滇重楼与丛枝菌根的共生对重金属元素吸收的影响

通过室温盆栽接种试验,研究在灭菌土壤中,不同丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌处理对滇重楼生长过程中根际土壤和药材中5种重金属(Cd、Hg、As、Cu、Pb)吸收累积的影响.结果表明,与对照组(CK组)相比,人工栽培条件下接种28种不同AM真菌,滇重楼根际土壤及其对应药材中5种重金属残留量差异显著,不同重金属在滇重楼生长不同时期含量变化的差异较大,具体影响效果不同.除Spe、Asc、Asp处理组果熟期的根际土壤Cd元素含量超标外,其余处理组根际土壤及其对应药材均低于国家限量标准.同时,28种AM真菌对滇重楼根茎5种重金属元素的富集能力存在显著差异,滇重楼对Cd、Hg、As、Cu具有较强的生物积累作用,但均显著低于超富集植物的临界含量标准(1000 mg·kg~(-1)).对不同AM真菌处理组滇重楼栽培土壤重金属残留量进行风险评估及分级发现,土壤尚处于"无污染"状态,但有个别处理组的Cd已接近轻微污染.实验结果表明,人工接种AM真菌能保证滇重楼根茎重金属残留量在安全范围内,为推动滇重楼绿色种植建设开辟一条新的途径,但在大田栽培时应根据实际情况,选择合适的AM真菌菌株与滇重楼进行共生栽培,应重视滇重楼自身特性对重金属吸收和累积的影响.     

基于正交偏最小二乘判别分析法分析滇重楼和华重楼品质成分差异性

为促进重楼药材的鉴别和功效研究,以21个品质成分为指标结合正交偏最小二乘判别分析法(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA),对滇重楼(Paris polyphylla var.yunnanensis)和华重楼(P.polyphylla var. chinensis)品质成分进行差异分析.结果显示,滇重楼和华重楼的主要品质成分存在明显差异,除元素As、Cd和重楼皂苷Ⅶ外,华重楼各主要成分含量高于滇重楼.经OPLS-DA识别出样品中重楼皂苷Ⅰ、Ca、Ni、Cr、Cu、Mn、K、Sr、Mg和Hg元素,这10种品质成分的VIP值大于1,其中重楼皂苷Ⅰ、Ca、Ni、Cr、Cu、Mg、Mn和Sr元素为两种重楼药材的特征性差异成分.本研究表明采用OPLS-DA分析重楼药材品质成分客观可靠,既可以鉴别区分滇重楼和华重楼,又可以掌握这两种重楼药材的品质成分差异.     

丛枝菌根化大青杨苗木根际微域环境的研究

对接种AM菌根真菌的大青杨苗木根际微区进行系统研究，发现AM菌根真菌对宿主根际微域环境产生了重要影响：试验中选用的Glomus mosseae、G.intraradices、G.sinuosa、G.versifopme等4种AM菌根真菌都与盆栽大青杨苗木形成了菌根复合体。其中G.mosseae、G.intraradices侵染效果最好，侵染率分别是64．4％、67．4％。受两种菌侵染的苗木的生物量分别是对照处理的2．59、2．13倍。AM菌根对根际土壤微生物种群数量没有产生影响，但使根面、根系上的细菌、放线菌、固氮菌的数量显著增加。AM菌根增加了根际土壤磷酸酶、脲酶、蛋白酶的活性，各种酶活性增加量与苗木菌根侵染率呈显著相关。AM菌根使根际pH值降低，与菌根侵染率呈显著负相关。接种苗木的根际土壤中，可直接被植物吸收利用的N、P元素出现富集现象，与菌根侵染率呈极显著相关。     

贵州普定喀斯特森林3种优势树种叶片元素含量特征

为探讨喀斯特森林优势树种叶片营养特征及环境变化对其可能带来的重金属胁迫,测定了贵州普定山区喀斯特森林3个优势乔木树种——大叶栎(Quercus griffithii)、猴樟(Cinnamomum bodinieri)和刺楸(Kalopanax septemlobus)的叶片元素(N、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn、Cr、Ni、Pb和Al)含量,并分析了N、P、Ca、K、Mg和Al含量比值。结果表明,3种优势乔木叶片营养元素含量特征均表现为CaKMgNPMn型,重金属元素含量特征均为AlZnCuNiPbCr型;Ca和K是喀斯特森林乔木最主要的营养元素,根据叶片Ca+Mg含量,3种优势乔木均属于随遇型喀斯特植物;3个优势树种叶片的重金属含量均处于正常范围,但大叶栎叶片Cu、Zn、Ni和Pb含量已接近其在植物正常范围的上限;对叶片元素含量比值的分析表明,喀斯特山区森林优势树种都属于N制约性植物,其叶片还未受到Al毒的潜在危害.图3表1参43     

AM真菌对烟草砷吸收及根际pH的影响

采用矿区3种砷(As)含量土壤水提液的琼脂培养基变色试验,研究接种土著(Glomus spp.,Acaulospora spp.)与外源(Glomus caledonium)AM真菌对煳草(Nicotiana tabacum L.)As吸收以及根际pH的影响.结果表明,除无As水平下的烟草对照苗根际pH持续升高外,其它处理的烟草化苗根际pH都有先升高后降低的规律,而且菌根化苗根际pH的降低速度快于对照苗.烟草地上部分As含量在所有处理中没有表现出显著的差异.在无As水平下,烟草地下部分As含量依次为外源菌根化苗>土著菌根化苗>对照苗.在低As、中As、高As水平下,土著菌根化苗的地下部分As含量显著高于外源菌根化苗以及对照苗.可见,接种AM真菌可以降低烟草根际pH,从而影响烟草的As吸收,这也显示了AM真菌应用于烟草安全的可能性.此外,本研究表明土著AM真菌与外源AM真菌对培养基质中的同一As水平有着不同的响应.     

太白贝母种植年限对土壤重金属含量及酶活性的影响

通过实地调查与采集重庆市巫溪县8份不同生长年限太白贝母根际区土壤,研究太白贝母根际区土壤酶活性、重金属含量的变化规律,揭示生长年限对其根际土壤中酶活性及重金属含量的影响情况.结果表明,不同生长年限太白贝母根际土壤酶活性、重金属元素含量具有显著性差异(P0.05),呈现出不同的变化规律并具有一定的相关性.整体上,太白贝母栽培品根际土壤蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶随着生长年限的增加呈先下降后上升的趋势,磷酸酶、蔗糖酶随着生长年限的增加呈先上升后下降的趋势,野生品根际土壤酶活性与其变化趋势不一致.随着生长年限的增加,太白贝母栽培品根际土壤Cd、Hg、Pb、Zn和Ni含量先升高后下降,As和Cu含量变化不大.野生品根际土壤重金属含量与其变化规律一致.Cd、Hg、As、Cu、Ni含量均远低于国家农用地土壤风险筛选值,Pb含量除S7(中贝)外均低于国家农用地土壤风险筛选值,Zn含量均远高于国家农用地土壤风险筛选值,土壤污染属轻度污染,应采取安全措施,以保证太白贝母的入药安全性.相关分析得知,根际土壤酶活性与重金属含量之间存在相关关系,既存在协同作用,又具有拮抗作用.     

金银花根围AM真菌多样性的季节性变化研究

为了探明金银花根围AM真菌季节性变化规律及其影响因素,2011年3月、6月、9月和12月在河北省安国市中药材基地分0-10、10-20和20-30 cm 3个土层采集金银花(Lonicera japonica)根围土壤,应用PCR-DGGE技术研究AM真菌多样性季节变化规律及其与土壤因子相关性。4个季节共分离出15种AM真菌分子种,AM真菌丰富度、香农-威纳指数和均匀度从春季到冬季先降后升,夏季最低。土壤采样深度对AM真菌多样性有显著影响,随土层加深AM真菌多样性指数降低。聚类分析表明,不同季节AM真菌群落组成差异显著,但总体来说冬季和春季群落结构相似,夏季和秋季相似。主成分和相关性分析表明,丰富度和香农-威纳指数与土壤速效P和全N显著正相关,与pH显著负相关,辛普森多样性指数与土壤全N显著正相关,与pH显著负相关,其中全N影响最大,随全N含量升高,AM真菌丰富度、多样性指数先升后降。说明金银花根围AM真菌多样性具有明显的季节性变化规律,这种变化与土壤因子密切相关,这为深入了解AM真菌、宿主植物和土壤环境之间关系,利用菌根生物技术提高金银花产量和品质提供了依据。     

不同剂量解磷菌对滇重楼生长发育的影响

为了明确解磷菌在滇重楼生产上最适剂量,本文通过盆栽接种试验研究了在灭菌土壤中,不同剂量解磷菌处理对滇重楼生长发育的影响,为解磷菌在滇重楼生产中的应用提供理论依据.结果 表明,与未接种对照相比,滇重楼苗期接种解磷菌可提高根系活力,增加叶片内叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白和可溶性糖含量,降低叶片内保护酶(超氧化物歧化酶、过...     

外生菌根真菌对油松幼苗根际土壤重金属赋存的影响

油松幼苗接种菌根盆栽试验表明,外生菌根真菌对油松根际土壤重金属铜、镉的赋存形态产生显著影响.与普通根际相比,菌根际土壤中交换态铜、镉含量显著下降,而有机结合态含量则显著增加.菌根际土壤重金属形态呈现出由疏松结合态向紧密结合态转化的趋势.接种菌根显著降低根际重金属的生物有效性,缓解重金属对寄主植物的毒害作用.     

内蒙古羊草草原植物营养元素的含量特征

植物对营养元素的吸收利用是生态系统物质循环的关键过程,同时也是退化草地生态系统恢复和重建的重要问题。为探讨草原生态系统植物对元素的吸收利用规律,在内蒙古锡林河流域的羊草草原选取羊草(Leymus chinensis、冰草(Agropyron cristatum)、大针茅(Stipa grandis)、西伯利亚羽茅(Achnatherum.sibirica)、芯芭(Cymbaria dahurica.)、洽草(Koeleria cristata)等11种主要植物为研究对象,分析比较了10种营养元素的含量特征。结果表明,(1)研究区主要植物各元素含量特征属于w(K)w(Ca)w(Mg)型。元素的变异系数均小于1,元素种间差异不显著。(2)相关性分析表明,C和Fe、C和Cu、N和K、N和Mg、P和K、P和Mg、Ca和Mg、Fe和Cu均为极显著相关(P≤0.01),C和Fe、C和Cu是负相关,其它均为正相关;N和P、N和Ca、K和Mg显著正相关(P≤0.05)。(3)禾本科植物具有低N-P-K-Ca特征,Fe、Cu元素含量较高,非禾本科物种Mn、Zn、P、Mg、Ca、K、N、C元素含量较高,其中Ca、K、Mg元素达到极显著差异(P≤0.01),N达到显著差异(P≤0.05)。(4)利用主成分分析法对植物营养元素水平进行综合评价,表明芯芭、洽草、菊叶委陵菜的营养元素含量水平较高,吸收营养元素的能力较强。     

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.     

杨树根际土碳氮磷生态化学计量特征与根序的相关性

林木细根不同生长发育等级形态特点及功能分异是根系生态学研究的新视角.为深入探索林木根际土壤养分循环过程及根土互作关系,以杨树(Populus×euramericana‘Neva’)人工林为研究对象,按照随机布点原则采集杨树人工林非根际土壤和不同根序细根的根际土壤,测定其全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)及速效N、有效P的含量,并计算土壤C、N、P化学计量比.结果显示:(1)杨树人工林根际土壤C、N、P含量与非根际土壤存在显著差异,但不同根序间速效N、有效P含量以及铵硝比(NH_4~+-N/NO_3~--N)未达到显著差异水平(P0.05).随着根序升高根际土壤TC含量显著下降,而TN含量逐渐增加.1-2级细根根际土壤TP含量显著高于4-5级根(P0.05).(2)杨树细根根际土壤C/N随着根序升高显著降低(P0.05);C/P随着根序升高逐渐下降,但在不同根序间差异不显著(P0.05).(3)基于细菌OTUs的非参数估计指数表明,根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性存在显著差异;土壤TC和TN含量及C、N、P化学计量比均与细菌群落丰富性(Chao指数和ACE指数)呈显著相关(P0.05),TP含量与细菌群落相关性不显著.上述结果说明杨树根际土壤C、N、P养分循环呈现依赖于根序的变化特征,不同根序细根根际细菌群落组成和结构的差异性可影响土壤C、N、P循环过程.     

落叶松混交林根际与非根际土壤养分、微生物和酶活性特征

近年来,落叶松(Larix gmelinii)纯林导致地力衰退和生产力下降现象引起了林业工作者广泛关注.为了揭示其地力变化的内在机理,对落叶松纯林、落叶松-水曲柳(Fraxinus mandshurica)混交林和落叶松-蒙古栎(Quercus mongolica)混交林中根际土与非根际土的pH值、土壤养分、土壤微生物和土壤酶活性进行了对比分析.结果表明:(1)与纯林相比,混交林能提高根际土与非根际土的pH值,增加土壤有机质、全N、速效N、全P、速效P的含量,尤其能明显增加N素含量;能使土壤微生物总量、细菌和放线菌的数量有所增加,而真菌数量却有所减少;能提高过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性.(2)与非根际土比较,除混交林中根际土的速效P外,其它养分含量与土壤生物活性均增加.(3)落叶松-水曲柳混交林能显著提高土壤养分和土壤生物活性.这从一个侧面反映了混交能改善落叶松林地和根际土壤环境,为有效防止落叶松林地土壤退化提供了理论依据.     

不同地区何首乌无机元素含量的比较

采用ICP法测定了不同地区何首乌植物及其生境土壤中的15种元素(Al、B、Ba、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、P、Sr、Ti、Zn),分析比较了各种元素在不同地区何首乌体内和生境土壤中的分布规律及不同地区何首乌对无机元素的吸收富集能力.结果表明,不同地区何首乌和土壤中无机元素含量存在着显著差异,德庆、井冈山、靖西三地何首乌的Mn含量较高;不同地区何首乌对元素的富集系数无显著性差异,而何首乌对不同无机元素的富集系数则有显著差异,主要表现在对Ca、K、Mg、Sr的吸收富集能力较强.表6参14     

贵州喀斯特山区植物营养元素含量特征

贵州喀斯特山区是我国乃至世界喀斯特分布面积最大的片区之一,由于其生态系统的脆弱性,加之人类活动的干扰,使得该区的植被退化较为严重。文章选择该区的12种主要植物作为研究对象,对其营养元素进行了研究。结果表明:>1000μg·g-1的元素有N、P、K、Ca、Mg、S,100～1000μg·g-1的元素有Fe、Mn、Al,10～100μg·g-1的元素有Zn、Sr,<10μg·g-1的元素为Cu、Mo,其中Mo含量最低,仅为0.17μg·g-1。这些元素中,Ca、P、K元素高于所报道的陆生植物的含量范围。元素含量特点是Ca>K>Mg型。N、P、K、Mg元素的频数分布为正态分布,Ca、Al、Fe、Mn、Cu、Zn、Sr、S元素为对数正态分布。变异系数大于100%的元素有Al、Fe、Mn、Sr,变异系数小于60%的元素有N、P、K、Ca、Mg、S、Cu,其中Ca的变异系数最小,仅为11.8%。不同生境下相同植物的营养元素含量有较大的差异,石灰土上植物的N、P、K、Ca、Mg、Al、Cu、Mo元素含量要高于黄壤上植物的。元素间的相关分析表明:P和K、P和Cu、Al和Fe、Al和Zn、Fe和Zn元素具有显著相关关系;N和P、P和Mg、K和Al、K和Cu、Ca和Sr、S和Mo元素具有一般相关关系。     

盐生植物在盐渍土壤改良中的作用

盐生植物盐爪爪〔Kalidiumfoliatum (Pall.)Moq.〕、盐地碱蓬 (SuaedasalsaL .Pall)、中亚滨藜 (AtriplexcentralasiatieaIljin)、西伯利亚白刺 (NitrariasibiricaPall) ,在中国禹城地区〔φ(N) =36°5 5′,λ(E) =116°40′〕含盐量较高 (1%～ 1.3%)的试验田中分别种植 .出苗后定苗 ,株密度n =80m-2 ,小区面积为 4m2 ,每种植物 3个重复 .种植前分别测定土壤Na+ 含量 ,N、P、K含量 ,有机质含量 ,细菌和真菌数量 .萌发后 15d测定植株干重、植株Na+ 含量 .在花芽形成期收获 ,再测定植物干重和植株Na+ 含量 ,以及土壤Na+ 含量 ,N、P、K含量 ,有机质含量 ,细菌和真菌数量 .结果发现 ,盐渍土壤种植 4种盐生植物 1个季度后 ,土壤Na+ 含量显著降低 ,每季盐爪爪从土壤中吸收Na+ 量 934 5 .6kg/hm2 ,盐地碱蓬吸收Na+ 量 6 85 1.4kg/hm2 ,西伯利亚白刺吸收 6 0 19.2kg/hm2 ,中亚滨藜吸收 6 0 98.4kg/hm2 .土壤有机质 ,N、P、K以及细菌和真菌数量也有不同程度的增加 .这再次证明 ,盐生植物是一类良好的吸盐植物 .并对盐渍土壤种植盐生植物后Na+盐降低、土壤肥力和微生物数量增加的原因进行了讨论 .表 7参 13     

丛枝菌根真菌和纳米磁性氧化铁对玉米生长和Fe吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,模拟不同纳米磁性氧化铁(Fe_3O_4)施加水平(0.1、1.0和10.0 mg·kg~(-1))的土壤,研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌Glomus caledonium对玉米(Zea mays)植株生长的影响。结果表明,纳米Fe_3O_4在10.0 mg·kg~(-1)施加水平下显著降低(P0.05)玉米植株地上部和地下部生物量、AM真菌侵染率和玉米植株养分(N、P、Ca、Zn)含量,显著增加(P0.05)玉米植株地上部Fe含量。与未接种处理相比,在10.0mg·kg~(-1)的纳米Fe_3O_4施加水平下,接种AM真菌显著提高玉米植株总Fe吸收量和地下部Fe含量(P0.05),但显著降低Fe的转运比率和玉米植株地上部Fe含量(P0.05),改善玉米植株体内养分含量,最终显著促进玉米植株生长(P0.05)。该结果表明接种AM真菌可提高Fe在植物根系的分配比例,降低Fe向植株地上部的转运,从而缓解纳米Fe_3O_4对宿主植物的毒害作用。     

丛枝菌根真菌对采煤塌陷复垦土壤磷形态和玉米吸磷量的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌用于退化农林生态系统的生物修复研究是当今生态及环境科学领域的热点问题.许多研究表明AM真菌促进植物对土壤磷的吸收利用,为了解不同的AM真菌对土壤磷形态及其转化规律的影响,通过盆栽试验以不接种处理为对照,分别接种幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,Ce)、摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,Mo)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)3种AM真菌,通过连续种植两茬玉米(2015-2016年)后测定AM真菌侵染率、玉米磷素吸收和土壤磷素形态的变化.结果表明:(1)接种3种AM真菌均成功侵染玉米根系,两茬玉米根系AM真菌侵染率顺序均为Ce≥Mo≥Ri,第二茬侵染率(38.3%-68.8%)较第一茬(14.5%-32.5%)有所提高;(2)随着AM真菌的侵染,接种处理显著提高了玉米磷素吸收,提高幅度达25.5%-82.0%;(3)接种3种AM真菌均显著提高了土壤活性态无机磷(H_2O-Pi、NaHCO_3-Pi)和中等活性无机磷(NaOH-Pi)含量;而土壤中度稳定态磷(HCl-P)和稳定态磷(Residue-P)含量不受影响;接种Mo和Ce对土壤NaHCO_3-Pi含量提高最显著,分别提高了141.02%和88.47%,其次为Ri(43.12%);(4)接种Mo和Ri显著提高了土壤中等活性态无机磷(NaOH-Pi)的含量,分别比CK提高了36.15%和18.82%.总之,接种不同AM真菌均能提高根系侵染率、磷素吸收以及促进土壤磷素活性态、中等活性态无机磷(H_2O-Pi、NaHCO_3-Pi、NaOH-Pi)的转化,提高了土壤磷素的生物有效性,其中接种Ce和Mo能够更好地促进土壤中的磷素向植物可供利用的形态转化,提高植株吸磷量,是适合该矿区土壤的经济高效菌种.(表2参33)     

闽西北马尾松人工林营养元素的积累与分配格局

通过定位监测与取样分析,研究了41 a生马尾松人工林生态系统中的林木、林下植被、地被物及土壤等各组分营养元素含量、积累及分配特征.对林木的养分含量分析显示,除Ca元素外,针叶的养分含量最高,其次是枝、根、皮,树干的养分含量最低.林下植被层的养分含量比较高,其养分含量大小排列顺序为Ca＞N＞K＞Mg＞P;凋落物中各元素的含量与林木养分含量基本一致;土壤中K含量最高,其次是Mg,而Ca、N、P的含量则比较低.通过对林木生产力的分析表明,马尾松的养分年积累量为110.79 kg·hm-2·a-1,其中叶占34.47%,树干占22.56%,皮、枝和根分别占21.43%、10.91%和10.63%.马尾松林生态系统养分总贮量为187864.77 kg hm-2,其中土壤占98.70%,林木占1.18%,林下植被和凋落物养分元素总贮量较低,仅占总贮量的0.12%.     

典范相关分析在桉树人工林地土壤酶活性与营养元素关系研究中的应用

运用典范相关分析（canonical correlation analysis)对桉树人工林地土壤酶活性和土壤营养元素含量关系的研究表明,土壤过氧化氢酶,脲酶和蛋白酶活性与土壤营养元素N,P,K含量关系最大,其中地氧化氢酶与桉树土壤K听转化,K的固定关系密切,对土壤中主要营养物质N素的转化具有重要作用,脲酶的活性同桉树土壤N,P的转化关系密切,蛋白酶促进土壤对植物氮源的供给,而转化酶与P的转化也有一定相关,Zn在一定程度上对转化酶有正效庆,即有促进作用。结合林地生物的生长特征等因子,“综合土壤酶因子”可作为土壤肥力评价的一个生物学指标。图2表4参16