祁连山东段退化高寒草地修复过程中土壤微生物生物量变化

为探究退化高寒草地修复过程中土壤微生物生物量的变化规律和最佳修复年限,本研究以人工沙棘林(Hippophae rhamnoides Linn.)修复的祁连山东段哈溪双龙沟废弃矿区不同修复年限(2 a,5 a,10 a)及未修复治理(CK)的12个样地为研究对象,采用时空替代法,研究分析了土壤微生物生物量的季节变化特征及动态转变规律。结果表明:表层土壤微生物生物量整体高于深层土壤;土壤微生物量碳(Soil microbial biomass carbon,SMBC)含量随修复年限增加而显著增加,土壤微生物量氮(Soil microbial biomass nitrogen,SMBN)含量在极小范围内波动式变化,含量最高分别为194.38 mg·kg^(-1)和51.90 mg·kg^(-1),同0 a相比增加91.36%和90.70%,土壤微生物量磷(Soil microbial biomass phosphorus,SMBP)含量先急剧变化后趋于稳定;不同土层的SMBC含量随修复年限的增加其季节变化规律大致相似,秋季含量最高,冬季次之,春夏季较低,SMBN的季节性变化规律基本与之相似且整体处于相对稳定状态,SMBP处在漫长的累积过程中且冬季含量较高。本研究结果表明,修复5 a左右是该区域土地修复利用及综合治理的关键时期。

以鸡蛋壳为致孔剂制备多孔海藻酸钠水凝胶小球及其性能

以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)为原料,鸡蛋壳粉末为致孔剂制备得到了多孔SA/PVA水凝胶小球,以溶胀率为主要指标,通过单因素条件实验对不同鸡蛋壳质量分数、盐酸浓度、SA/PVA质量比和交联方式等因素进行优化,确定了水凝胶小球的最佳制备条件。通过对其结构、形貌的表征,探讨了其结构与性能的关系。实验结果表明,各因素对水凝胶小球的微观形貌及溶胀率等均有一定影响,随着致孔剂用量和盐酸浓度的增大,水凝胶小球的溶胀率均呈现先增大后减小的趋势;而SA与PVA质量比不但会影响水凝胶小球的成球性能,也会影响小球孔结构;当鸡蛋壳质量分数为20%、盐酸浓度为1 mol/L、SA/PVA的质量比为1∶1.5以及采用化学交联法时,制备得到的水凝胶小球溶胀率最大,为1 033.21%,扫描电镜观察到在该条件下制备得到的小球表面具有丰富、连接紧密且稳定的多孔结构,孔形状规则且分布均匀,便于水分子在更多的渠道迅速通过,使得溶胀性能有较大改善。通过红外光谱分析揭示了交联机理:经化学交联后,Ca^(2+)与SA中的—COO—形成络合,硼酸根离子与PVA交联,形成双重交联结构。通过热失重分析表明,最佳制备条件下的水凝胶小球的质量损失最大时的温度为440℃,相较于SA、PVA和鸡蛋壳粉末均有较大提高,表明耐热性能得到了改善。研究为以鸡蛋壳粉末为致孔剂制备多孔水凝胶材料提供了一定的理论和实验基础。

11份草地早熟禾种质材料对PEG-6000胁迫的生理响应和耐旱性评价

为鉴定评价11份不同草地早熟禾种质材料幼苗的耐旱性,将种子播种于育苗钵中,待幼苗生长至4~5片真叶时进行15%PEG-6000模拟干旱胁迫处理。测定相对含水量(RWC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)含量。结果表明:在干旱胁迫下,11份草地早熟禾种质材料RWC和Chl含量显著降低,而SOD、POD、CAT、Pro、MDA和SS含量均有不同程度的增加;利用隶属函数法分析得出11份供试材料耐旱性强弱排序依次为10-202>秦州>橄榄球>午夜2号>清水>10-130>09-085>天水>解放者>蓝月>09-61。因此10-202和秦州可作为选育耐旱品种的候选材料。

祁连山不同类型草地土壤细菌群落特征研究

祁连山是我国西部重要的生态屏障,拥有大量的草地资源。研究草地土壤细菌群落组成及其与土壤环境因子间的关系,可对维持草地生态及了解祁连山土壤细菌群落组成提供一定的数据基础。采用高通量测序技术检测并分析了祁连山默勒镇3种类型草地(高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸)0~10 cm土壤细菌群落结构及多样性,并对上述土壤细菌群落与土壤理化因子的相关性进行了系统的研究。结果表明:1)沼泽化草甸土壤全氮、全磷、有机质碳、含水量和硝态氮显著高于高寒草甸和人工草地(P<0.05)。2)3地共测得有效序列1022446条,以97%的一致性将序列聚类,高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸OTU聚类均值分别是4917、5233、5075条。3)Shannon和Simpson多样性指数3地间差异不显著,Chao1指数表现为人工草地>高寒草甸>沼泽化草甸(P<0.05)。4)在门水平上,3地均以变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门为主要类群;在属水平上,表现出不同类型草地细菌富集类型不同。5)有机质碳、全磷、土壤含水量与土壤细菌群落的组成表现出极显著相关(P<0.01)。综上,祁连山地区小生境内3种草地土壤微生物群落存在差异,有机质碳、全磷、土壤含水量是影响群落的主要驱动因子。