铝胁迫下栝楼根系分泌物对根际土壤微生态的影响

为阐明栝楼自身缓解铝胁迫的过程,探寻其避免化感自毒现象的方法,以安国栝楼(耐铝型)和浦江栝楼(铝敏感型)为材料,以7,14和21 d为周期,用不同浓度的铝和外源根系分泌物进行实验处理,共分9组,对栝楼根际土壤的速效养分、酶活性及微生物进行了分析.实验结果表明:低、中浓度的栝楼根系分泌物增加了2个品种栝楼根际土壤中速效钾、碱解氮和速效磷的含量,增强了根际土壤中磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶的活性,增加了土壤中细菌、放线菌和真菌的数量;高浓度的栝楼根系分泌物会抑制土壤微生态的发展;中等浓度根系分泌物对栝楼根际土壤微生态的处理效果最佳.     

紫花苜蓿根系分泌物对土壤中OCPs的强化修复机制

为探讨根系分泌物对土壤中有机氯农药(organochlorine pesticides,OCPs)的强化修复机制,以延安地区常见的紫花苜蓿(Medicago sativa.)为实验材料,利用模拟修复试验法,研究紫花苜蓿根系分泌物对土壤中OCPs的修复效果及途径.结果显示:在实验质量比(0～342.89 mg/kg)范围内,根系分泌物能够显著提高土壤中OCPs的去除率,并且在添加量为30～40 mL(每瓶约100 g污染土样)时强化去除效果最为明显;根系分泌物对OCPs去除的平均贡献率高达36.43%,明显高于非生物因素和土壤原有微生物;添加根系分泌物能够增加土壤中微生物的数量,并且在一定的污染浓度下,根系分泌物的添加量与土壤中微生物数量的增加量呈明显的线性正相关;根系分泌物通过改变微生物群落中各组分数量的变化,从而改变微生物群落结构,其中真菌和细菌受根系分泌物添加量的影响尤为明显;土壤中OCPs的去除浓度和根系分泌物的添加量呈一元二次曲线关系.因此,根系分泌物主要是通过改变土壤中微生物的数量及其群落结构来强化OCPs的修复效果.     

玉米秸秆还田及腐熟剂对小麦产量、土壤微生物数量和酶活性的影响

通过田间小区试验,研究了玉米秸秆还田配施腐熟剂对土壤理化性状、微生物数量、酶活性及小麦产量的影响。结果显示,与秸秆未还田处理（CK）相比,秸秆还田（T1）和秸秆还田配施腐熟剂处理（T2）显著降低了土壤容重,提高了根际土壤细菌和放线菌数,以及土壤脲酶、中性磷酸酶和蔗糖酶活性,进而提高了土壤有效养分和有机质含量,最终产量分别显著提高了10.33%和13.46%;此外,T2与CK相比,降低了根际土壤真菌数,提高了土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性,而T1处理的差异不明显。结果表明,秸秆还田可通过改善土壤微生物群落的数量和多样性来调节土壤酶活性和养分含量,优化根际生长环境,促进小麦生长。其中,秸秆还田配施腐熟剂的处理效果最佳,可在北方玉米种植区推广应用。     

根系分泌物对有机氯农药降解的影响效应及不同组分间影响差异

借助盆栽模拟实验,对比研究了苇状羊茅根系分泌物对土壤中OCPs总量及其主要组分的降解效应、土壤微生物群落动态(生物量碳及磷脂脂肪酸)的影响效应.结果显示:根系分泌物促进了土壤中OCPs的去除,添加根系分泌物后,土壤中OCPs的去除率(77.57%)显著高于对照组(33.49%);相同处理条件(污染水平、添加剂量)下,对HCHs、毒杀芬、HCB、艾氏剂、γ-氯丹的强化去除率普遍高于对OCPs总量的强化去除率(p0.05);对DDTs、灭蚁灵、硫丹Ⅰ、狄氏剂、环氧七氯的强化去除率普遍低于对OCPs总量的强化去除率.相同污染水平下,添加根系分泌物的污染土壤中微生物生物量碳也显著高于对照组;实验期间,细菌的磷脂脂肪酸占主导地位,其次为真菌,它们在土壤微生物群落中的动态变化与OCPs降解趋势相一致.可见,在OCPs降解过程中,根系分泌物的存在改变了根际土壤中细菌、真菌的种群数量及其群落结构,进而改善了对OCPs的降解效率.     

甲胺磷影响下土壤微生物群落结构的动态平衡

采用磷脂脂肪酸(PLFA)作为一种微生物分子标靶,研究不同浓度甲胺磷(C2H8ONPS)输入对土壤微生物群落的影响。结果表明：与对照土壤相比,高浓度甲胺磷分别使细菌PLFAs显著提高 0.85 nmol/g,而使真菌PLFAs显著下降 0.87 nmol/g。甲胺磷并没有使土壤微生物总量发生显著变化,真菌丰度下降和抵抗性细菌群落上升形成了土壤微生物群落结构的动态平衡。分析认为,由甲胺磷输入而产生的H+可能导致这一微生物群落结构的变化。     

加拿大一枝黄花入侵对杭州湾湿地围垦区土壤酶活性的影响

为了阐明加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)入侵对土壤养分循环产生的影响及机理,以杭州湾滨海湿地围垦区内分布的加拿大一枝黄花群落与3种土著植物群落:束尾草(Phacelurus latifolius)群落、芦苇(Phragmites australis)群落和白茅(Imperata cylindrica)群落为研究对象,研究了外来植物入侵对土壤酶活性的影响及其与土壤养分关系的影响.结果表明:加拿大一枝黄花群落0~10cm土层土壤脲酶活性显著高于束尾草、白茅和芦苇(P0.001),分别提高了91.49%、116.97%和334.88%;加拿大一枝黄花入侵也显著提高了土壤蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性(P0.01).相关性分析表明:土壤碱解氮、硝态氮和铵态氮含量和脲酶活性呈显著正相关(P0.01),土壤全磷含量与碱性磷酸酶活性呈显著正相关(P0.05),土壤全磷、碱解氮、铵态氮和全氮含量与蔗糖酶活性呈显著正相关关系(P0.05),土壤全磷、碱解氮和全氮含量都与β-淀粉酶活性呈显著的正相关关系(P0.05),土壤全磷、碱解氮、硝态氮、铵态氮、全氮和有机质含量都与β-葡萄糖苷酶活性呈显著的正相关关系(P0.05).加拿大一枝黄花入侵显著提高了部分土壤酶的活性.这些土壤酶活性的变化可能加速了土壤养分转化,有利于其进一步入侵.     

内蒙古荒漠草原不同生态位三种植物根系分泌物的微生态效应研究

以内蒙古四子王旗荒漠草原群落中短花针茅(Stipa breviflora)、无芒隐子草(Cleistogenes songorica)和银灰旋花(Convolvulus ammannii) 3种牧草为研究对象,分析了不同收集时间段3种牧草根系分泌物收集液对草原土壤理化性状及微生物数量的影响.结果表明,随牧草根系分泌物收集时间的增加,供试草原原位土壤中的细菌、真菌和放线菌数量显著增加;供试土壤中的有机质、有效氮和有效磷含量显著增加、土壤pH值显著下降,土壤含水量无显著变化;建群种短花针茅的根系分泌物对土壤微生物和土壤理化性状的影响作用强于优势种无芒隐子草和伴群种银灰旋花.     

低含量Pb对Cd处理下冬小麦幼苗根际微生物群落的影响*

采用Biolog Eco微生物分析法,分析了土壤盆栽试验条件下低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值每kg干土350 mg(土壤pH>7.5)的Pb对Cd处理下冬小麦幼苗根际土壤微生物群落的影响特征.结果表明:土壤Pb含量低于国家土壤环境基准值时,会显著影响Cd对冬小麦幼苗根际土壤微生物碳源利用率、代谢功能多样性指数及群落结构的影响特征,主要表现为土壤低含量Pb增强了Cd对微生物利用不同碳源能力的抑制效应,同时亦加强了Cd对微生物代谢功能多样性指数的影响特征;冬小麦幼苗根际土壤微生物代谢功能多样性指数与根系分泌物酚酸和简单糖类之间的相关性特征在低含量Pb-Cd处理与Cd处理之间明显不同,且相关方向和显著性水平均发生了明显变化.     

根系分泌物对土壤中有机氯农药降解的强化效应及其作用机制

借助盆栽模拟实验,研究了黑麦草根系分泌物对有机氯农药的降解效应及其对土壤微生物群落特征的影响.结果显示,添加根系分泌物促进了污染土壤(TR2)中OCPs的去除:修复平衡15 d后,TR_2组土壤中OCPs去除率高达77.57%,比对照组(CK)高出33.49%,比微生物活性被抑制的TR_1组高出58.16%;相同污染水平下,TR_2土样中微生物生物量碳量也明显高于CK、TR_1组.实验期间,细菌的磷脂脂肪酸在OCPs污染土壤中占主导地位,其次为真菌,其在土壤微生物群落中变化趋势与OCPs降解变化一致,说明OCPs降解过程中,根系分泌物主要通过影响细菌、真菌的种群数量及其群落结构,进而影响OCPs降解.     

低分子有机酸对东北黑土酶活性与养分关系的影响

【目的】为深入分析应用土壤酶活性评价黑土肥力的可行性,建立土壤质量酶活性科学评价体系,研究土壤酶活性与养分的关系。【方法】以典型黑土区耕地土壤为研究对象,通过外源添加柠檬酸、酒石酸、草酸和乙酸4种常见的低分子有机酸,结合室内恒温处理的方法,研究了不同种类、浓度的有机酸体系及不同处理时间对黑土酶活性、养分含量及两者关系的影响。【结果】柠檬酸质量分数为1%时,可促进黑土脲酶活性,而草酸、乙酸对脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶等土壤酶活性产生抑制作用,且以乙酸抑制作用最强。酒石酸只显著抑制磷酸酶活性,对脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶无影响。土壤添加柠檬酸可显著增加有机质含量,而添加酒石酸、乙酸主要提高速效磷含量,供试低分子有机酸对水解性氮含量均无显著影响。柠檬酸浓度对脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性的影响呈单峰波动,且存在浓度临界值,其值前后的酶活性与养分的相关关系相反。土壤添加柠檬酸处理1 d,4种酶活性都基本保持不变或略有下降,但在处理3~5 d时活性急剧增强,处理15 d后除蔗糖酶活性波动较大外,剩余酶活性基本维持在较高水平。对土壤添加柠檬酸处理过程中,4种酶活性与有机质和速效磷显著负相关,与水解性氮无明显关系。通径分析表明,有机质对蔗糖酶的正效应最大,但被速效磷的间接负效应抵消;速效磷主要通过直接负效应影响脲酶、磷酸酶活性;水解性氮对酶活性的影响很小。【结论】土壤酶活性与养分间的关系会因有机酸的存在及其种类、浓度、降解等条件的变化而变化。基于土壤酶活性与养分关系建立的土壤质量酶活性评价体系,在有机酸浓度变化范围较大的土壤体系中,需要重新界定。     

复合农林系统中水杉他感作用的生物测定

水杉生化他感作用生物测定的结果表明：水杉通过淋洗、根系分泌物和挥发作用等途径释放他感物质,对小麦种子的萌发和小麦、青菜幼根、幼苗的生长产生不同的影响。他感物质浓度高时显著抑制植物的生长发育,随着浓度的降低,这种抑制作用会逐渐减弱、消失甚至转变为促进作用。不同的受体植物对他感物质的反应也有差异。在供试的受体植物中,小麦种子萌发及幼苗、幼根生长受他感物质的影响小于青菜,这一结论可作为复合农林业系统植物配置的参考。     

外源信号物质对檀香幼苗生长和光合特性的影响

【目的】根系分泌物在植物种间关系中发挥着重要作用。研究根系分泌物及一些根系常见的化学物质对半寄生檀香生长、根系发育、养分吸收和光合特性的影响,筛选出促进檀香幼苗生长的寄主根系分泌物或化学物质,为檀香的科学育苗提供参考。【方法】 选取0.5年生的半同胞家系檀香幼苗为试验材料,设置10个外源信号物质处理,包括5种植物根系分泌物[寄主植物降香黄檀(Dalbergia odorifera)、台湾相思(Acacia confusa)、人面子(Dracontomelon duperrereanum)、重阳木(Bischofia polycarpa)和寄生植物檀香(Santalum album)]、4种吸器诱导物质[2,6-二甲氧基对苯醌 (DMBQ)、芒柄花素、槲皮素和丁香醛]和1个对照处理(水),处理3个月后测定檀香幼苗的生长指标(株高、地径、生物量)、根系形态(总根长、根表面积)、养分(N、P、K)含量和光合特性指标[叶绿素相对含量(SPAD)净光合速率、气孔导度、蒸腾速率]等。【结果】 外源信号物质能影响檀香幼苗的生理特性,降香黄檀根系分泌物、DMBQ和丁香醛处理能显著提高檀香幼苗的株高、地上与地下生物量;除重阳木外,其他植物根系分泌物和4种化学物质处理均显著增加了檀香幼苗的总根长、根表面积和小细根长度;与对照相比,外源信号物质均提高了檀香幼苗N、P、K等养分吸收能力,其中以DMBQ和降香黄檀根系分泌物处理效果最佳;降香黄檀和台湾相思根系分泌物、DMBQ及丁香醛处理均显著提高了檀香叶片的SPAD值;降香黄檀根系分泌物和4种化学物质处理显著提高了檀香幼苗的光合自养能力;相关性分析显示,檀香生长指标、生理指标与根系之间(粗细根、粗根长度除外)呈显著正相关;檀香吸器数与总根长、根表面积呈极显著正相关关系,说明檀香吸器发育与根系生长密切相关。【结论】 优良寄主植物根系分泌物及一些化学物质的添加能有效促进檀香幼苗根系发育、养分吸收以及光合能力。研究结果能为檀香的壮苗培育提供重要的实践指导。     

根系分泌物对砷酸还原菌TS28活性及土壤中酶活性的影响

以砷酸还原菌(Stenotrophomonas sp.TS28)以及油菜、 小麦和小白菜的根系分泌物为实验对象,  研究根系分泌物对砷（As）污染土壤中砷酸还原菌TS28存活、 As还原能力的影响以及土壤中酶活性的变化规律. 结果表明： 土壤中的As(Ⅴ)抑制了TS28的活性, 添加根系分泌物刺激了TS28的活性,  增加了TS28的存活数量和存活时间; 植物根系分泌物会影响TS28的As还原能力,  影响程度与其来源有关,  小麦的根系分泌物对TS28的As还原能力提升效果最好,  10 d内将As(Ⅴ)的还原量提升了45.86％;  TS28降低了As污染土壤中蔗糖酶和脱氢酶的活性,  添加根系分泌物提高了含TS28的As污染土壤中脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶和脱氢酶这4种土壤酶的活性,  油菜根系分泌物的促进效果最好.       

不同地理种群紫茉莉茎秆扦插繁殖及种子萌发特性研究

为探索紫茉莉不同地理种群间繁殖特性的差异,本研究以11个不同地理总群的紫茉莉为研究对象,通过室内生物测定的方法对不同地理种群紫茉莉种子萌发及茎秆扦插繁殖特性进行了比较研究,并分析了两者之间的关系。结果表明,不同地理种群紫茉莉种子萌发特性存在差异,江苏(JS)地理种群种子萌发率和发芽势最高,分别为77.50%和72.00%,福建(FJ)地理种群种子的萌发率和广西(GX)地理种群种子的发芽势最低,分别为22.50%和3.50%。不同地理种群紫茉莉茎秆扦插繁殖特性也存在差异,北京(BJ)等8个地理种群的扦插成活率相对较高,均高于90%,而JS种群的最低,为46.67%;GX种群插穗平均生根数最大(69.83根),显著高于其它地理种群(P0.05),重庆(CQ)种群的最低(6.57根);GX种群插穗平均根长最大,为2.74 cm,上海(SH)的最小,为1.04 cm。种子萌发率与茎秆扦插成活率间存在负相关,但没有显著性,表明紫茉莉的无性繁殖与有性繁殖间可能存在一定的权衡。本研究不仅揭示了紫茉莉的繁殖表型可塑性,也为制定更具针对性的防控措施提供了指导作用。     

氮沉降和接种菌根真菌对灌木铁线莲非结构性碳水化合物及根际土壤酶活性的影响

【目的】通过研究氮沉降和接种菌根真菌处理对植物根际土壤酶活性和非结构性碳水化合物含量的影响,探讨全球氮沉降变化背景下植物根际微生态环境及植物生长的应对策略。【方法】以1年生盆栽灌木铁线莲单一接菌(根内根孢囊霉,编号+R;摩西斗管囊霉,编号+F)、混合接菌(根内根孢囊霉和摩西斗管囊霉体积比1:1的混合菌剂,编号+RF)的菌根苗和非菌根苗(未接菌,编号-M)为研究对象,设置4个氮沉降处理试验,即不施氮[CK,0 g/(m²·a)]、低氮[LN,3 g/(m²·a)]、中氮[MN,6 g/(m²·a)]、高氮[HN,9 g/(m²·a)],测定1年生灌木铁线莲苗木非结构性碳水化合物(NSC)[可溶性糖(SS)、淀粉(ST)],以及根际土壤酶[β-1,4葡萄糖苷酶(BG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-1,4-N-乙酰-氨基葡糖苷酶(NAG)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)]等指标。基于单因素方差分析、双因素交互作用分析和相关性分析方法,在氮沉降量增加的背景下,研究不同接菌处理对苗木根际土壤碳、氮、磷相关酶活性及苗木各器官内非结构性碳水化合物分配的影响,从而探讨接菌处理下各指标对不同氮沉降水平的响应差异。【结果】①除BG活性外,氮沉降、接种菌根真菌及二者交互作用显著影响灌木铁线莲根际土中氮、磷相关酶活性。HN处理下,接种菌根真菌显著降低苗木根际土壤NAG活性。-M处理下,与磷相关的根际土壤ACP和ALP活性在HN条件下显著增加。+R和+F处理下,ALP均在HN处理达到最大。②氮沉降、接种菌根真菌及二者交互作用显著影响灌木铁线莲苗木非结构性碳水化合物。氮沉降处理下,各接菌处理苗木SS、ST和NSC含量高于未接菌处理苗木的,且在+F处理苗木的SS、ST和NSC含量均达到最大。③在LN、MN和HN处理下,-M处理苗木的各器官NSC含量大小顺序为茎<根<叶,而接菌处理苗木的各部位的大小顺序为根<茎<叶。HN处理下,+F处理苗木根内ST和NSC含量达到最大值,茎和叶内SS和NSC含量均达到最大值。④氮沉降和接种菌根真菌处理下,SS、ST、NSC含量与土壤氮相关的NAG活性显著负相关,而与磷和碳相关的酶显著正相关;其中苗木非结构性碳水化合物与磷相关土壤酶ALP活性的相关性系数最高,与碳相关土壤酶BG活性相关性系数最低。【结论】氮沉降和接种菌根真菌处理对灌木铁线莲苗木根际土壤氮、磷相关酶活性的影响高于对根际土壤碳相关酶活的影响,氮沉降处理显著增强菌根苗根际土壤磷酸酶活性。氮沉降背景下,接菌处理提高了苗木非结构性碳水化合物含量,其中接种摩西斗管囊霉的效果最为显著,且明显增加了高氮环境中苗木对根中非结构性碳的分配。     

丛枝菌根(AM)真菌对大青杨苗木根系的影响

应用丛枝菌根(AM)真菌对大青杨苗木进行人工接种,摩西球囊霉(Glomus mosseae)、根内球囊霉(G.intraradices)、弯丝球囊霉(G.sinuosa)、地表球囊霉(G.versiforme)都与盆栽大青杨苗木形成菌根复合体。菌根化苗木的主根长、地径、侧根数、根生物量均与对照苗木差异显著。苗木生物量的累积与菌根侵染率呈显著正相关(P<0.05),证明大青杨为菌根依赖性树种。G.mosseae和G.intraradices侵染率分别是64.4%和67.4%,侵染效果最好。菌根真菌使苗木根系体积增大、总吸收面积增加,特别是使苗木根系的活跃吸收面积显著增加,其中接种G.mosseae的苗木根系活跃吸收面积比是对照处理的1.64倍。根系中活跃吸收面积比与磷、钾元素含量呈显著正相关。苗木生长的盛期和末期,菌根化苗木根系过氧化物酶活性显著高于对照,而在生长后期却显著低于对照(P<0.05)。由于受菌根真菌的影响,苗木根系多酚氧化酶活性显著高于对照(P<0.05),在苗木生长盛期酶活性最强,不同菌种接种的苗木间差异不显著。     

甜菜碱处理种子对小麦和玉米幼苗抗盐性的效应

在不同盐度下用不同浓度的甜菜碱溶液处理小麦和玉米种子，结果表明，小麦幼苗的游离脯氨酸含量地上部分和根部都比对照高，玉米幼苗的游离脯氨酸含量地上部分高于对照，根部低于对照；小麦和玉米叶片的质膜透性都明显减小．初步证明，用甜菜碱处理小麦和玉米种子与其幼苗的抗盐性有一定关系     

大蒜根系分泌物分离、鉴定及其对烤烟的化感作用

为了解大蒜（Allium Sativum L.）根系分泌物主要成份对烤烟的化感作用，通过气质联用仪（GC/MS）测定了大蒜根系分泌物的成份，并选用大蒜根系分泌物的2种主要成份，研究其对K326种子萌发及其幼苗生长、成苗叶绿素含量和根系活力的影响。试验结果表明：大蒜根系分泌物主要成份对K326种子的发芽率、化感效应指数、发芽指数以及其幼苗的苗高、根长、鲜重均有不同程度的抑制，随着大蒜根系分泌物主要成份浓度的增加，抑制率也逐渐增大，均达差异显著水平。而该主要成份对K326成苗叶绿素的含量和根系活力的抑制作用不明显，这将为研究大蒜与烤烟合理耕作制度的建立奠定基础。     

Influences of double aerial CO2 concentration on plant root surface area and viability and infection intensity of vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi

Using recently developed methods for root research, an investigation initiated concerning effects of doubled atmospheric CO2 concentration on root surface area and infection of vesicular-arbuscu-lar mycorrhizal (VAM) fungi in seedlings of maize, wheat and soybean. Results showed that doubled CO2 concentration significantly extended root system surface area and promoted VAM fungal infection intensity and viability. However, interspecific variation existed in these responses. It is suggested that plant community succession would be changed due to altered characteristics of roots among species in the future climate.