氮源、Na2SO4为硫源,模拟试验1年后,分别采集不同氮硫沉降水平下杉木枝和叶的样品,研究杉木幼苗在不同沉降水平影响下的生长以及枝和叶营养元素氮、磷、钾、钙和镁含量的变化及其相关性.结果表明:经过1年不同沉降水平处理后,幼苗胸径和地径在不同处理间差异显著(P0.05),均为促进作用,与对照相比,中氮低硫水平促进效果较佳;枝和叶中氮、磷和钾含量在不同处理间差异显著(P0.05),钙和镁在不同处理间差异不显著(P0.05);氮沉降源与叶氮、枝氮、叶磷含量相关关系极显著,相关系数分别为0.86、0.81、-0.78,与叶钾、枝镁含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.64、-0.63;硫沉降源与叶磷(r=-0.62)含量呈显著负相关.叶中氮与磷、磷与钾、枝中氮和镁含量相关关系极显著,相关系数分别为-0.79、0.84、-0.91,叶中磷和镁、钾和镁以及枝中氮和磷、钾与钙含量呈显著相关,相关系数分别为0.65、0.70、-0.66、0.72,其他相关关系不显著.以上表明,中低氮硫沉降水平可有效提高杉木氮、磷、钾、钙、镁元素的含量.(图2表3参46)     

外源性氮和磷添加对马尾松凋落叶分解及土壤特性的影响

研究外源性氮和磷对马尾松(Pinus massoniana)凋落叶分解速率、分解过程中N、P、K含量变化及马尾松林地土壤生化特性的影响,为阐明外源性氮和磷对凋落叶分解土壤养分的影响及为森林养分管理提供科学依据。采用尼龙网袋分解法,在广东马尾松林内建立4块5 m×5 m的小样地,放置凋落叶样品,测定其分解速率和N、P、K含量变化。结果表明,施N对马尾松凋落叶的分解有抑制作用,施P及N+P对凋落物的分解速率有不同程度的促进,其中施P处理的分解最快;分解24个月后,对照,施N、P和N+P的马尾松纯凋落叶分解率分别为90%,74%、98%和97%。施N、P和N+P的马尾松林地凋落叶N含量显著大于凋落叶的初始N含量,分解24个月后各处理凋落叶的N含量分别增加了18%、34%、23%和38%;各处理凋落叶P含量在分解过程中呈现上升的趋势,分解24个月后凋落叶的P含量分别显著增加了27%、21%、163%和144%,P和N+P处理的凋落叶P含量上升幅度大;而凋落叶K含量无明显变化规律。施N和N+P显著增加了土壤的全P和有效P含量,增量分别为4%、14%和23%、222%;加P显著增加土壤了全P、全K和有效P含量,增量分别为18%、6%和277%。施N、施P和施N+P 3种处理显著增加了土壤细菌、真菌和放线菌数量,加P提高了脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性,增量分别为11%、17%和16%,施N+P提高了磷酸酶和过氧化氢酶活性,增量分别为7%和2%。综上所述,施N抑制马尾松凋落叶的分解,而施P及N+P促进凋落物的分解。在马尾松林施用P肥可以促进凋落叶的分解和养分循环。     

凋落物质量和分解对中亚热带栲木荷林土壤氮矿化的影响

用控温、控水室内培养方法,研究了中亚热带栲木荷常绿阔叶林和邻近柳杉人工针叶林凋落物的分解及其对栲木荷林土壤氮矿化的影响.结果表明:栲木荷阔叶林的凋落物失重率大于针阔混合凋落物的失重率,大于柳杉针叶纯林凋落物的失重率.所有凋落物失重率都与其初始氮含量呈显著负相关,和初始碳含量呈显著正相关,而与凋落物C/N比的相关性不强.不同凋落物处理下的土壤NO3--N含量差异显著(P＜0.05,N=18),NH4 -N含量差异不显著(P＞0.05,N=18),混合凋落物处理下的土壤NO3--N和NH4 -N含量最高,分别是224.21 mg kg-1和56.77 mg kg-1,其氮转化速率也最高,硝化、氨化、氮矿化速率分别为1.74 mg kg-1 d-1、0.36 mg kg-1 d-1和1.90mg kg-1 d-1.各凋落物处理下的土壤氮含量随时间变化的规律不一致.土壤氨化速率与土壤全氮呈显著正相关(r=0.843,P＜0.05,N=21),与栲木荷林凋落物的失重率呈显著负相关(r=-0.997,P＜0.05,N=21).图3表4参29     

中亚热带森林转换对土壤微生物群落结构的影响

森林转换是土地利用变化的重要方式,通过改变森林植被类型,从而改变土壤生态系统;土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,其变化与土壤肥力的改善密切相关.采用磷脂脂肪酸法对南平市顺昌县武坊林场的常绿阔叶天然次生林和杉木人工林的土壤微生物群落结构、土壤养分及其之间的相互关系进行研究.结果表明,常绿阔叶天然次生林土壤的总碳含量、全磷含量、铵态氮、微生物量碳以及碳氮比(C/N)均显著高于杉木人工林(P 0.05),而2个林分间土壤的总氮含量、有效磷含量差异无显著差异(P 0.05).常绿阔叶天然次生林的革兰氏阳性菌、真菌、总磷脂脂肪酸(总PLFAs)、革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G~+:G~-)、细菌真菌比(F:B)显著高于杉木人工林.皮尔森相关分析结果表明细菌、真菌、总磷脂脂肪酸与总碳、全磷、铵态氮、微生物量碳含量显著相关,总磷脂脂肪酸与酸碱度(pH)显著相关(P 0.05).主成分分析表明第1主成分与第2主成分共同解释了微生物群落结构变化的97.86%,表明森林转换后不同林分的土壤微生物群落结构存在显著差异.冗余分析结果表明第一轴和第二轴分别解释了89.9%和6.7%,土壤全磷、铵态氮、硝态氮对土壤微生物群落结构的影响最大.本研究结果表明森林转换下土壤微生物群落结构与土壤养分含量具有显著相关性,这对于提高土壤肥力,营造可持续发展的杉木人工林有着重要参考价值.     

丛枝菌根真菌与蚯蚓对玉米修复砷污染农田土壤的影响

通过持续3 a的田间小区试验,研究了单独或联合接种丛枝菌根(AM)真菌和蚯蚓对玉米修复砷污染土壤效率的影响.结果表明,接种AM真菌和蚯蚓均显著提高玉米根系的AM真菌侵染率(P<0.05),且双接种处理显著高于单接种处理(P<0.05);接种蚯蚓或蚯蚓与AM真菌双接种能显著提高玉米地上部、地下部生物量(P<0.05),并促进土壤中晶态的水合Fe、Al氧化物态砷含量升高;AM真菌与蚯蚓双接种处理土壤磷酸酶活性显著高于对照(P<0.05);与对照相比,接种AM真菌和蚯蚓均显著降低土壤砷含量(P<0.05),且蚯蚓与AM真菌双接种处理土壤砷含量显著低于单独接种AM真菌或蚯蚓处理(P<0.05).可见,接种AM真菌和蚯蚓可以明显提高玉米对砷污染土壤的修复效率.     

链格孢菌对白车轴草抗旱性的影响

在盆栽自然水分干旱胁迫条件下,研究了接种链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)抗旱性相关的生理生化指标的影响,结果表明:接种组与对照组叶片的电导率(EC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量均与干旱处理时间呈显著正相关,而叶片相对含水量(RWC)、抗坏血酸(ASA)含量与处理时间呈显著负相关。链格孢菌的侵染能促进干旱胁迫下白车轴草叶片EC和MDA含量的增加,延缓Pro的积累,加速叶片RWC和ASA含量的降低。到达干旱处理的第6天,接种组的EC、MDA含量分别比对照高20.06%、68.79%(p<0.05),而RWC、Pro含量和ASA含量分别比对照低7.03%、25.3%、77.43%(p<0.05)。此外,接种组超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均于处理的第4天开始显著低于对照;过氧化氢酶(CAT)活性也于处理的第6天下降并显著低于对照,为对照的79.79%(p<0.01)。表明链格孢菌会降低干旱胁迫下白车轴草的渗透调节能力和保护酶的活性,加剧活性氧的积累和膜脂过氧化程度,使白车轴草的抗旱性降低。     

香樟凋落叶在土壤中分解初期对凤仙花生长和生理特性的影响

采用盆栽实验,通过向土壤(每盆8 kg)中添加0 g/盆(CK)、20 g/盆(T1)、40 g/盆(T2)和80 g/盆(T3)香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶,探讨其在土壤中分解初期对凤仙花(Impatiens balsamina)生长和生理特性的影响,为乔木园林植物香樟与林下草本观赏植物的合理搭配以及凋落叶的处理提供参考.为分析施入的凋落叶是否会明显改变土壤物理性状进而影响受体植物生长,干扰化感效应的表现,同时进行了平行空白试验,即将香樟凋落叶蒸煮2 d后风干(尽可能地降低其中次生代谢物质的含量),同样设置3个处理(Z1 20 g/盆,Z2 40 g/盆和Z3 80 g/盆).分别在凤仙花播种后第20、60、100和120天测定其植株的生长指标,在第60天测定光合生理指标,并取样测定抗性生理指标.结果表明:(1)香樟凋落叶在土壤中分解的初期,显著抑制了凤仙花的地径和高生长(P<0.05);随着凋落叶添加量的增加,抑制效应增强,且显著抑制了凤仙花叶片的叶绿素含量和气体交换过程,其中叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)在60 d随凋落叶量的增加而显著减小(P<0.05);随着凋落叶量增加,凤仙花叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著降低(P<0.05);各处理丙二醛(MDA)含量均显著大于CK,表明其受到了一定程度的膜质氧化损伤;各凋落叶处理的脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量均显著低于CK(P<0.05),可溶性蛋白(SP)含量随凋落叶量增加呈上升趋势.(2)在平行空白试验中,经蒸煮后凋落叶处理的凤仙花在形态和抗性生理上均表现为无显著差异(P>0.05),表明在一定的凋落叶添加量范围内,土壤的物理性质的变化不明显,没有显著影响凤仙花的生长,其受到抑制的主要原因是凋落叶分解释放的次生代谢物质在土壤和受体植物中发生化学作用的结果;(3)香樟凋落叶处理对凤仙花的化感综合抑制效应随施用剂量的增大而增强,T1、T2和T3处理的化感综合效应值(CE)分别为0.169、0.354和0.497.综上说明,在香樟凋落叶自然分解初期,其释放的化感物质影响了树下凤仙花的抗性生理活动,对环境适应能力降低,致使凤仙花光合能力下降,生长受到抑制,最终导致凤仙花观赏质量降低.     

美国薄荷(Monarda didyma L.)对大气增温的生理生态响应

在全球气候变化背景下,大气增温会对植物造成影响已成不争事实。该研究以一种常见的草本植物——美国薄荷(Monarda didyma L.)为实验材料,利用开顶箱(OTCs)模拟法,研究了增温处理(比对照的大气温度增加3℃)下这种植物各项生理生态指标的变化规律。结果表明,(1)增温处理第7天时,薄荷叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)与对照相比分别极显著上升了43.8%和73.6%(P0.01);处理第14天时,与对照相比,薄荷叶片的PSII电子传递量子产率(ΦPSII)和光化学猝灭系数(q_P)均显著下降了19.6%和17.1%(P0.05),而非光化学猝灭系数(q_N)则显著上升了17.0%(P0.05);叶绿素含量和类胡萝卜素含量在处理14d时较对照显著下降了10.0%和14.6%(P0.05)。(2)增温处理第7天时,美国薄荷叶片的膜脂过氧化产物丙二醛含量较对照显著降低了25.2%(P0.05);处理第14天时,与对照相比,薄荷叶片的丙二醛含量和超氧自由基产生速率分别显著升高了12.5%和15.5%(P0.05),而可溶性蛋白含量则显著降低了19.9%(P0.05)。因此,处理第7天时增加温度对植物表现出正效应,促进了植株叶片的光合作用和生长发育,而处理第14天时,增温生境变成了一种胁迫,对植物的生长、生理生化代谢及其药用和食用价值均可能产生不利影响。