溶磷菌混施对土壤微生物群落及毛竹生长的影响

【目的】低磷低利用限制了酸性红壤的初级生产力。溶磷微生物作为磷素活化的主要执行者,能活化土壤磷素,加速土壤磷组分的循环,但其复合菌液对土壤磷素的转化机制尚不明晰。因此,试验通过向毛竹根际接种溶磷菌复合菌液,探究毛竹根际土壤磷素循环的机制及其对毛竹生长的影响。【方法】试验以盆栽毛竹为供试植物,以浇灌的方式向盆栽毛竹根际接种4种不同的溶磷菌复合液:劳尔菌(Ralstonia sp.)+雷伯氏菌(Klebsiella sp.)+肠杆菌(Enterobacter sp.)、劳尔菌+雷伯氏菌、劳尔菌+肠杆菌和雷伯氏菌+肠杆菌,空白对照接种等体积的去离子水,在大棚培育90 d后,测定毛竹根际土壤养分、微生物群落及毛竹生长指标,探究溶磷菌混施对毛竹生长、土壤化学性质、磷循环功能基因的丰度及微生物群落的影响。【结果】溶磷菌混施后,土壤无机磷溶解和有机磷矿化基因相对丰度分别比磷饥饿相关基因及磷吸收和转运相关基因相对丰度增加438.66%和383.15%,从而编码土壤磷酸酶矿化土壤有机磷,显著提高了土壤有效磷含量。溶磷菌混施提高了毛竹土壤速效钾、铵态氮、硝态氮的含量,改变了土壤pH,导致土壤微生物群落结构发生变化,且Verrucomicrobia(疣微菌门)和Nitrospirae(硝化螺旋菌门)在3株溶磷菌混合处理下显著富集。土壤速效养分的增加有利于毛竹的吸收利用,导致毛竹根系活力及叶绿素含量增加,从而增强毛竹根系从土壤中汲取养分的能力和增强叶片光合作用,加速毛竹生物量的积累。溶磷菌接种显著增加了毛竹的苗高、地径及生物量,且在3株溶磷菌混施下毛竹苗高、地径和生物量均最大,分别为61.57 cm、4.54 cm和17.00 g。【结论】溶磷菌混施种促进了盆栽毛竹土壤酶活性、磷循环功能基因及微生物群落结构转化土壤养分,加速毛竹吸收土壤速效养分,增加毛竹生物量,且3株溶磷菌混合接种后的效果最佳。研究结果可为土壤磷素肥力挖掘和亚热带植物科学施肥提供一定的理论依据。

不同林龄陈山红心杉根际与非根际土壤碳、氮、磷化学计量特征

生态化学计量在研究生态系统动态变化和功能方面具有重要作用。为阐明林龄对土壤养分含量的影响及为森林经营提供科学依据,研究了不同林龄(5、10、20和40年)陈山红心杉根际和非根际土壤有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量比。结果表明:根际和非根际土中,有机碳分别介于13.05~37.00、9.18~33.06 g/kg,全氮分别介于1.20~3.22、1.40~3.89 g/kg,全磷分别介于0.23~0.68、0.28~0.84 g/kg,C∶N分别介于9.60~15.70、6.54~8.87,C∶P分别介于33.90~95.84、23.31~56.13,N∶P分别介于3.14~8.78、3.56~6.74。根际有机碳、C∶N和C∶P大于非根际,其余在根际和非根际间无显著差异。随着林龄的增加,有机碳、全氮含量及C、N、P生态化学计量比均先降低后升高,土壤全磷含量呈下降趋势。相关性表明C∶N和C∶P主要受有机碳的影响,而N∶P受全氮的影响大于全磷。因此,在森林经营过程中,须注意监测土壤养分含量及生态化学计量特征的动态变化,并应考虑根际和非根际土壤的差异性。

施肥对毛竹地上器官NPK含量及养分积累的影响

对江西省永丰县官山林场4种施肥处理(45%矿渣肥、39%矿渣肥、毛竹专用肥和对照)毛竹地上部分营养器官N、P、K养分含量及其随年龄增加的变化规律和养分积累、空间分配规律进行研究。结果表明,施肥对毛竹地上器官NPK含量和养分积累具有明显影响。3种施肥处理均能显著提高毛竹地上器官的平均NP含量,毛竹专用肥处理毛竹地上器官平均K含量显著大于对照,而矿渣肥处理毛竹地上器官平均K含量显著小于对照,可能是由于矿渣肥K素配比较低导致;不同器官中,45%矿渣肥处理N含量及各施肥处理K含量在毛竹地上器官中总体表现为叶>秆>枝,其余各处理地上器官NP含量均表现为叶>枝>秆,各营养元素含量大小顺序为N>K>P;矿渣肥处理中N元素积累量最高,毛竹专用肥和对照中K元素积累量最高,均以P元素积累量最低;施肥能够有效提高竹林地上器官对NPK养分含量的积累,N元素积累量为45%矿渣肥>39%矿渣肥>毛竹专用肥>对照;P元素积累量为45%矿渣肥>毛竹专用肥>39%矿渣肥>对照;K元素积累量为毛竹专用肥>45%矿渣肥>39矿渣肥>对照;总积累量为45%矿渣肥>毛竹专用肥>39%矿渣肥>对照。矿渣肥提高了枝营养元素分配比例,毛竹专用肥提高了叶营养元素分配比例。由此可见不同肥料对毛竹生长影响不同,应根据立地条件和经营目标合理选择肥料。

赣南毛竹根际土壤微生物群落结构的PLFA分析

根际土壤微生物是土壤生态系统中最活跃的组分,在养分循环、有机质分解等生态过程中起着重要作用,对根际微生态系统具有重要意义。以赣南毛竹林为对象,利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)法分析了不同年龄毛竹根际土壤微生物群落结构特征。结果表明:赣南毛竹根际土壤PLFA含量为3.97±0.51μg/g,不同菌群微生物PLFA含量表现为细菌(2.74±0.35μg/g)>真菌(0.48±0.07μg/g)>放线菌(0.33±0.05μg/g)。毛竹根际土壤PLFA单体含量间的结构格局不受年龄的影响,但各PLFA单体含量、各类群微生物PLFA含量、真菌/细菌(F/B)、饱和支链/单不饱和脂肪酸(SAT/MONO)随着年龄的增加呈现先增加后降低的变化趋势,以II度竹根际土壤最高(表征原生生物的20∶4ω6,9,12,15c以III度竹最高),cy/pre变化趋势与之相反。根际土壤总PLFA含量、真菌和G-在不同年龄间差异显著。毛竹根际土壤微生物群落结构在不同年龄间差异显著,表现为II度竹根际土壤微生物群落结构明显区别于其他年龄。i14∶0、a15∶0、cy17∶0和18∶1ω7c(细菌生物标记)对主成分1的贡献率最大,20∶4ω6,9,12,15c(表征原生生物)、18∶1ω9c和18∶2ω6,9c(表征真菌)及i16∶0(表征细菌)对主成分2的贡献率较高。造成以上变化规律的原因可能是由于不同年龄毛竹鞭根活力特性不同引起,II度竹根际土壤微生物PLFA量和结构明显区别于其他年龄毛竹。因此,II度竹根际土壤微生物状况可能对竹林地土壤环境状况变化更敏感,可用其指示毛竹林地土壤环境状况。

陈山红心杉土壤养分、酶活性的根际效应及肥力评价

【目的】陈山红心杉是国家级林木良种,获国家地理标志保护。土壤肥力状况影响林木的生长,根际是植物与土壤物质直接交换的场所,研究不同林龄陈山红心杉根际和非根际土养分含量、酶活性及综合肥力状况,可进一步了解土壤养分状况随林龄的演变规律,为陈山红心杉的养分管理和合理经营提供理论依据。【方法】以江西省安福县陈山林场不同林龄陈山红心杉为试验对象,测定了根际和非根际土壤养分(有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾)含量和酶活性(过氧化氢酶、蛋白酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶),分析了根际效应随林龄的变化规律,并进一步通过主成分分析对土壤肥力进行了综合评价。【结果】林龄对土壤养分、酶活性具有显著影响,仅碱解氮、全氮和全磷在根际和非根际间无显著差异。养分和酶活性在根际和非根际土中随林龄变化趋势一致,反映了根际受植物根系和林地土壤的共同影响。随着林龄的增加,有机质、氮素养分(碱解氮和全氮)、钾素养分(速效钾和全钾)、蛋白酶、脲酶和磷酸酶活性先下降后上升,总体以10年最低;有效磷变化趋势与之相反,全磷呈下降的趋势;蔗糖酶活性呈"下降–升高–下降"的趋势,过氧化氢酶活性变化趋势与蔗糖酶相反。有机质、碱解氮和酶活性的根际效应为正效应(RE>0),其余均为负效应(RE<0,除20年全氮和40年有效磷外),有机质和有效磷的根际效应在林龄间差异显著(P<0.05)。陈山红心杉根际和非根际土壤肥力综合指数(IFI)介于–1.408~2.238,不同林龄土壤(根际和非根际)IFI变化趋势为5年(2.238、2.413)>40年(–0.313、0.065)>20 a(–0.773、–1.019)>10 a(–1.203、–1.408)。5年和40年土壤肥力综合指数表现为根际<非根际,主要由第二(蔗糖酶)、第三(速效磷和全磷)主成分得分导致;而10年和20年土壤肥力综合指数表现为根际>非根际,主要是由第一主成分(有机质、碱解氮、全氮、脲酶和蛋白酶等)得分导致。【结论】随着林龄的增加,土壤肥力下降,尤其是10年前后最低,后虽有所恢复,但不能恢复到第5年水平。因此,在林木生长过程中,应在树龄10年左右适当补充林地土壤氮、磷养分。

江西毛竹林土壤理化性质与养分吸附特性

为了了解江西省毛竹林土壤养分状况,采用常规和土壤养分系统研究法,分析了不同分布区毛竹林土壤理化性质和养分吸附特性。结果表明:不同分布区毛竹林土壤理化性质不同,但只有容重差异显著。容重以于都最大,崇义较小,土壤孔隙状况与之相反,持水性能变化规律不明显。不同分布区Fe、Mn、S和B较丰富,N、P、K低于临界值;崇义和兴国土壤Ca和Mg、于都土壤Zn、铜鼓土壤Ca、Mg、Zn和Cu均低于临界值。不同分布区间,于都土壤P、K和Cu吸附率最高,S、Mn、Zn和B吸附率分别以铜鼓、贵溪、兴国和崇义最高;兴国土壤K、S、Cu和Mn吸附率最低,铜鼓土壤P和Zn吸附率最低,B吸附率以贵溪最低。土壤理化性质对不同养分元素的影响不同;容重与土壤孔隙状况、容重与持水性能、有机质和p H与养分吸附率的相关性呈相反的趋势;养分元素吸附率与该元素养分含量呈不同的相关关系,有正相关(Mn和Zn)、负相关(S和Cu)和相关性不明显(P、K和B)。不同分布区养分元素含量的缺乏和丰富状况不同,在指导实际生产中,应充分考虑土壤养分状况和土壤对养分元素的吸附作用,采取合理的养分管理措施,从而达到环境友好、可持续的毛竹林经营。

赣南毛竹林土壤的渗透性特征

为研究赣南毛竹林土壤水源涵养功能,对崇义、兴国和于都3县毛竹林土壤持水能力、渗透性能等进行了研究。结果表明,赣南毛竹林土壤(0~20 cm)最大持水能力以毛管持水能力为主,介于998.34~1 054.83 t?hm^(-2),崇义最高,于都最低。土壤入渗能力随着土层深度的增加而降低,表层土壤入渗能力依次为崇义>兴国>于都;下层土壤入渗能力在不同区域间差异较小,土壤初渗率和平均渗透率依次为崇义>于都>兴国,稳渗率和渗透总量则为于都>崇义>兴国。主成分分析表明土壤水分入渗性能以崇义和兴国表层土壤最高,而兴国下层土壤最低。土壤水分入渗过程采用Kostiakov模型拟合效果最佳。土壤水分渗透能力与土壤容重显著负相关,与非毛管孔隙度和总孔隙度呈显著正相关,表明土壤容重和非毛管孔隙度是影响土壤渗透性能的主要物理性质。研究得出于都毛竹林表层土壤渗透性能、持水量能力较弱,应该采取适当的措施,以提高土壤水源涵养能力。

不同干扰程度对山地草甸土壤有机质及酸度的影响

针对亚热带山地草甸生态系统极端脆弱性、敏感性和人为干扰严重等问题,选择武功山主峰(金顶)周围(海拔1 880~1 913 m)为研究区,依据因人为干扰所造成的植被覆盖度相对百分数的减少率(%),设置无干扰、轻度干扰、中度干扰、重度干扰等4种处理,运用土壤养分系统研究法(简称ASI),开展不同干扰程度下不同土层深度(0~20 cm和20~40 cm)土壤有机质及酸度含量测定与分析。结果表明:(1)武功山山地草甸土壤为强酸性或极强酸性土壤,随着干扰程度的增加,上、下层土壤活性酸度逐步增强;交换性酸含量范围为1.8~3.4 cmol/L,呈现与活性酸相似的分布趋势;有机质含量丰富,不同处理土壤有机质含量范围为2.71%~4.15%,且上层土含量高于下层。(2)重度干扰土壤pH值与其他干扰水平具有显著差异(P<0.05);不同干扰水平土壤交换性酸含量无显著差异;重度和轻度干扰水平有机质含量在上层土壤中含量差异显著。不同深度土壤pH值无显著差异,在轻度干扰水平下不同土层深度土壤交换性酸及有机质差异显著。(3)土壤活性酸与有机质含量呈现负相关;土壤交换性酸则与有机质含量呈极显著正相关,二者之间的线性方程为y=0.343x+1.477(r^2=0.444)。

瑞金市林业发展现状、问题与建议

结合瑞金市当前的林业基本情况,指出了瑞金市林业发展存在的森林质量不高、林分结构不合理、林业基础设施条件较差、生态建设资金投入不足,现有重点林业生态项目计划太少、补助标准过低等主要问题,结合当前林业政策的目标任务提出了增加生态建设投入、提升生态建设水平、将生态公益林补助标准提高、设立赣江源生态补偿基金等林业发展建议。

溶磷菌肥对红壤磷组分及土壤肥力的影响

【目的】施用溶磷菌肥是缓解土壤磷素累积的方式之一,对提高红壤磷素利用率有重要作用。为揭示有机肥与溶磷菌肥施用下土壤磷组分的变化,探究施加溶磷菌肥对土壤肥力的影响,为溶磷菌肥的应用提供科学指导和理论参考。【方法】设置有机肥、溶磷菌肥、溶磷菌+EM混合菌肥、空白对照为试验处理,采用盆栽的方法,每个处理各6盆,于结实期取样测定不同施肥处理下红壤中各形态磷的含量,红壤速效钾、铵态氮、硝态氮的含量,测定高粱生物量、株高等指标。【结果】溶磷菌肥、溶磷+EM菌混合肥、有机肥处理下,中等分解态磷的含量分别为(63.92±4.30)mg/kg、(76.62±4.97)mg/kg和(69.67±2.39)mg/kg,相比空白对照(30.38±1.77)mg/kg,3种施肥处理下中等易分解态磷含量显著提高。溶磷菌肥处理下土壤HCl-P含量为(3.62±0.53)mg/kg,较有机肥处理减少了3.1 mg/kg,说明施溶磷菌肥相比施加有机肥能够减少土壤难溶性磷的累积;溶磷菌肥处理下红壤速效钾含量为(154.90±2.37)mg/kg,相比空白处理增加55.73 mg/kg;溶磷菌肥处理下土壤铵态氮含量为(4.34±0.10)mg/kg,相比空白对照增加1.58 mg/kg,土壤硝态氮为(0.53±0.20)mg/kg,相比空白下降0.99 mg/kg,说明溶磷菌肥能够显著提高土壤速效养分,提高土壤肥力。【结论】红壤施加溶磷菌肥能够显著提高土壤的速效养分,施加溶磷菌肥、溶磷+EM菌混合肥、有机肥均能够显著影响土壤磷素结构,溶磷菌肥、溶磷+EM菌混合肥能够显著减少土壤难溶性磷素的累积,从而显著增加土壤磷素的利用效率,显著增加土壤养分,适合推广以缓解土壤磷沉积问题。

不同林龄陈山红心杉土壤微生物群落结构特征

以不同年龄(5年、10年、20年和40年)陈山红心杉林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其土壤微生物群落结构与多样性.结果发现,陈山红心杉林土壤总PLFAs及各类群微生物PLFAs含量随年龄增加先下降后上升,真菌/细菌(F/B)变化不明显,G^+/G^-和SAT/MONO呈下降趋势,Cy/Pre及微生物群落多样性指标总体呈先升后降的趋势.林龄改变了土壤微生物群落结构,第一、二主成分贡献率分别为72.2%和25.0%,主要由不同林龄土壤理化性质引起.速效养分影响大于全量养分.Cy/Pre只在10年林龄大于0.5,反映环境胁迫可能导致了微生物PLFAs含量从10年林龄到20年下降,但这并未改变土壤生态系统的稳定程度.综上,不同林龄陈山红心杉林土壤微生物群落结构可反映土壤环境状况及养分可利用性,对陈山红心杉的丰产、高效、优质经营具有重要意义.(图4表3参39)

陈山红心杉根际土壤有机碳、氮含量及根际效应

陈山红心杉(Cunninghania lanceolata)是江西特有树种,获国家地理标志保护。目前关于其植物—土壤关系的研究较少。以不同林龄(5、10、20和40a)陈山红心杉为对象,研究了其根际和非根际土壤有机碳、氮含量和根际效应。结果表明:根际pH略小于非根际,有机碳和氮素总体上大于非根际。随林龄的增加,根际和非根际土壤有机碳和氮含量先降后增;有机碳、全氮和有机氮的根际效应先增后降;铵态氮、硝态氮和无机氮的根际效应先降后趋于平缓;pH和碱解氮的根际效应变化平缓。氮含量对根际和非根际土壤pH和有机碳的影响为全氮>无机氮>碱解氮;碱解氮和全氮的根际效应分别对pH和有机碳根际效应影响最大。随着林龄的增加,硝态氮的比重高于铵态氮,应注意反硝化作用可能造成的氮素流失,同时林地土壤养分下降,在10 a前后应注意林地有机质和氮素的补充,以防地力衰退。

溶磷菌Burkholderia ZP-4和Klebsiella ZP-2对土壤磷素的转化及细菌多样性的影响

【目的】探究溶磷菌接种对土壤磷组分及土壤细菌多样性和群落结构的影响,为亚热带地区土壤磷素形态的转化和利用提供科学依据。【方法】向土壤中分别接种溶磷菌Burkholderia ZP-4和Klebsiella ZP-2菌液,进行室内培养试验,采用高通量测序技术检测土壤细菌OTUs丰度,分析溶磷菌处理后土壤特性和细菌群落多样性的变化。【结果】溶磷菌显著降低了土壤pH值和有机质含量,使速效钾和速效氮含量显著增加。土壤H_(2)O-Pi、NaHCO_(3)-Pi、NaHCO_(3)-Po、NaOH-Pi和NaOH-Po含量均增加,但HCl-Pi和Residual-P含量显著降低。与CK相比,接种溶磷菌B.ZP-4和K.ZP-2处理后,土壤细菌的Simpson、Shannon、Chao1和ACE指数差异均不显著。在土壤细菌属分类学水平下,Olsenella、Fusobacterium、Streptococcus和Serratia等细菌的相对丰度显著增加。【结论】添加溶磷菌ZP-4和ZP-2显著降低了土壤pH值,提高了土壤速效养分含量,加速了磷组分的转化,显著改变了土壤细菌的群落多样性。因此,溶磷菌B.ZP-4和K.ZP-2通过改变土壤pH,提高土壤速效养分含量,从而诱导土壤细菌改变了土壤磷组分,加速了磷素形态的转化。