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.     

核桃凋落叶分解对3种作物生长、光合及抗性生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了核桃(Juglans regia)凋落叶在土壤中分解对3种受体作物萝卜(Raphanus sativus)、芥菜(Brassica juncea)和白菜(Brasicca pekinensis)生长、光合及抗性生理特性的影响,并比较不同受体作物对核桃凋落叶化感作用的敏感性,筛选可能与核桃套作的作物。试验设置4.5(T1)、9.0(T2)和18.0 g·盆-1(T3)3个凋落叶添加水平,对照(CK)不添加凋落叶。结果表明:(1)核桃凋落叶在其分解过程中对3种受体作物各项生长指标均表现出抑制作用,随着凋落叶量的增加抑制效应逐渐增强,而随着分解时间的延长抑制效应呈减弱趋势;(2)凋落叶分解80 d时,各处理3种受体作物叶片中的叶绿素和类胡萝卜素含量明显低于CK。各植物叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于CK;(3)与CK相比,各凋落叶处理3种受体作物叶片丙二醛含量增加,过氧化物酶和过氧化氢酶活性表现为受抑制作用,而超氧化物歧化酶活性表现为促进作用,可溶性糖含量增加,可溶性蛋白含量降低;(4)3种受体作物对核桃凋落叶化感综合抑制作用的敏感程度由大到小依次为白菜、萝卜和芥菜。综合各项指标可见,核桃凋落叶在分解初期(约80 d时)对3种受体作物产生了强烈的化感作用,主要通过氧化损伤、抑制叶绿素合成和降低其光合能力来阻碍其生长,之后随着凋落叶的进一步分解,释放的化感物质越来越少,对3种受体作物生长的抑制作用减弱。     

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.     

五倍子废渣在土壤中分解对玉米生长和结实的影响

采用盆栽试验,探讨不同添加量五倍子(Galla chinensis)加工没食子酸废渣(简称五倍子废渣)在土壤中分解对玉米(Zea mays)生长和结实的影响.实验设置T1(125 g/盆)、T2(250 g/盆)、T3(375 g/盆)、T4(500 g/盆)和T5(625 g/盆)5个添加水平,以不添加废渣为对照(CK),每盆土壤8 kg.出苗后统计发芽率和存活率,每15 d测定株高、地径,出苗30 d后,每15 d测定抗性生理指标.结果表明:(1)低剂量五倍子废渣在分解过程中未显著抑制玉米种子的发芽率和存活率,仅T4-T5处理下发芽率和存活率显著降低;(2)在添加废渣初期(45 d内),各处理对玉米株高和地径的抑制作用随处理剂量增加而增强,到中期(50-75 d)时,高剂量处理(T3-T5)对玉米株高和地径的影响由抑制转为促进;(3)五倍子废渣在土壤中分解显著延长了玉米的抽穗期,且延长程度与处理剂量呈正相关,各处理抽雄分别较CK推迟了3 d、5 d、9 d、10 d和12 d,抽丝分别推迟了4 d、7 d、8 d、13 d和16 d;(4)低剂量处理(T1-T3)玉米穗重、穗籽粒重、出籽率、穗长及其穗籽粒数较CK均不显著,穗长较CK降低0.27-0.7 cm;高剂量(T4-T5)处理对这5项指标的抑制作用明显,相较于CK,穗重减少18.12%和58.01%,穗籽粒重减少21.29%和74.47%,出籽率减少3.74%和53.40%,T5处理穗籽粒数减少66.41%.综上表明,在低剂量(T1、T2和T3)处理下五倍子废渣对玉米的生长影响不显著,而高剂量处理(T4-T5)则产生了显著的抑制作用;建议在生产实践中,五倍子废渣还田量宜控制在3 000 kg/亩(45 000 kg/hm~2)以下,不会影响玉米的产量.     

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。     

3个树种凋落叶水浸提液对三叶鬼针草生长及抗性生理的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对农业生产、生物多样性和生态系统安全有极大的威胁,利用植物间的化感作用抑制有害植物生长或开发植物源除草剂,是减少化学除草剂对环境负面影响的良好措施。常见树种巨桉(Eucalyptus grandis)、香樟(Cinnamomum camphora)和核桃(Juglans regia)叶片所含次生代谢物质对植物和微生物具有较强的化感潜力,可能会在入侵草本植物的防治上起到重要作用。选用巨桉、香樟和核桃凋落叶,分别制成不同浓度水浸提液,结合培养皿萌发试验和盆栽试验,通过测定三叶鬼针草发芽率、发芽速度、幼苗植株鲜质量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量,综合评价3个树种凋落叶浸提液的作用效果。巨桉和香樟凋落叶浸提液可显著抑制三叶鬼针草的发芽。三叶鬼针草地上部分鲜质量明显受到高浓度巨桉凋落叶浸提液的抑制,而香樟和核桃凋落叶浸提液的抑制作用微弱;3个树种凋落叶浸提液对三叶鬼针草过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性具有促进作用,而对其过氧化氢酶(CAT)活性具有抑制作用;巨桉凋落叶浸提液处理三叶鬼针草抗氧化酶系统表现出"钝化"响应,而其体内丙二醛(MDA)含量则显著增加;对巨桉和香樟凋落叶浸提液而言,三叶鬼针草可溶性蛋白和可溶性糖含量均随浸提液剂量的增加而升高,而在核桃凋落叶浸提液处理下则表现出低促高抑的效应。总体来看,3个树种凋落叶含有干扰三叶鬼针草生长的物质,但效应因树种和浸提液浓度而异。相比较而言,巨桉凋落叶浸提液的综合抑制作用最强,香樟次之,核桃最弱。     

四川盆地亚热带常绿阔叶林土壤动物对几种典型凋落物分解的影响

亚热带常绿阔叶林土壤动物对植物生长不同关键时期凋落物分解的贡献可能具有显著差异,但一直缺乏必要关注。以四川盆地亚热带常绿阔叶林典型人工林树种马尾松(Pinus massoniana)和柳杉(Cryptomeria fortunei),次生林树种香樟(Cinnamomum camphora)和麻栎(Quercus acutissima)凋落物为研究对象,采用凋落物分解袋试验,根据植物叶片物候规律在非生长季节(秋末落叶期、萌动期和展叶期)和生长季节(叶片成熟期、盛叶期和叶衰期)不同关键时期动态研究土壤动物对凋落物失重率的影响。土壤动物对4种典型物种凋落物分解均表现出明显贡献,其作用的凋落物失重率分别为：17.78%(麻栎)>14.23%(柳杉)>9.61%(香樟)>8.21%(马尾松)。相对于其他时期,四个树种的土壤动物贡献率均在秋末落叶期最小,除马尾松在叶衰期土壤动物贡献率最大以外,其余3个物种均在盛叶期土壤动物的贡献率最大,且土壤动物对阔叶分解的贡献率大于针叶。相关分析表明,除温度显著影响各关键时期土壤动物对凋落物的贡献外,整个第一年土壤动物作用的凋落物失重率及贡献率与纤维素含量和C/N显著相关,但在非生长季节主要与N含量、C/N和木质素/纤维素密切相关,而生长季节主要相关于木质素/N。这些结果为深入理解亚热带常绿阔叶林物质循环及其与植物生长过程的关系提供了一定的基础数据。     

镉污染条件下香樟和油樟对镉的吸收能力和耐性差异

利用速生乡土木本植物修复Cd污染土壤日益受到重视。利用香樟(Cinnamomum camphora)和油樟(C.longepaniculatum)作为实验材料,研究镉(Cd)污染(对照(CK)0.12 mg·kg-1;处理1(T1)2.5 mg·kg-1;处理2(T2)5mg·kg-1)对2种树种形态生长、Cd积累与分配和生理生化特征的效应,旨在比较2种树种的重金属耐受性及修复能力差异。T1和T2均没有显著影响香樟的生物量积累,但T2条件下油樟叶片和根部的生物量显著下降,仅为CK的86%和65%;T1和T2均显著增加了2种树种细根及叶片的Cd含量,油樟在T1时总积累量达最大(与香樟相当,均为0.37 mg),T2条件下油樟的生物量和耐性指数显著降低,仅为CK的85%和76%,香樟的Cd总积累量(0.48 mg)高于油樟(0.36 mg),因此认为T2条件下香樟具有更强的修复能力;油樟叶片在T1和T2时均受到氧化胁迫,但香樟叶片却并没有受到活性氧分子的显著伤害;香樟在2个污染处理时超氧化物歧化酶(SOD)(T1和T2分别为CK的1.3和1.2倍)和过氧化物酶(POD)(T1和T2分别为CK的6.3和4.0倍)的活性均显著上升,但油樟的这些抗氧化酶活性却没有显著变化。这些结果说明,香樟幼苗比油樟幼苗具有更强的Cd耐受能力和脱毒能力;从土壤修复角度讲,低水平污染土壤条件下2种树种的修复能力差异不大,但香樟更适合修复污染程度更高的土壤。     

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)     

季节性积雪下的高山草地凋落物分解

青藏高原高山草地的凋落物分解是其生物地化循环过程的重要一环.采用样方调查法估测两种典型地形条件下高山草地单位面积的年凋落物产量,分析定面积凋落物分解袋中的初始装袋量与凋落物分解率的关系,估算最佳初始凋落物装袋量.通过积雪期设置双面凋落物分解袋于浅雪、深雪、无雪及人工雪被处理下,比较不同的雪被处理下凋落物的分解率,同时测定对应的土壤温度及土壤微生物生物量碳氮含量,进而分析土壤微生物生物量碳氮与凋落物分解率之间的相关关系.研究发现:(1)两种典型样地内植物凋落物在自然状态下的年产生量均约为90 g/m~2;(2)非生长季中凋落物分解率与凋落物初始重量呈负线性相关,凋落物初始装袋量3 g是研究分解率的相对较佳重量;(3)随着积雪厚度的增加,非生长季土壤温度和凋落物分解率提高,同时也促进了土壤微生物生物量的积累,凋落物分解率和土壤微生物生物量碳、氮在深雪与无雪处理下分别达到最大值(分别为10.15%,156.37 mg/kg,75.89 mg/kg)和最小值(分别为3.07%,65.38mg/kg,20.17mg/kg).土壤微生物生物量碳、氮均与凋落物分解率呈显著相关性(P 0.05).综上所述,即便在冬季气温低于冰点的情况下,雪被的隔绝作用使得土壤微生物活动依然活跃进行;雪被变化既改变了土壤环境因子及凋落物分解率,也深刻影响着高山草地生态系统的结构与功能.     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中微生物生物量特征

马尾松(Pinus massoniana)因其针叶凋落物分解迟缓而致使林地养分归还慢,严重影响着中国南方林业的可持续发展。营造针阔混交林可改善凋落物组成,促进分解从而提高养分归还。在营造混交林前,了解伴生树种凋落叶与主要树种凋落叶之间微生物生物量特征,有助于认识混交林的微生物群落的变化特征,为实施中国大面积人工纯林生态系统转化为混交林生态系统提供科学依据。将马尾松与3种珍贵乡土阔叶树种(檫木Sassafras tzumu,香樟Cinnamomum Camphora,香椿Toona sinensis)凋落叶混合分解,总共35个处理,对其在分解过程中的微生物生物量特征进行研究,结果如下,(1)马尾松凋落叶与阔叶混合后增加了微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)的含量。MBC在马尾松+香樟组合中6?4和马尾松+檫木+香椿组合中7?1?2最为显著。MBN在马尾松+香樟+香椿组合中6?2?2和6?1?3比例最为显著。(2)微生物生物量碳在大部分处理中表现出加合效应,少数处理在第一年为拮抗作用而在第二年为协同作用。MBN的非加和效应均体现为显著的协同作用,且在前3个分解时期尤为显著之后降低。马尾松+香椿和马尾松+檫木组合中阔叶占30%—40%、马尾松+香樟+香椿组合中7?1?2和6?2?2比例表现出协同作用。拮抗作用主要出现在马尾松占较大比例而香椿凋落叶占较小比例的组合中。(3)分解系数k值、凋落叶初始性质(N、P、MBN、MBC、木质素/N)与微生物生物量混合效应呈显著相关。与其他阔叶相比,马尾松与香椿和香樟凋落叶混合更能增加MBC和MBN的含量呈协同效应。相比于其他组合,马尾松+香樟+香椿组合中阔叶占较大比例也许更有利于增加微生物生物量,促进整个凋落叶的分解,尤其是马尾松+香樟+香椿组合中7?1?2、6?2?2。若仅从引入阔叶树种后能促进林地凋落物分解的角度考虑,香樟和香椿阔叶树种适宜于马尾松纯林改造。     

北方森林凋落物动态对长期氮沉降的响应

森林凋落物是生态系统生产力的重要组成成分,对生态系统物质循环和养分平衡起着促进作用。近些年来日益增加的氮(N)沉降对生态系统稳定构成一定威胁,因此了解大气N沉降增加背景下凋落物动态变化对于预测森林碳循环对气候变化的响应具有重要意义。以连续施N 7年的兴安落叶松林(Larix gmelinii)为研究对象,观测4年(2014-2017)森林凋落物的生产量,旨在探求森林凋落物年际动态变化驱动因子及其对N沉降的响应。以NH4NO3为外施氮源,设置对照(CK:0g·m~(-2)·a~(-1))、低氮(LN:2.5g·m~(-2)·a-~(1))、中氮(MN:5g·m~(-2)·a-~(1))和高氮(-HN:7.5g·m~(-2)·a-~(1))等4种处理,每个处理包括3个重复(n=3)。结果表明,(1)凋落物总量和兴安落叶松凋落叶量的年际动态变化驱动因子为生长季月平均温度,而枝、果实及其它繁殖器官凋落量与年最大风速显著相关。(2)年际凋落量的大小顺序为:2015(3.15±0.31)t·hm~(-2)·a-~(1)2016(3.10±0.25)t·hm~(-2)·a-~(1)2014(2.83±0.31)t·hm~(-2)·a-~(1)2017(1.48±0.25)t·hm-2·-a1,各组分凋落量所占比例大小顺序均为兴安落叶松叶阔叶枝果实及其他繁殖器官;施N处理对总凋落量和兴安落叶松凋落叶产生抑制作用,且凋落量随N浓度增加而逐渐降低,然而不同施N处理对枝、果及其它繁殖器官凋落量作用不明显。(3)N沉降对兴安落叶松凋落叶中C、N、P含量及C/N影响不同:凋落叶C含量整体年际动态变化不明显,且施N对凋落叶中C含量无影响;凋落叶N和P含量在不同年份呈现不同的变化趋势,总体上施氮增加了凋落叶N含量却降低了P含量;凋落叶C/N在各个年份对N添加响应有所不同,主要表现为施N降低了凋落叶C/N。(4)凋落叶N归还量在年际间随着N浓度不同呈现一定的波动,N沉降降低了凋落叶C和P的年际归还量,且表现出N浓度越高,归还量越低的趋势。     

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)     

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。     

模拟氮沉降对鄂西南亚高山湿地泥炭藓(Sphagnum)凋落物分解的影响

当前氮沉降对湿地泥炭藓凋落物分解的影响还存在很大争议,并且亚热带湿地泥炭藓分解对氮沉降的响应研究鲜见报道.采用分解袋法,在鄂西南地区开展模拟氮沉降对泥炭藓凋落物分解影响的实验.模拟氮浓度设置4个水平,分别为N0(0 g m~(-2) a~(-1))、N3(3 g m~(-2) a~(-1))、N6(6 g m~(-2) a~(-1))、N12(12 g m~(-2) a~(-1)),其中N0为对照(CK).野外分解3、6、9和12个月后,室内测定泥炭藓凋落物干重、灰分、总碳(C)、总氮(N)、C/N以及总酚含量,计算凋落物的质量残留率、总碳(C)残留率及总酚残留率.结果显示:(1)氮沉降对凋落物分解的影响取决于分解时间,且泥炭藓凋落物的分解主要发生在前6个月.分解12个月后,N3浓度的质量残留率较CK下降了11.91%,而N6、N12较CK分别增加了12.98%、10.43%.(2)氮沉降对凋落物灰分含量有一定影响,但是随分解时间的延长影响程度不同.凋落物的相对灰分含量和绝对灰分含量均随分解时间的增加呈显著增加趋势.(3)氮沉降对泥炭藓凋落物总碳(C)含量有显著的影响(P 0.05),分解时间对泥炭藓凋落物总碳(C)、总氮(N)及总酚含量存在显著影响(P0.05),且氮沉降对泥炭藓凋落物总碳(C)含量的影响程度取决于分解时间.分解12个月后,凋落物中总碳(C)含量和C/N均较初始值有所下降,总氮(N)含量和总酚含量则有所增加.(4)凋落物质量残留率、总碳(C)残留率与总酚残留率呈现出较强的线性正相关.可见,氮沉降对泥炭藓分解在短期内有一定影响,但并不是简单地促进或抑制作用.(图4表2参53)     

改良剂对红蛋植物修复污染土壤重金属铅和镉效果的影响

通过盆栽试验研究了在重度重金属混合污染土壤上,施用不同配比的石灰和泥炭（T1,泥炭0 g·kg^-1土,石灰2 g·kg^-1土;T2,泥炭30 g·kg^-1土,石灰0 g·kg^-1土;T3,泥炭50 g·kg^-1土,石灰0g·kg^-1土;T4,泥炭30 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土;T5,泥炭50 g·kg^-1土,石灰2g·kg^-1土）对红蛋（Echinodorus osiris）生长及其去除污染土壤铅、镉量的影响,探讨了化学修复和植物提取修复技术相结合修复重金属污染土壤的可能性。研究结果表明,施用石灰显著提高了土壤pH,施用泥炭不显著;施用石灰和泥炭后土壤中交换态铅、镉含量较CK显著降低,红蛋地上部和地下部铅、镉含量较CK有不同程度降低,T4、T5处理降低不显著;T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的铅单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的2.1倍、2.6倍和2.8倍;T1、T2、T3、T4、T5处理显著地提高了红蛋的镉单株迁移量和年迁移量,年迁移量分别为CK的1.8倍、2.9倍、2.9倍、2.8倍和2.9倍,其主要原因在于施用土壤改良剂改善了红蛋的生长,显著增加了地上部生物量。结合经济效益方面因素考虑,以施用泥炭30g·kg^-1土和石灰2g·kg^-1土的处理更适合推广运用。     

内生真菌对杉木凋落叶质量损失和养分含量的影响

为探讨内生真菌在凋落叶分解过程中的作用,将自杉木分离纯化的3株真菌青霉属(Penicillium)CG2 (A菌)、黄色镰刀菌(Fusarium culmorum)AY13(B菌)和踝节霉菌(Talaromyces)AJ14(C菌)作为分解菌株,以菌丝、灭菌发酵液以及单菌和混菌的方式添加到装有杉木凋落叶的盆钵中,同时设置未添加真菌的对照(CK)处理,研究杉木凋落叶在不同菌株调控下10 d、30 d、60 d、90 d以及120 d内的分解动态.结果显示,A菌液处理在120 d内凋落叶质量损失率最高,而AC菌丝处理60 d时与对照存在显著差异(P 0.05),比对照高23.97%. 60 d时凋落叶碳含量在A菌丝处理下与对照有显著差异(P 0.05),比对照低16.74%,而B菌丝处理90 d时含量最低,比对照低21.13%;大部分菌丝、菌液处理下氮含量较对照增加,其中A菌液处理下与对照有显著差异(P 0.05),比对照高17.05%;与氮元素相似,磷含量同样增加,A菌丝处理与对照有显著差异,比对照高46.67%;而钾含量在C菌液处理下比对照低28%,与对照存在显著差异(P 0.05);90 d时碳氮比在A菌丝和B菌丝处理下数值最低,分别比对照低25.54%和25.11%,且都与对照有显著差异(P 0.05),而A菌丝处理60 d时碳磷比最低,与对照有显著差异(P 0.05),比对照低43.05%.上述结果表明,3株内生真菌对杉木凋落叶质量损失率、养分含量的影响不同,A菌株影响明显,这对杉木菌肥的选育有参考价值.     

模拟根系分泌物碳输入对凋落叶分解中微生物群落动态的影响

为深入理解根系分泌物对森林凋落物分解的影响,通过20 d的室内培养实验,在土壤中添加4种不同浓度的人工模拟根系分泌物中活性有机碳复合物(每克土壤添加0、0.3、0.6和1.2 mg碳),研究活性有机碳输入对凋落叶分解和微生物群落的影响.结果显示,一定浓度模拟根系分泌物碳输入(每克土壤添加0.6、1.2 mg碳)可引起凋落叶表面微生物数量特别是真菌数量的相对增加,并且明显改变凋落叶分解过程中微生物群落的种类组成,激活一些快速生长的真菌,促进微生物代谢活力,使分解率提高了19.0%-26.2%.根系分泌物碳添加、取样时间及其二者的交互作用均对凋落叶表面β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰葡糖氨糖苷酶的活性产生显著影响,随着分解时间的推进,0.6 mg和1.2 mg碳添加处理能显著提高这两种酶的活性.根系分泌物碳添加对凋落叶表面古菌硝化功能基因amoA和细菌硝化功能基因amoA的数量均无显著影响,但在分解20 d取样,0.6 mg碳添加处理能明显提高固氮功能基因nifH和反硝化功能基因nosZ的数量.本研究表明一定浓度根系分泌物输入能够改变微生物群落组成与数量,并提高微生物胞外酶活性,加速凋落物分解,且激发效应的启动由底物添加的碳含量和活跃的微生物群落相互作用决定.(图5表4参36)     

华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素降解对模拟氮、硫沉降的响应

纤维素是森林凋落叶中含量最多的难分解物质,采用凋落叶分解袋法,以CO(NH_2)_2为氮源、Na_2SO_4为硫源,设置氮、硫双因素三水平共9种处理,即对照(CK)、低氮(LN)、高氮(HN)、低硫(LS)、高硫(HS)、低氮低硫(LNLS)、高氮低硫(HNLS)、低氮高硫(LNHS)和高氮高硫(HNHS),研究氮、硫沉降对华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素降解的影响.结果显示,氮、硫沉降各处理的纤维素损失率在沉降第4个月时最大,损失30.7%-43.1%,在第8个月时最小,净累积6.8%-29.3%;LN和LNLS对纤维素酶活性和凋落叶纤维素损失率的影响不显著,LS显著提高了分解过程中凋落叶C/N值、纤维素酶活性和纤维素损失率,HN、HS、HNLS、LNHS和HNHS显著降低了纤维素酶活性和纤维素损失率;模拟氮、硫复合沉降对纤维素降解的交互作用显著.本研究表明,氮、硫沉降相互作用共同影响华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素的降解,进而可能影响该区域常绿阔叶林生态系统物质循环和能量流动.