丛枝菌根真菌对羊草凋落物降解作用的研究

丛枝菌根真菌(Abuscular mycorrhizal fungi)能够影响植物生长及养分含量,从而影响凋落物的降解。采用根袋的方法研究了接种两种丛枝真菌Glomus mosseae和Glomus claroideum对羊草(Leymus chinensis)地上部及根系凋落物降解的影响。结果表明,随时间的延长,凋落物的重量逐渐减少,凋落物氮、磷含量均表现出先下降后逐渐升高的趋势。接种对地上部凋落物的养分含量及降解速度未产生显著性影响,但显著降低了根系氮磷含量及降解系数。接种Glomus mosseae和Glomus claroideum羊草根系氮、磷含量均显著低于CK;接种与未接种相比羊草根系k值显著降低;根系C:N未接种处理显著低于接种处理。说明丛枝菌根真菌可能间接影响草原生态系统中有机物质的分解和养分释放。

纳米氧化锌对凋落物降解微生物群落结构和代谢功能的影响

随着纳米技术的迅速发展,纳米氧化锌广泛应用于抗菌涂料、电子装置、个人护理品等产品中,其生态毒理机制已成为生态学的研究热点。为了探究水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应及适应机制,本文选用3种不同粒径的纳米氧化锌30 nm、90 nm和200 nm作为影响因子,通过室内模拟钻天杨Populus nigra L.凋落叶降解过程,研究纳米氧化锌的慢性暴露对水生丝状真菌生物量及代谢功能的影响效应,其中包括真菌的生孢率、群落多样性、脱氢酶活性、胞外降解酶活性、体系pH值、凋落叶降解速率以及碳氮含量,结果表明,粒径较小的纳米氧化锌(如30和90 nm)对水生丝状真菌活性及细菌代谢功能的抑制作用更强,且抑制作用达到显著水平所需的时间越短。46 d的慢性暴露显著影响了水生丝状真菌的生孢率与群落组成,其中Alatospora的生孢率与凋落叶降解速率呈显著负相关,表明该菌是纳米氧化锌的敏感菌,而Anguillospora和Flabellospora在纳米氧化锌的介入环境中产出较多的分生孢子,表明其为纳米氧化锌的耐受菌。另外,纳米氧化锌的长期暴露使水生丝状真菌对有机氮的降解功能具有促进作用,而对有机碳的代谢功能没有明显影响。总之,水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应导致了凋落叶降解速率及碳氮分解效率在各处理间呈现显著差异。综上所述,本研究为纳米氧化锌对生态过程的毒理机制提供了必要的理论基础。

重度干旱降低两种菊科入侵植物凋落物共同降解的速率

当前,中国已分布的入侵植物隶属于菊科的种类数量最多。更关键的是,两种入侵植物可以在同一生境中形成共同入侵。此外,干旱可以影响入侵植物的凋落物降解和土壤酶活性。基于此,本研究旨在解析干旱背景下两种菊科入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)和加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)对凋落物降解和土壤酶活性的单一影响和复合影响。本研究主要通过聚乙烯凋落袋实验完成,其中每一个凋落袋装入5 g入侵植物鬼针草的凋落物,或装入5 g入侵植物加拿大一枝黄花的凋落物,或装入5 g两种菊科入侵植物鬼针草和加拿大一枝黄花等比例混匀的凋落物。干旱处理水平设置为:对照、轻度干旱和重度干旱。实验结束后测定两种菊科入侵植物凋落物单一降解速率和共同降解速率以及土壤酶活性。两种菊科入侵植物凋落物共同降解对土壤脲酶活性的影响为叠加效应。两种菊科入侵植物凋落物共同降解速率以及入侵植物鬼针草凋落物单一降解速率显著高于入侵植物加拿大一枝黄花凋落物单一降解速率。轻度干旱显著增加土壤脲酶活性,但重度干旱显著降低土壤脲酶活性。重度干旱显著降低两种菊科入侵植物凋落物共同降解速率以及入侵植物鬼针草凋落物单一降解速率,但干旱处理未显著影响入侵植物加拿大一枝黄花凋落物单一降解速率。因此,重度干旱可能通过减缓营养循环速率显著影响两种菊科入侵植物共同入侵进程以及入侵植物鬼针草单一入侵进程,但并未显著影响入侵植物加拿大一枝黄花单一入侵进程。

光降解在凋落物分解中的作用

近年来,越来越多的研究者认识到光降解可能在凋落物分解中发挥着重要作用。本文对光降解的作用机制,光降解在碳循环、养分循环中的作用,光降解与微生物分解的关系,以及影响光降解的因素进行了综述。光降解对凋落物分解过程同时具有正效应和负效应,正效应指光降解通过氧化有机质,或是改变凋落物自身理化性质使其更易淋溶和分解,负效应指高光辐射对分解者产生不利影响从而抑制微生物分解。在光降解过程中光化学矿化产生CO2是生态系统碳流失的主要机制。除紫外光外,可见光中的蓝、绿光波段也对凋落物的降解产生影响。光降解作用的大小受到水分状况、凋落物化学性质和凋落物的暴露面积的影响。最后,讨论了该领域有待深入研究的方向,指出今后应当重点对光降解研究方法,光降解与环境因子的交互作用,光降解作用的空间差异,光降解与微生物分解的相互关系及其作用强度进行研究。

不同类型菌根对土壤碳循环的影响差异研究进展

菌根是陆地生态系统植物与土壤间物质相互转移的桥梁,通过影响凋落物分解、土壤团聚作用、根系分泌物等作用于土壤碳循环过程。不同类型菌根存在生理功能差异,其中外生菌根(ectomycorrhiza,ECM)和丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)是目前已知分布最广泛的菌根类型。已有研究表明:不同类型菌根通过宿主光合产物的分配影响土壤有机碳输入;通过代谢产物及缠绕作用的差异影响土壤有机碳稳定;通过调控凋落物分解特征及菌根真菌和微生物相互作用影响土壤有机碳矿化过程。为了深入了解ECM和AM影响土壤碳循环过程及其关键调控因素,本研究主要从4个方面综述了不同类型菌根对土壤碳循环的影响并深入探讨其中的影响机制:不同菌根宿主向菌根提供碳源和凋落物数量等光合产物分配过程差异;不同菌根的碳汇功能及对土壤团聚体形成的影响;不同优势菌根生态系统中凋落物分解、激发效应、土壤呼吸等土壤有机碳矿化过程差异;不同优势菌根生态系统中土壤有机碳积累能力及相应的微生物群落差异。最后展望了今后的研究方向,旨在为“碳中和”背景下如何依托菌根提升生态系统碳汇功能提供理论依据。

海南岛不同林龄木麻黄凋落物内外细菌多样性及其化感潜力

凋落物在生态系统中具有重要作用。为了对比凋落物内外微生物的多样性和群落结构,选取海南省海口市桂林洋海滨区3个林龄木麻黄凋落物为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序,对凋落物内外微生物的多样性和组成进行分析。结果表明:凋落物外生细菌的多样性高于内生细菌,中龄林凋落物内外细菌多样性和丰富度均最高,其次是幼龄林,成熟林最低。菌群群落组成分析表明:在门分类水平上,变形菌门和放线菌门最为丰富(约占总数的80%);属水平上,短小杆菌属、Jatrophihabitans、分支杆菌属、放线孢菌属、Mucilaginibacter、假单孢菌属等在不同林龄间表现出显著差异。主坐标分析(PCoA)表明,凋落物内生细菌受林龄的影响较大,而外生细菌受环境因子的影响较大;解淀粉芽孢杆菌发酵液对木麻黄种子化感潜力最强,且其中含有2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等化感物质,表明解淀粉芽孢杆菌参与了化感物质的合成。凋落物微生物群落多样性对木麻黄的化感作用有一定影响,这为探讨微生物在木麻黄凋落物降解过程中作用的研究奠定基础。

我国八种蜜环菌的木腐特性

为了揭示我国不同蜜环菌Armillaria的木腐特性,本研究以我国8个蜜环菌种为材料,采用蜜环菌液接种1 cm^(3)的枹栎Quercus serrata木方,置于23℃下培养60 d和120 d,采用重量法、Klason法、硫酸水解法和盐酸水解法测定木材质量、纤维素含量、木质素含量和半纤维素含量,研究各蜜环菌株的木腐能力及差异性。结果表明,各蜜环菌种对枹栎木质量损失率排序为:CBS M(A.borealis)>CBS A(A.sinapina)=CBS J(A.qinii)=CBS H(A.bruneocystidia)=CBS F(A.sinensis)=CBS B(A.gallica)>CBS N(A.violacea)=CBS D(A.ostoyae);木质素的分解能力排序为:CBS M=CBS A=CBS J>CBS H=CBS B=CBS F>CBS N>CBS D;纤维素降解利用率排序为CBS H=CBS A>CBS B>CBS J>CBS F>CBS D>CBS M>CBS N;半纤维素分解能力排序为:CBS M>CBS J>CBS H=CBS A=CBS F=CBS N>CBS B>CBS D;木质纤维素总量消耗排序为:CBS H>CBS A>CBS J>CBS B>CBS F>CBS M>CBS D>CBS N。我国主要蜜环菌的木腐能力在木腐真菌类群中处于中等以下水平。在蜜环菌属内,各菌种之间腐朽能力的多样性表现为对凋落物不同组成降解能力存在显著的差异和腐朽类型的可变性,其形成的原因可能与其适应森林生态系统物种多样性有关。本研究可为理解森林生态系统中凋落物的降解和碳循环的机理提供部分理论指导,同时为我国天麻栽培蜜环菌选育提供参考。