目前尚不清楚地表臭氧(O3)污染下植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用对森林地上和地下固碳功能的影响.采用开顶式气室装置和结构方程模型,研究4种O3浓度下欧美杨107(Populus euramericana cv.'74/76')的光合性状、叶和细根生化性状、土壤理化因子和土壤微生物群落特征对地上和地下生物量降低的直接和间接效应.结果表明,O3浓度升高(86 nmol/mol)分别导致杨树地上、地下和总生物量相比对照分别下降16％、11％和15％,对地上生物量降低的影响大于地下生物量.结构方程模型发现光合速率、叶淀粉和叶非结构性碳水化合物对地上生物量有直接的影响;表明O3主要通过影响植物的光合生理代谢过程对地上生物量积累产生直接作用.O3对地下生物量的影响是通过直接影响叶氮和土壤总碳,叶氮再影响叶淀粉从而间接影响地下生物量.土壤pH、总碳和土壤微生物(细菌和真菌群落)对地上产生直接效应,且O3对真菌群落的影响效应大于细菌群落,表明植物通过地下过程对O3的响应可直接反馈作用于生物量的积累和分配过程.本研究通过解析植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用为评估O3污染对杨树人工林地上和地下固碳功能的影响提供科学依据.

基于植物群落叶功能性状的角度研究植物群落与环境的关系有助于探究植物的适生策略.然而,目前关于江心洲植物群落叶功能性状的研究还有待深入探究.基于此,选取8项植物群落叶功能性状指标和9项土壤理化性质指标,探究闽江福州河段5个江心洲3种不同生境类型(洲岸沙滩、洲岸泥滩和洲中央林地)的植物群落叶功能性状与土壤因子特征及其响应机制.结果表明:(1)除土壤温度外,江心洲不同生境的其余8个土壤理化因子存在显著差异.(2)江心洲不同生境的植物群落叶功能性状存在显著差异.在灌木层上,洲中央林地的叶面积(80.935 cm2)显著高于洲岸泥滩(31.685 cm2)和洲岸沙滩(14.280 cm2);在草本层上,洲中央林地的比叶面积(535.684 cm2/g)显著高于洲岸沙滩(384.974 cm2/g);然而,在乔木层上,不同生境的植物群落叶功能性状无显著性差异.(3)影响江心洲不同生境植物群落叶功能性状的主要土壤因子不尽相同,洲岸沙滩为土壤温度,洲岸泥滩为土壤含水量、土壤全碳含量和土壤容重,洲中央林地为土壤容重和土壤含水量.研究发现,与相对远离闽江的洲中央林地相比,河流水动力和潮汐的干扰导致洲岸沙滩和洲岸泥滩的生境发生变化,植物群落通过调整资源分配利用的适生策略,权衡功能性状组合以适应环境的变化.

[目的]探测不同覆盖处理对菠萝园土壤微生态环境的影响.[方法]以未覆盖为对照(CK),比较研究了聚乙烯地膜(PM)、无纺布(NW)和可降解地膜(BF)覆盖下菠萝营养生长期土壤理化性状、酶活性以及细菌群落结构、代谢物的差异.[结果]与CK相比,NW土壤中有效磷以及BF土壤中全氮含量显著提高;3 种覆盖下土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著降低,但PM土壤的蛋白酶、BF的酸性磷酸酶活性显著提高.与CK相比,PM土壤的放线菌数量减少;NW的细菌数量增多,放线菌减少;BF土壤的真菌和细菌数量增多,放线菌减少.16S测序表明 3 种覆盖的细菌菌群多样性均低于CK,其中BF的菌群丰度相对最高.与CK相比,PM、NW、BF土壤共筛选到 17 种显著差异代谢物,主要包括糖类、有机酸、含氮化合物和醇类代谢物,3 种覆盖处理中BF土壤的糖类代谢物积累最高.CCA分析表明,pH影响土壤菌群结构发生分异,土壤养分、酶活性与细菌群落结构存在正相关.[结论]3 种覆盖处理中NW有利于维持营养生长期菠萝园土壤相对稳定的微生态环境.

目的 基于遗传、环境因子与丹参Salvia miltiorrhiza品质性状之间的相关性,探究影响丹参品质的主导因子.方法 收集不同产区22个丹参居群(每个居群3个单株)、种植土壤以及气候因子数据.基于简单重复序列间区(inter-simplesequence repeat,ISSR)和目标起始密码子多态性(start codon targeted polymorphism,SCoT)标记分析了丹参不同居群遗传多样性和亲缘关系,利用高效液相色谱法(HPLC)测定了不同产区丹参中隐丹参酮、丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、丹酚酸B含量.利用原子吸收分光光度法、火焰光度计测定法、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)等技术测定了土壤的理化指标及矿质含量.结果 ISSR和SCoT标记分析结果表明,四川丹参居群单独聚为一类,山东丹参居群分布在不同的聚类组中.经相关性分析,气压、风速与丹参酮类物质的含量呈显著正相关,日降水量≥0.1 mm日数与丹参酮Ⅰ含量以及等位基因数(number of alleles,Na)、有效等位基因数(effective number of alleles,Ne)、Nei氏基因多样性指数(Nei's gene diversity index,H)、香农信息指数(Shannon information index,I)等遗传指数呈显著负相关;水汽压、相对湿度、日降水量≥0.1mm日数等与丹酚酸B含量呈显著正相关,与Na、Ne、H、I显著负相关;日照时数与丹酚酸B含量呈显著负相关,与Na、Ne、H、I显著正相关.隐丹参酮含量与土壤质地、矿质元素Cu、Mg含量显著相关;丹酚酸B含量与土壤有机质、K、碱解N、速效K含量显著相关.结论 遗传与环境因子互相作用影响了丹参的品质.四川丹参居群间遗传变异小,山东丹参遗传变异大,降水、湿度、日照是影响丹参遗传变异以及丹参酮和丹酚酸B积累的主要气候因子.土壤质地能影响隐丹参酮的积累,N肥能促进丹酚酸B积累.

探究不同比例有机肥和化肥配施对柔毛淫羊藿产量和品质的影响,为柔毛淫羊藿的高产优质栽培提供科学的施肥依据.该试验采用田间小区试验,以CK(不施肥)为对照,设置 5 个不同比例有机肥和化肥配施处理组,OF0(100%化肥)、OF25(25%有机肥配施)、OF50(50%有机肥配施)、OF75(75%有机肥配施)和OF100(100%有机肥),测定不同施肥模式对柔毛淫羊藿农艺性状、产量、有效成分含量、养分积累量及土壤理化的影响,并采用CRITIC权重法对药材产量及品质进行综合评价.结果发现各施肥处理药材产量均较CK显著增加,尽管各有机肥配施化肥处理产量略低于OF0 处理,但无显著差异,表明有机肥配施化肥可以保证药材产量.随着有机肥配比的提高,药效成分朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C呈先增后降趋势,以OF25 处理含量最高,淫羊藿苷则呈不断上升趋势,以OF100 处理最佳,但总体来说,总黄酮醇苷ABCI以OF25 处理积累最多.CRITIC法结果显示药材情况综合得分前三的施肥处理为OF25、OF50、OF75.有机肥配施化肥有利于提高土壤的持肥能力和供肥能力,土壤指标以OF100 处理最优,土壤酶活以OF75 处理活性最高,同时有机肥配施化肥有助于植株对养分的吸收积累,以OF25 处理促进最明显.综合不同比例有机肥配施化肥对柔毛淫羊藿产量、有效成分含量及养分积累量等指标,建议在柔毛淫羊藿生产中第一年采用 25%比例(7 500 kg·hm-2)的有机肥和化肥配施,以促进柔毛淫羊藿产业增产提质.

为明晰高原鼢鼠(Eospalax baileyi)干扰对高寒草甸植物功能性状及功能多样性的影响,本研究选取青藏高原东缘高原鼢鼠栖息地,以鼠丘斑块空间格局指数代表其干扰强度,划分为轻度、中度、重度和极重度干扰4个水平,设置无鼠丘草地为对照,调查了植被群落物种多度、常见植物功能性状和土壤理化性质.利用单因素方差分析不同干扰强度下植物功能性状和功能多样性的差异,采用全子集回归和冗余分析方法分析环境因子对植物功能性状及功能多样性的影响.结果表明:(1)相比对照,所有高原鼢鼠干扰区植物叶绿素相对含量、叶片碳含量群落加权平均值显著增加(P＜0.05),而植物株高、比叶面积和叶片氮含量显著下降(P＜0.05);(2)高原鼢鼠干扰下植物功能丰富度显著增加(P＜0.05),而功能分异和RaoQ指数相比对照显著下降(P＜0.05);(3)不同干扰强度区之间,植物功能性状和功能多样性变化较小;(4)冗余分析和全子集回归分析表明,土壤水分和温度是影响高寒草甸植物功能多样性的主要环境因子,土壤环境因子对功能性状和功能多样性解释贡献分别达到41.6％和27.3％.本研究结果表明,高原鼢鼠干扰改变了土壤环境因子(温度和水分),进而影响到植物功能性状和功能多样性.

为了探究木本植物根际效应的季节动态及其驱动因素,以北京市东灵山地区两种主要植被类型——白桦(Betula platyphylla)林和蒙古栎(Quercus mongolica)林中的优势树种为研究对象,于2017年的春(5月)、夏(7月)、秋(9月)、冬(12月)4个季节分别测定根际土壤与非根际土壤的理化性质、微生物生物量、碳矿化速率及净氮矿化速率、胞外酶活性和矢量特征以及植物的根系、叶片功能性状,分析根际效应的季节变化动态.结果发现:(1)土壤pH及铵态氮含量、微生物生物量、碳氮矿化速率、胞外酶活性和矢量特征指标在根际土壤与非根际土壤之间存在显著差异,根际效应主要呈现为正效应,即根际土壤高于非根际土壤.(2)根际效应存在显著的季节动态,表现为秋季的根际效应最强.(3)根际效应与植物根系和叶片功能性状之间存在显著相关关系.细根生物量与可提取有机碳、土壤总碳、总氮含量的根际效应显著正相关;叶干物质含量、叶碳氮比与微生物生物量碳含量、微生物生物量氮含量、碳矿化速率、酸性磷酸酶活性的根际效应显著正相关.研究结果表明,植物功能性状对于植物的根际效应具有重要作用;在东灵山的温带落叶阔叶林,可能由于秋季植物地下碳输入量最高,导致根际微生物数量和活性增加,从而出现秋季微生物生物量及活性的根际效应高于其他季节的现象.

目的:研究不同人工生态种植模式对土壤理化性质、肥力、多花黄精产量和品质的影响.方法:以野生混交林的土壤和野生多花黄精为对照,测定黄桃、杉木林及竹林在人工生态套种多花黄精下,土壤理化性质、土壤肥力、多花黄精块茎生长量和黄精药材指标性成分含量.结果:3 种人工生态种植模式能显著提升土壤物理性状及肥力,并提高多花黄精块茎生长量及药材品质,影响大小顺序为:黄桃套种>杉木林套种>竹林套种>CK.黄桃套种模式下,土壤含水量、pH值、孔隙度分别为 20.42%、6.23 和 56.24%,容重仅为 0.71 g/cm3;土壤有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量分别为 112.33、506.47、722.14 和 483.60 mg/kg;多花黄精种植 3 年块茎重量、块茎生长量和相对生长速率分别为378.97 g、354.22 g和1 433.78%;多花黄精块茎醇溶性浸出物和总多糖含量分别为 86.14%和 15.53%.结论:人工生态种植能改善土壤的物理性状,提升土壤肥力,提高多花黄精产量和药材品质,其中以黄桃套种多花黄精的人工生态种植模式效果最佳,本研究为多花黄精人工生态种植技术的大面积推广提供参考依据.

全光条件下紫椴(Tilia amurensis)更新困难,植被控制通过改变光照条件和土壤质量能够促进目的树种生长,研究植被控制强度对紫椴幼树根系性状和土壤因子的影响,为紫椴人工林培育提供支撑.以株行距为1.5 m×1.5 m的紫椴人工林(5年生)为对象,设置不同植被控制强度:幼树半径75 cm内所有灌草去除(T75)、半径50 cm范围灌草去除(T50)、半径30 cm范围灌草去除(T30)和不去除灌草(CK),测定不同植被控制强度下紫椴幼树吸收根和运输根的形态学性状、全量养分和非结构性碳水化合物等指标及土壤理化性质,揭示植被控制对根系性状和土壤因子的影响.植被控制显著改变了紫椴幼树所处环境中光照强度,其中,T75处理下光照强度最大,光照强度随着植被控制强度减弱而显著降低(P＜0.05).植被控制均显著降低了土壤全碳、全氮、速效氮和有效磷含量.随着植被控制强度的减弱,细根的直径、碳磷比、可溶性糖和淀粉含量均减小,比表面积、比根长、全碳、全氮和全磷含量均增加.土壤因子对紫椴幼树吸收根和运输根根系性状的变异的解释度分别为43.2%和37.9%.植被控制强度越大,紫椴幼树获得的光照强度越大,紫椴幼树根系形态、化学计量和生理特征随植被控制强度的变化均发生适应性改变,通过提高紫椴根系比表面积、比根长、全碳、全氮和全磷含量以增强幼树对低光条件的适应.植被控制强度变化下光照条件和土壤因子的改变可能是解释紫椴幼树根系性状变化的两个主要因素.

目的:探究施用生防菌剂对浙贝母产量、质量、蛴螬防治效果及根际土壤的影响.方法:以江苏浙贝母鳞茎为实验材料,在大田条件下设置不同浓度的金龟子绿僵菌孢子粉+三菌合剂"宁盾"(S1、S2、S3)、常规化学药剂(40%辛硫磷乳油,CG)四个组,以不施药作为空白对照(CK),进行试验.结果:菌剂处理的三个组(S1、S2、S3)的浙贝母植株各外观性状指标大多比CK、CG组高,且CG组略高于CK组.S1、S2、S3 三个组的鳞茎受蛴螬的危害较CK、CG组明显降低,且产量均有显著提高.同时S1、S2、S3 三个组的生物碱含量及土壤中的速效钾、有效磷和电导率明显高于CK组,但与CG组差异不大.S2 组的土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均较CK组显著提高,与CG组无显著差异.S1、S2、S3 三组土壤细菌中的厚壁菌门相对丰度较CK、CG组有所提高.S1、S2、S3 三组土壤真菌中的子囊菌门相对丰度较CK组有所提高,较CG组有所降低.结论:施用生防菌剂能够防治蛴螬、促进浙贝母的生长和改善其品质,并能提高土壤营养和改善微生物群落结构.本研究为在浙贝母生产中合理应用生防菌剂提供理论依据.