热带山地雨林土壤球囊霉素的分布特征

球囊霉素(GRSP)作为土壤有机碳的重要组分,对土壤质量和土壤碳库有着重要的指示作用。选择我国保存最完好的热带雨林海南尖峰岭为研究对象,通过不同海拔(300、600、900、1200 m)的样品采集,研究了热带山地雨林丛枝菌根(AM)的重要分泌物球囊霉素的空间分布特征,并结合土壤因子,进一步探讨了其分布机制,旨在阐明球囊霉素对热带山地雨林土壤碳库和土壤质量的贡献,丰富丛枝菌根的功能多样性理论基础。结果表明,4个海拔的植物都具有较高的菌根侵染水平,平均为82.92%。不同海拔间,土壤总提取球囊霉素(T-GRSP)和易提取球囊霉素(EE-GRSP)含量具有相同的变化规律,都在海拔1200 m时最高,显著高于其它3个海拔。尖峰岭T-GRSP的质量分数在1.79-3.11 mg·g^-1之间,平均2.205 mg·g^-1;EE-GRSP则为0.75-1.13 mg·g^-1,平均0.904 mg·g^-1。T-GRSP和EE-GRSP占土壤全碳比值的规律在4个海拔也一致,都是在海拔1200 m时最低。在4个海拔中,T-GRSP和EE-GRSP分别占到土壤全碳质量分数的4.33%-8.87%和1.58%-4.12%。对T-GRSP和EE-GRSP的影响因素分析则表明,土壤全碳、全氮和C/N都影响着GRSP的含量;无论是T-GRSP还是EE-GRSP都随着土壤全碳、全氮和C/N的增大而增加;三者对T-GRSP变异的解释率(63.16%、58.94%和36.05%)要远远高于对EE-GRSP变异的解释率(39.59%、32.19%和19.08%)。但土壤pH则仅影响着EE-GRSP的含量变化,全磷则对T-GRSP和EE-GRSP都没有影响。可见,热带雨林土壤中,GRSP含量较高,对土壤碳库具有重要的贡献,且受到土壤全碳和全氮及二者比例的显著影响。     

沿海侵蚀台地不同恢复阶段土壤团聚体组成及其与丛枝菌根真菌的关系

生态恢复是防治土壤侵蚀、恢复地带性植被并实现可持续发展的重要措施。丛枝菌根真菌能够促进土壤团聚体的形成和稳定,进而改良土壤结构,对退化生态系统的恢复和重建具有重要作用。通过分析小良沿海侵蚀台地不同恢复阶段(裸地—桉树林—阔叶混交林—次生林)土壤团聚体组成、细根生物量、微生物群落结构以及球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-Related Soil Protein,GRSP)质量分数等指标,探讨沿海侵蚀台地植被恢复过程中土壤团聚体组成及其与丛枝菌根真菌的潜在关系。结果表明,(1)随着植被恢复的进行,土壤大团聚体(粒径2 000μm)含量、土壤结构稳定性指数(平均质量直径,Mean Weight Diameter,MWD)、细根生物量、各微生物生物量以及总GRSP(Total GRSP,T-GRSP)质量分数均有所增加。(2)丛枝菌根真菌生物量与细根生物量、各微生物类群生物量以及T-GRSP质量分数间均呈显著的正相关关系。(3)土壤中细根生物量、各微生物类群生物量以及T-GRSP质量分数与其MWD、大团聚体含量呈显著正相关关系。可见,在植被恢复过程中,丛枝菌根真菌能够促进大团聚体的形成与稳定,进而增强土壤结构稳定性,其机制可能在于丛枝菌根真菌生物量的增加能够促进其分泌更多的GRSP,并提高土壤微生物量和细根生物量。     

广东省森林球囊霉素相关土壤蛋白含量及影响因素

植被和土壤组成的差异将影响土壤微生物的组成及动态,土壤微生物的动态变化将体现在微生物产物上。球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)被认为是唯一来源于丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)的糖蛋白,是土壤碳库的稳定组分,可用于指示AMF对土壤碳固持的影响。鉴于已有GRSP相关研究多集中在样点尺度,缺乏区域水平的研究这一事实,该研究选择广东省164个代表性森林样地为研究对象,通过测定表层(0-10 cm)土壤GRSP含量、土壤理化性质,旨在了解广东省森林土壤中GRSP水平及其对土壤有机碳固持的贡献。结合土壤理化性质、植被特征探讨区域范围内GRSP的影响因素。结果表明,(1)广东省森林土壤表层土(0-10 cm)中总球囊霉素相关土壤蛋白(total GRSP,T-GRSP)质量分数为(3.26±0.11) g?kg-1,易提取球囊霉素相关土壤蛋白(easily extractable GRSP,EE-GRSP)质量分数为(1.11±0.03) g?kg-1,植被起源和植被类型对GRSP含量的影响不显著,GRSP在地带性土壤中呈现黄壤>红壤>赤红壤>砖红壤的显著变化趋势。(2)针叶林GRSP的平均水平高于常绿阔叶林,这一趋势与3种植被类型下灌木草本层生物量的趋势一致。(3)GRSP与土壤有机碳含量、阳离子交换量呈显著正相关关系,与土壤pH值呈显著负相关关系,GRSP含量随土壤细颗粒(粒径<50μm)含量的增加而增加。广东省森林土壤GRSP对土壤有机碳的绝对贡献率为2.3%,GRSP能够与土壤细颗粒结合促进土壤团聚体的形成,并提高土壤保水性能和肥力。     

兴安落叶松林球囊霉素相关土壤蛋白含量对年际间模拟氮沉降的响应

球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)的变化情况是评价和指示土壤碳(C)库动态变化的重要指标。了解大气氮(N)沉降增加背景下GRSP的变化机制对于阐明土壤C循环的驱动因素具有重要意义。于2011年5月开始,在大兴安岭进行野外N沉降试验,共设置4个水平N添加处理,分别为对照(Control,0 g·m~(-2)·a~(-1))、低N(LN,2.5 g·m~(-2)·a~(-1))、中N(MN,5 g·m~(-2)·a~(-1))和高N(HN,7.5 g·m~(-2)·a~(-1))处理,探索GRSP对N沉降的影响机制。结果表明,(1)对于易提取球囊霉素(EE-GRSP),所有施N水平都增加了其在土壤中的含量;对于总球囊霉素(T-GRSP),LN和MN表现为显著促进作用(P0.05),HN表现为抑制作用。(2)T-GRSP与EE-GRSP含量与SOM均表现出显著正相关关系(P0.05)。施N使GRSO对土壤有机质(SOM)的贡献率增加了0.59%-1.07%。低中水平N沉降(LN和MN)显著促进了土壤有机质(SOM)的积累(P0.05),高水平N沉降(HN)处理则表现为抑制。此外,大兴安岭兴安落叶松林GRSP对SOM的贡献率相对较低。(3)在气候变化背景下,低中水平N沉降能通过提高GRSP的量促进SOM的累积,而高水平N沉降则通过减少GRSP的量从而降低土壤总SOM。低中水平N沉降可以增加GRSP和SOM含量,进而提高生态系统固C潜力,减缓大气CO_2浓度升高带来的压力。     

放牧对短花针茅荒漠草原建群种与土壤团聚体特征的影响

以内蒙古农业大学苏尼特右旗荒漠草原的放牧调控实验为平台,通过分析荒漠草原建群种种群结构及土壤团聚体特征,揭示放牧调控下荒漠草原短花针茅(Stipa breviflora)与沉积土壤的潜在联系。结果显示:(1)短花针茅幼龄与成年植株密度显著大于幼苗、老龄前期、老龄期密度;各年龄短花针茅种群密度、生物量均呈现重度放牧处理最高、适度放牧次之、重度放牧最低的规律;(2)短花针茅荒漠草原土壤团聚体分布受团聚体粒径及其与放牧强度的交互作用影响(P0.05);同一放牧处理中,100~250μm植物沉积团聚体含量最高,50μm与50~100μm团聚体含量次之、500μm团聚体含量最小;而裸地土壤团聚体以50μm团聚体含量最高;(3)50μm裸地土壤团聚体含量与50μm植物沉积土壤团聚体含量呈正相关(P0.05),而50μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈负相关,各100μm植物沉积土壤团聚体含量与各年龄短花针茅种群密度、生物量呈正相关。研究认为,放牧降低了各年龄短花针茅种群密度和生物量,削弱了荒漠草地抵抗风蚀和沉降风沙的能力,降低了短花针茅改善基部土壤结构的生态功能,这可能是放牧草地退化过程的重要机制之一。     

喀斯特地区不同土地利用方式下土壤团聚体中养分和酶活性的研究——以花江为例

为探究土壤团聚体中土壤养分及酶活性的分布特征,以喀斯特地区不同土地利用方式下的灌木林地、皇竹草地、狼尾草地、花椒林地及荒草地土壤为研究对象,研究团聚体中各粒级土壤养分及酶活性的含量,分析了土壤养分与团聚体酶活性之间的相关关系.结果表明:5种不同土地利用方式下土壤养分含量在0.25 mm粒级均最高,脲酶及蔗糖酶活性表现为灌木林地皇竹草地狼尾草地花椒林地荒草地,碱性磷酸酶表现为花椒林地灌木林地皇竹草地狼尾草地荒草地;酶活性随着土壤粒级的减小逐渐增大.将团聚体的含量、养分及酶活性结合考虑,发现2—1 mm粒级团聚体中的养分含量和酶活性对土壤的贡献率最大,土壤团聚体脲酶、蔗糖酶及碱性磷酸酶均与土壤养分呈显著或极显著正相关.说明酶活性可作为土壤肥力的指标之一,且充分显示了土壤性质在不同土地利用方式下及不同粒级中的多样性.     

寒温带兴安落叶松林土壤团聚体特征及其影响因素研究

以寒温带兴安落叶松(Larix gmelinii)林为研究对象,分析其土壤团聚体的分布及其有机碳含量特征,并探讨各土壤因子对团聚体稳定性的影响。在兴安落叶松林内设置28块30 m×30 m的样地,以0—10、10—20、20—40、40—60 cm分层取土样,测定各理化指标含量、不同粒级土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,兴安落叶松林土壤团聚体各粒级含量高低为(0.25—2 mm粒径)团聚体>(<0.053 mm粒径)团聚体>(0.053—0.25 mm粒径)团聚体,各粒级团聚体表层(0—10 cm)含量均显著区别于其他各层;土壤团聚体的平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)分别为0.53 mm和0.22 mm,分维数(D)为2.78,土壤团聚体稳定性较高且存在剖面差异;土壤有机碳主要分布于0.25—2 mm粒径的大团聚体中(34.51g·kg^-1),贡献率为52.10%,粒径0.053—2 mm土壤团聚体中有机碳含量最低(6.30 g·kg^-1),贡献率为16.42%;随土层深度增加,各粒级团聚体有机碳含量和0.25—2 mm团聚体有机碳贡献率逐渐减小,<0.25 mm团聚体贡献率逐渐增大,40 cm以下各粒级贡献率趋于稳定;兴安落叶松林土壤团聚体的粒径分配和稳定性受到林龄和林型的显著影响;大团聚体(0.25—2mm)含量与土壤总有机碳(SOC)呈极显著正相关关系(P<0.01),微团聚体(<0.25 mm)含量与Al、Mg等金属氧化物含量呈显著正相关关系(P<0.05);大团聚体(0.25—2 mm)含量和MWD、GMD指标与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01),与土壤含水量、速效钾、有效磷、有机磷呈显著正相关关系(P<0.05)。综上,土壤有机质和金属氧化物分别为兴安落叶松林土壤0.25—2 mm大团聚体和<0.25 mm微团聚体的主要胶结物质,土壤水分、养分和酸碱条件对团聚体的形成和稳定产生影响。     

不同基肥处理对玉米土壤酶活性和球囊霉素相关土壤蛋白的影响

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)和酶活性对调节土壤中生物化学转换以及保持土壤碳、氮、磷循环起到重要作用,为向土壤养分状况改善及农田可持续利用提供理论依据,选择河西走廊地区沙壤土,研究氮磷钾配施(OF)、单施有机肥(CF)以及氮磷钾与有机肥配施(CF-OF)3种基肥处理对蜡熟期玉米根际、非根际易提取球囊霉素土壤蛋白(e-GRSP)、总球囊霉素土壤蛋白(t-GRSP)、碱性磷酸酶活性(ALP)、芳香氨基酶活性(ARY)、脲酶活性(URE)、过氧化氢酶活性(CAT)和β-氨基葡萄糖苷酶活性(NAG)的影响,以不施基肥(CK)为对照.结果显示,施用有机肥显著增加了玉米根际、非根际土壤e-GRSP含量,提高了根际、非根际土壤ALP、ARY、URE、NAG,而且根际、非根际以及土层之间差异极显著(P0.01),但施肥处理对CAT和t-GRSP影响不明显;相关性分析显示e-GRSP、t-GRSP、土壤酶活性与碱解氮、有机质、全氮之间呈显著或极显著正相关;逐步回归分析表明e-GRSP、t-GRSP与ALP之间呈极显著的线性关系(P0.001).本研究表明在干旱半干旱区沙壤土中基施有机肥能改善与土壤碳、氮、磷循环密切相关的土壤酶活性,提高GRSP含量,从而提高土壤肥力.     

典型城市森林旱季土壤团聚体稳定性与微生物胞外酶活性耦合关系

为了探究典型城市森林土壤团聚体稳定性旱季变化特征及影响因子,以广州市不同演替阶段的针叶林(Pine forest,PF)、针阔混交林(Mixed pine and broadleaf forest,MF)、常绿阔叶林(Broad-leaved evergreen forests,BF)为研究对象,分析表层土(0—10 cm)和剖面土(10—30 cm)团聚体稳定性、理化性质和微生物生物量及胞外酶活性等相关因子特征,以及土壤团聚体稳定性驱动因素与影响因素的耦合关系。结果表明,(1)土壤团聚体机械稳定性的平均重量直径(D_(MW))随土壤深度增加呈减小趋势,相反,几何平均直径(D_(GM))和重量分形维数(D_m)随土壤深度增加呈增大趋势。土壤团聚体水稳性的D_(MW)和D_(GM)呈MFBFPF,而D_m变化与之相反。(2)土壤微生物酶活性易受磷限制,其受限制程度呈MFBFPF,与土壤团聚体水稳性在森林类型中变化规律一致。(3)土壤理化性质、微生物生物量、酶活性等因子对土壤团聚体机械稳定性整体空间差异解释程度为13.3%,而对土壤团聚体水稳性整体空间差异解释程度为40.0%。(4)土壤微生物熵和微生物胞外酶活性是土壤团聚体稳定性的主要驱动因子,水稳性主要受微生物生物量碳和酸性磷酸酶活性影响,而其机械稳定性主要受微生物生物量氮磷影响。(5)演替后期的针阔混交林和常绿阔叶林土壤表现出较高的碳利用效率及较低的氮利用效率,微生物可通过调控微生物生物量和调节碳氮元素利用效率来改善演替后期群落受磷限制状况,进而影响土壤团聚体稳定性。研究结果可为城市森林土壤质量评价和生态环境保护提供理论依据。     

生草对油橄榄根际土壤丛枝菌根真菌多样性的影响

果园生草制可提高丛枝菌根真菌(AMF)侵染果树,而AMF侵染可促进果树营养吸收。为了给油橄榄园筛选菌根侵染率高的草种,探究生草对油橄榄根际土壤AMF多样性的影响,以盆栽油橄榄根系和根际土壤为研究对象,采用盆内移栽油橄榄苗,环形穴播不同牧草(白三叶、红三叶和百喜草)的方式进行了探究。结果表明:从4种间作处理的油橄榄根际土中共分离鉴定出4属19种AMF,其中无梗囊霉属(Acaulospora)和球囊霉属(Glomus)是油橄榄根际土壤AMF的优势属;近明球囊霉(Glomus claroideum)、缩球囊霉(Glomus constrictum)、孔窝无梗囊霉(Acaulospora foveata)、明球囊霉(Glomus clarum)、脆无梗囊霉(Acaulospora delicate)和稀有内养囊霉(Entrophospora infrequens)为油橄榄根际土壤AMF的优势种。不同生草处理油橄榄AMF的种类和优势种上均表现出较大差异,其中间作百喜草和红三叶处理的油橄榄AMF种类最多,生草种类对油橄榄根际土中AMF多样性产生重要影响,间作百喜草处理油橄榄根际AMF的物种多样性高于其他处理。生草促进了油橄榄根际土壤中AMF对油橄榄根的侵染,使AMF孢子密度增加。间作百喜草和白三叶处理的总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量显著高于红三叶和无草处理;间作百喜草、白三叶和红三叶处理的易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量均显著高于无草处理。果园生草能增加油橄榄根际土中土壤微生物量,特别是间作百喜草处理对微生物量磷以及间作白三叶和红三叶处理对微生物量氮的影响较为明显;间作百喜草对油橄榄根际AMF的增进效果好于间作白三叶、红三叶和无草种植。可见,生草提高了油橄榄根际土壤AMF多样性,且以间作白喜草效果最为显著。     

川西亚高山不同彩叶林土壤水稳性团聚体特征

彩叶林是川西亚高山地区重要的生态系统类型之一.以川西亚高山典型彩叶林为对象,研究彩叶林不同季节土壤有机层和矿质土壤层水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征.结果表明:(1)彩叶林土壤水稳性团聚体各粒径占比总体呈现随团聚体粒径减小而降低的变化趋势,以2 mm团聚体最高,0.053-0.25 mm团聚体最低,土壤有机层和矿质土壤层2 mm团聚体分别占21.1%-54.3%和17.2%-60.0%.(2)土壤团聚体总量中大团聚体(0.25 mm)百分比(R_(0.25))占60%以上,土壤有机层R_(0.25)、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)以糙皮桦-岷江冷杉林(BAF)最高;矿质土壤层R_(0.25)以BAF最高,MWD和GMD以白桦-云杉-川滇长尾槭林(BPA)最高;两个土层的土壤粒径分形维数(D)以BAF最低.(3)彩叶林类型变化显著影响土壤水稳性团聚体粒径组成、R_(0.25)、MWD、GMD和D,但采样时期、土层及其交互作用未显著影响土壤R_(0.25)、GMD和D.上述结果表明川西亚高山森林土壤水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征随彩叶林类型变化明显不同,BAF具有较好的土壤团粒结构和稳定性.(图3表3参34)     

四川盆地西缘4种人工林土壤团聚体及有机碳特征

土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,强烈影响着土壤物理化学性质.通过干筛法对四川盆地西缘4种人工林(柳杉林、含笑林、桢楠林和麻栎林)两个土壤层次(0-20 cm和20-40 cm)土壤团聚体及有机碳进行研究.结果表明:4种人工林土壤团聚体均以2 mm粒径为主,而0.5-0.25 mm粒径团聚体仅占1.07%-3.39%;柳杉人工林0-20 cm土壤有机碳含量比20-40 cm高2倍多,其他3种人工林两个土壤层次差异幅度相对较小;与2 mm土壤大团聚体相比,各林地微小团聚体有机碳含量相对较高.2 mm粒径团聚体对有机碳贡献率达到72%-87%.但是,较小粒径土壤团聚体有机碳储量相对较高.综上所述,就土壤团聚体及有机碳特征而言,柳杉林和麻栎林比桢楠林和含笑林更适合用于当地植被恢复.     

降水变化、氮添加对鼎湖山主要森林土壤有机碳矿化和土壤微生物碳的影响

全球变化对土壤有机碳(SOC)存贮与分解的影响在全球碳(C)循环中具有重要地位.分别通过室内土壤培养法和氯仿熏蒸法,研究了降水变化和氮(N)添加处理对鼎湖山3种不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松针叶林SOC矿化和土壤微生物量碳(SMBC)的影响.结果表明:1)降水量增加能够提高森林演替晚期SOC累积矿化量和矿化速率,而对森林演替早期SOC累积矿化量和矿化速率没有显著影响(P>0.05).2)干旱条件(降水量减少)降低森林SMBC含量,且在鼎湖山季风林表层土壤(0～10 cm)中SMBC的减少达到显著水平(P<0.05).3)N添加处理对鼎湖山3种森林类型SOC累积矿化量、矿化速率以及SMBC都没有显著影响(P>0.05).未来关于SOC矿化对全球变化响应的研究,要综合考虑土壤有机质质量、C/N比例、外源性氮输入等因素的作用.图4表2参37     

化肥减量配施有机肥和秸秆对华北潮土团聚体分布及稳定性的影响

为了探明化肥减量配施有机肥和秸秆对华北潮土区小麦-玉米轮作田土壤团聚体含量、大小和稳定性的影响,设置常规施肥(CK)、化肥减量处理(F)、化肥减量配施秸秆还田(FS)、化肥减量配施有机肥(FM)、化肥减量配施有机肥和秸秆(FSM)共5个处理定位试验,分别测定各处理土壤有机质和全氮含量,并采用干筛法和湿筛法测定分析土壤团聚体的粒径分布、0.25 mm粒级的含量、平均质量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)和分形维数(particle-sized dimension,PSD)。结果表明:小麦季,FS、FM和FSM处理显著提高了土壤有机质和全氮含量,并显著提高了机械稳定性和水稳定性团聚体0.25mm粒级的含量、MWD和GMD,显著降低了水稳定性团聚体PSD,各处理之间机械稳定性团聚体PSD差异不显著。玉米季,FM处理显著提高了土壤有机质含量。FS、FM和FSM处理的0.25 mm粒级水稳定性团聚体的含量均显著高于CK。FSM处理显著提高了机械稳定性团聚体0.25 mm粒级的含量、MWD和GMD;FM处理显著降低了水稳定性团聚体PSD。小麦季PSD和玉米季干筛团聚体PSD与粒径0.25mm团聚体的含量呈显著负相关关系,玉米季湿筛团聚体PSD与粒径0.25 mm团聚体的含量呈极显著负相关关系。综上,在华北潮土区化肥减施配施有机肥、作物秸秆可促进表层土壤团聚体的形成,并提高其稳定性,是维持土壤肥力有效的管理措施。     

不同浓度和多样性的根系分泌物对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是维持其物理结构和肥力的基础.为探究根系分泌物的浓度和多样性对土壤团聚体稳定性的影响,通过添加不同碳浓度(0.5 g/kg、1 g/kg)和多样性(3种碳源、9种碳源)人工模拟根系分泌物,研究土壤团聚体稳定性、粒级结构及其内部微生物生物量的变化.结果显示:(1)与对照相比,添加根系分泌物提高了土壤团聚体的稳定性,平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)数值增加了28%-142%,几何平均直径(Geometric mean diameter,GMD)增加了20%-33%;(2)与低碳浓度根系分泌物相比,高碳浓度根系分泌物显著增加团聚体稳定性,且主要是通过增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳;而根系分泌物多样性的增加并未提高团聚体的稳定性,也未增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳,其中在高碳浓度+低多样性处理(High carbon concentrations+low diversity,HC+LD)下 2 mm粒级团聚体的含量显著增加了560倍, 2 mm粒级团聚体中微生物生物量碳增加了3.6倍.本研究表明根系分泌物能够通过刺激微生物生长,增加土壤中大粒级团聚体的含量,进而提高团聚体的稳定性,其效应与根系分泌物的浓度和成分显著相关.(图3表2参37附图1)     

Bradford法测定土壤球囊霉素相关蛋白的影响因子

土壤球囊霉素相关蛋白(glomalin-related soil protein,GRSP)是评价土壤健康的重要指标。研究了土样粒径、贮存条件和高温提取后离心延误时间3个影响因子对采用Bradford法测定GRSP含量的作用效果。结果表明,土样粒径对易提取GRSP(EEG)的提取测定影响显著,过0.074 mm孔径筛土样中提取出的EEG含量高于过0.149、0.25、1 mm孔径筛的土样;总GRSP(TG)含量的测定结果对土样粒径的变化没有明显响应,测定TG含量可采用过1 mm孔径筛的土样。贮存条件影响EEG和TG含量的测定,有机质含量低的土样室温保存18个月条件下测得的EEG含量低于-20℃保存条件下;有机质含量高的土样室温保存条件下测得的EEG含量高于-20℃保存条件下;室温保存条件下3个有机质含量水平的土样TG含量均高于-20℃保存条件下。不同样品保存方式间3个有机质含量水平的土样EEG或TG含量差异均显著。为减小有机质降解等的影响,宜低温保存土样。提取后延误离心将导致EEG含量测定值降低,因此延误时间以控制在1 h之内为宜;离心延误2 h内不同延误时间之间测得的TG含量无显著差异。     

增温对青藏高原草地生态系统土壤球囊霉素含量的影响

土壤是陆地生态系统中最大的碳库,而球囊霉素作为土壤碳库的重要组分,其变化及其影响倍受关注。该文以对温度变化较为敏感的青藏高原为对象,研究了增温对土壤球囊霉素含量的影响,旨在探讨丛枝菌根在全球变暖过程中的功能。选择青藏高原4个海拔梯度,设置开顶式(OTC)模拟增温和对照2个处理。通过比较模拟增温和对照处理中,球囊霉素含量变化、丛枝菌根与植物根系侵染状况、真菌孢子密度、土壤全碳含量以及球囊霉素与土壤全碳之间的关系,探讨了球囊霉素对增温的响应。结果表明,在青藏高原4个海拔梯度,增温既没有降低土壤总提取球囊霉素的含量,也没有降低易提取球囊霉素的含量。从4个海拔梯度的平均来看,OTC增温处理和对照处理的总提取球囊霉素含量分别为4.35 mg·g~(-1)和4.28 mg·g~(-1);易提取球囊霉素含量则分别为1.53 mg·g~(-1)和1.63 mg·g~(-1)。同时,增温也没有显著降低总提取和易提取球囊霉素对土壤全碳的贡献。球囊霉素之所以没有受到增温的影响,可能是丛枝菌根真菌对增温不敏感的特性所导致的,因为对比增温与对照处理,可发现植物根系菌根侵染状况未受到影响,其菌根侵染率分别为88.38%和85.28%。丛枝菌根真菌繁殖体孢子密度也与菌根侵染率呈现出相同的趋势,且增温也没有对其产生显著的影响。可见,全球变暖过程中,丛枝菌根真菌通过分泌球囊霉素而起到稳定土壤碳库的作用。     

复垦土壤团聚体稳定性和胶结物质对不同施肥的响应北大核心CSCD

土壤团聚体的组成和稳定性是评价土壤质量的重要指标,土壤胶结物质是团聚体形成的物质基础,两者密切相关.通过研究不同施肥处理下团聚体胶结物质含量的变化,阐明采煤塌陷区复垦土壤团聚体的分布与形成机制.设不施肥(CK)、施化肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机无机肥配施(MNPK)4个处理,另取未复垦生土(RS)和周边未破坏多年种植的熟土(US)作为参照.采集耕层(0-20 cm)非扰动的土样,利用干筛法分析团聚体(> 2、0.25-2、0.053-0.25 mm)和粉黏粒组分(<0.053 mm)的分布比例,测定团聚体有机胶结物质(多糖、富里酸、胡敏酸和有机碳)和无机胶结物质(碳酸钙和颗粒组成)的含量.结果表明,同RS相比,各施肥处理均显著提高了> 0.25 mm机械稳定性团聚体的数量(R0.25),增幅为5.32%-5.94%,但是均显著降低了平均重量直径(mean weight diameter,MWD)(除M处理外),降幅为7.51%-9.83%,而M处理显著提高了几何平均直径(geometric mean diameter,GMD),增幅为5.65%.同CK相比,各施肥处理对大团聚体(> 0.25 mm)以及粉黏粒组分(<0.053 mm)的分布比例无显著影响,仅M和MNPK处理显著降低了微团聚体(0.053-0.25 mm)的分布比例,降幅为49.45%-62.40%.各施肥处理对富里酸含量无显著影响.NPK处理仅显著降低了土壤有机碳含量.M处理显著提高了土壤有机碳和碳酸钙含量,却显著降低了土壤黏粒含量.而MNPK处理显著提高了土壤各胶结物质含量(除富里酸和黏粒外).胶结物质与机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性的冗余分析结果表明,各胶结物质中,仅胡敏酸对机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性变化的解释率达到了显著水平(P <0.05),能够解释57.1%机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性变化,并且其单独贡献率为75.9%.综上所述,经过6年培肥,同未复垦土壤相比,各施肥处理显著提高了大团聚体的数量,但同周边农田土壤相比,仍有待进一步培肥提高团聚体稳定性;MNPK处理是提高该复垦土壤有机胶结物质含量最有效的措施,胡敏酸是影响该复垦土壤机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性变化的唯一显著的胶结物质.(图5表6参36)     

改良剂对矿区复垦土壤机械稳定性团聚体及有机碳的影响

为探究不同改良剂及施用时间对矿区复垦土壤结构和肥力的影响,在襄垣煤矿复垦区设置田间微区,研究施用改良剂6个月和1年时,泥炭和腐殖酸对复垦土壤机械稳定性团聚体分布与稳定性、土壤有机碳含量及土壤红外光谱特征的影响.结果显示,施用泥炭和腐殖酸6个月时大团聚体( 0.25 mm)含量增加,施用泥炭和腐殖酸1年时大团聚体含量减少,微团聚体(0.25 mm)含量增加.施用改良剂6个月时,泥炭和腐殖酸各处理土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于空白对照,均以5%腐殖酸处理最高,与空白对照相比分别增`加了10.95%和22.43%;施用泥炭和腐殖酸1年时,泥炭各处理土壤MWD和GMD仍高于空白对照,腐殖酸各处理土壤MWD和GMD则均低于空白对照.施用泥炭和腐殖酸能够增加土壤总有机碳及各粒级团聚体有机碳含量.施用改良剂6个月及1年时均以5%腐殖酸处理土壤总有机碳含量最高,分别较空白对照增加了566.35%和502.59%.施用泥炭6个月和1年时土壤 0.25 mm大团聚体有机碳增量最大,而施用腐殖酸6个月和1年时土壤0.25-0.053 mm团聚体有机碳增量最大.综上所述,泥炭和腐殖酸有利于大团聚的形成,能改善团聚体的稳定性,增加土壤有机碳、碳水化合物、含氧官能团、多糖及取代芳香类物质的含量,但施用改良剂1年大团聚体含量和有机碳含量会减少,施用腐殖酸1年会降低复垦土壤团聚体稳定性.(图4表1参33)     

保护性耕作对土壤团聚体及微生物学特性的影响研究进展

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,是评价土壤质量的重要指标之一。土壤微生物是形成土壤团聚体最活跃的生物因素。保护性耕作在中国已得到广泛应用,探析保护性耕作对土壤团聚体和土壤微生物学特性的影响,有助于农业生产的可持续发展。文章综述了不同保护性耕作方式下土壤团聚体和微生物学特性的研究进展,归纳总结了保护性耕作对土壤团聚体分布特征、稳定性、有机碳含量、酶活性和微生物多样性影响以及土壤团聚体与土壤微生物之间关系。结果表明:与传统翻耕相比,保护性耕作增加了表层土壤团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均重量直径(GMD)和水稳性团聚体含量,促进了土壤大团聚体的形成,提升了土壤团聚体稳定性;保护性耕作提高了表层土壤有机碳含量,有利于土壤有机碳的固定;保护性耕作能有效提高土壤酶活性,土壤酶活性在不同粒径团聚体内分布特征和活性高低存在差异;保护性耕作提高土壤微生物生物量和土壤微生物多样性,提高土壤真菌/细菌比值,使土壤微生物群落向以真菌为优势菌群的方向发展;土壤微生物含量和组成在不同粒径团聚体中存在差异,微团聚体中有更高的土壤细菌和真菌含量。针对目前研究现状,提出了因地制宜推广保护性耕作、适宜的轮耕制度、适量秸秆还田的可能性及未来的研究方向。