杨树人工林土壤细菌DNA的提取与扩增

土壤微生物多样性反映土壤生态系统健康程度,对土壤养分循环发挥决定作用,并在很大程度上影响林地生产力.为研究人工林长期经营对土壤微生物多样性的影响,本研究以杨树人工林为研究对象,取连作林地根际和非根际土壤,采用MOBIO PowerSoil DNA Isolation kit试剂盒提取土壤中微生物基因组DNA,并进行16S rDNA V3区扩增.结果表明:6种杨树人工林土壤中均能提取出微生物基因组DNA,基因组DNA片段大于2 000 bp,且DNA带型清晰完整,无明显降解,为后续土壤细菌的PCR扩增提供了良好模板;6种土壤基因组DNA在电泳图中的亮度不一,其中Ⅰ代林根际土壤(B3)微生物DNA条带最亮,Ⅲ代林非根际土壤(FB18)微生物DNA条带亮度最弱,经检测,B3样品DNA含量约为6.9 ng·cm-3,而FB18仅有2.0 ng·cm-3左右;选用27F/1492R和F338-GC/R518两对引物,采用巢式PCR策略,成功扩增出杨树人工林土壤细菌16S rDNA V3区DNA,片段大小为220 bp左右.     

鲁中南山区松树人工林近自然经营效果分析

近自然抚育作业于徂徕山林场、泰山林场和明光寺林场进行，采用目标树抚育作业方式，对不同林分进行间伐处理，时长分别为2、10和3年。结果表明，与对照相比，抚育处理后林分平均胸径、树高和冠幅较对照提高3.13%~12.89%、3.03%~8.91%和2.75%~25.91%；林分生长速度加快，保留木的胸径、树高和冠幅年生长量分别提高21.43%~66.67%、9.21%~26.15%和64.29%~300%；林下灌木层植物种类增多，出现侧柏、臭椿等喜光物种；油松纯林和松栎混交林中草本植物多样性改善，Simpson、Shannon-wiener和Gleason指数分别提高0.95%~1.93%、5.33%~10.43%和4.67%~18.18%，马唐、大油芒、羊胡子草等植物重要值提高；另外，抚育间伐后林下土壤pH提高0.77%~3.78%，土壤容重降低5.48%~12.68%；同时，过氧化氢酶、土壤磷酸酶、土壤蔗糖酶、土壤脲酶活性较对照分别提高6.74%~29.33%、4.79%~4.99%、2.13%~10.34%和1.25%~25.56%。近自然抚育间伐在一定程度上可以促进林分生长量积累、丰富林下植物多样性、改善林下土壤质量。     

杨树人工林连作土壤中酚酸积累规律及对土壤微生物的影响

对大田不同连作类型黑杨人工林根际土壤取样,利用高效液相色谱法分析土壤中酚酸物质的含量及其变化规律。结果表明:第一代、第二代连作I 69杨和I 69更替连作三代林林地土壤中均含有对羟基苯甲酸、苯甲酸、香草醛、阿魏酸、肉桂酸5种酚酸类物质;第二代和更替三代林土壤中酚酸总含量分别是第一代林的13787％和6418％,差异显著;5种酚酸物质中阿魏酸含量逐代降低,苯甲酸和肉桂酸含量则逐代增加,对羟基苯甲酸和香草醛的含量则表现为更替三代林低于二代连作林。外源引入酚酸物质后,5种酚酸对真菌、放线菌、氨化细菌、好气性纤维素分解菌均有影响。微生物数量随不同酚酸处理浓度增加呈现先增加随后下降的变化趋势,但对羟基苯甲酸各浓度处理对真菌、放线菌和氨化细菌均表现为抑制作用,唯独对纤维素分解菌为刺激作用;香草醛各浓度对放线菌均表现为抑制作用,阿魏酸和肉桂酸对纤维素分解菌均为抑制作用。     

光质和光照时间对银杏叶片黄酮、内酯含量的影响

通过大田和盆栽试验研究了光质及光照时间对银杏叶黄酮和内酯含量的影响。结果表明:长波段的光(如红光)不利于黄酮和内酯类物质的积累而有利于植株的生长;短波段的光不利于生长但有利于黄酮和内酯类物质的积累。光质也影响银杏叶光合速率、PAL活性和相对生长量的大小。光照时间对银杏叶黄酮和内酯类物质含量、PAL活性无显著影响,但对植株的光合速率和相对生长量有显著的影响。     

关于连作人工林衰退机理几个热点问题的探讨

工业人工林培育和健康经营事关我国木材战略安全。连作人工林衰退机理成为林业领域的热点问题。结合当前连作人工林衰退机理研究的发展趋势,从化感效应、养分循环、根系周转3个方面阐述了当前该领域研究的热点问题。通过构建连作人工林衰退机理概念模型,阐述了各生态因子的相互关联性,指出多因素的叠加效应将导致连作人工林生产力衰退,以期为今后此方面的研究提供思路。     

杨树不同根序细根形态对酚酸的响应

【目的】细根生长与森林生产力的关系十分密切,而酚酸在根际的累积可能影响杨树根系形态建成及生物量分配进而影响生产力。笔者通过模拟杨树人工林根际酚酸环境,探究杨树幼苗根系形态建成对酚酸的响应,深入揭示根-土界面性质改变对林木根系生长的影响,为探明人工林根际过程和林分生产力之间的关系提供参考。【方法】以改良Hoagland 营养液为基础,参照连作二代杨树人工林土壤酚酸含量配制溶液并进行杨树幼苗培养。采集杨树幼苗根系,按50%的比例选取细根 (根径D < 2 mm) 样本并按根序进行分级,制作1~5级根序细根石蜡横剖面切片。采用根系扫描仪结合分析软件获得各根序细根的长度、直径,利用光学显微镜观察各根序细根的剖面直径、维管束(中柱)直径等参数,并计算比根长、根组织密度、维根比等。采用Origin Pro 8.0进行数据的差异显著性检验并作图,分析细根形态特征和剖面结构参数的相关性。 【结果】酚酸处理显著减少了杨树幼苗根系生物量。1~5级根序细根的生物量在对照和酚酸处理间无显著差异,但其所占生物量比例显著增加。酚酸处理总体抑制了杨树幼苗细根的伸长生长,1~3级根序细根的长度显著低于对照。酚酸处理具有增大杨树根系直径的效应,但1~5级根序细根的表面积在酚酸处理下均较对照显著下降。酚酸处理显著影响了杨树幼苗各根序细根的比根长和根组织密度,使比根长显著下降而根组织密度显著增大。此外,酚酸显著影响了杨树幼苗根系的生长发育,酚酸处理下1~5级根序细根的维根比显著增大,根系内输导组织分化显著。【结论】酚酸对杨树细根生长发育具有一定抑制作用,酚酸处理下不同根序细根形态的变化体现了根系功能的改变,这将影响根系吸收进而对杨树地上部分的生长产生抑制。不同根序细根形态建成的差异性也在一定程度上反映出酚酸影响下杨树根系的生长策略。     

基于高通量测序技术的连作杨树人工林土壤细菌多样性研究

土壤细菌在土壤微生物中占有重要地位,在土壤环境中具有十分重要的生态功能。为了了解杨树人工林根际和非根际土壤的细菌群落结构,明确连作对杨树土壤细菌多样性的影响,采用454焦磷酸测序技术对连作杨树人工林根际土壤和非根际土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,根际土壤共得到了3 036个OTU,非根际土壤共得到了3 051个OTU,两组样品共同包含的OTU共有1 404个。两组土壤的共有细菌群落有12个,其中Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria为优势菌群。从丰富度指数Chao1和多样性指数Shannon角度分析,发现连作导致根际土壤和非根际土壤细菌的丰富度和多样性都有所下降,且根际土壤细菌群落的改变更为显著。     

盐胁迫对西南卫矛生长及光合特性的影响

以西南卫矛(Euonymus hamiltonianus Wall. ex Roxb.)为试材,设置4个NaCl质量浓度(0、2.0、4.0、6.0 g·L^-1)处理,通过对其叶片光合气体交换参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间CO₂浓度)、生物量、相对电导率、叶绿素含量及叶绿素荧光动力学特征的测定,分析了盐胁迫对西南卫矛生长与光合特性的影响。结果表明:与对照相比, 2.0、4.0、6.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值和水分利用效率显著降低,胞间二氧化碳浓度显著升高,叶片最大光化学效率和单位面积有活性的反应中心数目均显著降低, OJIL曲线中K点和J点均大幅上升,叶绿素含量显著降低; 2.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛根冠比和相对电导率与对照差异均不显著,而4.0、6.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛根冠比和相对电导率显著升高。表明西南卫矛对低浓度盐胁迫有一定的耐受能力,但高浓度盐胁迫会对西南卫矛造成影响,抑制PSⅡ活性,降低光化学效率,降低植株对营养物质的吸收和利用,使植株的生长受到阻碍甚至死亡。     

基于宏基因组测序技术分析连作对杨树人工林土壤微生物群落的影响

为了了解连作人工林土壤微生物群落的演变动态,以Ⅰ代和连作Ⅱ代杨树人工林为研究对象,提取土壤微生物基因组DNA并进行宏基因组测序分析,结合土壤酚酸含量测定,分析阐明连作杨树人工林土壤微生物群落演变动态及其与土壤酚酸类化感物质累积的相关性。结果表明:杨树人工林土壤中共检测到细菌域微生物类群8个门63属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌群,Ⅰ代和连作Ⅱ代林之间土壤微生物群落多样性和均匀性没有显著变化。连作Ⅱ代林土壤中9属微生物丰度显著升高(P0.05),7属微生物丰度显著下降(P0.05),连作对杨树人工林土壤微生物群落组成和丰度有显著影响(P0.05);参与DNA修复与蛋白重组,次生代谢物的合成、转运与代谢等代谢功能的基因丰度显著下降(P0.05)。连作Ⅱ代林土壤酚酸总量显著升高(P0.05),并与土壤微生物群落组成和丰度显著相关。