毛竹入侵对落叶阔叶林土壤理化性质和胞外酶活性的影响

【目的】研究毛竹(Phyllostachys edulis)入侵亚热带北缘落叶阔叶林对土壤理化性质和土壤胞外酶活性的影响,为探究毛竹入侵条件下森林生态系统养分循环过程与固碳潜力及森林的毛竹入侵治理提供科学依据。【方法】在毛竹入侵样带上,选择落叶阔叶林(麻栎林Quercus acutissima)、竹阔混交林(混交林)和毛竹林3种林分为研究对象,采集其林下地表0~10 cm土壤,进行土壤理化性质和土壤酶活性的测定,包括土壤pH、含水率和有机碳、全氮、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、全磷、有效磷含量,以及β-葡糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AcP)、酚氧化物酶(POX)、过氧化物酶(PER)活性和酶计量(V_(C/N)、V_(N/P)、V_(C/P)),比较不同林分的土壤指标。【结果】①随着毛竹入侵,毛竹林土壤pH值和含水率显著增大,且与混交林、麻栎林差异显著(P<0.05);其土壤有机碳、NO_(3)^(-)-N和全氮含量显著下降(P<0.05),NH_(4)^(+)-N、有效磷和全磷含量与混交林、麻栎林差异不显著。②土壤碳、氮和磷循环相关的水解酶(BG、NAG+LAP、AcP)活性均随毛竹入侵呈下降趋势,氧化酶(POX、PER)活性变化趋势与之相反;酶计量分析表明,毛竹林土壤的V_(N/P)显著低于混交林和麻栎林(P<0.05),而V_(C/N)、V_(C/P)在不同林分间差异不显著。③酶活性的矢量分析表明,毛竹林土壤微生物的磷限制程度高于混交林和麻栎林。④土壤水解酶活性与土壤有机碳、NO_(3)^(-)-N、全氮、有效磷含量或pH有显著相关关系,氧化酶活性与土壤性质相关性总体不显著。【结论】毛竹林取代落叶阔叶林(麻栎林)后,土壤有机碳和养分含量及相关水解酶活性降低,不利于原有落叶阔叶林土壤碳库与养分库的保存。

不同优势树种菌根类型差异对土壤胞外酶活性的影响

土壤酶作为微生物代谢指标,在森林生态系统土壤碳和养分循环过程中发挥着重要作用,是土壤质量的重要指标。针对不同优势树种的内生菌根(AM)和外生菌根(ECM)所占比例差异,设置4种菌根类型比例梯度(即林分中ECM树种所占比例为<25%、25%—50%、50%—75%、>75%),分析4种林分中土壤水解酶[β-葡糖苷酶(BG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)]和过氧化物酶(PER)活性差异,运用方差分析和多重比较分析方法,探究水解酶和氧化酶沿菌根类型梯度的变化规律及原因。结果表明:(1)lnBG和ln(NAG+LAP)与lnAP的回归斜率小于1,且AP远大于BG和NAG+LAP,这表明森林土壤微生物受磷(P)限制更严重,随着林分中ECM优势树种的增加,微生物受碳(C)和P限制的状况得到缓解;(2)土壤有机碳(SOC)随着ECM树种占比的增加而增加,ECM森林比AM森林表现出更高的全氮(TN)和全磷(TP)含量;(3)随着林分中ECM树种占比的增加,BG、AP和NAG+LAP呈逐渐显著增加的趋势(P<0.05);但氧化酶活性差异不显著;(4)土壤水解酶活性与铵态氮、硝铵比、TN、TP、SOC有显著相关关系,氧化酶活性只与土壤水分(SM)含量呈现显著相关性。研究支持资源分配理论,验证了土壤胞外酶活性随AM和ECM菌根比例变化而呈现梯度变化,证实了菌根——养分经济模型的适用性,研究结果可加强对不同菌根梯度林分土壤理化性质和酶活性的可预测性,有助于生物地球化学循环模型的补充与完善。

外源养分对麻栎细根生长形态及氮磷含量的影响

【目的】研究添加外源养分对麻栎细根生长特征、形态特征和养分特征的影响,探讨细根在不同富养斑块的觅养特征,为研究细根养分捕获策略提供理论支撑。【方法】以林龄约30年的麻栎为研究对象,采用原位根系生长袋法,设置对照(CK)、氮添加(N)、磷添加(P)、多养分添加(NPK)、凋落物添加(F)共5个处理,探究细根生长特征(细根生物量、总根长)和形态特征(平均直径、比根长、组织密度、比表面积、分枝比、分枝强度)以及细根中N、P含量对养分添加的响应规律。【结果】(1)与CK相比,NPK处理麻栎1~3级细根的总根长及生物量均显著增加(P<0.05);而N处理总根长和生物量均表现出降低趋势,但差异并未达到显著水平(P>0.05)。(2)不同外源养分对麻栎细根形态特征的影响并不一致。与CK相比,P、NPK、F处理总体使麻栎细根直径减小,而N处理使3级根直径显著增加(P<0.05),细根的组织密度、比根长和比表面积对4种养分添加处理响应并不敏感。与CK相比,P、NPK和F处理对细根分枝比和分枝强度无显著影响(P>0.05),但N处理使2~3级细根的分枝比和分枝强度显著增加(P<0.05)。(3)N、P、NPK、F 4个处理细根的N含量均高于CK,其中N、NPK处理与CK之间均存在显著差异(P<0.05),较CK增幅分别为102.3%和77.0%;N及F处理细根P含量与CK之间无显著差异(P>0.05),但NPK和P处理细根的P含量均较CK显著增加(P<0.05),其中以NPK处理最高,较CK的增幅为128.8%。【结论】同时增加土壤N、P养分时,麻栎通过增殖根长和细根生物量来获取更多的养分,而将N、P肥单独作为外源养分添加时,麻栎则通过改变细根形态特征来提高对土壤养分的吸收能力,添加凋落物对麻栎细根生长形态特征无明显影响,可知麻栎对不同类型外源养分具有不同的吸收策略。

改性豆类蛋白对高岭土和淀粉废水絮凝作用的效果

本文通过对黄豆和黑芸豆蛋白的甲基化与去酰胺化的改性处理,研究了黄豆和黑芸豆蛋白官能团改性后对高岭土悬浮液和淀粉废水的絮凝作用。研究表明,甲基化改性黄豆蛋白可使高岭土悬浮液透光率下降11.99%,而甲基化改性黑芸豆蛋白则使高岭土悬浮液透光率上升3.28%;去酰胺化改性的这两种蛋白可使高岭土悬浮液透光率上升28.74%和18.53%。甲基化改性黄豆和黑芸豆蛋白可使淀粉废水透光率上升9.35%和2.18%;去酰胺化改性的这两种蛋白可使淀粉废水透光率上升21.19%和18.73%。去酰胺化改性黄豆和黑芸豆蛋白絮凝效果优于甲基化改性黄豆和黑芸豆蛋白絮凝效果。