连续施用不同种类生物质炭对植烟土壤养分的影响

为了改良植烟土壤质量,探讨连续施用不同种类生物质炭对植烟土壤养分含量的影响,通过3 a大田定位试验研究了连续施用不同生物质炭(CK:不添加生物质炭;T1:添加烟秆炭;T2:废弃烟叶炭;T3:玉米秸秆炭)下植烟土壤中的养分含量。结果表明:(1)连续施用不同种类生物质炭能够显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,但对全磷、全钾以及碱解氮的作用并不显著。(2)在2018年采收期,3种生物质炭处理分别提高有机质10.26%、9.12%和6.96%,全氮10.36%、18.29%和9.03%,有效磷6.96%、18.57%和9.82%,速效钾16.53%、33.84%和13.05%。(3)随着试验年限的延长,添加烟秆炭对土壤有机质提升效果最好,其次是废弃烟叶炭,玉米秸秆炭最次;废弃烟叶炭提升土壤全氮、有效磷和速效钾效果最佳。综合分析来看,连续施用生物质炭能提高土壤养分含量,改善土壤肥力,以废弃烟叶炭效果最好,可大面积推广。

丛枝菌根真菌侵染率对喀斯特坡地坡位与灌木物种的响应

明确丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染率对喀斯特坡地坡位与物种的响应及其关键影响因子,是合理利用土壤AMF促进喀斯特植被恢复的前提。该研究在充分调查喀斯特峰丛洼地典型灌丛坡地环境背景信息的基础上,采用曲利苯蓝染色-镜检法检测并计算典型灌木黄荆(Vitex negundo)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)和火棘(Pyracantha fortuneana)根系AMF侵染频度、侵染强度和丛枝丰度等侵染率参数。结果表明:(1)相同坡位火棘的侵染频度、侵染强度和丛枝丰度均显著低于红背山麻杆和黄荆;下坡位黄荆和火棘的侵染强度均高于中、上坡位,而中坡位红背山麻杆的丛枝丰度显著高于上、下坡位(P<0.05)。(2)物种显著影响AMF侵染频度、侵染强度和丛枝丰度,坡位显著影响AMF侵染强度,物种与坡位的交互作用仅对AMF丛枝丰度有显著影响(P<0.05)。(3)影响AMF侵染率的关键土壤因子是土壤深度和全钾含量(P<0.05)。因此,合理利用土壤AMF促进喀斯特地区植被恢复需要考虑地形与物种的选择,并应注重兼顾喀斯特地区的水土保持。该研究结果为合理利用土壤AMF和植物的共生关系,促进喀斯特峰丛洼地生态恢复提供了科学依据。

桂西北喀斯特峰丛洼地典型灌丛植物种间关系及环境解释

喀斯特峰丛洼地典型灌丛群落物种种间关系分析对于深入认识群落结构特征及群落动态,探讨喀斯特灌丛物种共存机制具有重要的意义。本研究在详细的野外调查基础上,基于2×2列联表,采用方差比率法、χ2检验、Pearson相关系数检验和Spearman秩相关系数检验等方法,对桂西北典型喀斯特灌丛群落的30个木本植物优势种进行了种间关联和相关性分析;结合冗余分析(RDA)进行生态种组划分。结果表明,用来检测VR值偏离1的显著性W=195.31>χ2 0.05(100),说明群落总体间呈显著正关联;χ2检验中种对间正负关联比为1.38,反映群落种间联结性较强。种间相关分析中,Pearson相关系数检验与Spearman秩相关系数检验种间相关显著率分别为42.99%,51.03%,说明Spearman秩相关系数检验的灵敏度最高,更能反映群落种间相关性。根据30个优势种的环境适应性和主导生态因素,结合RDA排序,可将它们划分为3个生态种组,分别为黄荆生态种组,米念芭、三脉叶荚蒾生态种组,小芸木生态种组。在喀斯特植被恢复和植树造林的实践中,应充分考虑物种的生态习性和喀斯特生境的独特性,利用种间关系合理选择同一生态种组物种进行搭配种植。

红壤丘陵区土壤有机碳组分对土地利用方式的响应特征

土地利用方式影响土壤有机碳(SOC)及其组分,进而决定了碳库的稳定性.以林地为参照,分析我国红壤丘陵区农田(水田和旱地)SOC及其活性组分[可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)和颗粒有机碳(POC)]和惰性组分[矿物结合态有机碳(MAOC)]含量,探讨土壤有机碳组分对土地利用方式的响应特征.结果表明,与旱地和林地相比,水田SOC、 MBC、 POC和MAOC含量均为最高.DOC含量以林地显著高于旱地和水田(P<0.001).SOC各组分占SOC的比例,即DOC/SOC、 MBC/SOC、 POC/SOC和MAOC/SOC范围分别为0.22%~0.93%、 1.62%~2.70%、 31.08%~40.00%和43.22%~56.82%.活性组分(MBC和POC)含量与占比趋势一致,均以水田>林地>旱地.MAOC含量以水田最高、旱地最低,MAOC/SOC则以旱地最高、水田最低.相关分析表明,水田、旱地和林地中MBC、 POC和MAOC分别与SOC呈极显著正相关(P<0.001),而DOC与SOC及其它组分均无显著相关性(P>0.05);旱地、林地中POC与MBC呈极显著正相关(P<0.001);水田、旱地MAOC与MBC呈极显著正相关(P<0.001);3种土地利用方式下POC与MAOC呈极显著正相关(P<0.001),POC/MAOC以水田最大,旱地最低.因而,与旱地和林地相比,水田SOC的活性组分比例高、惰性组分比例低,且其活性组分POC与微生物生物量关系不紧密,而惰性组分与微生物生物量显著相关.综上,农业利用显著改变红壤丘陵区土壤有机碳及其组成,水田虽有利于SOC固持,但其不稳定性组分占比较高,可能容易因不当耕作管理而丢失.

季节与小生境对喀斯特灌丛土壤丛枝菌根真菌群落的影响

揭示喀斯特灌丛生态系统土壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落及其对异质性生境与季节变化的响应规律,对合理利用土壤AMF促进喀斯特退化生境的恢复具有重要的意义。以桂西北喀斯特峰丛洼地1 hm^2典型灌丛生态系统为研究对象,采用Illumina测序技术分析喀斯特灌丛两种主要小生境(石土面和土面)土壤AMF群落的季节变化特征及其影响因子。研究共发现AM真菌7科8属,球囊霉属/种为该地区优势属/种;土壤AMF群落组成结构季节差异显著(P<0.05),冬季土壤AMF的Shannon多样性和丰富度均高于夏季,但小生境类型及季节与生境类型的交互作用对多样性均无显著影响;冗余分析(Redundancy ananlysis,RDA)表明,速效磷、速效钾和植物丰富度极显著影响喀斯特灌丛土壤AMF群落组成结构(P<0.01)。研究结果为喀斯特地区合理利用植物与土壤AMF共生促进退化生境植被恢复提供了理论依据与实践指导。

喀斯特地区土壤丛枝菌根真菌群落对岩性和人工造林的响应

明确丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落对岩性和人工造林的响应特征,是合理利用AMF改善喀斯特地区人工林土壤质量、提升造林效益的重要前提。本文以我国西南喀斯特地区石灰岩和碎屑岩区人工林为研究对象,并以耕地为对照,通过野外区域采样与室内分析相结合,采用高通量测序技术分析土壤AMF多样性和群落结构,探讨其对岩性和人工造林的响应。结果表明:球囊霉属(Glomus)为研究区主要优势属,其相对丰度为58.50%~89.37%。AMF群落对人工造林的响应在不同岩性条件下存在差异:在石灰岩区,人工造林显著增加了AMF香农多样性指数;在碎屑岩区,人工造林显著增加了球囊霉属相对丰度,却降低了近明球囊霉属(Claroideoglomus)和类球囊霉属(Paraglomus)的相对丰度。进一步分析发现,土壤pH和速效磷是影响AMF群落的关键环境因子。岩性主要通过影响土壤pH间接作用于AMF群落变化(p<0.05);而人工造林则通过改变土壤养分(特别是速效磷)对AMF群落起到直接或间接作用(p<0.05)。可见,人工造林对土壤AMF群落的影响受到地质背景(岩性)的制约,未来将AMF用于改善喀斯特地区人工林土壤质量时要充分考虑土壤岩性。