为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH3)、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB 18、LB 19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌.菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7％和28.3％;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2％和334.4％;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4％和32.8％.此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强.综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力.

对光环境的灵敏响应使得森林中常见的光照异质性成为影响植物自我更新的关键因素,然而植物地下根系结构对光照的响应较为难测而缺乏深入研究.为探究不同光强下木麻黄根系响应策略,以一年生木麻黄(Casuarina equisetifolia)幼苗为试验材料,模拟森林幼苗生长的林外(CK)、林缘(L1)、林窗(L2)和林下光环境(L3)设置4种光照强度,测定及分析木麻黄幼苗的生长、根系形态、细根解剖结构及碳氮含量等指标.结果表明:(1)L1下,幼苗采取维持高度,降低横向生长的方式,保证正常累积生物量,随光照强度的下降,株高、地径、叶片生物量及地上部分生物量逐渐下降.(2)在根系表型上,幼苗随光限制的加重呈现抑制纵伸但促进根系的横向生长,其中总根长、根平均直径及根体积达到显著差异.在径级结构上,细根发育程度随光照减弱而下降;而适当的遮光(L1)促进粗根生长但L3时除根尖数较CK上升外,根长度、根表面积、根体积均显著下降.(3)1-3级细根解剖变化较大,相较CK,1级细根皮层细胞面积显著增加,但根半径、维管柱结构、表皮厚度等指标则显著下降,2级细根根半径、皮层细胞面积、表皮厚度明显减少,但维管柱结构仅在L2、L3时显著下降;3级细根根半径、皮层细胞面积和维管柱面积均较CK显著增大,L1时维管柱结构下降,但随光照减弱加重,维管柱面积和中柱占比均明显增加.(4)在碳氮含量上,CK与L1无显著差异,TC在L2时显著下降,TN则在L2时显著上升,TC、TN均在L3达到最大,而C∶N随光强降低逐渐下降.综上所述,光限制时,木麻黄生物量及碳分配稳定根茎部分生长,采取"弱化吸收,强化储存"收缩型生长策略;当限制加重时,光合和呼吸作用失衡导致植物对细根投入养分的浪费,并最终造成林木死亡.研究结果为林下植被的更新提供理论参考.

目的:采用高效液相色谱法(HPLC)建立不同产地沙棘叶指纹图谱,对其中异鼠李素、槲皮素和山柰酚含量进行测定,并对不同产地的沙棘叶品质进行综合评价.方法:指纹图谱采用C18 色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈-0.4%磷酸水溶液,梯度洗脱,流速为 0.8 mL·min-1,柱温为 30℃,进样量为 10 μL,检测波长为 280 nm;采用"中药色谱指纹图谱相似度评价系统"(2012版)软件进行指纹图谱相似度评价.含量测定采用C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以甲醇-0.1%甲酸水溶液(58∶42)为流动相,流速为 1.0 mL·min-1,柱温为30℃,进样量为 10 μL,检测波长为 370 nm.结果:建立了不同产地沙棘叶HPLC指纹图谱,相似度为 0.647～0.910.通过和对照品比对,对 26 个共有峰进行峰指认,其中 9 个共有峰鉴定为英国栎鞣花酸、沙棘宁B、木麻黄鞣宁、表儿茶素、水仙苷、表没食子儿茶素、芦丁、异槲皮苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷;对不同产地沙棘叶中异鼠李素、槲皮素、山柰酚进行HPLC定量分析,结果表明,槲皮素、山柰酚、异鼠李素的质量分数分别为 0.12%～0.33%、0.07%～0.32%、0.10%～0.49%.山西忻州沙棘叶槲皮素质量分数最高,为 0.33%;内蒙古鄂尔多斯沙棘叶山柰酚质量分数最高,为 0.32%;新疆塔城沙棘叶异鼠李素质量分数最高,为 0.49%.结论:该方法精密度、稳定性、重复性良好,可有效评价沙棘叶品质.不同产地沙棘叶黄酮类功效成分含量差异较大.

为明晰内生真菌在宿主植物耐盐生长中是否存在拮抗作用,探讨利用内生真菌提高困难立地条件下造林成活率的可能,将两株耐盐内生真菌葡萄座腔菌(Botryosphaeria sp.)Z1(T3)、炭团菌(Hypoxylon sp.)Y6(T4)及其混合菌(T2)进行固体发酵培养,添加到栽植有木麻黄(Casuarina equisetifolia)幼苗的不同盐度(质量分数为0、3‰、6‰、9‰)盆钵土壤中,以添加菌株载体(T1)和无添加(CK)为对照,研究固体培养内生真菌对土壤盐胁迫下木麻黄幼苗抗逆生理特征的影响及其与生物量的关系.结果表明:菌株处理显著提高了盐胁迫下幼苗的生物量,幼苗生理特征受土壤盐度、时间和菌株种类影响较大.3‰盐度下,T2处理15天后可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及45天后过氧化氢酶(CAT)活性高于CK、T1,相对电导率(REC)在T2、T3和T4处理胁迫期都显著降低;9‰盐度下,T2、T3和T4处理实验期内REC、H2O2含量显著降低,胁迫60天后丙二醛(MDA)含量显著降低,SS含量、SOD活性、CAT活性显著增加,T2处理的SP含量、过氧化物酶(POD)活性同样显著增加.采用逐步回归建立了菌株处理下幼苗生理特征与生物量关系的回归方程模型,通径分析表明REC、POD活性和SS含量为影响生物量的主要生理因素.综上,不同菌株对幼苗渗透调节物质含量、氧化酶活性和生物量的影响不同,混合菌的拮抗作用最为明显,研究结果初步揭示了盐胁迫下木麻黄渗透调节物质含量、抗逆酶、生物量与木麻黄内生真菌的关系,为木麻黄抗逆工程菌的发掘提供了研究基础.

探究轻度火烧后土壤呼吸及其组分变化规律以及对林地环境因子的影响,可为林火干扰条件下滨海沙地人工林土壤碳排放估算提供科学依据.该研究以闽南沿海地区木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林火烧迹地和对照样地为研究对象,于2019年9月至2020年8月采用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定土壤总呼吸速率(Rs)和异养呼吸速率(RH),同时测定10 cm深处的土壤温度(T10)、湿度(W10)和0-10 cm土壤的物理化学性质,探讨轻度火烧对林地土壤Rs和RH以及非生物因子的影响.结果表明:火烧迹地土壤全年平均Rs和RH分别为(2.37±0.65)和(2.05±0.63)μmol·m-2·s-1,对照样地土壤全年平均Rs和RH分别为(2.86±1.08)和(2.51±1.08)μmol·m-2·s-1,火烧迹地与对照样地土壤呼吸速率及其组分存在显著差异.除对照样地土壤RH外,两块样地土壤呼吸速率及其组分与土壤温度呈极显著指数相关关系,与土壤水分的相关关系均未达到显著水平.土壤呼吸速率与土壤可溶性有机碳、土壤微生物生物量氮含量呈极显著正相关关系,与土壤可溶性有机氮含量呈显著正相关关系,与土壤微生物生物量碳含量呈显著负相关关系.轻度火烧对木麻黄人工林土壤呼吸及其组分均有抑制作用,说明林火干扰对森林生态系统土壤呼吸和碳循环具有重要影响.

为了解热带珊瑚岛对植物生长的影响,对狗牙根(Cynodon dactylon)、大叶相思(Acacia auriculaeformis)和木麻黄(Casuarina equisetifolia)在热带珊瑚岛的生态适应性进行了研究.结果表明,与海南文昌苗木基地的同种植物相比,珊瑚岛胁迫生境下3种植物叶片中的抗氧化酶活性(SOD、CAT和POD)和脯氨酸含量均显著提高(P<0.05);大叶相思和狗牙根的丙二醛含量也极显著提高(P<0.01),但木麻黄则没有显著变化.这表明这些植物可以通过提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量来适应珊瑚岛的胁迫生境.

目的:分析福建省平潭岛长江澳沙滩珊瑚菜群落现状,提出保护与合理开发方案.方法:实地考察,样地调查.结果:(1)长江澳31个2 m×2 m样方中,除木麻黄种苗外,共有物种9科14属15种.(2)样地内频度前三位植物为海边月见草(80.65％)、老鼠艻(77.42％)、珊瑚菜(45.16％);密度前三位植物为老鼠艻(1.73％)、海边月见草(1.65％)、肾叶打碗花(1.20％);多度前三位植物为老鼠艻(22.46％)、海边月见草(21.41％)、肾叶打碗花(15.63％);盖度前三位植物为海边月见草(20.55％)、老鼠艻(15.87％)、牛筋草(3.13％).(3)珊瑚菜的频度、密度、多度、盖度分别为45.16％、0.98％、12.80％、1.42％.结论:平潭岛长江澳沙滩珊瑚菜资源较丰富,生态适宜,破坏严重,须加大保护力度.

植被新建是保护和改善热带珊瑚岛生态系统的关键环节,热带珊瑚岛极端干旱生境是影响植物存活和定居的主要限制因子之一,因此选取适生植物对热带珊瑚岛植被新建至关重要.通过测定在海南省文昌市苗圃和热带珊瑚岛上的草海桐(Scaevola taccada)、厚藤(Ipomoea pescaprae)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、花生(Arachis hypogaea)、椰子(Cocos nucifera)5种植物的光合/水力相关功能性状,探讨植物对热带珊瑚岛生境的适应性.研究发现:与对照(文昌苗圃)相比,热带珊瑚岛上的草海桐、厚藤、木麻黄最大光合速率(Amax)均显著升高;除椰子外,其余4种植物的比叶面积(SLA)降低,长期水分利用效率升高(其中木麻黄和花生升高显著);5种植物的叶片碳含量(LC)均有不同程度降低.此外,厚藤、木麻黄、椰子的叶片导水率(K1eaf)显著升高;厚藤和花生的叶片膨压丧失点(Ψtlp)显著降低;厚藤和木麻黄的气孔导度(gs)显著升高.研究结果表明草海桐、椰子、花生主要通过非气孔调节方式(提高Kleaf,降低Ψtlp、SLA等)适应热带珊瑚岛干旱环境;而厚藤和木麻黄同时通过气孔调节(降低gs)及非气孔调节(提高Kleaf,降低Ψtlp、SLA等)两种方式促进植物碳同化和水分利用.综上所述,草海桐、厚藤、木麻黄具有更高的光合能力和水分利用效率,能有效协调碳同化和水分利用,表现出良好的适应能力,适合用于热带珊瑚岛的植被新建.

通过454 GS FLX Titanium测序平台对不同林龄木麻黄林地土壤宏基因组DNA进行16S rDNA定向测序,以分析土壤细菌在不同分类水平上的群落结构多样性的变化并探索土壤理化性质和土壤细菌群落多样性之间的相关性.结果表明,林龄会引起土壤样品中细菌群落的分布显著差异化,木麻黄林地间各菌群的结构变化,门、纲、目、科、属5个分类水平数量和种类的丰度随林龄增加均呈现出先增后降的趋势,其中变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门升降幅度最大,处于中龄林时期的林地土壤微生物相对较丰富,丰度较高的37个属中主要以固氮菌类和生物降解菌类为主.相关性分析表明土壤有机质含量与土壤微生物在门、纲、目、科、属5个分类水平上的多样性均呈现极显著正相关.木麻黄林在由中龄林向成熟林过渡过程中,林地微生物群落结构的变化与林地有机质含量、土壤全钾、全氮、铵态氮、硝态氮等非生物因子的作用有着密切的关系.

以福州市滨海后沿沙地人工营造的湿地松、木麻黄、尾巨桉、肯氏相思和纹荚相思防护林为研究对象,测定不同年龄(新叶、老叶)叶片、表层土壤(0～10 cm)天然稳定碳、氮同位素丰度值(δ13C、δ15N),研究稳定碳、氮同位素丰度值与水分利用效率和土壤氮饱和程度的相互关系,以揭示不同树种水分利用效率、氮饱和程度和碳氮循环速率差异的机理.结果表明:(1)滨海沙地不同树种叶片δ13C变化范围为-31.682‰～-29.323‰,其δ13C大小为:湿地松＞肯氏相思＞木麻黄＞纹荚相思＞尾巨桉,除尾巨桉外各树种δ13C均表现为新叶＞老叶;各树种叶片δ15 N变化范围为-5.548‰～-2.167‰,其δ15N大小为:肯氏相思＞纹荚相思＞木麻黄＞湿地松＞尾巨桉,且各树种均表现为新叶＞老叶.(2)不同树种表层土壤δ15N变化范围为-4.675‰～-2.975‰,表层土壤δ15N大小为:纹荚相思＞肯氏相思＞木麻黄＞尾巨桉＞湿地松,但不同树种表层土壤C含量无显著差异.(3)滨海沙地湿地松、木麻黄、肯氏相思和纹荚相思的水分利用效率随叶龄增加均呈显著递减趋势;不同树种新叶的水分利用效率变化范围为39.09～76.57 μmol·mol-1,其大小依次为:湿地松＞肯氏相思＞木麻黄＞纹荚相思＞尾巨桉;老叶的水分利用效率变化范围为38.56～62.59 μmol·mo[-1,其大小依次为:湿地松＞木麻黄＞肯氏相思＞尾巨桉＞纹荚相思.(4)不同树种人工林水分利用效率与其新叶水分利用效率呈显著正相关关系,说明林分水分利用效率主要体现在新叶的水分利用效率上,同时林分水分利用效率受林分类型的影响.