磷添加对中亚热带2种森林类型土壤微生物群落组成的影响
- 格式:pdf
- 大小:4.07 MB
- 文档页数:8
磷肥施用对土壤呼吸及其组分影响的研究进展作者:肖华翠杨柳明李一清来源:《福建农业科技》2020年第07期摘要:土壤磷肥大量輸入,增加土壤磷有效性,将显著影响陆地生态系统碳循环过程。
土壤呼吸作为碳循环过程中的关键组分在全球碳平衡和气候变暖中扮演重要的角色,其对磷肥响应模式及机制是当前生态学研究领域的热点问题。
综述了土壤呼吸及其组分对磷肥的响应,发现磷肥对土壤呼吸及其组分的影响表现为增加、降低和无影响,且因生态系统类型、施磷量、施磷时长不同而不同。
磷肥主要通过改变土壤pH、可溶性有机碳、植物生产力、凋落物、微生物群落组成等影响土壤呼吸的环境因子,直接或间接影响土壤呼吸及其组分。
未来应重点关注施磷对土壤呼吸组分的影响及微生物学作用机制,同时开展土壤呼吸组分对磷肥介导的多种环境因子变化的响应研究,为全面认识磷肥对全球碳平衡的调控提供理论参考。
关键词:磷肥;土壤呼吸;异养呼吸;土壤碳循环;调控中图分类号:S154 文献标志码:A 文章编号:0253-2301(2020)07-0006-09DOI: 10.13651/ki.fjnykj.2020.07.002Research Progress on the Effects of Phosphorus Fertilizer Applicationon Soil Respiration and Its ComponentsXIAO Hua-cui1,2, YANG Liu-ming1,2*, LI Yi-qing1,2(1. Cultivation Base of State Key Laboratory of Humid Subtropical Mountain Ecology,Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian 350007, China; 2. School of GeographicalScience, Fujian Normal University, Fuzhou, Fujian 350007, China)Abstract: A large amount of soil phosphorus input will increase the availability of soil phosphorus, which will significantly affect the carbon cycle process of terrestrial ecosystem. As a key component of carbon cycle, soil respiration plays an important role in the global carbon balance and climate warming. The response mode and mechanism of soil respiration to phosphorus fertilizer is a hot issue in the current ecological research field. In this paper, the response of soil respiration and its components to phosphorus fertilizer was reviewed. It was found that the effects of phosphorus fertilizer on soil respiration and its components were increased, decreased, and no effect, and varied depending on the types of ecosystem, the application amount of phosphorus, and the duration of phosphorus application. The phosphorus fertilizer mainly affected the soil respiration and its components directly or indirectly by changing the environmental factors such as soil pH, soluble organic carbon, plant productivity, litter, and microbial community composition. In the future,we should focus on the effects of phosphorus application on the soil respiration components and the microbiological mechanism. At the same time, the response of soil respiration components to the changes of various environmental factors mediated by phosphorus fertilizer should be studied, so as to provide theoretical reference for comprehensively understanding the regulation of phosphorus fertilizer on the global carbon balance.Key words: Phosphorus fertilizer; Soil respiration; Heterotrophic respiration; Soil carbon cycle;Regulation随着全球气候变化备受关注,土壤呼吸作为温室气体CO2的重要来源,其通量、源与汇的精确估算及测定受到极大的重视[1]。
土壤磷元素对植物的作用磷(P)是植物生长发育中必需的主要营养元素之一,它在维持植物正常生理功能和生长发育过程中起到至关重要的作用。
磷元素在植物体内广泛存在于各种有机和无机形式,以无机磷酸盐的形式被植物吸收和利用。
下面将详细介绍土壤磷元素对植物的作用。
1. 促进植物生长:磷元素是构成植物DNA、RNA和ATP等生物分子的重要组成部分,参与了植物体内的能量转移和物质代谢过程。
磷元素的供应充足能够促进植物的生长,特别是根系的生长和发育,增加植物体的生物量和产量。
2. 促进植物根系发育:磷元素是植物根系发育的关键营养元素之一。
磷元素能够促进根毛的生长和发育,增强根系对水分和养分的吸收能力,提高植物的抗旱性和抗逆性。
3. 促进植物的营养吸收:磷元素在土壤中以无机磷酸盐的形式存在,能够与植物根系表面的吸附体结合形成磷酸盐,被植物根系吸收利用。
磷元素的供应能够促进植物对其他营养元素的吸收和利用,提高植物对氮、钾、锌等元素的利用效率。
4. 促进植物的光合作用:磷元素是植物光合作用中的重要组成部分,参与了光合色素的合成和光合酶的活化。
磷元素的供应能够提高植物叶片中叶绿素的含量,增加光合作用的光合速率,提高植物的光合效率和光能利用率。
5. 提高植物的抗病能力:磷元素能够提高植物的抗病能力。
磷元素的供应能够增强植物的细胞壁和细胞膜的稳定性,增加植物对病原微生物的抵抗能力,降低植物发生病害的几率。
6. 促进植物的花果发育:磷元素对植物的花果发育有重要影响。
磷元素的供应能够促进花芽的分化和开花过程,增加花朵数量和花朵的品质。
同时,磷元素的供应还能够促进果实的膨大和成熟,提高果实的产量和品质。
土壤磷元素是植物生长发育中不可或缺的重要营养元素。
磷元素的供应能够促进植物的生长、根系发育、营养吸收、光合作用、抗病能力和花果发育等方面的功能,对提高植物的产量和品质具有重要意义。
因此,在农业生产中合理施用磷肥,保证土壤中磷元素的供应,对于提高作物产量和农业可持续发展具有重要意义。
第45卷㊀第6期2021年11月南京林业大学学报(自然科学版)JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition)Vol.45,No.6Nov.,2021DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202101021㊀收稿日期Received:2021⁃01⁃18㊀㊀㊀㊀修回日期Accepted:2021⁃06⁃20㊀基金项目:国家重点研发计划(2017YFD0600502-5);江西省林业厅林业科技创新专项(201811)㊂㊀第一作者:贾婷(151****2806@163.com)㊂∗通信作者:张露(zhlu856@163.com),教授,ORCID(0000-0003-2168-0546)㊂㊀引文格式:贾婷,宋武云,关新贤,等.湿地松针叶功能性状及其对磷添加的响应[J].南京林业大学学报(自然科学版),2021,45(6):65-71.JIAT,SONGWY,GUANXX,etal.ResponsesofneedlefunctionaltraitsofPinuselliottiitophosphorusaddition[J].JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalSciencesEdition),2021,45(6):65-71.DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202101021.湿地松针叶功能性状及其对磷添加的响应贾㊀婷,宋武云,关新贤,魏智文,陈㊀涵,易㊀敏,熊启慧,张㊀露∗(江西农业大学㊃江西省森林培育重点实验室㊃江西特色林木资源培育与利用2011协同创新中心,江西㊀南昌㊀330045)摘要:ʌ目的ɔ揭示湿地松人工林针叶功能性状间的关系,探讨针叶功能性状对磷添加的响应及对环境养分的适应策略㊂ʌ方法ɔ以12年生湿地松人工林为研究对象,设置3个磷元素梯度(P1为25kg/hm2,P2为50kg/hm2,P3为100kg/hm2)和不施磷为对照(CK)共4个处理,分析不同处理下叶长㊁叶面积和比叶面积等9个形态指标与针叶全氮㊁全磷和有机碳等养分含量的变化,探讨针叶形态指标与养分含量的相关性㊂ʌ结果ɔ①各处理下湿地松针叶各功能性状的变异系数为6.62% 19.77%,其中叶鞘长和比叶面积的变异系数大,均高于19%,有机碳含量变异系数最小,仅为6.61%㊂②与CK相比,随着施磷浓度的增加,除针叶干物质含量显著降低外(P<0 05),针叶叶面积㊁比叶面积及养分含量等指标均上升㊂③湿地松针叶的叶面积和比叶面积与全钾和全磷间存在显著正相关(P<0.05),相关系数达0.597以上,而针叶干物质含量与全磷㊁全钾和有机碳含量间表现出显著负相关(P<0.05),相关系数分别为-0.840㊁-0.639和-0.530㊂ʌ结论ɔ①湿地松针叶功能性状均属较弱变异,在特定环境中湿地松针叶功能性状具有较强的内稳性;②磷添加可以影响湿地松针叶的形态特征和养分储量,高浓度磷添加(P3)的效果最明显㊂③湿地松针叶形态建成与其养分含量相关,养分含量高促进针叶生长代谢㊁叶面积增加,同时加快干物质含量向其他器官转运,使针叶干物质含量减少㊂关键词:湿地松;磷添加;针叶;功能性状;叶形态;养分中图分类号:S714 2㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1000-2006(2021)06-0065-07ResponsesofneedlefunctionaltraitsofPinuselliottiitophosphorusadditionJIATing,SONGWuyun,GUANXinxian,WEIZhiwen,CHENHan,YIMin,XIONGQihui,ZHANGLu∗(JiangxiProvincialKeyLaboratoryofSilviculture,2011CollaborationInnovationCenterofJiangxiTypicalTreesCultivationandUtilization,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China)Abstract:ʌObjectiveɔTheaimofthisstudyistorevealthecorrelationbetweenfunctionaltraitsofneedlesinmiddle⁃agedPinuselliottiiplantationsandtoexploretheresponsemechanismoffunctionaltraitsofneedlestothephosphorusadditionandtheadaptationstrategytoenvironmentalnutrients.ʌMethodɔInthisstudy,a12⁃year⁃oldP.elliottiiplantationwasselectedastheresearchobject.Threephosphorusgradients(P1as25kg/hm2,P2as50kg/hm2,P3as100kg/hm2)andnophosphorusapplication(CK)wereusedascontrols.Thechangesinninemorphologicalindexes,suchasleaflength,leafareaandspecificleafarea,andthecontentsoftotalnitrogen,totalphosphorus,andorganicmatterinneedleswereanalyzed.ʌResultɔ①ThecoefficientofvariationoffunctionaltraitsofP.elliottiineedlesunderalltreatmentsrangedfrom6.62%to19.77%,amongwhichthecoefficientofvariationofsheathlengthandspecificleafareawaslargerthan19%,andthecoefficientofvariationoforganiccarbonwastheleast(6.61%).②ComparedwithCK,theincreaseinPconcentration,exceptinthedrymattercontentofneedles,decreasedsignificantly(P<0 05),whileothermorphologicalindicessuchasleafarea,specificleafareaandnutrientcontentofneedlesincreased.③TherewasaclosecorrelationbetweenmorphologicalindicesandthenutrientcontentofP.elliottiineedles.TheleafareaandspecificleafareaofP.elliottiineedleswerepositivelycorrelatedwiththecontentsoftotalKandtotalP(P<0.05),andthecorrelationcoefficientwasabove0.597.ThedrymattercontentofP.elliottiineedleswasnegativelycorrelated. All Rights Reserved.南京林业大学学报(自然科学版)第45卷withthecontentsoftotalP,totalKandorganicmatter(P<0.05),withcorrelationcoefficientsof-0.840,-0.639,and-0.530,respectively.ʌConclusionɔ①ThefunctionaltraitsofP.elliottiineedleswereweaklyvariable,andthefunctionaltraitsofP.elliottiineedleshadstronginternalstabilityinspecificenvironments.②PhosphorussupplementationcouldimprovethemorphogenesisandnutrientstorageofP.elliottiineedles,andtheeffectofhighconcentration(P3)phosphorussupplementationwasthemostobvious.③ThemorphogenesisofP.elliottiineedlesisrelatedtotheirnutrientcontent.Highnutrientcontentpromotesthegrowthandmetabolismofneedles,increasestheareaofneedles,andspeedsupthetransportofdrymattertootherorgans,whichreducesthedrymattercontentofneedles.Keywords:Pinuselliottii;phosphorusaddition;needleleave;functionalcharacters;morphogenesisofneedles;nutrient㊀㊀植物功能性状指植物在个体水平上反映出能够适应环境变化的形态㊁生理和物候特征,是连接植物个体与生态环境的桥梁[1-2],如叶长㊁叶面积㊁比叶面积和干物质含量等形态性状在特定环境下具有稳定性[3],而植物叶片的C㊁N㊁P㊁K含量等营养性状会随土壤中的养分含量变化而产生变化[4]㊂在植物各器官中,叶片与环境的接触面最大,能够较为敏感地提供植物生长的相关信息,反映植物个体对生存环境的适应情况[5-6]㊂当养分缺乏时,叶片表现出缺素症[7],干旱时叶片变小且厚,在环境胁迫时,功能叶的光合利用率显著下降[8]㊂目前,诸多学者已对叶功能性状做了研究,何斌等[9]探究了马尾松人工林在不同时空下的针叶功能性状与土壤养分关系,认为土壤全磷和有机质含量是影响马尾松针叶功能性状的主要土壤因子㊂祁丽霞[10]通过植物功能性状的多样性分析来了解植物沿环境梯度的分布格局,以及植物对全球气候变化的响应和指示作用㊂Ordoñez等[11]探讨植物功能性状在全球叶片经济型谱(leafeconomicsspectrum)中的应用,通过对2548种植物的主要叶片功能性状进行分析,发现叶片性状在养分循环速率间保持平衡的普遍规律㊂此外,叶片的各功能性状间存在着权衡关系,在经过环境 大筛子 筛选后所形成的性状组合会成为植物的一种 生态策略(ecologicalstrategy) ,使其能够更好地适应生态环境[12]㊂植物叶片性状会受到土壤养分的影响,营养供给不足的土壤中植物叶面积偏小,土壤养分含量高会使植物叶片的比叶面积偏高[13]㊂湿地松(Pinuselliottii)原产于美国东南部,是我国亚热带地区最成功的引种树种和南方主要造林树种[14]㊂磷元素作为南方红壤养分主要限制因子,影响植物根系生长和微生物群落结构㊁土壤有机质碳组分[15-19],从而影响植物生长,故在南方红壤地区人工林培育过程中常通过施用磷肥促进林木生长㊂林木的生长离不开光合作用,叶片作为光合作用的主要场所,其功能性状能反映出植物个体的光合速率和对养分的适应及调节情况,目前诸多学者从不同林龄㊁海拔和坡度等方面对植物叶片的功能性状进行分析[9-11],但缺乏不同浓度磷后添加下针叶功能性状变化差异方面的研究㊂基于此,笔者通过在湿地松林分中添加磷元素,探讨添加不同浓度磷后湿地松林针叶功能性状的变化及针叶形态性状与营养性状间的相关性,旨在明晰湿地松在生长过程中对养分的需求,为湿地松的合理施肥和科学经营提供理论依据㊂1㊀材料与方法1.1㊀研究区概况试验区位于江西省泰和县灌溪镇的石溪林场(115ʎ6ᶄ24ᵡE,26ʎ43ᶄ39ᵡN),海拔100m,年均气温17 9ħ,为典型低山红壤丘陵地貌,亚热带季风气候特征明显,夏季高温多雨,冬季温和少雨,年降雨量1489mm,无霜期280d㊂试验区土壤类型以红壤(富铁土)为主,肥力适中㊂土壤基本情况见表1㊂表1㊀试验区土壤基本概况Table1㊀Abasicsoiloverviewofthetestarea指标index土壤养分含量nutrientcontent全氮/(g㊃kg-1)totalnitrogen全磷/(g㊃kg-1)totalphosphorus全钾/(g㊃kg-1)totalpotassium有机质/(g㊃kg-1)organicmatter有效磷/(mg㊃kg-1)availablephosphorus速效钾/(mg㊃kg-1)availablepotassiumpH值value1.060.502.4510.190.5223.734.73㊀㊀2008年人工种植湿地松,胸径13 65cm,树高11 23m,株行距为2mˑ3m㊂林下灌木主要以金樱子(Rosalaevigata)㊁蔷薇(Rosasp.)㊁菝葜(Smilaxchina)为主,草本以铁芒萁(Dicranopteris66. All Rights Reserved.㊀第6期贾㊀婷,等:湿地松针叶功能性状及其对磷添加的响应linearis)㊁毛蕨(Cyclosorusinterruptus)㊁狗脊蕨(Woodwardiajaponica)为主㊂1.2㊀试验设计2017年12月在试验区布设16个20mˑ20m的样方,采用随机区组设计,设置3个磷元素梯度(P1为25kg/hm2,P2为50kg/hm2,P3为100kg/hm2)和不施磷为对照(CK)共4个处理,重复4次㊂根据3种磷元素梯度换算成NaH2PO4㊃2H2O的施用量,于2018年和2019年连续2年,每年3月和6月分两次施入㊂为了保证施用均匀,将每个20mˑ20m样方再分成4个5mˑ5m的小样方拌细沙撒施㊂1.3㊀样品采集2020年7月在每个20mˑ20m样方中选取5株平均木,采集树冠外层东南西北4个方位上的当年生枝条,每枝条取50束松针,将5株木的松针混匀后置于自封袋,放入冰盒保存,用于针叶形态指标测定㊂1.4㊀样品测定1.4.1㊀针叶形态指标测定从每个样方混合均匀的针叶中随机取30束新鲜针叶,用蒸馏水洗净后,用滤纸吸干表面水分㊂用直尺测定针叶整体长度(LL,公式中记为L)和叶鞘长度(FSL),用游标卡尺分别测定针叶中间位置的宽度和厚度作为针叶的叶宽(DL,记为D)和叶厚(TL),测定每束针叶叶鞘中间处的直径作为束粗(FW)㊂针叶鲜质量用电子天平称量,饱和鲜质量是将新鲜针叶用蒸馏水浸泡24h后取出擦净表面水分后的质量,干质量指将新鲜针叶在85ħ烘箱烘至质量恒定后称其质量㊂针叶单面弧面面积(SSCS):SSCS=πˑDˑL2;叶面积(SLA):SLA=πˑDˑL2+DˑL;比叶面积(SSLA):SSLA=叶面积叶干质量;㊀叶干物质含量(CLDM):CLDM=针叶干质量饱和鲜质量ˑ100%;相对含水率(RRMC):RRMC=鲜质量-干质量饱和鲜质量-干质量㊂1.4.2㊀针叶养分含量测定新鲜针叶115ħ下杀青0.5h㊁60ħ烘干至质量恒定后,再粉碎过筛备用㊂样品用H2SO4-H2O2消煮后,全氮(TN)含量用半微量凯氏法测定,钼锑抗比色法测定全磷(TP)含量;用火焰光度法测定全钾(TK)含量,用重铬酸钾容量法外加热(油浴加热)法测定有机碳(TOC)含量[20]㊂1.5㊀数据处理采用SPSS22.0分析方法中的描述统计法得出针叶功能性状的指标数据,用单因素方差分析法得到不同施肥处理下针叶功能性状差异性,用Pearson法分析针叶功能性状相关性,用Origin8.0作图㊂2㊀结果与分析2.1㊀磷添加下湿地松针叶功能性状分析在添加3种浓度磷和对照的16个样方中采集湿地松针叶,对14个针叶功能性状进行方差分析㊂结果(表2)表明,同种处理下针叶各功能性状之间差异不显著,但变异系数变化幅度较大,为6.61%19 77%,其中叶鞘长(FSL)的变异系数最大,比叶表2㊀湿地松针叶功能性状的方差分析Table2㊀Thevarianceanalysisofneedleleavefunctionaltraits针叶功能性状leaffunctionaltraitsCKP1P2P3FPFPFPFP组间变异系数/%CV叶长LL0.9220.5070.3840.7710.7400.5813.5540.1267.33叶宽DL4.7940.0820.7300.5863.1860.1460.4720.7186.62叶厚TL0.1840.9020.3850.7700.5580.6703.2850.14012.19单面弧面面积SCS3.9770.1080.6230.6373.1690.1470.6390.62812.83叶面积LA3.9800.1080.6290.6333.2040.1450.6440.62612.75叶鞘长FSL0.1100.9500.6120.6421.5830.3260.2520.85719.77束粗FW1.0150.4740.1790.9060.5010.7021.5240.33814.35叶干物质含量LDM0.4310.7422.8890.1663.0300.1566.8440.04717.66比叶面积SLA5.2030.0720.8300.5430.5850.6561.1590.42919.25相对含水率RMC3.2570.1420.1560.9201.5170.3399.0000.0308.90全氮含量TNcontent2.4460.20417.3440.0093.3590.1365.3220.07018.39全磷含量TPcontent2.4080.20813.8170.0144.3450.0952.5820.19111.38全钾含量TKcontent0.9130.5101.0830.4520.3560.7894.7560.08313.78有机碳含量TOCcontent0.8840.5210.7730.5671.1240.4390.6050.6466.6176. All Rights Reserved.南京林业大学学报(自然科学版)第45卷面积(SLA)次之,叶宽(DL)和有机碳(TOC)含量的变异系数最小㊂说明湿地松针叶的功能性状存在不同程度的变异,不同处理下叶鞘长(FSL)和比叶面积(SLA)的变化相对较大,而叶宽(DL)和有机碳(TOC)含量相对稳定,没有较大波动㊂总体来说,针叶功能性状的变异系数均<20%,均属于弱变异[21],说明湿地松针叶的功能性状存在较强的内稳性㊂对添加不同浓度磷针叶功能性状进行方差分析发现:低浓度磷添加下针叶全磷含量存在显著差异(P<0.05),高浓度磷添加下针叶干物质含量和相对含水量存在显著差异(P<0 05),其他处理下均无差异㊂说明在相同处理下,针叶功能性状变化较小㊂2.2㊀磷添加下湿地松针叶功能性状的变化添加不同浓度磷处理下湿地松人工林针叶功能性状呈现不同变化(图1)㊂叶面积㊁比叶面积和单面弧面面积随着磷浓度的增加均有显著提高(P<0 05)㊂各处理下叶长和叶宽存在不同程度的差异,添加高浓度磷下叶长显著高于添加中㊁低浓度磷,添加中㊁高浓度磷下叶宽显著大于低磷和空白对照处理㊂针叶干物质含量随着磷浓度的增加而降低,且各浓度处理间表现出显著差异(P<0.05)㊂对针叶养分含量来讲,随着磷浓度的增加,针叶全氮(TN)㊁全磷(TP)㊁全钾(TK)和有机碳(TOC)含量均有所提高,针叶全氮(TN)含量在各处理间无显著差异(P>0.05),全磷(TP)含量在各处理间的差异显著,中磷和高磷浓度下全钾(TK)含量显著高于低磷和对照,高磷浓度下有机质(TOC)含量显著高于低磷和对照㊂总体来说,磷添加有助于促进针叶形态建成和生长,可提高针叶养分含量;随着磷浓度的增加,叶面积和比叶面积显著增加,而针叶干物质含量显著降低,这可能是因为高浓度磷添加下湿地松生长加快,促使针叶中干物质向其他部位转运㊂图中不同小写字母表示各处理下针叶功能性状的差异显著(P<0.05)㊂Thedifferentlowercaselettersinthefigureindicatethesignificantdifferenceoffunctionaltraitsofneedleleaveundereachtreatment(P<0.05).图1㊀磷添加下湿地松针叶功能性状的变化差异Fig.1㊀Differencesoffunctionalpropertiesofneedleleaveunderdifferentphosphorustreatment2.3㊀湿地松针叶功能性状的相关性分析湿地松针叶功能性状的相关性分析(表3)表明,针叶各性状指标间存在着相关关系㊂叶长与叶宽㊁叶面积㊁比叶面积㊁相对含水率㊁TP和TK含量呈极显著正相关关系(P<0.01),与TOC含量为显著正相关(P<0.05);叶厚除了与束粗极显著正相关,与其他指标间的相关性不显著(P>0 05);针叶干物质含量与叶长㊁叶宽㊁叶厚㊁比叶面积㊁相对含水率㊁全磷㊁全钾和有机碳含量间均存在极显著的负相关关系(P<0.01);养分指标间,针叶TP与TN㊁TK和TOC含量存在显著正相关关系;TK与TOC含量显著正相关,TN与TK和TOC含量间的相关性不显著㊂总体来说,湿地松针叶形态指标和养分含量间存在着相关关系,针叶的叶面积和比叶86. All Rights Reserved.㊀第6期贾㊀婷,等:湿地松针叶功能性状及其对磷添加的响应面积与全钾和全磷间存在显著正相关关系(P<0 05),而针叶的干物质含量与全磷㊁全钾和有机碳含量间表现出显著的负相关关系(P<0.05),说明湿地松针叶的形态建成与其中的养分含量相关,养分含量高促进针叶的生长代谢,使针叶面积增加,而干物质含量减少是因为针叶代谢增强,促进干物质含量向其他营养器官和生殖器官转运㊂表3㊀湿地松针叶功能性状相关性分析Table3㊀Thecorrelationanalysisofneedlefunctioncharacters性状trait形态指标functioncharacters养分含量nutrientcontentLLDLTLLAFSLFWLDMSLARMCTNTPTKTOCLL10.683∗∗0.2200.921∗∗-0.0130.196-0.894∗∗0.841∗∗0.496∗∗0.2910.860∗∗0.615∗∗0.427∗DL10.2660.912∗∗-0.1800.373∗-0.702∗∗0.833∗∗0.428∗0.0050.613∗∗0.471∗∗0.426∗TL10.259-0.398∗0.512∗∗-0.1280.207-0.006-0.1290.3240.1630.260LA1-0.1010.311-0.873∗∗0.914∗∗0.511∗∗0.1750.860∗∗0.597∗∗0.471∗∗FSL1-0.481∗∗0.054-0.0850.1050.612∗∗-0.007-0.242-0.457∗∗FW1-0.2480.1830.034-0.0670.2090.0740.387∗LDM1-0.829∗∗-0.538∗∗-0.246-0.840∗∗-0.639∗∗-0.530∗∗SLA10.608∗∗0.1190.778∗∗0.633∗∗0.428∗RMC10.2220.497∗∗0.439∗0.265TN含量10.420∗0.197-0.142TP含量10.647∗∗0.522∗∗TK含量10.399∗TOC含量1㊀㊀注:∗.P<0.05;∗∗.P<0.01.3㊀讨㊀论3.1㊀磷添加下湿地松针叶功能性状的变化差异植物的功能性状同时受到遗传和环境的共同影响,其中遗传物质对针叶功能性状变异的影响较大,此外,针叶功能性状也会随植物生长环境的变化而产生差异[22]㊂研究磷添加下湿地松针叶形态特征和养分含量的变化差异,可以揭示植物对养分环境的响应和变化规律㊂本研究中,磷添加下针叶各功能性状的变异系数为6.62% 19.77%,存在不同程度的变异,但变异系数均<20%,属于较弱变异[23],说明湿地松针叶功能性状指标存在一定的内稳性㊂这可能是因为在同样的生长气候条件下,湿地松人工林针叶对外界环境的适应机制相对稳定,未表现出较强的可塑性㊂何斌等[9]在研究马尾松人工林针叶功能性状中得到同样的结论㊂有机碳含量的变异系数最小,叶鞘长和比叶面积的变异系数高于其他指标,这可能是因为C是构成植物细胞骨架和干物质的基本元素[24],在针叶中含量相对稳定,且在施磷处理下,针叶捕捉光资源的能力会有所变化㊂3.2㊀湿地松针叶功能性状对磷添加的响应植物的生长发育离不开光合作用,而叶片是植物进行光合作用的主要器官,叶片的形态特征和养分含量可反映出植物的光合速率和养分利用率㊂在植物体内,磷是合成光合色素(叶绿素a和叶绿素b)的主要元素[25],对植物光合作用起着至关重要的作用㊂在我国南方红壤区,磷是主要限制性元素,通过施用适量的磷肥可提高土壤中供植物利用的磷元素,进而增加植物体内的磷含量㊂本研究表明随着施磷浓度的增加,湿地松叶面积㊁比叶面积和养分含量均有不同程度的增加,其中不同处理的叶面积和比叶面积均呈显著差异,低磷和不施磷处理下叶面积和比叶面积小,较小的叶面积能减少植物蒸腾,以期适应低磷环境下林木生长;另一方面,施磷也增加土壤养分,改善土壤条件,提高林分的养分利用率,促进林木生长,叶长㊁叶宽及叶面积均随磷浓度的增加而显著提高,而叶面积的增大促使湿地松针叶捕捉光资源能力提高,光合作用增强,林木生长更加旺盛㊂Sang等[26]研究表明,土壤营养资源丰富时,植物比叶面积大,保持体内营养的能力强,这与本研究结论相一致㊂此外,本研究发现针叶干物质含量随磷浓度的增加而降低,低磷和不施磷时,较多的干物质含量可以减少针叶内部的水分扩散,降低代谢速率,以维持对资源的利用率[27],满足湿地松在低磷浓度下的正常生长㊂高磷处理时林木代谢增强,促使最先储存能量的叶片向其他器官转运能量,使叶片本身干物96. All Rights Reserved.南京林业大学学报(自然科学版)第45卷质含量有所降低㊂刘旻霞等[28]提出在养分充足的优越土壤环境下,植物光合能力较强,生长速率快,但植物本身对资源的捕捉利用能力会下降,这与本研究的结论相一致㊂这种现象似乎是植物能保持生态系统平衡的生存策略,在环境恶劣时,较强的自身捕获资源能力才足以维持生长代谢需求,避免被生态系统淘汰,在资源充足的优越环境中,植物自身会降低对资源的争夺㊂在湿地松人工林培育中,磷肥的施用会提高湿地松的生长速率,但过度的磷肥施用会降低湿地松本身对资源的争夺能力,造成磷肥淋失,浪费财力㊁物力和人力㊂3.3 湿地松针叶功能性状间的相关关系植物叶片的功能性状间存在着紧密的联系,植物通过特定的功能性状组合来适应不同的生活环境㊂在植物功能性状的研究中,单一性状无法描述植物对环境变化的响应,应充分考虑性状之间的耦合关系,才能准确发现表征植物对环境响应的主要功能性状及组合,揭示植物在不同环境中的资源分配和权衡策略[29-31]㊂本研究中,叶面积与叶长㊁叶宽㊁比叶面积㊁全磷㊁全钾和有机碳含量存在显著的正相关关系,与干物质含量存在显著负相关关系,这是因为较大的叶面积会使植物接受光的面积增大,加强植物的光合作用和对养分的吸收,促进针叶生长㊂湿地松叶长除了与干物质含量呈显著负相关关系,与其他指标间均呈正相关关系,在马尾松针叶功能性状研究中得到过相似的结论,在干旱瘠薄环境中的植物叶片长度与比叶面积呈负相关,与干物质含量正相关[32]㊂这是因为在干旱环境中植物需要较多干物质来储存营养以满足生长,说明在施用磷肥的土壤环境中,湿地松人工林已形成一套适应当前生境的形态指标组合㊂参考文献(reference):[1]孟婷婷,倪健,王国宏.植物功能性状与环境和生态系统功能[J].植物生态学报,2007,31(1):150-165.MENGTT,NIJ,WANGGH.Plantfunctionaltraits,environmentsandecosystemfunctioning[J].JPlantEcol,2007,31(1):150-165.[2]VIOLLEC,NAVASML,VILED,etal.Lettheconceptoftraitbefunctional![J].Oikos,2007,116(5):882-892.DOI:10.1111/j.0030-1299.2007.15559.x.[3]郭雯,徐瑞晶,漆良华,等.竹类植物光合特性与叶片功能性状研究[J].世界林业研究,2018,31(4):29-35.GUOW,XURJ,QILH,etal.Researchprogressofphotosyntheticcharacteristicsandleaffunctionaltraitsofbambooplants[J].WorldForRes,2018,31(4):29-35.DOI:10.13348/j.cnki.sjlyyj.2018.0036.y.[4]陈蕾,李超伦.海洋浮游生物的生态化学计量学研究进展[J].应用生态学报,2014,25(10):3047-3055.CHENL,LICL.Re⁃searchadvancesinecologicalstoichiometryofmarineplankton[J].ChinJApplEcol,2014,25(10):3047-3055.DOI:10.13287/j.1001-9332.20140801.005.[5]刘婧敏.采用因子分析探究植物在形态组织结构水平上对高原环境的适应性[D].天津:南开大学,2015.LIUJM.Factoranalysiswasusedtoexploretheadaptabilityofplantstotheplat⁃eauenvironmentatthelevelofmorphologicalandtissuestructure[D].Tianjin:NankaiUniversity,2015.[6]李芳兰,包维楷.植物叶片形态解剖结构对环境变化的响应与适应[J].植物学通报,2005,40(S1):118-127.LIFL,BAOWK.Responsesofthemorphologicalandanatomicalstructureoftheplantleaftoenvironmentalchange[J].ChinBullBot,2005,40(S1):118-127.[7]贾晓玥.番茄连作设施土壤中微量元素的变化及其对番茄产量和品质的影响[D].沈阳:沈阳农业大学,2020.JIAXY.Changesoftraceelementsinthesoiloftomatocontinuouscroppingfacilitiesandtheireffectsontomatoyieldandquality[D].Shenyang:ShenyangAgriculturalUniversity,2020.[8]赵瑜琦,高苗琴,李涛,等.干旱胁迫对群众杨光合特性与器官干物质分配的影响[J].生态学报,2020,40(5):1683-1689.ZHAOYQ,GAOMQ,LIT,etal.EffectsofwaterstressonleafgasexchangeandbiomassallocationofPopulusˑpopularis 35-44 cuttings[J].ActaEcolSin,2020,40(5):1683-1689.DOI:10.5846/stxb201901270203.[9]何斌,李青,冯图,等.不同林龄马尾松人工林针叶功能性状及其与土壤养分的关系[J].南京林业大学学报(自然科学版),2020,44(2):181-190.HEB,LIQ,FENGT,etal.Variationinleaffunctionaltraitsofdifferent⁃agedPinusmassonianacommuni⁃tiesandrelationshipswithsoilnutrients[J].JNanjingForUniv(NatSciEd),2020,44(2):181-190.DOI:10.3969/j.issn.1000-2006.201904038.[10]祁丽霞.戴云山黄山松 马尾松叶性状对海拔梯度的响应研究[D].福州:福建农林大学,2015.QILX.TheresponseofHuangshanpinetraitstoaltitudegradient[D].Fuzhou:FujianAg⁃ricultureandForestryUniversity,2015.[11]ORDOÑEZJC,VANBODEGOMPM,WITTEJPM,etal.Aglobalstudyofrelationshipsbetweenleaftraits,climateandsoilmeasuresofnutrientfertility[J].GlobEcolBiogeogr,2009,18(2):137-149.DOI:10.1111/j.1466-8238.2008.00441.x.[12]ARANGO⁃VELEZA,ELKAYALW,COPELANDCCJ,etal.DifferencesindefenceresponsesofPinuscontortaandPinusbanksianatothemountainpinebeetlefungalassociateGrosmanniaclavigeraareaffectedbywaterdeficit[J].PlantCellEnviron,2016,39(4):726-744.DOI:10.1111/pce.12615.[13]BONSERSP,LADDB,MONROK,etal.Theadaptivevalueoffunctionalandlife⁃historytraitsacrossfertilitytreatmentsinanannualplant[J].AnnBot,2010,106(6):979-988.DOI:10.1093/aob/mcq195.[14]田大伦,项文化,闫文德.马尾松与湿地松人工林生物量动态及养分循环特征[J].生态学报,2004,24(10):2207-2210.TIANDL,XIANGWH,YANWD.Comparisonofbiomassdy⁃namicandnutrientcyclingbetweenPinusmassomianaplantationandPinusellottiiplantation[J].ActaEcolSin,2004,24(10):2207-2210.DOI:10.3321/j.issn:1000-0933.2004.10.017.[15]易敏,张露,雷蕾,等.湿地松转录组SSR分析及EST-SSR标记开发[J].南京林业大学学报(自然科学版),2020,44(2):75-83.YIM,ZHANGL,LEIL,etal.AnalysisofSSRinformationintranscriptomeanddevelopmentofEST⁃SSRmolecularmarkers07. All Rights Reserved.㊀第6期贾㊀婷,等:湿地松针叶功能性状及其对磷添加的响应inPinuselliottiiEegelm[J].JNanjingForUniv(NatSciEd),2020,44(2):75-83.DOI:10.3969/j.issn.1000-2006.201907017.[16]康树文.氮磷添加对内蒙古典型草原植物群落结构和季节动态的影响[D].呼和浩特:内蒙古大学,2019.KANGSW.EffectsofnitrogenandphosphorusadditiononplantcommunitystrctureandseasonaldynamicsintypicalgrasslandofInnerMon⁃golia[D].Hohhot:InnerMongoliaUniversity,2019.[17]徐智超.氮㊁磷养分添加下的呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸[D].呼和浩特:内蒙古大学,2019.XUZC.Soilrespirationofhulunbermeadowsteppeundertheadditionofnitrogenandphos⁃phorusnutrients[D].Hohhot:InnerMongoliaUniversity,2019.[18]LIY,TIAND,WANGJ,etal.Differentialmechanismsunderlyingresponsesofsoilbacterialandfungalcommunitiestonitrogenandphosphorusinputsinasubtropicalforest[J].PeerJ,2019,7:e7631.DOI:10.7717/peerj.7631.[19]WANGR,BALKANSKIY,BOUCHERO,etal.Significantcontri⁃butionofcombustion⁃relatedemissionstotheatmosphericphos⁃phorusbudget[J].NatGeosci,2015,8(1):48-54.DOI:10.1038/ngeo2324.[20]MAOQG,LUXK,ZHOUKJ,etal.Effectsoflong⁃termnitrogenandphosphorusadditionsonsoilacidificationinanN⁃richtropicalforest[J].Geoderma,2017,285:57-63.DOI:10.1016/j.geoderma.2016.09.017.[21]戴全厚,刘国彬,薛萐,等.侵蚀环境人工刺槐林土壤水稳性团聚体演变及其养分效应[J].水土保持通报,2008,28(4):56-59.DAIQH,LIUGB,XUES,etal.Dynamicsofsoilwater⁃stableaggregatesintherestorationprocessofartificialRobiniapseudoacaciaundererosionenvironment[J].BullSoilWaterCon⁃serv,2008,28(4):56-59.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2008.04.032.[22]钟巧连,刘立斌,许鑫,等.黔中喀斯特木本植物功能性状变异及其适应策略[J].植物生态学报,2018,42(5):562-572.ZHONGQL,LIULB,XUX,etal.VariationsofplantfunctionaltraitsandadaptivestrategyofwoodyspeciesinaKarstforestofcentralGuizhouProvince,southwesternChina[J].ChinJPlantEcol,2018,42(5):562-572.DOI:10.17521/cjpe.2017.0270.[23]秦娟,孔海燕,刘华.马尾松不同林型土壤C㊁N㊁P㊁K的化学计量特征[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2016,44(2):68-76,82.QINJ,KONGHY,LIUH.Stoichiometriccharac⁃teristicsofsoilC,N,PandKindifferentPinusmassonianaforests[J].JNorthwestAFUniv(NatSciEd),2016,44(2):68-76,82.DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.02.010.[24]陈黎,刘成功,钱莹莹,等.南方红豆杉人工林针叶C㊁N㊁P化学计量特征[J].南京林业大学学报(自然科学版),2021,45(5):53-61.CHENL,LIUCG,QIANYY,etal.StoichiometriccharacteristicsofC,N,PofTaxuschinensisvar.maireiplantationneedles[J].JNanjingForUniv(NatSciEd),2021,45(5):53-61.DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202103051.[25]吴锡麟,叶功富,张尚炬,等.不同海岸梯度上短枝木麻黄小枝金属元素含量及其再吸收率动态[J].应用与环境生物学报,2011,17(5):645-650.WUXL,YEGF,ZHANGSJ,etal.Con⁃tentsofsomemineralelementsandtheirresorptionefficienciesinCasuarinaequisetifoliabranchletsacrossacoastalgradient[J].ChinJApplEnvironBiol,2011,17(5):645-650.DOI:10.3724/SP.J.1145.2011.00645.[26]SANGTV,JOHNSONEA.Alpineplantlife:functionalplantecologyofhighmountainecosystems[J].MtResDev,2001,21(2):202.DOI:10.1659/0276-4741(2001)021[0202:APLFPE]2.0.CO;2.[27]胡耀升,么旭阳,刘艳红.长白山不同演替阶段森林植物功能性状及其与地形因子间的关系[J].生态学报,2014,34(20):5915-5924.HUYS,YAOXY,LIUYH.ThefunctionaltraitsofforestsatdifferentsuccessionstagesandtheirrelationshiptoterrainfactorsinChangbaiMountains[J].ActaEcolSin,2014,34(20):5915-5924.DOI:10.5846/stxb201301230133.[28]刘旻霞,马建祖.阴阳坡植物功能性状与环境因子的变化特征[J].水土保持研究,2013,20(1):102-106.LIUMX,MAJZ.Featurevariationsofplantfunctionaltraitsandenvironmentalfactorinsouth⁃andnorth⁃facingslope[J].ResSoilWaterConserv,2013,20(1):102-106.[29]张杰,李敏,敖子强,等.基于CNKI的植物功能性状研究进展文献计量分析[J].江西科学,2018,36(2):314-318,330.ZHANGJ,LIM,AOZQ,etal.BibliometriealanalysisofplantfunctionaltraitsresearchbasedonCNKIfrom1955-2017[J].JiangxiSci,2018,36(2):314-318,330.DOI:10.13990/j.issn1001-3679.2018.02.023.[30]宋光满,韩涛涛,洪岚,等.演替过程中植物功能性状研究进展[J].生态科学,2018,37(2):207-213.SONGGM,HANTT,HONGL,etal.Advancesinthestudiesofplantfunctionaltraitsduringsuccession[J].EcolSci,2018,37(2)207-213.DOI:10.14108/j.cnki.1008-8873.2018.02.026.[31]刘晓娟,马克平.植物功能性状研究进展[J].中国科学:生命科学,2015,45(4):325-339.LIUXJ,MAKP.Plantfunctionaltraits:concepts,applicationsandfuturedirections[J].SciSin(Vitae),2015,45(4):325-339.DOI:10.1360/N052014-00244.[32]HASSANIA.EffectsofwaterstressandhightemperatureongasexchangeandchlorophyllfluorescenceinTriticumaestivumL[J].Photosynthetica,2006,44(2):312-315.DOI:10.1007/s11099-006-0024-7.(责任编辑㊀吴祝华)17. All Rights Reserved.。
氮添加对草地土壤微生物群落结构的影响草地是重要的生态系统,对维持生态平衡和地球生态系统功能具有重要作用。
草地土壤微生物是草地生态系统中的关键组成部分,对草地植物生长和养分循环具有重要影响。
因此,研究氮添加对草地土壤微生物群落结构的影响,对于深入理解草地生态系统的生态过程具有重要意义。
一、氮添加对土壤微生物群落丰富度的影响氮是植物生长的重要营养元素,适量的氮添加可以提高草地植物的生长和产量。
然而,过量的氮添加可能会导致土壤中氮的累积,对土壤微生物群落产生负面影响。
研究表明,氮添加可导致土壤微生物群落丰富度的下降。
过量的氮会改变土壤中氮的形态和分布,抑制一些微生物的生长和繁殖,从而导致土壤微生物多样性的降低。
二、氮添加对土壤微生物群落组成的影响氮添加不仅会改变土壤微生物群落的丰富度,还会对其组成产生影响。
研究发现,氮添加可以显著改变土壤微生物群落的组成。
一些氮添加实验显示,氮添加会导致土壤中促生和抑制生长的微生物的比例发生改变。
此外,氮添加还可能导致一些特定类型的微生物在土壤中的丰度增加或减少,从而对土壤微生物群落结构产生影响。
三、氮添加对土壤微生物群落功能的影响土壤微生物群落具有多样的功能,如有机质分解、养分转化、土壤碳氮循环等。
氮添加会改变土壤中的养分状况,并直接或间接影响土壤微生物的功能。
有研究表明,氮添加会促进一些具有寡糖分解能力的微生物的生长,加快土壤中有机质的降解速率。
然而,氮添加也可能抑制一些固氮微生物的活性,从而对固氮功能产生负面影响。
四、氮添加对土壤微生物群落稳定性的影响土壤微生物群落的稳定性是评估土壤生态系统健康状况的一个重要指标。
氮添加可能对土壤微生物群落的稳定性产生影响。
一些研究发现,氮添加会降低土壤微生物群落的稳定性,增加土壤微生物群落的变异性。
这可能是因为氮添加改变了土壤中的养分环境,导致土壤微生物群落对环境变化的响应能力降低。
总结:氮添加对草地土壤微生物群落结构具有显著影响。
林分类型对亚热带森林土壤团聚体中真菌反硝化微生物丰度的影响邓米林;林永新;叶桂萍;胥超;宛颂;贺纪正【期刊名称】《福建师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(40)1【摘要】选取位于福建省三明市的米槠次生林、杉木人工林和马尾松人工林土壤为研究对象,利用荧光定量PCR分析了FnirK基因丰度,同时测定反硝化潜势。
结果表明:FnirK基因丰度受林分类型显著影响,但受团聚体影响较小。
马尾松人工林土壤FnirK基因拷贝数最高,为5.30×10^(8)copies·g^(-1),显著高于杉木人工林土壤的2.49×10^(8)copies·g^(-1)和次生林土壤的1.21×10^(8)copies·g^(-1)。
各粒级团聚体的FnirK基因拷贝数也呈现出相同趋势。
杉木和马尾松人工林土壤两种粒径较大团聚体的FnirK基因拷贝数较高,粒径较小团聚体中FnirK基因拷贝数较低,而次生林中4种粒级团聚体FnirK基因拷贝数无显著差异。
马尾松和杉木人工林土壤的反硝化潜势分别为10.23和6.41μg·kg^(-1)·h^(-1),显著高于次生林土壤的2.76μg·kg^(-1)·h^(-1)。
相关性分析表明,FnirK基因丰度与土壤含水率和有效磷含量呈显著正相关;反硝化潜势与土壤pH值、含水率、有效磷含量和FnirK基因丰度均呈显著正相关,表明真菌可能在酸性森林土壤反硝化过程中发挥重要作用。
综上,不同林分类型主要通过影响土壤含水率和有效磷含量影响FnirK基因丰度和反硝化潜势,而团聚体粒径对土壤FnirK基因丰度影响相对较小。
因此,在未来的森林管理过程中,人工林土壤真菌反硝化过程对N_(2)O产生的贡献不容忽视。
【总页数】8页(P45-51)【作者】邓米林;林永新;叶桂萍;胥超;宛颂;贺纪正【作者单位】福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地;福建师范大学地理科学学院;闽江学院地理与海洋学院;福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站【正文语种】中文【中图分类】S154.36【相关文献】1.土壤团聚体N2O释放与反硝化微生物丰度和组成的关系2.有机和无机肥配比对黄褐土硝化和反硝化微生物丰度及功能的影响3.天然林转人工林对亚热带森林土壤团聚体中亚硝酸盐还原基因丰度的影响4.氮磷添加下典型温带、亚热带森林土壤氮循环功能基因丰度和微生物群落属性数据集因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
氮磷平衡与浮游植物群落结构的关系随着人类活动的不断扩张和加剧,环境问题越来越受到人们的重视。
水是人类赖以生存的基础,而水中的浮游植物对水质的影响尤其关键。
氮磷平衡是影响浮游植物群落结构的重要因素之一,本文将探讨氮磷平衡与浮游植物群落结构的关系。
一、氮磷平衡的定义和作用氮磷平衡是指水体中氮、磷两种元素的含量相对平衡的状态。
在自然水体中,氮、磷的含量都很低,是浮游植物生长发育的限制因素。
水体中存在氮、磷的很多形式,如氨氮、硝态氮、亚硝酸盐氮、总氮、磷酸盐磷等,它们的含量和比例关系会影响到浮游植物群落结构。
在水体中,氮、磷的含量会直接影响浮游植物的营养水平、生长速度、种类、数量等。
而浮游植物又是水生生态系统的重要组成部分,对水质、水生生物群落、生态平衡等方面都有重要影响。
二、尽管氮、磷在水体中的含量都很低,但是它们的含量比例会影响到浮游植物群落的结构。
在水体中,氮磷比例较小(< 20:1)时,就会形成氮限制或氮磷共限制的状态,这时水体中的浮游植物种类较少。
在氮、磷的含量比例较大(>20:1)时,就会形成磷限制或磷氮共限制的状态,这时水体中的浮游植物种类较多。
具体而言,氮磷平衡对浮游植物种类、数量、生长速度等方面的影响如下:1. 氮限制状态下,浮游植物主要为绿藻等低营养级的类群,数量较少。
氮的缺乏使得浮游植物不能充分利用环境中的其他养分,容易受其它营养物质限制而无法生长繁殖。
2. 磷限制状态下,浮游植物种类较多,增长速度慢,数量较少。
磷的缺乏限制了浮游植物的营养水平,使其无法快速生长繁殖,种类也趋于多样化,以适应限制状况下的竞争。
3. 氮磷比例较高时,浮游植物数量较多,种类也较多,生长速度较快。
磷与氮的比例偏向磷,会使浮游植物获得较充分的营养,而在生长与繁殖方面有较大优势。
当磷比氮高达到一定程度,可能就形成浮游蓝藻大量繁殖的生态事件。
三、氮磷平衡对生态环境的影响氮磷平衡对生态环境的影响显而易见。
地理专业本科毕业论文题目(精选)近现代以来,随着地理科学的快速发展,不再局限于自然地理现象的研究,而是逐步涵盖自然科学和社会科学的双重特征。
现在xx为了让各位地理专业的本科学生们确定论文主题,现总结了近几年来最新的200个地理专业本科毕业论文题目,欢迎各位前来查看。
地理专业本科毕业论文题目一:1、红树林可培养微生物活性评价和土壤宏基因组文库构建及生物活性筛选2、基于GIS和遥感的崇明岛土地资源承载力研究3、杭州西溪湿地景观格局研究分析4、基于3S技术的干旱区土壤盐渍化时空演变研究5、县域土壤系统分类基层分类与制图研究6、松嫩平原西部土地整理区景观格局及土壤属性空间变异特征研究7、哈尔滨城市绿地土壤调查及改良效果研究8、连作障碍土壤生态修复的研究9、不同盐碱程度盐碱土壤微生物多样性研究10、面向土系调查制图的小尺度区域景观分类研究11、酸沉降下南亚热带森林土壤元素动态及其响应机制12、辽宁朝阳凤凰山基准剖面古土壤类型判定研究13、湖北省主要土纲基层分类指标体系的构建及应用14、盐城典型滨海潮滩湿地地形地貌特征及其对景观分异的影响15、生物炭对石灰土性质及土壤系统中碳迁移转化的影响研究16、基于遥感数据的土壤水分与地形地貌关系研究17、内蒙古毛乌素沙地景观格局动态变化及其驱动力研究18、基于无人机遥感的“黄河-铁塔样带”地貌与景观特征研究19、生物炭改良土壤物理性质的初步研究20、氮添加对森林土壤可溶性糖、酚类物质及可溶性有机氮含量的影响21、粉煤灰改良盐碱土壤理化性状及对植物生理性状影响研究22、天津土壤盐渍化及其对土壤碳酸盐、有机碳分布的影响23、玄参属系统发育和生物地理学分析及砾玄参复合种的亲缘地理学研究24、高寒草原区不同植被恢复方式对土壤微生物的影响研究25、巴丹吉林沙漠形成演化的地质历史与亚洲内陆干旱化研究26、黑河流域绿洲时空变化过程的驱动机制研究27、放牧对典型草原优势植物大针茅根际土壤养分和根际微生物的影响28、草甸草原土壤微生物群落结构与多样性对增氮增雨的响应29、长白山主要林型土壤酵母菌功能多样性的研究30、土壤改良剂对马铃薯生长和土壤质量的作用机制31、寒温带冻土区森林-湿地生态系统土壤呼吸及其影响因子研究32、两种农药对红松混交林、人工纯林土壤微生物群落功能多样性的影响33、湘中丘陵区不同土地利用方式土壤养分及碳库特征研究34、城市景观视觉环境评价实践35、南海北部多波束海底地貌多尺度分析及其构造意义指示36、亚热带米槠人促林碳、氮、磷积累特征及土壤磷素有效性分级研究37、中国云杉属植物地理分布的水力限制与增温中文响应研究38、基于分布式水文模型的景观变化下生态水文响应研究39、基于CLUE-S模型的土地利用/覆被景观评价研究40、滨海盐土改良利用措施的定量评价与控盐工程优化地理专业本科毕业论文题目二:41、全球变暖对松嫩西部草原中小型土壤动物多样性的影响42、祁连山不同退化草地土壤微生物特性研究43、放牧绵羊对陇东草原土壤细菌和真菌群落结构及多样性的影响44、青藏高原东缘高寒草甸土壤线虫群落对施肥和放牧的响应研究45、祁连山地貌特征及对青藏高原隆升的响应46、滨海典型地区土壤盐渍化时空变异及监测系统研究应用47、哈尔滨中心城区生态网络分析及其景观生态格局优化研究48、吉林省西部苏打盐碱土种稻改良机理与生产关键技术研究49、自然和人为添加生物质炭对土壤腐殖质碳和黑碳的影响50、模拟土壤增温和林内减雨对暖温带锐齿栎林土壤呼吸的影响及其微生物响应51、神农架巴山冷杉林土壤有机碳及其影响因素研究52、天津滨海新区围填海演进过程与岸线、湿地变化关系研究53、水系对成都城市景观格局的影响研究54、不同耕作措施和外源碳输入对土壤结构和有机碳库的影响55、国家地质公园综合价值评价及分类管理研究56、流溪河流域景观特征对河流水质的影响及河岸带对氮的削减效应57、中国大陆海岸线及海岸工程时空变化研究58、近70年中国大陆岸线变化的时空特征分析59、人类活动影响下流域土壤及植被的时空格局变化60、四川盆地紫色丘陵区成土特征61、吉林西部盐碱水田区温室气体排放的影响因素与变暖潜势研究62、生物质炭对高度风化的酸性铁铝土碳氮磷循环及土壤质量的影响研究63、盐渍化土壤玉米水氮迁移规律及高效利用研究64、短花针茅荒漠草原群落特征和土壤对放牧强度季节调控的响应65、长白山植被垂直带地形控制机制研究66、松嫩平原西部盐碱化生态系统土壤呼吸特征及土壤CO_2无机通量研究67、渭河流域地下水中氟和碘的形成机理及其对人体健康的影响68、矿区土地景观格局演变及其生态效应研究69、海滨湿地互花米草沼泽景观演变机制研究70、基于景观生态分析的城市绿色天际线规划研究71、基于GIS的山地景观生态综合评价研究72、青藏高原东缘白龙江流域地貌定量化参数体系研究73、基于生态文明的干旱区湖泊湿地景观环境综合评价及改善对策研究74、土壤磷素耦合的水田碳-氮库动态消长规律及其生态化学计量学调控潜能75、中国南方红土磁学特征、起源及其与成土过程关系研究76、渤海海峡南部海域地貌特征及控制因素研究77、海岸侵蚀风险评价模型构建及其应用研究78、延河流域景观格局与水文过程耦合分析79、大连主城区绿地景观格局与生态服务功能动态80、火对塔河森林土壤微生物及酶活性的干扰作用地理专业本科毕业论文题目三:81、黄土高原人工纯林枯落物分解和养分循环对土壤极化的影响82、深耕与秸秆还田的土壤改良效果及其作物增产效应研究83、玛纳斯河流域土壤盐渍化过程和格局特征及盐渍土改良模式探讨84、黑河流域历史时期垦殖绿洲时空变化与驱动机制研究85、浙江沿海陆地生态系统景观格局变化与生态保护研究86、基于层次-熵权法的地质公园综合评价87、森林恢复对土壤有机碳氮循环的影响88、安徽大别山海拔梯度上森林土壤碳氮动态研究89、胶东集约化农田土壤酸化效应及改良调控途径90、北京地区生态系统服务价值遥感估算与景观格局优化预测91、苏州市水岸带景观格局演变研究92、天津湿地景观格局动态变化研究93、基于景观结构的长株潭核心区土地利用生态风险调控研究94、重庆丘陵山区农村土地整治工程及其景观效应95、渤海湾海岸带环境演变及控制因素研究96、四川稻城地区地质景观研究97、基于多尺度NDVI和LUCC的漓江流域生态演变研究98、基于GIS的流域地貌形态分形空间变异特征研究99、长白山自然保护区景观格局演化与模拟100、流域尺度景观格局时空演变与生态系统健康评价研究101、加速溶剂萃取和离子液体微萃取在土壤样品处理中的应用102、福建近岸海域海底地貌研究103、长沙城市湿地景观格局时空演变与驱动机制研究104、北方滨海盐土高效改良技术研究105、生物炭在黄土高原典型土壤中的改良作用106、三峡工程对洞庭湖区湿地景观格局及生态健康的影响研究107、青藏高原草地变化及其对气候的响应108、高寒草甸坡向梯度上植物群落组成及其氮磷化学计量学特征的研究109、松嫩高平原土地利用景观梯度变化及其土地生态环境响应110、松嫩平原苏打盐渍土灌区稻田水盐调控灌排模式研究111、河岸带景观结构、功能及其关系研究112、生物炭改良白浆土的初步研究113、脱硫石膏与腐植酸改良滨海盐碱土的效应及机理研究114、水文过程对黄河口湿地景观格局演变的驱动机制研究115、芦竹生物炭对农业土壤环境的影响116、银杏复合系统碳储量及土壤碳循环过程研究117、基于植被根系分布形态的生态边坡稳定性研究118、三峡水库消落带土壤有机质、氮、磷分布特征及通量研究119、沙漠旅游资源评价及风沙地貌地质公园开发与保护研究120、区域荒漠化演变机制的六元法研究地理专业本科毕业论文题目四:121、基于GIS技术的景观视觉质量评价研究122、浙江省土壤数据库的建立与应用123、腾格里沙漠腹地钻孔揭示的沙漠形成与古环境演化历史124、冷空气活动对心脑血管疾病相关指标影响的初步研究125、模拟增温和氮沉降对松嫩草原土壤养分状况的影响126、生物质催化热解炭化的试验研究与机理分析127、基于景观服务的绿色基础设施规划与设计研究128、不同尺度乡村生态景观评价与规划方法研究129、城镇化背景下乡村景观格局演变与布局模式130、甘肃黄河石林地质景观可持续发展研究131、辽宁沿海经济带滨海公路生态景观模式研究132、泰山历史文化轴线山地段人文景观及空间研究133、非饱和土壤介电特性测量理论与方法的研究134、土壤-根系统养分迁移机制及其数值模拟135、土壤养分空间变异与分区管理技术研究136、种植耐盐植物改良盐碱土的研究137、黄土旱塬农田土壤有机碳、氮的演变与模拟138、非饱和土中热-水力-力学-传质耦合过程模拟及土壤环境工程中的应用139、三峡库区坡面水土流失机理与预测评价建模140、黄土高原植被恢复的土壤水分生态环境141、流域降雨侵蚀产沙与地貌形态特征耦合关系研究142、滑坡侵蚀及其动力学机制与定量评价研究143、土壤水分快速测量方法及其应用技术研究144、林火对土壤环境影响的研究145、植被覆盖地表土壤水分变化雷达探测模型和应用研究146、落叶松人工林土壤质量变化规律与调控措施的研究147、黄土高原历史时期地貌与土壤侵蚀演变研究148、土壤有机质含量高光谱预测模型及其差异性研究149、田间土壤养分与作物产量的时空变异及其相关性研究150、遥感土地利用/土地覆盖变化信息提取的决策树方法151、区域土地利用变化及其分析方法研究152、基于GIS和RS的小流域景观格局变化及其土壤侵蚀响应153、基于GIS的全国耕地质量评价方法及应用154、蒸发条件下夹砂层土壤水盐运移实验研究155、基于GIS和地统计学的不同尺度水稻田土壤养分时空变异及其机理研究156、基于离散元细观分析的土壤动态行为研究157、植被覆盖地表极化雷达土壤水分反演与应用研究158、面向小流域管理的水土保持遥感监测方法研究159、基于遥感和GIS的区域土壤侵蚀调查研究160、海岸河口水动力数值模拟研究及对泥沙运动研究的应用地理专业本科毕业论文题目五:161、云南纳帕海高原湿地土壤退化过程及驱动机制162、常绿阔叶林退化过程中土壤的养分库动态及植物的养分利用策略163、北京八达岭地区森林土壤理化特征及健康指数的研究164、黄土地区流域森林植被格局对侵蚀产沙过程的调控研究165、林木根系与均质土间相互物理作用机理研究166、杭州湿地植物生态习性及景观设计研究167、城市地表灰尘-降雨径流系统污染物迁移过程与环境效应168、三峡库区主要森林植被类型土壤有机碳研究169、平原河网地区景观格局变化与多尺度环境响应研究170、新疆艾比湖流域平原区景观生态安全研究171、中国几种典型土壤介电常数及其与含水量的关系172、基于遥感与GIS的景观类型信息提取及景观格局分析173、基于DEM的我国地貌形态类型自动划分研究174、基于DEM的地形信息提取与景观空间格局分析175、基于DEM的地貌分析研究176、南通市景观格局与景观生态规划研究177、基于RS和GIS的土地利用和景观格局变化研究178、青岛市土地利用/土地覆被变化及驱动力研究179、区域水土流失地形因子分析与提取研究180、黄土高原旱地长期定位试验土壤酶活性研究181、土壤团聚体水稳定性及其与土壤可蚀性之间关系研究182、基于GIS的黄土高原小流域土壤侵蚀定量评价研究183、乡村景观分类的方法研究184、使用MODIS数据反演土壤水分研究185、武汉市湿地功能评价与景观格局动态变化研究186、地貌三维综合的地图代数模型和方法研究187、不同耕作措施下黄土高原旱地土壤质量综合评价188、基于数据挖掘的遥感影像海岸带地物分类方法研究189、离子土壤固化剂对武汉红色黏土结合水作用机理研究190、北京市崇文区绿地表层土壤质量研究与评价191、不同地貌区及不同尺度的耕地质量评价与衔接研究192、土壤盐分离子迁移及其分异规律对环境因素的响应机制193、干旱区典型绿洲土壤盐渍化及其生态效应研究194、盐碱化草原农业改良技术及水盐运动规律研究195、中国主要森林群落林下土壤有机碳储量格局及其影响因子研究196、上海乡村聚落景观的调查分析与评价研究197、基于DEM的川西高原构造地貌特征提取与分析198、武汉市湿地生态系统服务功能评价与可持续发展研究199、基于GIS的煤矿区景观格局时空变化及生态重建研究200、基于激光诱导击穿光谱技术的土壤理化信息检测方法研究。
不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律【知识】不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律导语:杉木人工林作为中国主要的人工造林类型之一,对于改善生态环境和保护土壤资源起到了重要作用。
然而,近年来人们对于杉木人工林中土壤磷循环的研究相对较少。
本文将分析不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因phoc和phod的变化规律,探讨其对于降低土地退化、促进土壤肥力的意义。
目录:一、磷循环在土壤生态系统中的重要性及机制二、杉木人工林对土壤磷循环功能基因的影响2.1 杉木人工林密度对磷循环功能基因的影响2.2 杉木人工林林龄对磷循环功能基因的影响三、杉木人工林土壤磷循环功能基因变化规律的解读3.1 phoc基因变化规律的分析3.2 phod基因变化规律的分析四、不同密度及林龄杉木人工林土壤磷循环功能基因变化的意义五、个人观点与总结一、磷循环在土壤生态系统中的重要性及机制磷是土壤肥力的重要指标之一,能够影响植物的生长发育和养分吸收。
在土壤生态系统中,磷的循环主要通过磷循环功能基因来实现。
磷酸根酶(phosphatase)是负责水解有机磷酯、底物是无机磷化合物生成有机磷酸酪氨酸(Pi)的酶,即phoc基因。
而磷酸二酯酶(phosphodiesterase)是负责水解底物是有机磷酯生成Pi的酶,即phod基因。
这两种酶的功能对于磷循环在土壤中的进行至关重要。
二、杉木人工林对土壤磷循环功能基因的影响2.1 杉木人工林密度对磷循环功能基因的影响杉木人工林的密度是影响磷循环功能基因的一个关键因素。
随着杉木人工林密度的增加,磷循环功能基因的丰度和活性也会相应增加。
研究表明,较高密度的杉木人工林可以提高phoc和phod基因的表达水平,加速土壤磷的循环速率,从而促进土壤磷的有效利用和提高土壤肥力。
2.2 杉木人工林林龄对磷循环功能基因的影响杉木人工林的林龄也会对磷循环功能基因产生影响。
氮磷协效作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氮元素和磷元素是植物生长和发育中必需的关键营养元素。
氮元素在植物体内参与合成蛋白质、核酸和氨基酸等重要分子的构建过程,是植物生物体的主要组成部分之一。
磷元素则参与能量代谢和DNA合成等基本代谢过程,对植物的生长和发育至关重要。
然而,仅仅对植物供给足够的氮或磷元素是不够的,因为它们之间存在着协效作用,即氮磷协效作用。
氮磷协效作用是指氮元素和磷元素之间相互促进、协同作用的现象。
研究表明,在一定的氮磷比例下,氮和磷元素能够相互增强对植物生长的影响,从而发挥出更大的促进作用。
氮磷协效作用在植物的生理代谢和生物化学反应中起到至关重要的作用。
一方面,氮磷协效作用能够促进植物根系的生长和发育,增加根的吸收面积,提高植物对水分和营养元素的吸收能力。
另一方面,氮磷协效作用能够调控植物内源激素的合成和信号传导,进一步影响植物的生长和开花等生理过程。
除了对植物的生长发育有积极的影响外,氮磷协效作用还能够提高植物的抗逆性和抗病性。
研究表明,适当增加氮磷比例可以增强植物的抗病能力,提高植物对病原菌和逆境环境的抵抗力。
这是因为氮磷协效作用能够增加植物的抗氧化能力和活性氧清除能力,从而减少氧化应激对植物的伤害。
综上所述, 氮磷协效作用对植物生长发育起着重要的调节作用。
进一步了解氮磷协效作用的机制和调控网络,将有助于优化土壤肥料的施用方式,提高植物的产量和品质,以及发展可持续农业。
同时,加强氮磷协效作用研究对于解决世界范围内的粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言中,将首先对氮磷协效作用进行概述,介绍其背景和相关概念。
接着将介绍本文的结构,即各个章节的内容和安排。
最后,说明本文的目的,即探讨氮磷协效作用的机制和应用。
在正文部分,将分为三个小节分别介绍氮的作用、磷的作用和氮磷协效作用。
首先,将详细阐述氮在植物生长和发育过程中的重要作用,包括促进叶片生长、提高蛋白质合成能力和调节植物生理代谢等方面的作用。
土壤磷微生物碳体
“土壤磷与微生物碳体的关系”。
中国科学院华南植物园的一项研究发现,磷供给增加促进土壤有机碳的储存,并随着土壤氮有效性的增加而增加。
在土壤低氮有效性情况下,磷添加促进植被生产力从而促进植物碳的输入,同时也促进微生物活性(即增加微生物生物量),促进土壤呼吸,增加土壤碳的损失,这种土壤碳的损失将会抵消植物碳输入的增加,从而使得磷添加对土壤有机碳的影响出现不变或负效应的可能。
在土壤高氮有效性情况下,磷添加极大促进植被生产力,增加植物碳的输入,同时对微生物活性没有影响,降低土壤呼吸,降低土壤碳损失,从而增加土壤碳储存。
导致上述现象的可能原因是在磷添加下,土壤高氮有效性为微生物提供了更多的氮,降低微生物为获取氮的碳矿化。
第37卷第4期2023年8月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .4A u g.,2023收稿日期:2023-02-09资助项目:国家自然科学基金项目(42167044);贵州省高层次创新型人才项目(黔科合平台人才[2018]5641);贵大培育项目(贵大培育[2019]10号);贵州省一流学科建设项目(C N Y L [2017]007) 第一作者:张友(1990 ),男,博士研究生,主要从事农业面源污染防治和环境水化学研究㊂E -m a i l :g s .y o u z h a n g 20@g z u .e d u .c n 通信作者:戴全厚(1967 ),男,博士,教授,博士生导师,主要从事喀斯特水力侵蚀与生态恢复重建研究㊂E -m a i l :q h d a i r i v e r @163.c o m施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展张友1,2,戴全厚1,2,严友进1,2,胡泽银1,2,周红1,2(1.贵州大学林学院,贵阳550025;2.贵州大学土壤侵蚀与生态修复研究中心,贵阳550025)摘要:草甘膦除草剂是农业生产中不可或缺的物资,过量使用会导致大量草甘膦及其衍生物在土壤中残留,对生态环境安全构成威胁㊂通过系统阐述草甘膦在环境中的迁移转化过程,以及草甘膦对土壤生物及环境质量的影响,着重分析了草甘膦对土壤蚯蚓㊁微生物群落的毒理效应,草甘膦与土壤其他污染物的协同效应和草甘膦驱动土壤碳氮磷生物地球循环变化㊂同时指出当前研究的不足,并提出下一步研究的重点:(1)加强草甘膦的降解机制和影响因素的研究,并筛选更高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦降解效率和修复草甘膦污染环境的能力;(2)定期开展农业环境中草甘膦的检测和风险评估,摸清草甘膦在喀斯特区的迁移路径,探索草甘膦在岩溶地质中的吸附和去除能力,以更好地评估岩溶地质的碳汇稳定性和水生生态系统的安全性;(3)借助酶化学计量学等研究方法,探明草甘膦在土壤中的转化速率㊁通量以及与微生物代谢和营养需求㊁环境效应之间的耦合关系㊂关键词:草甘膦;土壤质量;土壤生物;生态毒理中图分类号:S 19 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)04-0007-07D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.04.002R e s e a r c hP r o g r e s s o n t h e I m p a c t o fG l y ph o s a t e H e r b i c i d eA p p l i c a t i o no nS o i l Q u a l i t yZ H A N G Y o u 1,2,D A IQ u a n h o u 1,2,Y A N Y o u j i n 1,2,HUZ e y i n 1,2,Z HO U H o n g1,2(1.C o l l e g e o f F o r e s t r y ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025;2.S o i lE r o i o na n dE c o l o g i c a lR e s t o r a t i o nR e s e a r c hC e n t e r ,G u i z h o uU n i v e r s i t y ,G u i y a n g 550025)A b s t r a c t :G l y p h o s a t eh e r b i c i d e s a r e e s s e n t i a lm a t e r i a l s i n a g r i c u l t u r a l pr o d u c t i o n ,b u t e x c e s s i v e u s e c a n l e a d t o a l a r g e a m o u n t o f g l y p h o s a t e a n d i t s d e r i v a t i v e s r e m a i n i n g i n s o i l ,p o s i n g a t h r e a t t o t h e e c o l o g i c a l e n v i r o n m e n t .B y s y s t e m a t i c a l l y e l a b o r a t i n g t h em i g r a t i o na n d t r a n s f o r m a t i o n p r o c e s s o f g l y ph o s a t e i n t h e e n v i r o n m e n t ,a s w e l l a si t se f f e c t so ns o i lo r g a n i s m sa n de n v i r o n m e n t a l q u a l i t y ,t h et o x i ce f f e c t so f g l y ph o s a t eo ns o i l e a r t h w o r m s a n dm i c r o b i a l c o mm u n i t i e s ,t h e s y n e r g i s t i c e f f e c t s o f g l y p h o s a t ew i t ho t h e r s o i l p o l l u t a n t s ,a n d t h ec h a n g e si ns o i lc a r b o n ,n i t r o g e n ,a n d p h o s p h o r u sb i o g e o c h e m i c a lc y c l e sd r i v e n b y g l y p h o s a t e w e r e e m p h a t i c a l l y a n a l yz e d .A t t h e s a m e t i m e ,t h ed e f i c i e n c i e so f t h e c u r r e n t r e s e a r c hw e r e p o i n t e do u t ,a n d t h e f o c u s o f t h en e x t r e s e a r c hw a s p u t f o r w a r d :(1)S t r e n g t h e nt h es t u d y o nt h ed e g r a d a t i o n m e c h a n i s m sa n d i n f l u e n c i n g f a c t o r so f g l y p h o s a t e ,a n ds c r e e nf o rm o r ee f f i c i e n td e g r a d i n g m i c r o b i a l s t r a i n s t o i m p r o v e t h e d e g r a d a t i o ne f f i c i e n c y o f g l y p h o s a t ea n dt h ea b i l i t y t or e m e d i a t e g l y p h o s a t e -c o n t a m i n a t e de n v i r o n m e n t s .(2)T o c a r r y o u t r e g u l a rm o n i t o r i n g a n d r i s k a s s e s s m e n t o f g l y p h o s a t e i n a g r i c u l t u r a l e n v i r o n m e n t s ,m a p ou t t h em i g r a t i o n p a t h w a y s o f g l y p h o s a t e i nk a r s t a r e a s ,e x p l o r e t h e a d s o r p t i o n a n d r e m o v a l a b i l i t y o f g l y p h o s a t e i nk a r s t g e o l o g y ,s o a s t ob e t t e r e v a l u a t e t h e c a r b o n s e q u e s t r a t i o n s t a b i l i t y o f k a r s t g e o l o g y a n d t h e s a f e t y of a q u a t i c e c o s y s t e m s .(3)B y u s i ng e n z y m es t o i chi o m e t r y an do t h e rr e s e a r c h m e t h o d s ,t h ec o n v e r s i o nr a t e ,f l u x ,a n d c o u p l i n g r e l a t i o n s h i p b e t w e e n g l y p h o s a t e a n dm i c r o b i a lm e t a b o l i s m ,n u t r i t i o n a l r e q u i r e m e n t s ,a n d e n v i r o n m e n t a l e f f e c t s i n t h e s o i l c a nb e e x pl o r e d .K e yw o r d s :g l y p h o s a t e ;s o i l q u a l i t y ;s o i l b i o l o g y ;e c o t o x i c o l o g y Copyright ©博看网. All Rights Reserved.草甘膦除草剂作为提高农业生产和作物产量的重要生产资料,被广泛用于农业㊁林业㊁水产养殖及城市环境的杂草控制㊂草甘膦在环境不断富集,可能威胁到土壤的生产和生态功能,影响生态环境安全和人类健康[1-3]㊂我国是世界草甘膦生产国和使用国之一㊂据统计[4],2018年和2019年,中国草甘膦农药生产量分别为50万t 和55万t ,2019年的中国草甘膦使用量占世界8.9%,未来 免耕 种植农业和抗草甘膦作物的扩大,以及国家对百草枯等剧毒除草剂的禁止,草甘膦需求将继续增加[5]㊂随着草甘膦的大量使用,在世界范围内多个国家的地表水㊁土壤及地下水等环境中均被广泛检出草甘膦(表1),其中,在阿根廷土壤中的草甘膦高达(2299ʃ476)μg /k g ,其检测草甘膦浓度已超过了美国(700μg/L )和欧盟(0.1μg /L )的最大污染限制[6]㊂草甘膦残留可能改变土壤质量,影响生态系统的稳定性和多样性,威胁土壤和水生生态系统安全[7-9]㊂有研究[8,10]表明,施用草甘膦改变了土壤中碳磷循环过程㊁微生物活性以及群落结构㊂另外,草甘膦还可以通过风侵蚀的沉积物和灰尘作为环境运输途径,对环境和人类的影响远超出其应用的农业地区[3,11]㊂喀斯特地区的生态环境具有独特的复杂性和脆弱性,地表水和地下水污染对人类健康㊁水生生态系统㊁社会经济发展和农业活动的影响在过去几十年里已成为一个日益重要的问题[12-13]㊂据统计[14],全球大约1/4的人口生活在仅占陆域面积10%~15%的喀斯特地区,喀斯特地区大多是山区,以农业经济为主,土壤资源十分稀缺,人地矛盾尖锐㊂由于人口的增加和土地生产力的下降,农业甚至已经扩展到斜坡和山脊上的边缘土壤,高强度农业活动加剧土壤侵蚀㊁森林砍伐㊁化肥㊁杀虫剂和农业废物的污染[15]㊂其中,农药的面源污染备受关注,一方面是因为土壤污染物直接通过食物链对人类健康造成不利影响;另一方面,喀斯特区浅薄岩溶土壤对污染物的缓冲能力弱,污染物很容易通过高渗透性的裂缝和水流管道网络快速地进入地表水和地下水,对周边水生态系统构成威胁[16]㊂因此,本文系统梳理草甘膦在土壤环境中的迁移转化㊁草甘膦对土壤动物和微生物的生态毒理效应,以及草甘膦对土壤环境质量的影响等,为科学指导农业生产㊁土壤污染防治㊁改善环境质量等方面提供参考㊂表1 不同国家在土壤和径流中草甘膦残留情况国家样品年份浓度/(μg ㊃L -1)检测率/%参考文献加拿大地表水20026.0722[17]美国中西部地表水201327.0844[18]墨西哥地表水20151.42100[19]阿根廷地表水20120.10~7.6035[20]阿根廷土壤20122299ʃ48-[21]德国河流19980.59-[17]瑞士地表水20162.10-[22]法国地表水200416591[23]斯里兰卡土壤2015270~690100[24]斯里兰卡湖泊201528~45-[24]希腊土壤201426~406037[25]南非河流20150.42ʃ0.04-[26]澳大利亚河流20181.80ʃ2.2079[27]埃及土壤20180.42ʃ0.04-[28]中国地表水201832.49100[5]中国地下水20182.29100[5]1 草甘膦在环境中的降解、迁移及其归去掌握草甘膦在土壤环境中迁移转化及其归趋是开展其环境效应研究的基础㊂草甘膦在土壤环境中的迁移转化过程见图1㊂草甘膦可以通过生物途径或非生物途径降解,如吸附㊁化学催化氧化等㊂吸附是控制草甘膦在土壤中迁移㊁转化及其归趋的重要途径㊂其主要机制是通过草甘膦与不同土壤类型(砖红壤㊁红壤㊁黄棕壤㊁黑土㊁乌栅土)㊁土壤的矿物(伊利石㊁蒙脱石㊁高岭石㊁铁铝氧化物)以及土壤有机质(腐殖酸㊁苹果酸和柠檬酸)之间通过离子交换㊁络合㊁氢键㊁螯合㊁配位交换等吸附作用力发生作用[5]㊂化学催化氧化是通过过氧化氢㊁F e2+㊁高锰酸钾㊁活性炭㊁臭氧等催化剂氧化催化有效降解或去除草甘膦㊂但是目前所用氧化剂和催化剂均为人为制备,并且需结合多种方法和技术才能最终达到处理效果,容易产生二次污染等,限制其在实际中的应用㊂微生物降解是草甘膦在环境中的主要降解途径,主要包括细菌㊁真菌和放线菌,其中以细菌为主㊂微生物8水土保持学报第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.降解草甘膦的机制是通过草甘膦氧化还原酶的作用将草甘膦分解为氨基甲磷酸(A M P A)和甘氨酸,然后将A M P A进一步代谢为C O2㊁P O43-和N H4+,最终使草甘膦降解为无害物质㊂具体包括2种途径(图2):一是草甘膦先被C-N断裂酶催化为A M P A,然后A M P A在C-P裂解酶进一步分解为无机磷㊁二氧化碳和氨气,或A M P A在转氨酶驱动下分解为无机磷和甲醛;二是草甘膦在C-P键断裂酶作用下转化肌氨酸和无机磷,肌氨酸在氧化酶作用下进一步分解为甲醛和甘氨酸㊂其降解强度取决于微生物活性㊁种类㊁生物量以及环境p H㊁氧化还原条件等[29-30]㊂目前,可以将草甘膦作为磷源生长的微生物主要有假单胞菌属㊁苍白杆菌属㊁无色菌属㊁青霉属㊁酵母属㊁嗜热菌属㊁链霉菌属㊁曲霉属等[31-32]㊂虽然已经分离出了一些具有草甘膦降解能力的微生物,但是由于土壤p H㊁有机质和磷酸盐等多种因素的影响,它们修复草甘膦污染环境的能力仍然存在挑战㊂一方面,草甘膦的化学结构比较简单,只有一种氨基酸基团和磷酸基团,因此微生物降解草甘膦的过程相对困难,需要多个酶的协同作用,且代谢产物也可能对环境产生影响;另一方面,草甘膦在土壤中的降解速率较慢,需要在特定的生境和条件下才能发挥微生物的降解能力,否则可能出现降解效率低㊁代谢产物积累等问题㊂因此,为了提高草甘膦的降解效率,今后的研究中需要进一步研究草甘膦的降解机制和影响因素,并发掘和筛选更具有高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦的降解效率和修复草甘膦污染环境的能力㊂图1草甘膦在土壤中的迁移转化过程图2草甘膦的主要降解过程2草甘膦对土壤生物的影响2.1草甘膦对土壤蚯蚓的影响蚯蚓被称为 生态系统工程师 ,同时也是土壤健康质量和肥力的重要生物指标[33]㊂草甘膦是一种广谱除草剂,在控制杂草的同时,对蚯蚓等非靶标生物也产生一定的影响㊂草甘膦暴露可能导致蚯蚓死亡㊁行为异常(如降低移动速度和食欲减退等)以及生长发育受到抑制等[34]㊂此外,草甘膦可能对蚯蚓的生殖和生殖能力产生负面影响,从而影响种群的繁衍[35]㊂草甘膦对蚯蚓的毒害作用主要是通过影响蚯蚓体内的代谢和生理过程来实现的㊂草甘膦可以抑制蚯蚓体内的氨基酸合成㊁糖原合成和A T P合成等9第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.关键代谢过程,从而导致蚯蚓死亡或生长发育异常[36]㊂另外,有研究[37]表明,草甘膦对蚯蚓没有显著的毒理效应,并且蚯蚓的体重和茧产量也没有受到草甘膦的影响;L e s c a n o等[38]研究发现,蚯蚓还加速草甘膦的降解速率㊂导致这些不同结果的原因可是受草甘膦的剂量㊁频率以及蚯蚓类型等多因素影响有关㊂因此,亟须解决草甘膦对蚯蚓毒害阈值浓度或筛选和培育耐受性强的蚯蚓品种㊂另外,优化农业管理措施,替代或者减少草甘膦等化学农药使用,保护土壤生态系统的健康和平衡㊂2.2草甘膦对土壤微生物的影响微生物参与土壤有机质的分解㊁养分循环㊁土壤结构的形成等土壤的生态系统过程㊂因此,开展外来农药对土壤微生物的风险评估是科学指导农药使用和污染防控治理的重要依据㊂草甘膦作为一种广谱除草剂,通常会进入土壤中,对土壤中的微生物群落产生影响:(1)土壤中部分微生物(如原核微生物的细菌㊁放线菌,真核微生物的酵母㊁霉菌等)与植物的芳香族化合物代谢途径是一致的,均经过莽草酸途径进行生物代谢,因此,草甘膦对微生物的毒害机制与植物相似,即通过莽草酸毒害微生物,抑制微生物群落的生长和代谢,降低微生物的活性和数量[37]㊂(2)草甘膦对土壤中的氮㊁磷和其他元素的循环和转化产生影响,这些元素对微生物生长和代谢至关重要,草甘膦的使用可能抑制微生物对这些元素的转化和利用[39]㊂(3)草甘膦的使用可以导致土壤中有益微生物较少,增加土壤病原微生物的数量㊂例如,草甘膦导致土壤有益的荧光假单胞菌㊁锰还原菌和吲哚乙酸产生菌数量减少,而增加有害的镰刀菌数量[40]㊂总之,农药对土壤微生物的影响是农业生产中不可忽视的问题,然而,目前缺乏长期的监测数据,无法准确评估草甘膦对土壤微生物群落的持久影响㊂由于研究对象和方法的不同,目前的研究结果存在一定的差异性㊂其次,目前的研究主要集中在实验室环境中进行,缺乏实际田间试验的研究㊂综上所述,草甘膦对土壤微生物的影响是一个复杂和多样的问题,需要进行系统的研究来完善对其影响的了解㊂同时,需要采取适当的农艺管理措施来减少草甘膦对土壤微生物的负面影响㊂3草甘膦对土壤环境质量的影响3.1草甘膦对土壤抗蚀性的影响土壤团聚体稳定性是评价土壤抗冲抗蚀能力的重要指标[41],而团聚体的形成和稳定与土壤矿物㊁有机质和生物间关系密切[42]㊂草甘膦通过影响土壤矿物㊁有机质和生物来间接影响土壤团聚体的稳定性㊂草甘膦在环境中的有效使用率仅有30%,其余被矿物表面氢键的配位与阳离子吸附在土壤中,草甘膦在矿物上的吸附能力依次为F e3+-蒙脱石>C a2+-蒙脱石>N a+-蒙脱石和F e3+-高岭石>C a2+-高岭石>N a+-高岭石[43]㊂残留在土壤中的草甘膦可能与土壤中的矿物质反应,改变矿物的结构和化学性质,从而影响土壤颗粒之间的黏着力和团聚体的形成和稳定性㊂有机质可以通过其黏合剂的作用促进土壤颗粒之间的黏结,而土壤有机质是影响草甘膦吸附量的主要因素,草甘膦分子的羧基㊁氨基和磷酸极性基团通过氢键与腐殖酸结合,影响土壤有机质的含量,进而影响土壤团聚体的形成与稳定[44]㊂土壤微生物在土壤团聚体形成和稳定性方面起着重要作用㊂总之,草甘膦的使用可能加剧土壤中的团聚体失去稳定性,这可能加剧土壤侵蚀和贫瘠化等问题㊂植被是控制土壤侵蚀的有效工具,尤其是根系的缠绕㊁固结和串联土体作用,提高土体的水稳结构和抗蚀强度,从而使土壤不易被径流带走[45-47]㊂草甘膦的使用打破根孔微环境平衡;同时驱动土壤团聚体㊁植物覆盖㊁植物根系系统等近地表特征发生改变[45]㊂草甘膦所致的根系系统死亡腐烂使土壤失去根系的固结作用,渗透能力急剧减弱,抗虫性能进一步恶化,为少数几次暴雨条件下地面超渗径流冲刷动力的形成创造了条件㊂3.2草甘膦对土壤碳氮磷生物地球循环的影响碳㊁氮和磷在生物地球化学循环中发挥着关键作用㊂近年来,草甘膦在农业生产活动中大量投入,驱使土壤氮㊁碳㊁磷生物地球化学特征改变㊂草甘膦不会直接影响碳循环,但它可能影响植物的生长和死亡,从而影响碳在生物体内的积累和释放㊂此外,草甘膦会杀死微生物,从而影响土壤呼吸作用,导致碳从土壤中释放,这可能会增加大气中的二氧化碳浓度㊂草甘膦作为磷源添加到土壤,草甘膦中的羧基㊁膦酸等基团与土壤中铝结合态磷㊁铁结合态磷和钙结合态磷发生等点位竞争,从而降低土壤对磷的吸附固定能力,导致土壤中磷释放,增加磷流失的风险[48]㊂土壤中施用草甘膦提高了土壤磷酸酶的活性[10],加速有机磷的矿化,从而提高有机磷的生物有效性㊂草甘膦土壤被微生物酶降解产生的无机磷不仅能被微生物使用,也被植物利用[49]㊂根据草甘膦的分子结构 C3H8N O5P , 1m o l e草甘膦能够降解为1m o l e无机磷,在磷限制条件下,部分浮游植物能够可以将草甘膦作为唯一的磷源支持生长[50]㊂因此,在水生态安全防治过程中,草甘膦对藻类供磷作用不容忽视㊂微生物是生物地球化学循环的重要驱动因素,草甘膦通过改变微生物群落㊁酶活性影响土壤氮碳磷循环㊂例如,施用高剂量的草甘膦时,增加有机碳降解01水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.酶(葡萄糖苷酶)和有机氮降解酶(如N-酰-氨基葡萄糖酶和氨基肽酶)的活性,同时也抑制土壤功能性酶(过氧化氢酶㊁脲酶㊁转化酶和酸性磷酸酶)活性㊁土壤细菌和真菌生长,进而影响碳氮循环[51-53]㊂此外,草甘膦对碳氮磷的影响受到土壤类型㊁土壤理化性质和农艺管理措施等影响[51]㊂例如,草甘膦可以刺激中性p H土壤中的硝化过程,影响氮的转化[54]㊂3.3草甘膦对土壤其他污染物的影响土壤重金属污染被环境学界称为 化学定时炸弹 ,具有不可逆性㊁隐蔽性和长期性的特点,草甘膦含有胺㊁膦酸㊁羧酸基团等有机配体,具有较强的络合金属能力,能够与土壤中的金属离子发生络合反应,从而影响草甘膦或重金属对生物的毒性㊂例如,目前的研究[55]已经表明,草甘膦与砷㊁镉㊁铜㊁铅㊁镍和锌螯合,产生拮抗作用,降低其在土壤中的毒性和生物利用度;此外,草甘膦可能会络合和解吸与沉积物结合的重金属,最终将重金属从固相迁移到水介质中,促进重金属污染物向地下水和表层水中的迁移㊂残留在土壤中的草甘膦可能与土壤中其他的有机污染物(如农药㊁工业化学品㊁石油和烷基苯等)共存,对土壤生态系统和生物多样性产生协同效应㊂例如,草甘膦和抗生素的联合作用刺激有毒蓝藻的形成,对水生生态系统的危害比单一污染更大[56]㊂聚苯乙烯微塑料和草甘膦协同通过增加抗氧化酶活性来激活葫芦草抗氧化防御系统,以应对氧化应激[57]㊂另外,草甘膦和农用地膜碎片之间的相互作用还降低土壤溶解态有机碳和有机磷含量,导致生物可利用碳和磷损失[58]㊂4存在不足与展望草甘膦是一种广泛使用的除草剂,在提高粮食生产方面具有重要作用,但施用草甘膦所产生的环境问题已日益凸显㊂近年来,众多学者针对在草甘膦环境中的迁移转化规律㊁生态毒理㊁环境化学等多领域取得诸多成就,但草甘膦污染涉及到水㊁土㊁气等界面,其作用机制十分复杂,包括物理㊁化学㊁生物等多过程,亟须开展系统的研究来全面评估其对环境的影响,并制定相应的管理和控制措施㊂(1)草甘膦一直以来被认为是安全㊁低毒性农药,但在周边水体的检测频率仍然很高,其对土壤生物和土壤环境质量的影响可能被忽视㊂特别是在脆弱的喀斯特地区,土层浅薄,下垫面粗糙易渗漏,加之高温多雨的气候特征,草甘膦可能很少或没有自然过滤(很少或没有化学分解)就进入岩溶裂缝或管网;草甘膦随地表和地下径流搬运而发生污染风险转移,形成非连续的污染风险格局,威胁岩溶地质碳汇稳定和水生生态系统安全㊂因此,有必要定期开展农业环境中草甘膦的检测和风险评估,摸清草甘膦在喀斯特区的迁移路径,进一步探索草甘膦在岩溶地质中的吸附和去除能力,以更好地评估岩溶地质的碳汇稳定性和水生生态系统的安全性㊂(2)土壤中的生物活性可以通过土壤中碳㊁氮㊁磷和酶活性的增加来反映㊂此外,生态化学计量学可以将元素之间的多重平衡,并与碳㊁氮㊁磷阈值建立联系㊂同时,土壤酶活性被认为是评估土壤生态系统总生物活性的敏感指标,对于农药生物降解也有重要作用㊂酶活性还可以作为分解草甘膦的限速步骤之一,对土壤中的氮碳磷元素的营养有效性也有影响㊂因此,可以借助酶化学计量学方法来研究草甘膦在土壤中的转化速率㊁通量以及与微生物代谢和营养需求㊁环境效应之间的耦合关系㊂(3)复合污染物质间的协同效应可以更准确地评估环境风险,对于环境保护和人类健康具有十分重要的意义㊂目前对于草甘膦与其他有机污染物之间的协同效应的研究相对较少㊂这可能是由于草甘膦已被广泛使用,并且在不同的环境条件下,与其他有机污染物的协同效应可能存在差异㊂此外,研究这种协同效应需要复杂的试验设计和数据分析㊂因此,有必要进一步研究和探讨草甘膦和其他有机污染物对土壤生态系统的影响,揭示草甘膦与其他污染物作用机制和影响程度,开发出更有针对性㊁更适用的污染物处理方法㊂(4)开展田间试验获取长期的监测数据,准确评估草甘膦对土壤微生物群落的持久影响㊂进一步发掘和筛选具有高效降解能力的微生物菌株,提高草甘膦的降解效率和修复草甘膦污染的能力㊂参考文献:[1] S o a r e sC,P e r e i r aR,S p o r m a n nS,e t a l.I s s o i l c o n t a m-i n a t i o nb y a g l y p h o s a t ec o mm e r c i a lf o r m u l a t i o nt r u l yh a r m l e s s t on o n-t a r g e t p l a n t s E v a l u a t i o no fo x i d a t i v ed a m a ge a n da n t i o x i d a n t r e s p o n s e s i nt o m a t o[J].E n v i-r o n m e n t a l P o l l u t i o n,2019,247:256-265.[2] C o n n o l l y A,J o n e sK,B a s i n a sI,e ta l.E x p l o r i n g t h eh a l f-l i f e o f g l y p h o s a t e i n h u m a n u r i n e s a m p l e s[J].I n t e r-n a t i o n a l J o u r n a l o fH y g i e n e a n dE n v i r o n m e n t a lH e a l t h, 2019,222(2):205-210.[3] B e n t oCP M,G o o s s e n sD,R e z a e iM,e t a l.G l y p h o s a t ea n dAM P Ad i s t r ib u t i o n i nw i n d-e r o d e d s e d i m e n t d e r i v e df r o ml o e s ss o i l[J].E n v i r o n m e n t a lP o l l u t i o n,2017,220:1079-1089.[4]杨益军,张波.2021年全球氨基酸类除草剂发展概况和趋势综述[J].世界农药,2021,43(4):19-34. [5] G e n g Y,J i a n g LJ,Z h a n g DY,e t a l.G l y p h o s a t e,a m i-n o m e t h y l p h o s p h o n i c a c i d,a n d g l u f o s i n a t e a mm o n i u mi na g r i c u l t u r a l g r o u n d w a t e r a n d s u r f a c e w a t e ri n C h i n a11第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.f r o m2017t o2018:O c c u r r e n c e,m a i n d r i v e r s,a n de n v i r o n m e n t a l r i s ka s s e s s m e n t[J].S c i e n c eof t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2021,769:e144396.[6] S a u n d e r sL,P e z e s h k iR.G l y p h o s a t e i n r u n o f fw a t e r s a n d i nt h eR o o t-Z o n e:Ar e v i e w[J].T o x i c s,2015,3(4):462-480.[7] R o m a n o-A r m a d aN,A m o r o s oMJ,R a j a l VB.E f f e c t o fg l y p h o s a t ea p p l i c a t i o no ns o i l q u a l i t y a n dh e a l t hu n d e rn a t u r a l a n d z e r o t i l l a g e f i e l d c o n d i t i o n[J].S o i l a n dE n v i-r o n m e n t,2017,36(2):141-154.[8] P a n e t t i e r iM,L a z a r oL,Lóp e z-G a r r i d oR,e t a l.G l y p h o s a t ee f f e c t o n s o i l b i o c h e m i c a l p r o p e r t i e s u n d e r c o n s e r v a t i o n t i l l a g e[J].S o i l a n dT i l l a g eR e s e a r c h,2013,133:16-24.[9] S i h t mäeM,B l i n o v a I,Kün n i s-B e r e sK,e t a l.E c o t o x i-c o l o g i c a l e f f e c t s o fd i f fe r e n t g l y p h o s a t ef o r m u l a t i o n s[J].A p p l i e dS o i l E c o l o g y,2013,72:215-224.[10] C háv e z-O r t i zP,T a p i a-T o r r e s Y,L a r s e n J,e t a l.G l y p h o-s a t e-b a s e d h e r b i c i d e s a l t e r s o i l c a r b o n a n d p h o s p h o r u sd y n a m i c s a n d m i c r o b i a la c t i v i t y[J].A p p l ie dS o i lE c o l o g y,2022,169:e104256.[11] S i l v aV,M o n t a n a r e l l aL,J o n e sA,e ta l.D i s t r i b u t i o no fg l y p h o s a t ea n da m i n o m e t h y l p h o s p h o n i ca c i d(A M P A)i na g r i c u l t u r a l t o p s o i l so f t h eE u r o p e a n U n i o n[J].S c i e n c eo ft h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,621:1352-1359. [12]J a r v i eH P,S m i t hDR,N o r t o nLR,e t a l.P h o s p h o r-u s a n d n i t r o g e n l i m i t a t i o n a n d i m p a i r m e n t o f h e a d w a t e rs t r e a m s r e l a t i v e t or i v e r s i n G r e a tB r i t a i n:A n a t i o n a lp e r s p e c t i v e o ne u t r o p h i c a t i o n[J].S c i e n c eo f t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,621:849-862.[13] H u a n g JC,Z h a n g YJ,B i n g HJ,e t a l.C h a r a c t e r i z i n g t h er i v e rw a t e r q u a l i t y i nC h i n a:R e c e n t p r o g r e s s a n do n-g o i n gc h a l l e n g e s[J].W a t e rR e s e a r c h,2021,201:e117309.[14] H a r t m a n nA,G o l d s c h e i d e rN,W a g e n e r T,e t a l.K a r s t w a-t e r r e s o u r c e s i nac h a n g i n g w o r l d:R e v i e wo fh y d r o l o g i c a lm o d e l i n g a p p r o a c h e s[J].R e v i e w so fG e o p h y s i c s,2014,52(3):218-242.[15] C h e n W,Z e n g F M,L i u W,e t a l.O r g a n o c h l o r i n e p e s t i-c ide s i nk a r s t s o i l:L e v e l s,d i s t r i b u t i o n,a n d s o u r c e d i a g n o-s i s[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o fE n v i r o n m e n t a lR e s e a r c ha n dP u b l i cH e a l t h,2021,18(21):e11589.[16] P a nLY,D a i J F,W uZQ,e t a l.S p a t i a l a n d t e m p o r a lv a r i a t i o n s o f n i t r o g e na n d p h o s p h o r u s i ns u r f a c ew a t e ra n d g r o u n d w a t e r o fM u d o n g R i v e rw a t e r s h e d i n H u i x-i a nK a r s tW e t l a n d,S o u t h w e s tC h i n a[J].S u s t a i n a b i l i-t y,2021,13(19):e10740.[17] V a nB r u g g e nA H C,H e M M,S h i nK,e t a l.E n v i-r o n m e n t a l a n dh e a l t he f f e c t so ft h eh e r b i c i d e g l y p h o-s a t e[J].S c i e n c e o f t h eT o t a lE n v i r o n m e n t,2018,616/617:255-268.[18] M u t u r iEJ,D o n t h uR K,F i e l d sCJ,e t a l.E f f e c t o fp e s t i c i d e so n m i c r o b i a l c o m m u n i t i e s i nc o n t a i n e ra q u a t i ch a b i t a t s[J].S c i e n t i f i cR e p o r t s,2017,7(1):1-9.[19] R e n d o n-v o nO s t e n J,D z u l-C a a m a lR.G l y p h o s a t e r e s i-d ue s i n g r o u n d w a t e r,d r i n k i n g w a t e r a n du r i n eof s u b-s i s t e n c ef a r m e r sf r o mi n t e n s i v ea g r i c u l t u r el o c a l i t i e s:As u r v e y i nh o p e l c hén,c a m p e c h e,m e x i c o[J].I n t e r n a-t i o n a l J o u r n a lo fE n v i r o n m e n t a lR e s e a r c ha n d P u b l i cH e a l t h,2017,14(6):e595.[20] A p a r i c i oVC,D eG e rón i m oE,M a r i n oD,e t a l.E n v i-r o n m e n t a lf a t e o f g l y p h o s a t ea n d a m i n o m e t h y l p h o s-p h o n i ca c i di ns u r f a c e w a t e r sa n ds o i lo fa g r i c u l t u r a lb a s i n s[J].C h e m o s p h e r e,2013,93(9):1866-1873.[21] P r i m o s tJE,M a r i n o D J G,A p a r i c i o V C,e ta l.G l y p h o s a t e a n dAM P A, p s e u d o-p e r s i s t e n t p o l l u t a n t su n d e rr e a l-w o r l da g r i c u l t u r a lm a n a g e m e n t p r a c t i c e s i nt h e M e s o p o t a m i c P a m p a s a g r o e c o s y s t e m,A r g e n t i n a[J].E n v i r o n m e n t a l P o l l u t i o n,2017,229:771-779.[22] P o i g e rT,B u e r g e I J,Bäc h l iA,e t a l.O c c u r r e n c eo f t h eh e r b i c i d e g l y p h o s a t ea n di t s m e t a b o l i t e A M P Ai ns u r f a c ew a t e r s i nS w i t z e r l a n dd e t e r m i n e d w i t ho n-l i n es o l i d p h a s ee x t r a c t i o n L C-M S/M S[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dP o l l u t i o nR e s e a r c h,2017,24(2):1588-1596.[23] L s V A,H u m b e r tJF.H e r b i c i d ec o n t a m i n a t i o no ff r e s h w a t e r e c o s y s t e m s:I m p a c t o nm i c r o b i a l c o mm u n i-t i e s[J].I n t e c h,2011,16:286-321.[24] G u n a r a t h n aS,G u n a w a r d a n aB,J a y a w e e r a M,e ta l.G l y p h o s a t ea n d AM P A o fa g r i c u l t u r a ls o i l,s u r f a c ew a t e r,g r o u n d w a t e ra n ds e d i m e n t si na r e a s p r e v a l e n tw i t hc h r o n i ck i d n e y d i s e a s eo fu n k n o w ne t i o l o g y,S r iL a n k a[J].J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n dH e a l t h,P a r tB,2018,53(11):729-737.[25] K a r a s a l iH,P a v l i d i sG,M a r o u s o p o u l o uA.I n v e s t i g a-t i o no f t h e p r e s e n c e o f g l y p h o s a t e a n d i t sm a j o rm e t a b-o l i t eAM P Ai nG r e e ks o i l s[J].E n v i r o n m e n t a l S c i e n c ea n dP o l l u t i o nR e s e a r c h,2019,26(36):36308-36321.[26]H o r nS,P i e t e r s R,Bøh n T.A f i r s ta s s e s s m e n to fg l y p h o s a t e,2,4-Da n dC r yp r o t e i n s i n s u r f a c ew a t e r o fS o u t hA f r i c a[J/O L].S o u t hA f r i c a n J o u r n a l o f S c i e n c e,2019,115(9/10):D O I:10.17159/s a j s.2019/5988.[27] O k a d aE,A l l i n s o n M,B a r r a lM P,e t a l.G l y p h o s a t e a n da m i n o m e t h y l p h o s p h o n i c a c i d(A M P A)a r e c o m m o n l y f o u n di nu r b a n s t r e a m s a n dw e t l a n d s o fM e l b o u r n e,A u s t r a l i a[J].W a t e rR e s e a r c h,2020,168:e115139.[28] E l-G e n d y K,M o s a l l a m E,A h m e dN,e t a l.D e t e r m i-n a t i o no f g l y p h o s a t er e s i d u e s i nE g y p t i a ns o i l s a m p l e s[J].A n a l y t i c a l B i o c h e m i s t r y,2018,557:1-6. [29] A r aúj oASF,M o n t e i r oR T R,A b a r k e l iRB.E f f e c to f g l y p h o s a t e o n t h em i c r o b i a l a c t i v i t y o f t w oB r a z i l i a ns o i l s[J].C h e m o s p h e r e,2003,52(5):799-804.[30] V e i g aF,Z a p a t aJ M,M a r c o s M,e t a l.D y n a m i c so fg l y p h o s a t e a n d a m i n o m e t h y l p h o s p h o n i c a c i d i n a f o r e s ts o i l i n G a l i c i a,n o r t h-w e s tS p a i n[J].S c i e n c e o ft h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2001,271(1/3):135-144.21水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.[31] S t o s i e kN,T e r e b i e n i e cA,Zᶏb e kA,e t a l.N-p h o s p h o-n o m e t h y l g l y c i n e u t i l i z a t i o n b y t h e p s y c h r o t o l e r a n ty e a s tS o l i c o c c o z y m at e r r i c o l a M3.1.4.[J].B i o o r g a n i cC h e m i s t r y,2019,93:e102866.[32] Z h a nH,F e n g Y M,F a nX H,e t a l.R e c e n t a d v a n c e si n g l y p h o s a t eb i o d e g r a d a t i o n[J].A p p l i e d M i c r o b i o l o g ya n dB i o t e c h n o l o g y,2018,102(12):5033-5043.[33] L i uT,C h e nX Y,G o n g X,e t a l.E a r t h w o r m s c o o r d i-n a t e s o i l b i o t a t o i m p r o v em u l t i p l e e c o s y s t e mf u n c t i o n s[J].C u r r e n tB i o l o g y,2019,29(20):3420-3429. [34] P o c h r o nS T,M e z i c M,B y r n eS,e ta l.E x p o s u r et or o u n d u p i n c r e a s e sm o v e m e n t s p e e da n dd e c r e a s e sb o d ym a s s i ne a r t h w o r m s[J/O L].F r o n t i e r s i nE n v i r o n m e n-t a lS c i e n c e,2022,10.h t t p s://d o i.o r g/10.3389/f e n v s.2022.991494.[35] G a u p p-B e r g h a u s e n M,H o f e rM,R e w a l dBe t a l.G l y p h o-s a t e-b a s e dh e r b i c i d e s r e d u c e t h e a c t i v i t y a n d r e p r o d u c t i o n o fe a r t h w o r m s a n dl e a dt oi n c r e a s e ds o i ln u t r i e n tc o n c e n t r a-t i o n s[J].S c i e n t i f i cR e p o r t s,2015,5(1):e12886. [36]杨晓霞,张雪梅,张伟,等.蚯蚓细胞色素P450亚酶及代谢组学对土壤亚致死剂量草甘膦除草剂的响应[J].环境科学学报,2021,41(3):1091-1100. [37] P o c h r o nS,C h o u d h u r y M,G o m e zR,e t a l.T e m p e r a-t u r e a n db o d y m a s sd r i v ee a r t h w o r m(E i s e n i af e t i d a)s e n s i t i v i t y t o a p o p u l a r g l y p h o s a t e-b a s e dh e r b i c i d e[J].A p p l i e dS o i l E c o l o g y,2019,139:32-39.[38] L e s c a n o M R,M a s i nCE,R o d ríg u e zA R,e t a l.E a r t h-w o r m st oi m p r o v e g l y p h o s a t ed e g r a d a t i o ni n b i o b e d s[J].E n v i r o n m e n t a lS c i e n c e a n d P o l l u t i o n R e s e a r c h,2020,27(21):27023-27031.[39] W i d d i g M,H e i n t z-B u s c h a r tA,S c h l e u s s P,e t a l.E f f e c t s o fn i t r o g e na n d p h o s p h o r u sa d d i t i o no n m i c r o b i a l c o m m u n i t yc o m p o s i t i o n a nde l e m e n t c y c l i n g i na g r a s s l a n ds o i l[J].S o i lB i o l o g y a n dB i o c h e m i s t r y,2020,151:e108041.[40] Z o b i o l e L H S,K r e m e r R J,O l i v e i r a R J,e ta l.G l y p h o s a t e a f f e c t s m i c r o-o r g a n i s m s i nr h i z o s p h e r e so fg l y p h o s a t e-r e s i s t a n t s o y b e a n s[J].J o u r n a lo f A p p l i e dM i c r o b i o l o g y,2011,110(1):118-127.[41] M u s t a f aA,M i n g g a n g X,A l i S h a hSA,e t a l.S o i l a g g r e-g a t i o n a n d s o i l a g g r e g a t e s t a b i l i t y r e g u l a t e o r g a n i cc a r b o na n dn i t r o g e ns t o r a g ei nar e ds o i lo fs o u t h e r nC h i n a[J].J o u r n a lo fE n v i r o n m e n t a l M a n a g e m e n t,2020,270:e110894.[42]刘亚龙,王萍,汪景宽.土壤团聚体的形成和稳定机制:研究进展与展望[J/O L].土壤学报:1-18[2023-03-02].h t t p://k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/32.1119.P.20220729.1322.004.h t m l.[43]王玉军,周东美,孙瑞娟,等.除草剂草甘膦在几种土壤和矿物上的吸附研究[J].土壤学报,2006,43(5):780-785.[44]孙立思,王娜,孔德洋,等.土壤理化性质对草甘膦残留检测的影响[J].生态与农村环境学报,2017,33(9):860-864.[45] W a n g B,L iPP,H u a n g C H,e ta l.E f f e c t so f r o o tm o r p h o l o g i c a l t r a i t so ns o i l d e t a c h m e n t f o r t e nh e r b a-c e o u ss p e c i e si nt h eL o e s sP l a t e a u[J].S c i e n c eo ft h eT o t a l E n v i r o n m e n t,2021,754:e142304.[46] W a n g B,Z h a n g G H.Q u a n t i f y i n g t h e b i n d i n g a n db o n d i n ge f f e c t s o f p l a n t r o o t s o n s o i l d e t a c h m e n t b y o v e r l a n d f l o w i n10t y p i c a l g r a s s l a n d so nt h eL o e s sP l a t e a u[J].S o i lS c i e n c eS o c i e t y o fA m e r i c a J o u r n a l,2017,81(6):1567-1576. [47]刘定辉,李勇.植物根系提高土壤抗侵蚀性机理研究[J].水土保持学报,2003,17(3):34-37. [48]周垂帆,林静雯,李莹,等.草甘膦对土壤磷形态及有效性的影响[J].西北林学院学报,2016,31(6):71-77.[49] S u n M J,L iH,J a i s iD P.D e g r a d a t i o no f g l y p h o s a t ea n db i o a v a i l a b i l i t y o f p h o s p h o r u sd e r i v e d f r o m g l y p h o-s a t e i nas o i l-w a t e rs y s t e m[J].W a t e rR e s e a r c h,2019,163:e114840.[50]王聪.浮游植物对除草剂草甘膦的响应及其机制的研究[D].福建厦门:厦门大学,2018.[51] W o'z n i a kAG M.Y i e l d a n d q u a l i t y o f s p r i n g w h e a t a n ds o i l p r o p e r t i e s a s a f f e c t e db y t i l l a g e s y s t e m[J].P l a n t,S o i l a n dE n v i r o n m e n t,2014,60(4):141-145.[52] H a t t i VRBK.S o i l p r o p e r t i e s a n d p r o d u c t i v i t y o f r a i n-f e d f i ng e rm i l l e t u n d e r c o n s e r v a t i o n t i l l a g e a n dn u t r i e n tm a n a g e m e n t i nE a s t e r n d r y z o n e o fK a r n a t a k a[J].J o u r-n a l o fE n v i r o n m e n t a l B i o l o g y,2018,39(5):612-624.[53] S t r a t t o n G W.E f f e c t so f t h eh e r b i c i d e g l y p h o s a t eo nn i t r i f i c a t i o ni nf o u rs o i l sf r o m A t l a n t i c C a n a d a[J].W a t e r,A i r,a n dS o i l P o l l u t i o n,1990,51(3):373-383.[54]王冰洁,姜蕾,潘波,等.C u2+㊁P b2+与2种除草剂单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性[J].农药,2020,59(6):425-429.[55]许杨贵,李晶,秦俊豪,等.水环境中草甘膦和三价砷对大型溞的联合毒性评价[J].农业环境科学学报,2015,34(11):2076-2082.[56] X uSJ,L i uY,Z h a n g J,e t a l.P r o t e o m i cm e c h a n i s m sf o r t h e c o m b i n e ds t i m u l a t o r y e f f e c t so fg l y ph o s a t e a n da n t ib i o t i cc o n t a m i n a n t so n M i c r o c y s t i sa e r u g i n o s a[J].C h e m o s p h e r e,2021,267:e129244.[57] H e r nán d e z-G u t iér r e zE,R e n dón-v o nO s t e nJ,E s c a l o-n a-S e g u r aG,e t a l.M o r p h o s p e c i e s a b u n d a n c e o f a b o v e-g r o u n d i n v e r t e b r a t e s i n a g r i c u l t u r a l s y s t e m s u n d e rg l y p h o s a t ea n d m i c r o p l a s t i c si ns o u t h-e a s t e r n m e x i c o[J/O L].E n v i r o n m e n t s,2021,8(11):130.h t t p s://d o i.o r g/10.3390/e n v i r o n m e n t s8110130.[58] L i u H F,Y a n g X M,L i a n g C T,e ta l.I n t e r a c t i v ee f f e c t s o fm i c r o p l a s t i c s a n d g l y p h o s a t e o n t h e d y n a m i c so f s o i l d i s s o l v e do r g a n i cm a t t e r i naC h i n e s e l o e s ss o i l[J].C a t e n a,2019,182:e104177.31第4期张友等:施用草甘膦除草剂对土壤质量影响的研究进展Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
荒漠草原植物在氮磷添加下叶功能性状特征及其可塑性鲍平安;邱开阳;黄业芸;王思瑶;崔璐瑶;骆欣怡;杨云涛;谢应忠【期刊名称】《草业学报》【年(卷),期】2024(33)3【摘要】探究荒漠草原植物在N、P添加下叶功能性状特征及其变异,对揭示植被对环境的响应机制至关重要。
以宁夏盐池县荒漠草原植物群落为研究对象,分析了N、P添加对植物群落叶片形态和化学性状的影响。
结果表明:植物群落叶片氮磷比<14,表明研究区植物生长受到N限制,P添加对植物群落叶片功能性状无显著影响,N+P共同添加显著增加了叶片碳磷比,N添加下植物群落叶面积、比叶面积、叶组织密度和叶片氮含量显著上升,反映了植物在环境的变化下采取了较快的养分循环策略;根据可塑性指数排序结果可知,植物群落叶面积、比叶面积、叶片干物质含量、叶组织密度、叶片碳含量和叶片氮含量为响应N、P添加的敏感性状(PI>0.5),其中变异性较大的性状为叶面积、比叶面积和叶组织密度,表明植物群落主要通过改变自身形态来应对环境的变化;相关性分析结果表明,植物群落叶片性状之间存在显著的相关性,并且表现出应对养分环境变化的协同作用。
本研究为预测植物和生态系统对全球变化因素的反应提供了理论依据,对探讨区域植被分布、恢复进程至关重要。
【总页数】10页(P97-106)【作者】鲍平安;邱开阳;黄业芸;王思瑶;崔璐瑶;骆欣怡;杨云涛;谢应忠【作者单位】宁夏大学林业与草业学院;宁夏大学宁夏草牧业工程技术研究中心;宁夏大学农业农村部饲草高效生产模式创新重点实验室;宁夏大学西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地【正文语种】中文【中图分类】Q94【相关文献】1.氮磷添加对荒漠草原植物群落多样性和土壤C∶N∶P生态化学计量特征的影响2.氮磷添加对荒漠草原植物-凋落物-土壤生态化学计量特征的影响3.呼伦贝尔草甸草原主要功能群植物碳、氮、磷化学计量特征对氮磷添加的响应4.呼伦贝尔草原3种植物的功能性状对氮磷添加的响应因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国两个气候过渡区森林土壤线虫群落的比较研究刘滔;邵元虎;时雷雷;傅声雷【摘要】为比较不同气候过渡区地带性森林土壤线虫群落结构和多样性,以南亚热带向中亚热带气候过渡区的石门台常绿阔叶林和北亚热带向暖温带气候过渡区的鸡公山落叶阔叶林为样地,探讨不同气候区土壤微食物网能流方式的差异.结果表明,石门台土壤线虫群落属数(S)、生物量(Biomass)、多样性指数(H)、丰富度指数(SR)、成熟度指数(MI)和结构指数(SI)在表层土壤(0~10 cm)均显著高于鸡公山.石门台的土壤线虫通路指数(NCR))均值高于0.5,而鸡公山的NCR均值小于0.5,说明前者土壤食物网可能偏向于细菌能流通道,而后者偏向于真菌能流通道,这也与食细菌线虫、食真菌线虫生物量的计算结果一致.可见线虫群落结构确实存在明显的南北差异,并较好地指示了土壤能流和养分循环状况.【期刊名称】《热带亚热带植物学报》【年(卷),期】2016(024)002【总页数】8页(P189-196)【关键词】线虫;土壤食物网;真菌线虫能流通道;细菌线虫能流通道【作者】刘滔;邵元虎;时雷雷;傅声雷【作者单位】中国科学院华南植物园,中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室,广州510650;中国科学院大学,北京100049;中国科学院大学,北京100049;中国科学院华南植物园,中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室,广州510650;中国科学院大学,北京100049;中国科学院华南植物园,中国科学院退化生态系统植被恢复与管理重点实验室,广州510650【正文语种】中文This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No.31100385,31210103920),the Joint Fund of NSFC-Guangdong Province (Grant No.U1131001),and Cooperative Project of Chinese and Germany (Grant No.31210103920).地上与地下生物的相互作用深刻影响着陆地生态系统的结构与功能[1],植被为地下生物提供能量来源,而地下生物又对地上植被产生反馈作用[2]。
土壤悬液培养法研究长期施肥下花生根际解磷菌溶磷特性孙婷婷;陈晏;樊剑波;何园球;孙波【摘要】基于长期野外定位试验和室内土壤悬液培养,研究长期不同有机与无机肥料配施(纯化肥(NPK)、化肥与厩肥配施(NPKM)和化肥与稻草秸秆配施(NPKS))下,花生根际土壤解磷菌对Ca3(PO4)2(Ca-P)、FePO4(Fe-P)和AlPO4(Al-P)的溶解特性。
结果表明:有机无机肥配施促进了解磷菌的繁殖,在Ca-P和Fe-P固体NBRIP(国际植物研究所磷酸盐生长培养基)培养基中,NPKM处理可培养解磷菌密度分别为6.15和5.80 log(cfu g-1 dry soil),高于其他处理。
在分别以Ca-P、Fe-P和Al-P为唯一磷源的NBRIP液体培养基中添加土壤悬液培养9 d发现,NPKM处理对Fe-P和Al-P的最高溶磷量分别为221.8 mg kg-1和205.5 mg kg-1;NPKS处理对Ca-P的溶解有明显的优势。
相比于单一菌株,解磷菌溶磷能力无绝对优势,但更能反映田间复杂条件下实际溶磷效果。
通过土壤悬液培养法,从微生物群体角度发现:长期无机肥和厩肥配施更能促进花生根际解磷菌的繁殖以及对无机磷的溶解,从而改善土壤缺磷状况,提高花生生物量和产量。
%Objective]The study was oriented to explore characteristics of phosphate-dissolving microbial(PDM)in peanut rhizosphere dissolving Ca3(PO4)2(Ca-P),FePO4(Fe-P)and AlPO4 (Al-P)as affected by fertilization in a 28-year long-term fertilization field experiment designed to have three fertilization treatments,i.e. NPK(pure chemical fertilizer-NPK),NPKM(combined fertilization of chemical fertilizer and pig manure)and NPKS(combined fertilization of chemical fertilizer and rice straw)in the red soil region. [Method]Soil samples were collected from the three treatments of the long-term field experiment for preparation of soilsuspensions with NBRIP(National Botanical Research Institute Phosphate)(containing 10 g L-1 glucose,2.5 g L-1 MgCl2,0.25 g L-1 MgSO4-7H2O,0.2 g L-1 KCl,1 g L-1 (NH4)2SO4,15 g L-1 agar,pH 7.0,and 5g L-1 Ca3(PO4)2 for the Ca-P test,4.86 g L-1 FePO4 for the Fe-P test,and3.93 g L-1AlPO4 for the Al-P test),separately. Then the suspensions were incubated in lab and analyzed for variation of available phosphorus(AP)in and pH of the suspensions relative to treatment of the long-term fertilization experiment. In the experiment field of acidic soil,N,P and K was applied at a rate of 110 kg hm-2,29 kg hm-2,142 kg hm-2 in the form of urea,(NH4)2HPO4 andKCl,respectively, and combined fertilization was done at a ratio of 7∶3 on N input basis(chemical fertilizer and composted pig manure or straw). Each fertilization treatment had three replicates,34.6 cm2 in plot size. The plots were laid out randomly and separated with cement boards(20 cm above ground,30 cm below ground).[Result]Results show that the treatments of combined fertilization stimulated propagation of PDM. In Treatments NPKM of the Ca-P and Fe-P types,PDM was 6.15 and5.80 log(cfu g-1 dry soil)in density, respectively,higher than in all the other treatments. Among the treatments,Treatment NPKM was the highest inphosphorus solubilizing capacity and reached up to 221.8 mg kg-1 in Fe-P and 205.5 mg kg-1 in Al-P, or 134.6%~144.6% and 10.48%~153.2% higher than that in the other two treatments after 3 and 5 days of incubation,whileTreatment NPKS was unique in ability to dissolve Ca-P,which was 21.33% and 24.57%higher than that in Treatment NPKM and NPK. Comparing to a single strain of bacteria,PDM did not showany absolute advantages,but it did reflect the real phosphate-dissolving effect under complicated field conditions and the effects of different fertilization treatments on phosphate-dissolving bacteria groups.[Conclusion]Therefore,it is found that long-term combined fertilization is more capable of stimulating propagation of PDM groupsand hence dissolving more inorganic phosphorus in peanut rhizosphere soil. Consequently,soil P supply is improved and biomass/yield of peanut raised.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2017(054)001【总页数】10页(P227-236)【关键词】有机肥与无机肥配施;土壤悬液培养法;解磷微生物;有效磷;pH【作者】孙婷婷;陈晏;樊剑波;何园球;孙波【作者单位】中国科学院南京土壤研究所,南京 210008; 中国科学院大学,北京100049;中国科学院南京土壤研究所,南京210008; 中国科学院红壤生态实验站,江西鹰潭 335211;中国科学院南京土壤研究所,南京 210008; 中国科学院红壤生态实验站,江西鹰潭 335211;中国科学院南京土壤研究所,南京 210008; 中国科学院红壤生态实验站,江西鹰潭 335211;中国科学院南京土壤研究所,南京210008; 中国科学院红壤生态实验站,江西鹰潭 335211【正文语种】中文【中图分类】S154.39磷是植物生长必不可少的一种大量元素。
林木生长与土壤微生物的相互作用研究林木是地球上最重要的生态系统组成部分之一,对维持生态平衡和人类社会的可持续发展具有重要作用。
然而,林木的生长与土壤微生物之间的相互作用对于林业管理和生态恢复等领域仍然存在许多未知的领域。
本文将重点探讨林木生长与土壤微生物之间的相互作用,其中包括排除其他干扰因素、增加土壤肥力、促进养分循环等方面的内容。
第一部分:林木生长与土壤微生物的重要性林木是生态系统中的关键组成部分之一,它们能够提供氧气、吸收温室效应气体、净化空气等功能。
而土壤微生物则是土壤中的重要组成部分,它们参与了土壤的养分循环、有机物分解、根际互作和土壤结构形成等关键过程。
因此,林木生长与土壤微生物之间的相互作用对于维护生态平衡和促进生态系统的可持续发展具有至关重要的意义。
第二部分:相互作用机制探究1. 排除其他干扰因素为了准确研究林木生长与土壤微生物之间的相互作用,首先需要排除其他可能影响结果的干扰因素,比如气候、土壤类型、地形等。
通过在控制条件下的实验设计和采样分析,可以较为准确地评估林木生长与土壤微生物之间的关系。
2. 增加土壤肥力土壤微生物能够分解有机物并释放出养分,这对于提高土壤肥力和促进林木生长起到至关重要的作用。
通过增加土壤微生物的数量和活性,可以加速有机质的分解和养分的释放,从而为林木的生长提供充足的养分供应。
3. 促进养分循环土壤微生物参与了养分的循环过程,包括氮循环、磷循环和碳循环等。
通过研究土壤微生物的作用机制,可以更好地理解养分的流动和转化过程,并进一步优化土壤管理措施,提高养分利用率和减少养分的流失,从而促进林木的健康生长。
第三部分:影响因素及调控策略1. 土壤酸碱度土壤酸碱度对土壤微生物的数量和种类具有重要影响。
一般来说,中性或微酸性的土壤有利于土壤微生物的繁殖和活性,从而促进林木的生长。
对于过酸或过碱的土壤,可以通过添加石灰或有机肥料等措施来调节土壤pH值,以创造良好的生长环境。
磷在植物中的作用
磷是植物生长发育所必需的营养元素之一,其在植物中起着重要的作用。
磷元素能够促进植物的根系发育和生物能量的转化,从而提高植物的产量和品质。
磷在植物体内参与了ATP(三磷酸腺苷)的合成,这是植物生长和代谢所必需的能量分子。
ATP是植物细胞内的“能量货币”,通过供能的方式,提供植物正常生理活动所需的能量。
磷的供应足够,能够保证植物细胞内ATP的合成,从而使植物能够进行光合作用、呼吸作用等生命活动,保持正常的生长状态。
磷还是DNA和RNA的组成部分,参与了植物体内的遗传物质合成。
DNA和RNA是植物细胞内的核酸,负责携带和传递遗传信息,控制植物的生长发育和代谢过程。
磷的供应不足会直接影响植物的基因表达,导致植物生长发育异常,甚至死亡。
磷还参与了植物体内的许多重要生化反应。
例如,磷是细胞膜的组成成分之一,参与了细胞膜的合成和稳定,维持细胞的完整性和功能。
磷还是核酸酶、磷酸转移酶等许多酶的活性中心,直接参与了植物体内的代谢反应。
因此,磷的供应充足与否,对植物的生长发育和代谢过程有着直接的影响。
总的来说,磷在植物中起着至关重要的作用。
它不仅参与了植物的能量代谢和遗传物质合成,还调节了植物体内的许多生化反应。
磷
的供应充足可以提高植物的产量和品质,促进植物的健康生长。
因此,合理施用磷肥,保证植物对磷的吸收和利用,对于提高农作物产量和改善土壤质量具有重要意义。
不同区域落叶阔叶林土壤微生物群落多样性研究落叶阔叶林是一种重要的生态系统,其土壤微生物群落是生态系统的重要组成部分。
不同区域落叶阔叶林土壤微生物群落的多样性研究,对于评估生态系统功能具有重要意义。
落叶阔叶林是一种生长在温带和亚热带地区的森林类型,通常由多种落叶树种组成,如橡树、枫树、山核桃等。
这种森林类型在全球范围内分布广泛,在中国也有广泛的分布。
落叶阔叶林的生态系统功能非常重要,可以为周边环境提供许多生态服务。
作为生态系统的重要组成部分,土壤微生物群落在生态系统过程中起着至关重要的作用。
土壤微生物群落包括细菌、真菌、放线菌和轮虫等多种微生物,这些微生物与土壤中的植物根系和有机物质之间形成复杂的互动关系,共同维持着生态系统的稳定性。
土壤微生物群落的多样性在生态系统功能中具有重要意义。
丰富多样的土壤微生物群落可以协作完成多种生态服务,如有机质分解、养分循环和土壤固碳等过程。
然而,不同区域落叶阔叶林土壤微生物群落的多样性却存在巨大的差异。
研究表明,土壤pH值、气候、土地使用历史和地形等因素均会对土壤微生物群落多样性产生影响。
例如,土壤pH值对细菌和真菌的生长和繁殖产生重要影响,土壤pH值过低或过高均会减少土壤微生物的多样性。
同时,气候因素也是影响土壤微生物群落多样性的重要因素,气候变化可导致土壤微生物种类和数量的变化。
在不同区域落叶阔叶林土壤微生物群落多样性的研究中,研究方法也非常重要。
传统的土壤微生物多样性研究方法主要利用生物学文化方法和生物学特征方法。
然而,这些方法在微生物检测和分类中存在诸多缺陷。
现代分子生物学技术的发展,如16S rRNA和ITS片段测序技术,不仅能够高效地检测微生物群落的多样性,还可以获得微生物种类和数量的详细信息,为研究提供更准确的方法和数据。
综上所述,不同区域落叶阔叶林土壤微生物群落多样性的研究,对于评估生态系统功能具有重要意义。
未来的研究需要结合现代分子生物学技术和地理信息系统等技术手段,综合考虑多个因素对土壤微生物群落多样性的影响,为保护和管理落叶阔叶林生态系统提供科学依据。
磷在植物中的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述磷是植物生长和发育所必需的关键元素之一,对于植物的正常生理功能具有重要作用。
在植物体内,磷存在于DNA、RNA、ATP等生物分子中,是能量转移和贮存的关键成分之一。
因此,磷在植物的生长和代谢过程中起到了至关重要的作用。
植物中的磷主要以无机磷的形式存在,包括磷酸盐和磷酸根离子。
植物通过根系吸收土壤中的磷元素,这是植物获取磷的主要途径。
然而,由于土壤磷的有效性较低,植物在获取磷的过程中面临着一定的困难。
磷在植物体内的转运过程也十分复杂。
吸收到的磷需要通过根部和茎叶等组织迅速转运到植物的不同部位。
这一过程涉及到一系列的磷转运蛋白和磷转运通路的调控,以确保磷的有效利用和分配。
总之,磷在植物中发挥重要的作用,不仅是构成生命分子的关键元素,还参与植物的能量代谢、生长发育和抗逆能力的调节。
对于深入研究和了解磷在植物中的作用机制,以及对磷肥的合理利用和管理具有重要的理论和实践意义。
文章结构部分的内容可以写作如下:1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先概述了磷在植物中的作用,并简要介绍了本文的结构和目的。
正文部分将详细阐述磷的重要性以及它在植物中的吸收和转运机制。
其中,2.1节将探讨磷的重要性,包括磷在植物生长发育中的必要性以及其在细胞结构、能量代谢和生物合成过程中的作用。
2.2节将重点介绍磷在植物中的吸收和转运过程,包括磷的吸收方式、磷途径选择、磷的转运通路以及影响磷吸收和转运的因素等内容。
结论部分将对磷在植物中的作用进行总结,并指出磷肥的合理利用和管理对于植物生长和环境保护的重要意义。
其中,3.1节将对磷在植物中的作用进行概括,强调其在提高植物产量和质量、促进农业可持续发展方面的重要作用。
3.2节将阐述磷肥合理利用和管理的意义,包括减少磷肥过度施用对环境污染的影响、提高农业资源利用效率以及推动农业可持续发展的必要性等方面。
通过以上的文章结构安排,可以系统地展示出磷在植物中的作用,并准确地传达给读者。
第49卷第1期东 北 林 业 大 学 学 报Vol.49No.12021年1月JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITYJan.20211)贵州省农业科技攻关项目(黔科合NY[2014]3025号);贵州省重大专项子项目(黔科合重大专项((2014)6024-2))。
第一作者简介:邵畅畅,女,1995年5月生,贵州大学林学院,硕士研究生。
E-mail:1527428966@qq.com。
通信作者:韦小丽,贵州大学林学院,教授。
E-mail:1229304247@qq.com。
收稿日期:2019年11月20日。
责任编辑:任 俐。
供磷水平对棕榈幼苗生长及根系形态的影响1)邵畅畅 韦小丽 周紫晶 刘盈盈(贵州大学,贵阳,550025) 摘 要 以1年生棕榈幼苗为试验材料,设置0、0.5、1.0、1.5mmol·L-14个供磷水平,采用沙培试验,处理150d后测定棕榈苗木生长指标、根系形态指标。
结果表明:供磷水平为1mmol·L-1时,苗高增量、比叶面积、生物量、根冠比均达到最大值,且随着供磷水平的继续增加上述指标开始降低;棕榈根系的总根长、总表面积、根尖数量、组织密度均在1mmol·L-1时达到最大,当磷浓度为1.5mmol·L-1时,棕榈根系生长受阻;根毛是棕榈响应磷缺乏最敏感的指标,缺磷处理(0mmol·L-1)下,棕榈幼苗根毛数量、总长度均达到最大值。
低磷水平下,棕榈通过改变根毛的吸收面积来增强对水分养分的吸收。
综上所述,磷浓度高于或低于1mmol·L-1,都不利于棕榈幼苗的生长,最适宜棕榈幼苗正常生长的磷肥需要量为1mmol·L-1。
关键词 棕榈;磷水平;生长指标;根系形态;根毛分类号 S723.7EffectsofPhosphorusLevelsonGrowthandRootMorphologyofTrachycarpusfortuneiSeedlings//ShaoChangchang,WeiXiaoli,ZhouZijing,LiuYingying(GuizhouUniversity,Guiyang550025,P.R.China)//JournalofNortheastForestryUniversity,2021,49(1):12-15.Fourphosphorussupplylevels(0,0.5,1and1.5mmol·L-1)weredesignedforthetestof1 aseedlingsofTrachy carpusfortuneiastestmaterials.ThegrowthindexandrootmorphologyindexofT.fortuneiseedlingsweremeasuredafter150dtreatmentbysandculturetest.Whenthephosphorussupplylevelwas1mmol·L-1,theincrementofseedlingheight,specificleafarea,biomassandroot capratioallreachedthemaximum,andtheaboveindexesbegantodecreasewiththeincreaseofphosphorussupplylevel.Thetotalrootlength,surfacearea,numberofroottipsandtissuedensityofT.fortuneirootallreachedthemaximumat1mmol/L.Whenthephosphorusconcentrationwas1.5mmol·L-1,thegrowthofT.fortuneirootwashindered.RoothairisthemostsensitiveindexofT.fortuneitophosphorusdeficiency.Underphosphorusdeficiencytreatment(0mmol·L-1),roothairnumberandtotallengthofT.fortuneiseedlingsreachedthemaxi mum.Underlowphosphoruslevels,T.fortuneicanenhancewaterandnutrientabsorptionbychangingroothairabsorptionarea.Phosphorusconcentrationhigherorlowerthan1mmol·L-1isnotconducivetothegrowthofT.fortuneiseedlings.TheoptimumphosphorusfertilizerrequirementfornormalgrowthofT.fortuneiseedlingsis1mmol·L-1.Keywords Trachycarpusfortunei;Phosphoruslevel;Growthindex;Rootmorphology;Roothair 棕榈(Trachycarpusfortunei)是喀斯特石山地、半石山地区广泛生长的经济植物,其棕纤维是制作绳索、棕床垫的优质原料,且其种子、花具有较高的食用、药用价值。
第13卷第1期 2018年3月出版亚热带资源与环境学报Journal of Subtropical Resources and EnvironmentVol. 13 No. 1March 2018郑宪志,杨柳明,陈忠,等•磷添加对中亚热带2种森林类型土壤微生物群落组成的影响[J]•亚热带资源与环境学报,2018,13(1):9-16. ZHENG X Z, YANG L M, CHEN Z, et al. Effects of phosphorus addition on soil microbial community composition in two types of forest soils of midsubtropical China [J]. Journal of Subtropical Resources and Environment, 2018, 13 (1):9-16. DOI;10. 1968Q/j. cnki. 1673-7105. 2018. 01. 002.磷添加对中亚热带2种森林类型土壤微生物群落组成的影响郑宪志\杨柳明1,2’3!,陈忠\张星星\林燕语1,2’3,刘小飞1,2,3(1.福建师范大学地理科学学院,福州350007; 2.湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地,福州350007; 3.福建三明森林生态系统与全球变化研究站,福建三明365000)摘要;以福建省三明市格氏栲自然保护区米槠(!"$%〇'( ca*e#i)天然林土壤和杉木(C-%-%(/0a1a+%ceo+$)人工林土壤为研究对象,通过不同梯度(对照C T-0g •kg—1、低磷[>-0.18481、高磷册-0.6 848-1)磷添加室内培养实验,采用磷脂脂肪酸(\1[^)分析法,研究磷添加对中亚热带米槠天然林和杉木人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响,结果表明;1)施磷除显著提高总磷和有效磷含量外,亦显著增加土壤p H和可溶性有机碳的含量;2)土壤微生物生物量和群落组成对磷添加的响应因施磷量和森林类型不同而不同,其中高磷处理显著增加杉木人工林和米槠天然林土壤微生物PLFA,杉木人工林增幅大于米槠天然林。
低磷处理仅显著增加杉木人工林土壤微生物PLFA,对米槠天然林土壤微生物生物量影响不显著;磷添加显著增加杉木人工林土壤革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比值(GP/GN),对2种森林土壤真菌与细菌比(F/B)影响不显著。
该研究表明米槠天然林转变成杉木人工林后,养分流失,加剧了磷限制。
因此适当施磷有利于杉木人工林可持续经营。
关键词:森林转换;磷添加;微生物群落组成;磷脂脂肪酸分析法中图分类号;S714 文献标志码;A文章编号;1673-7105 (2018) 01-0009-08Ffects of Phosphorus Addition on Soil Microbitil Community Composition in TwoTypes of Forest Soils of Mid-subtropical ChinaZHENGXianzhi1,YAN G Lium ing1,2,3*,CHENZhong1,ZHANGXingxing1,LIN Yanyu1,2,3,LlU X iaofei1,2,3(1. School of Geographical Sciences,Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China; 2. State Key LaboratoryMountain Ecology ( Funded by Ministry of Scienceand Technology and Fujian Province) ’ Fujian Normal University,Fuzhou 350007,China;3. Sanming Research Station of Forest Ecosystem and Global Change,Sanming 365000,Fujian,China)A bstract;We investigated the resjDonses of soil microbial biomass,community composition and soilphysicochemical properties to phosj^horus (P)addition at level of0 (CT)’ 0. 1 (L P),ag •kg1in natural Castanopsis carles#forest and Cunninghamia lanceolata plantation in Gesliikao Nature Reserve in Fujian Province of China.(1) After four months of P addition’the that P addition not only significantly increased total phosphorus and available phosphorus content,butalso significantly increased soil pH and dissolved organic carbon content. (2) The of P addition on soil microbial community composition base on types of forest soils The abundance of soil total phospholipid fatty acid(PLFA),bacterial PLFA,fungal PLFA,收稿日期;2017-11-14基金项目:国家自然科学基金项目(31300523、31600433)作者简介;郑宪志(1992—),男,硕士研究生,主要从事森林生态系统土壤养分循环方面研究,331232927@qq.cm。
*通信作者;杨柳明(1984—),男,实验师,博士研究生,主要从事森林生态系统磷素生物地球化学循环方面研 究,yanglm2007@。
10亚热带资源与环境学报第1#卷tive bacterial PLFA,gram-negative bacterial PLFA and actinomycetes PLFA in two forest soil increasedin the HP treatment.Low P addition only significant increased soil microb gram-positive bacteria to gram-negative bacteria (GP/GN)in nceolata plantation.The ratio offungi to bacteria (F/B&was not significant changed w itli P addition in two forest soil.This finding indicates that P availability i s maybe not tlie lim iting factor for microbial growtli in C.carles#forest soil.However!the soil microorganisms may be limited by phosf)horus nutrient due version from C.carles#forest t o nceolata plantation.Therefore,proper phosphorus application isbeneficial to sustainable management of nceolata plantation.Key words:forest conversion;phosphorus addition(microbial community composition(phospholipidfatGacid analGsis〇引言土壤微生物通过矿化或者固定养分,调节养分有效性,在陆地生态系统养分循环中扮演重要角 色[1]。
传统观点认为土壤微生物生物量和活性主要受土壤碳底物数量和质量的影响[2]。
越来越多的研 究表明,土壤微生物在碳利用的过程中亦受养分限制[3],且一般认为温带地区森林土壤微生物以氮养 分限制为主,热带亚热带地区森林土壤以磷养分限制为主[4],当前研究主要关注土壤微生物对外源氮 养分添加的响应,对外源磷添加响应的研究则相对较少。
土壤微生物对磷养分添加的响应存在时间和空 间上的异质性,如研究发现温带森林土壤微生物对磷添加响应不一致,有正响应、负响应和无显著变化 的情况[5-],热带森林土壤微生物对磷添加的响应也存在相类似的情况[4,7]。
不同森林土壤微生物对外 源磷添加响应不同可能是由于土壤本底碳底物的数量和质量、磷有效性以及土壤微生物群落组成不同。
森林植被组成及结构是影响土壤微生物生物量和群落组成的重要因素之一[8],其主要通过影响凋 落物和根系分泌物输入模式调控土壤碳底物和养分的数量和质量、温度、水分和pH,从而对森林土壤 微生物产生影响,使不同森林土壤微生物表现不同的养分限制状况[〇]。
如L m等[4]研究表明,热带鼎湖 山地区不同演替阶段森林土壤微生物生物量和群落组成对磷添加的响应不一致,其中磷添加显著增加老 龄林土壤微生物生物量和群落组成,对种植年限较短的混交林和松林影响不显著,原因可能是老龄林土 壤碳、氮有效性较高,土壤微生物以磷养分限制为主。
中国中亚热带地区是全球同纬度带的“绿洲”,分布着世界上现存面积最大、最典型的常绿阔叶林[10],然而伴随着南方商品林基地建设和山地综合开 发,经皆伐、炼山后,大面积天然常绿阔叶林转变为人工林[11],迹地的重复利用造成土壤碳、氮、磷 等养分流失及生产力下降。
此外,热带亚热带地区土壤高度风化,磷大部分被铁铝氧化物所固定,土壤 磷有效性低[12],一般认为磷是限制森林生产力的重要因素[1#]。
但是土壤微生物养分限制状况是否与地 上植被相一致仍未明确,并且大范围的天然林转换为人工林后土壤微生物磷养分限制状况是否发生改 变,也值得深入研究,相关研究对人工林的可持续性经营具有重要的意义。
当前关于磷有效性对森林土壤微生物生物量和群落组成的影响尚存在不确定性,而且大部分磷养分 调控实验都集中在野外原位研究,但是基于野外原位条件的复杂性和异质性特征,很难明确揭示外源磷 添加对土壤微生物群落组成影响的作用机制。