基于SRAP分子标记的贵州省棕榈种质资源遗传多样性分析

【目的】研究贵州省棕榈资源的遗传多样性及遗传结构,揭示其分布格局与变异趋势,为贵州省棕榈种质资源保护及开发利用提供科学依据。【方法】基于SRAP分子标记对贵州省7个农业气候区的26个棕榈种源328份材料进行扩增,经Qsep 100全自动核酸蛋白分析仪电泳分析后,利用Popgene 1.32和NTSYS-pc 2.1计算主要遗传多样性参数及进行种源聚类分析。【结果】贵州省棕榈遗传多样性丰富,其种级水平上的多态性条带百分率(PPB)为97.31%,观测等位基因数(Na)为1.9731、有效等位基因数(Ne)为1.4717、Nei?s基因多样度(H)为0.2689、Shannon?s信息指数(I)为0.4212,但在种源水平上遗传多样性差异明显。贵州省26个棕榈种源间的遗传分化系数(Gst)为0.3305,即种源内变异是贵州省棕榈资源遗传变异的主要来源。UPGMA聚类分析结果显示,在阈值为0.91时,26个棕榈种源可分成四大类,其遗传分化与地理环境有一定相关性。Mantel检验结果显示,贵州省棕榈资源遗传分化与其地理距离呈正相关(r=0.2651),但相关性不显著(P>0.05)。贵州省7个农业气候区内的棕榈资源基因流(Nm)均大于贵州省棕榈种源Nm(1.0129),说明小区域内的棕榈资源基因交流频繁。【结论】贵州省棕榈种质资源总体遗传多样性高,种源间分化较明显,选择育种潜力巨大。为更好地开发利用棕榈资源,应结合其遗传结构特点,实行就地保护为主及建设种质资源库为补充的保护策略。

草海国家级自然保护区森林群落优势种群数量动态及物种多样性研究

该研究以草海国家级自然保护区森林群落乔木树种为依据进行聚类分析,将森林划分为4种群落类型,分别为云南松林、云南松-桤木林、桤木-滇杨林、桤木-华山松林。采用空间代替时间的方法,分析不同种群优势树种的年龄结构、存活曲线及静态生命表,应用时间预测模型对4种群落优势树种的发展趋势进行预测,并分析群落物种多样性,为研究区森林保护及可持续经营提供理论依据。结果表明:(1)云南松林和云南松-桤木林优势树种径级结构均呈现偏正态分布,衰退趋势明显,桤木-滇杨林、桤木-华山松林呈偏倒“J”型,衰退趋势相对较弱。(2)静态生命表及存活曲线分析表明,研究区内森林群落不同种群均出现不稳定状态,存活曲线不同程度偏离DeeveyⅢ型曲线。(3)时间序列分析表明研究区内经过未来2、4、6龄级时间后各种群数量出现增加,但中幼龄个体不断减少,老龄个体先增多后减少,如果不加以抚育管理,种群将不可避免走向衰退。(4)研究区内林下共有植物种类35科70属83种,其中灌木层植物17科23属29种,草本层植物21科48属54种。在3种群落类型中,物种丰富度指数(S)为草本层>灌木层,Pielou指数(Jsw)为灌木层>草本层,而桤木-华山松林则呈现相反趋势,物种多样性存在明显差异。

皂荚种皮结构和休眠特性研究

为研究皂荚种皮结构对种子吸水的影响,探索种皮和种子休眠的关系,明确种子休眠原因,对皂荚种子分别进行硫酸和热水处理后,利用体视显微镜和电子显微镜观察种皮结构,并结合矿脂密封法和染色法试验,探究皂荚种皮结构特性及吸水机制。结果表明,皂荚种子具有硬实性,种子表面高度角质化,覆有蜡质,热水或硫酸处理前后种皮结构有明显变化,蜡质和胶状物质消失,种皮表面出现裂纹,种脐出现孔洞。密封法和染色法试验表明,种脐区域是种子的初始和主要的吸水位点。解除硬实性后,种皮多个部位均可吸水。种皮的表皮层、栅栏层、明线、厚壁细胞层,覆盖于种脐和种孔的胶状物质等结构组织可能是引起皂荚种子硬实性的主要因素。80℃热水浸种10 min可以打破种子的硬实性。种胚甲醇浸提液对白菜种子发芽和幼苗生长有明显的抑制作用。研究表明,皂荚种子可能是兼具物理休眠和生理休眠的复合休眠。

马尾松及其林下油茶细根分解特征

【目的】探讨马尾松与油茶树种单一和混合细根分解特征及养分动态,揭示二者间相互作用机制,为马尾松人工林的复合经营与高效培育提供理论参考。【方法】在马尾松飞播林下收集马尾松和油茶树种的细根,采用原位分解袋法,测定1年内马尾松和油茶细根分解干质量剩余率变化及碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)和镁(Mg)元素动态,分析其细根分解的混合效应。【结果】马尾松细根初始C、Ca含量及C∶N、C∶P、N∶P均显著高于油茶(P<0.05,下同),而N、P、K和Mg含量显著低于油茶。细根分解过程可分为快速和缓慢分解2个阶段,养分元素C、P、K和Mg总体上为净释放,Ca为富集,N在油茶细根中为净释放,在马尾松细根中为富集。在1年的分解期内,马尾松细根养分释放速率排序依次为K>C>Mg>P,油茶细根养分释放速率排序依次为K>Mg>P>C,油茶细根的N、P、K和Mg元素释放速率显著高于马尾松细根,Ca富集量低于马尾松细根。马尾松与油茶细根混合处理在分解前期(0~3个月)抑制细根的分解,后期(9~12个月)促进分解,其对养分元素的影响较为复杂,混合处理显著抑制了细根N、K元素的释放,在分解前期抑制Ca的积累,分解6~9个月促进Ca积累,而对C、P和Mg的释放既有促进也有抑制作用。细根分解速率与温度、湿度分别呈显著正相关和负相关。【结论】马尾松与油茶混交对其凋落物细根分解及养分释放均起到不同作用,细根混合处理在分解后期显著促进细根分解,混合效应显著抑制细根N元素的释放。因此,在生产实践中还应考虑混交树种的经济效益、凋落物混合效应等选择混交树种。

不同马尾松林下光环境中油茶叶片和光合特征比较及其与主要环境因子的相关性

以光下无遮挡处为对照(光照强度1719μmol·m^(-2)·s^(-1)),对马尾松(Pinus massoniana Lamb.)林缘(光照强度859μmol·m^(-2)·s^(-1))和林内(光照强度181μmol·m^(-2)·s^(-1))10年生油茶(Camellia oleifera Abel)的叶片和光合特征进行研究,对3种林下光环境中气温、空气水汽压亏缺和光合有效辐射的日变化进行比较,并对油茶叶片和光合特征指标与上述3个主要环境因子的相关性进行分析。结果表明:林缘油茶叶片的面积、周长、厚度、比叶面积、气孔密度和叶绿素含量均最高,且基本上显著(P<0.05)高于林内和对照,但气孔面积却显著低于林内和对照。在光合有效辐射为300~1800μmol·m^(-2)·s^(-1)时,林缘油茶叶片的净光合速率也明显高于林内和对照。供试3种林下光环境中,油茶叶片的最大净光合速率、表观量子效率、光饱和点和暗呼吸速率均在林缘最高、在林内最低,而光补偿点则在对照最高、在林内最低,且这5个指标在不同林下光环境间差异显著。从油菜叶片光合参数的日变化看,林内油茶叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率在多数时刻最低,且3种林下光环境中这些指标的日变化趋势各异;3种林下光环境中油茶叶片胞间CO_(2)浓度和气孔限制值在不同时刻无明显规律,且其日变化趋势恰好相反。3种林下光环境中气温、空气水汽压亏缺和光合有效辐射的日变化总体上表现为先升高后降低的趋势。相关性分析结果表明:油茶叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔限制值与3个主要环境因子均呈显著或极显著正相关,其胞间CO_(2)浓度和水分利用效率基本上与3个主要环境因子呈显著或极显著负相关,另外,比叶面积和气孔面积与光合有效辐射呈极显著正相关。综上所述,马尾松林缘油茶的叶片生长较好且光合能力较强。

不同自然老化时间的皂荚种子活力及生理差异研究

为探究皂荚种子自然老化过程中种子活力及其生理生化指标变化规律,将不同年份采收的皂荚种子在自然状态下贮藏2个月、14个月、26个月和贮藏38个月后进行萌发试验,测定种子的发芽、幼苗形态和生理生化等指标。结果表明,皂荚种子的萌发指标、幼苗生长、种子营养物质、抗氧化酶活性和光合色素指标均随贮藏时间的增加呈下降趋势,在贮藏14个月时下降明显,而MDA、脯氨酸含量和电导率逐渐升高。贮藏2个月的种子质量较好。皂荚种子的贮藏时间对其质量和活力有明显的影响,种子营养物质降低,膜脂过氧化作用和抗氧化酶系统功能失调,进而抑制种子萌发和幼苗生长。可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸这3个生理指标与皂荚种子各发芽指标均具有相关性,可以综合用于衡量种子活力和质量。皂荚种子在自然状态下贮藏活力丧失较快,建议在低温低湿的环境下贮藏。

不同林下生境对滇黄精叶表型及光合特性的影响

滇黄精具有较高药用价值,是林下种植药用植物的首选。以马尾松人工林所形成的林缘、林隙、林内3种生境下种植的2年生滇黄精植株为试验对象,通过测定不同林下生境滇黄精叶片表型、光合色素质量分数及光合参数,比较分析在不同生境下的叶片表型及光合功能特性。结果表明,不同生境下滇黄精叶宽与比叶面积差异显著,表现为林隙>林缘>林内;不同生境光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、类胡萝卜素)质量分数差异显著,均为林内>林缘>林隙;不同生境下滇黄精净光合速率日变化均呈“双峰”曲线,存在明显“午休”现象,其中林缘为气孔因素导致;林隙为气孔与非气孔因素共同影响;林内则为非气孔因素限制;林隙下的滇黄精光补偿点、暗呼吸速率较低,而光饱和点、日均净光合速率、最大净光合速率较高,表明其对光利用能力更强,即更有利于植株生长。因此,林下种植滇黄精的最佳生境为林隙,林缘次之,林内最差。

喀斯特不同植被恢复阶段土壤AMF组成及多样性研究

选择贵州花江、织金、花溪3个典型喀斯特地段的不同恢复阶段(乔木、灌木和草本)土壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)为研究对象,基于AMF孢子的形态鉴定,计算AMF孢子密度、分离频度、物种丰度、重要值、物种均匀度指数及Shannon-Wiener多样性指数,研究喀斯特不同恢复阶段土壤AMF物种组成及多样性。结果表明:3个采样地段共分离AMF菌种4目8科10属68种,其中球囊霉属(Glomus)数量最大达35种,其次是无梗囊霉属(Acaulospora)为17种,巨孢囊霉属(Gigspora)、类球囊霉属(Paraglomus)及原囊霉属(Archaeospora)各1种;不同采样地段各植被恢复阶段的优势种不同,所有样地中层状球囊霉Glomus lamellosum具有最大的相对丰度、分离频度和重要值;AMF种分类水平上,花江样地不同恢复阶段AMF丰度表现为乔木>灌木>草本,织金样地为灌木>草本>乔木,花溪样地为灌木>乔木>草本;不同植被恢复阶段土壤AMF均匀度指数和香农多样性指数在花江和织金多表现为乔木>灌木>草本,花溪样地Shannon-Wineer指数则是灌木显著高于乔木和灌木阶段。研究表明,喀斯特土壤中因异质生境条件的差异AMF菌种组成和物种多样性具有较大的差异。

间伐对杉木人工林土壤酶活性及微生物的影响

[目的]研究间伐对杉木人工林土壤微生物数量、酶活性及关系的影响,试图了解不同间伐强度作用下土壤恢复的过程和机制,为人工林经营提供理论依据。[方法]以18年生杉木人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,分析4种间伐强度TS0(未间伐(0.0%),1 800株·hm-2)、TS1(轻度(16.7%),1 500株·hm-2)、TS2(中度(33.3%),1 200株·hm-2)和TS3(重度(50.0%),900株·hm-2)下杉木人工林土壤微生物数量及土壤酶活性特点,探讨土壤微生物数量与酶活性的相关性。[结果]表明:间伐3年后,林下土壤层酶活性和微生物数量显著提高,不同土层间土壤微生物数量和酶活性均差异显著;间伐显著提高了土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶的活性,除过氧化氢酶(15 30、30 45 cm)、碱性磷酸酶(0 15、30 45 cm)以及脲酶(30 45 cm)以TS3处理的酶活性最高外,其他酶活性在各土层和不同间伐强度下均以TS2处理的酶活性最高;土壤各层微生物以细菌数量最多,其次是放线菌,硝化细菌最少,且TS2处理的微生物数量最多。土壤过氧化氢酶和脲酶活性均与细菌、真菌和硝化细菌数量呈极显著正相关,与放线菌数量呈极显著负相关,氨化细菌数量与过氧化氢酶活性呈负相关,而与脲酶活性呈正相关;碱性磷酸酶活性与细菌、真菌和硝化细菌数量呈正相关,与氨化细菌数量呈极显著负相关,与放线菌数量呈负相关;蔗糖酶活性与细菌、真菌和氨化细菌数量呈极显著正相关,与硝化细菌数量呈正相关,与放线菌数量呈负相关。[结论]间伐改善了林分环境、光照、温度以及林下植被的发育,提高了林下土壤酶活性并增加了微生物数量。间伐3年后的综合表现表明,中度间伐最利于杉木人工中、近熟林阶段的经营,对于改善土壤性质较好。

马尾松产脂量与树体因子关系研究

采用长期定位观测,定时、定株收获的方法,研究了马尾松胸径、树高、冠幅和年龄对产脂量的影响。结果表明:1)产脂量随着径级的增大而增加,二者呈正相关关系,不同年龄同径级产脂量差异不显著;2)产脂量随着树高的增大而增加;3)产脂量与各树体因子相关性分析得出:胸径>冠幅>树高>枝下高,相关系数分别为0.749、0.686、0.545和-0.147;4)产脂量随着年龄的增大而增加,且4种年龄的产脂量存在显著差异。

马尾松林木养分含量特征及其与产脂量的关系

【目的】分析不同产脂类型马尾松的养分含量差异,探讨养分含量与产脂量的关系,为马尾松产脂林的科学施肥提供理论依据。【方法】以广西凭祥26年生马尾松人工林为研究对象,分析不同产脂类型(低产脂类型和高产脂类型)马尾松针叶、枝、皮的N、P、K、Ca、Mg含量及其变化情况,运用方差分析及相关性分析,揭示不同产脂类型马尾松的养分含量与产脂量的相关性。【结果】(1)N、K、Ca含量在马尾松不同器官间差异显著,而P和Mg含量差异不显著;针叶中N、P、K、Mg含量最高,皮中Ca含量最高。(2)在1年针叶和2年针叶中,各养分含量表现为N>K>Ca>Mg>P,1年针叶和2年针叶N、K、Ca、Mg含量在不同产脂类型马尾松间差异显著;除N含量是低产脂类型高于高产脂类型外,P、K、Ca、Mg含量均是低产脂类型低于高产脂类型。(3)在不同产脂类型马尾松间,枝和皮的养分含量均表现为Ca>N>K>Mg>P,Ca含量在不同产脂类型间差异显著,N、P、K、Mg含量差异不显著,5种养分含量均表现为低产脂类型低于高产脂类型。(4)马尾松产脂量与1年针叶和2年针叶养分含量关系密切,其中与K、Ca、Mg含量呈极显著正相关,与N含量呈极显著负相关。【结论】不同产脂类型马尾松的养分特点不同,养分含量对产脂量存在影响。与产脂量相关性较高的是1年针叶和2年针叶K、Ca、Mg、N含量。

不同林龄马尾松人工林优势种径级结构及物种多样性分析

采用空间代替时间的方法,以黔中山地孟关林场10a、20a、30a和36a的马尾松人工林为研究对象,通过设置12块20 m×20 m的典型样地,分析了马尾松人工林发育过程中径级结构与物种多样性的动态特征。结果表明:(1)马尾松人工林不同林龄阶段,优势种径级结构存在一定差异,10a林分呈单峰型结构,20a、30a、36a林分呈多峰型结构。(2)林下共有植物种类35科53属53种,其中灌木16科24属24种,草本20科29属29种,物种较丰富;不同林龄林分物种组成种类为:20a林分>10a林分>30a林分>36a林分。(3)随林龄增加,马尾松人工林物种丰富度指数先增大后减小,Shannon-Wiener指数和Simpson指数以及Pielou均匀度指数和Alatalo均匀度指数在10a～30a之间变化趋势相反,30a～36a之间变化趋势一致。

马尾松针阔混交人工林凋落物和土壤水源涵养能力

【目的】探讨不同阔叶树种引入对马尾松人工林凋落物和土壤水源涵养能力的影响,为针阔混交林的营造和改造及其水文作用改善提供科学依据。【方法】在贵州省国有龙里林场选择立地条件和营林方式基本一致的5种马尾松针阔混交林(马尾松×伯乐、马尾松×桂南木莲、马尾松×连香树、马尾松×油茶、马尾松×深山含笑),以马尾松人工纯林为对照,通过野外调查和室内试验,并结合凋落物储量、土壤团聚体含量和土壤有机碳含量等参数,比较混交改造15年后不同人工林的凋落物、土壤特征及其持水能力变化。【结果】林下凋落物有效拦蓄量表现为马尾松×深山含笑(23.11 t·hm^(-2))>马尾松×连香树(18.77 t·hm^(-2))>马尾松×伯乐(18.28 t·hm^(-2))>马尾松×桂南木莲(16.01 t·hm^(-2))>马尾松纯林(13.39 t·hm^(-2))>马尾松×油茶(8.85 t·hm^(-2));在0~20 cm土层,伯乐、桂南木莲、油茶和深山含笑的引入分别使马尾松人工林土壤饱和蓄水量提高6.94%、9.00%、15.10%和23.90%,而连香引入使马尾松人工林土壤饱和蓄水量降低6.62%;在0~100 cm土层,油茶和深山含笑引入分别使马尾松人工林土壤饱和蓄水量提高8.08%和19.47%;土壤毛管蓄水量、非毛管持水量、饱和蓄水量均与土壤有机碳含量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度极显著正相关(P<0.01),与土壤密度和分形维数显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关;坐标综合评定法结果表明,深山含笑更适合作为改造马尾松人工纯林的混交树种,油茶引入会降低马尾松人工林凋落物、土壤水源涵养能力。【结论】不同阔叶树种与马尾松人工纯林混交改造15年后,林分凋落物组成、数量和土壤理化性质会发生不同程度改变,凋落物和土壤水源涵养能力表现为马尾松×深山含笑>马尾松×伯乐>马尾松×连香树>马尾松×桂南木莲>马尾松纯林>马尾松×油茶。未来人工林生态水文研究应关注不同树种及其混交林的凋落物和土壤水文功能差异,对人工针叶纯林进行阔叶树种混交改造时应注意选择合适的混交树种和混交比例。

七姊妹蔷薇花粉萌发特性研究

为明确七姊妹蔷薇花粉萌发、花粉管生长及花粉形态特征,采用扫描电镜观察花粉形态特征,花粉离体培养法探究蔗糖、硼酸、IAA、NAA和GA_(3)对七姊妹蔷薇花粉萌发及花粉管生长的影响。结果显示:七姊妹蔷薇的花粉为长球形,具3个萌发沟,93.2%的花粉生长饱满,为正常发育花粉,仅有6.8%的花粉为发育异常的干瘪花粉;蔗糖及蔗糖与硼酸组合对花粉萌发和花粉管生长具有极显著的影响,硼酸对花粉萌发有显著影响,对花粉管生长影响不显著,150 g/L的蔗糖和150 mg/L的硼酸下七姊妹蔷薇花粉的萌发率最高,花粉管的生长最快,萌发率可达72%,花粉管长度838.7μm;IAA、NAA、GA_(3)三种植物生长调节剂对花粉萌发有明显的促进作用,但对花粉管生长促进作用不显著,在NAA浓度为10 mg/L、GA_(3)浓度为60 mg/L、IAA浓度为1 mg/L时花粉萌发率最高。研究表明:硼酸、蔗糖、萘乙酸、赤霉素和吲哚乙酸能促进七姊妹蔷薇花粉萌发和花粉管生长,其最佳浓度分别为150 mg/L、150 g/L、10 mg/L、60 mg/L、1 mg/L。

皂荚刺发育过程中形态与结构观察研究

以皂荚实生苗为研究材料,利用扫描电镜、体式显微镜和石蜡切片法观察记录皂荚刺的发育过程,以明确皂荚刺发育过程的形态与结构变化,为皂荚遗传改良、定向栽培以及开发利用提供理论依据和技术指导。结果表明:(1)皂荚刺为枝刺,起源于皂荚幼苗叶腋内分生组织,发育过程与枝条的发育相似。(2)皂荚刺结构呈椭圆形,其木质部具有环纹导管,且木质部生长速度大于韧皮部。(3)皂荚刺的发育时期分为8个时期,依次为无刺期(催芽处理后2 d)、刺原基期(3 d)、鳞叶基本完成期(7 d)、刺分化期(8 d)、刺基本结构形成期(14 d)、刺开始木质化期(30 d)、刺开始褐化期(75 d)和刺完全褐化期(165 d)。

马尾松林窗常见植物对马尾松种子萌发的化感作用

利用培养皿滤纸法研究马尾松林窗中常见植物蕨、细叶苔草、爬山虎、悬钩子、油茶的浸提液对马尾松种子萌发的化感作用,探究马尾松林窗中少见其更新苗的原因。研究发现,草、藤本植物浸提液对马尾松种子发芽率、发霉率、胚根长、发芽速率的影响并没有统一的规律,也很少存在常见的低促高抑或低抑高促的化感影响。但各植物浸提液对马尾松种子发芽率的显著影响均为抑制作用;对种子发霉率的显著影响均为促进作用,因此,马尾松林窗中少见马尾松更新苗与林窗中常见草、藤本植物的化感作用有密切关系。各植物浸提液对马尾松种子胚芽长及发芽速率的影响较复杂。经常用作与马尾松间种的木本植物油茶浸提液在高中低3种浓度下对马尾松种子的发芽率、胚根长及发芽指数均有抑制作用,且在高浓度下3个指标与对照均有显著差异。

马尾松人工林发育过程中林下灌草群落优势种生态位动态分析

该研究以贵州省孟关林场不同林龄马尾松人工林为研究对象并开展典型样地调查,采用空间代替时间的方法,根据Shannon、Levins公式和Pianka公式分析不同发育阶段林下灌草群落优势种生态位动态特征。结果表明:(1)同一优势种重要值在不同林分中存在差异,8a、18a林分中槲栎重要值分别为50.89%、47.32%,28a林分中铁仔重要值为50.49%,36a林分中菝葜重要值为50.62%,芒萁重要值在各发育阶段始终排第一。(2)槲栎和菝葜生态位宽度占绝对优势,南烛、茅栗随着年龄的递增生态位宽度值增大,芒萁生态位宽度值随林分林龄的增加而递增,边缘鳞盖蕨和野青茅随林分林龄的增加呈先增加后减少的趋势,灌草重要值与生态位宽度不存在绝对的正负关联关系,同一物种在不同时期对环境的适应及资源的利用能力不同。(3)槲栎与菝葜、铁仔与茅栗、乌蕨与边缘鳞盖蕨、野青茅与荩草等物种种对间表现出极强的生态学或生物学特性相似性,生态位宽度值大的物种与其他物种生态位重叠值并不同步。

4个油茶良种授粉组合筛选试验研究

为探明油茶品种的适宜授粉组合,以油茶品种华硕、华金、华鑫和湘林XLC 15为试材,对各品种进行花期、花粉量和花粉活力调查测定,并进行正、反交人工授粉试验,通过调查坐果率、结实率、可育种子数、种子百粒重等结实情况,筛选适宜授粉组合。结果表明,4个供试品种具有足够的花粉量和较高的花粉生活力,且品种间盛花可遇期至少有15 d。综合各种性状认为,华金是华硕的优良授粉品种;华鑫和湘林XLC 15是华金的优良授粉品种;湘林XLC 15和华硕是华鑫的优良授粉品种;华鑫是湘林XLC 15的优良授粉品种。

不同林龄油茶林土壤酶化学计量特征及微生物养分限制因素

林龄的变化引起土壤性质和微生物群落的改变,探明林龄对油茶林土壤酶化学计量特征及微生物养分限制的影响,对油茶林的养分管理具有重要意义。本研究以亚热带红壤地区4个林龄段油茶林(<10年、15~25年、30~50年、>60年)为对象,研究土壤酶化学计量和微生物养分限制对林龄变化的响应以及影响油茶林微生物养分限制的重要途径。结果表明:与<10年林龄段油茶林相比,15~25年林龄土壤酶活性C∶N显著提高,但酶活性N∶P显著降低。微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)随林龄增加呈现先降低后升高趋势;MBN、MBN∶MBP在<10年林龄显著高于30~50年林龄;30~50年、>60年林龄MBC∶MBN显著高于<10年和15~25年林龄。冗余分析结果显示,土壤养分、微生物生物量及其化学计量解释了酶化学计量变化的92.4%。偏最小二乘路径建模分析(PLS-PM)表明,土壤有机碳(SOC)对微生物的C限制有总的正效应;MBN、MBN∶MBP、MBC∶MBP和SOC、全氮对微生物的P限制有总的负效应,土壤C∶N对微生物的P限制有总的正效应,微生物的C限制与P限制呈显著正相关。随林龄增加,微生物养分由N、P限制(<10年)向C、P限制(15~25年、30~50年、>60年)转变。

不同家系马尾松对持续干旱的响应及抗旱性

【目的】了解持续干旱对不同家系马尾松幼苗生长和生理特征的影响,初步揭示马尾松的抗旱机制及抗旱遗传效应,比较不同家系的抗旱能力,为马尾松抗旱优良家系选育提供理论依据。【方法】以3个来自广西和贵州的2年生马尾松家系(GX01、GX02和GZ01)幼苗为试验材料,采用随机区组设计,温室土培盆栽模拟干旱环境,研究持续干旱胁迫对马尾松幼苗生长、渗透调节和抗氧化系统的影响。【结果】随干旱胁迫程度的加重,3个家系马尾松的SOD活性均呈先升后降趋势,各家系在胁迫0~10天存在显著差异(P<0.05);POD活性亦呈先升后降趋势,但家系间差异不显著(P>0.05);MDA含量变化中GX01呈先升后降趋势,GX02和GZ01呈先降后升趋势,各家系在胁迫5~20天以及第30天存在显著差异(P<0.05);脯氨酸含量变化中GZ01呈持续上升趋势,GX02和GX01呈先升后降又再升高的趋势,各家系在胁迫20~30天存在显著差异(P<0.05)。连续干旱限制马尾松苗期的生长,3个家系马尾松的苗高和地径的生长以及干物质积累均受到抑制,家系间的苗高生长、地径生长、干物质积累等均存在显著差异(P<0.05);连续干旱导致GX01和GX02的根冠比显著高于对照,GZ01亦高于对照,但差异不显著。隶属函数分析得出3个马尾松家系幼苗抗旱性GX01>GX02>GZ01;灰色关联分析发现,根冠比、苗高与抗旱性关联度最大,其次为MDA和脯氨酸含量,可作为评价抗旱性的主要指标。【结论】马尾松幼苗在轻度干旱胁迫下通过增加保护酶活性抵御干旱;在中、重度干旱胁迫下通过增加渗透调节物质抵御干旱逆境伤害;极重度干旱胁迫下,保护酶活性显著下降,MDA含量显著上升,膜质过氧化伤害严重。干旱胁迫下,马尾松幼苗通过增加地下部分生长、减少地上部分生长以适应干旱逆境。马尾松抗旱性受遗传因素控制,不同家系间抗旱性的差异可能与其不同地理环境长期驯化所形成的遗传差异有关。