湿地生态系统球囊霉素相关土壤蛋白·土壤酶及土壤碳氮研究进展

球囊霉素相关土壤蛋白,是由丛枝菌根真菌分泌到土壤中的蛋白质,是碳元素和氮元素的主要来源,是植物、真菌、土壤三者之间联系的的桥梁,其变化与土壤碳、氮动态密切相关。球囊霉素相关土壤蛋白可以调节土壤理化性质,保持土壤中有机碳、氮元素的稳定性。在生态系统中,土壤酶不仅参与物质循环,在能量转化过程中也有重要的地位。土壤碳氮与土壤酶、球囊霉素相关土壤蛋白都有很重要的联系。     

球囊霉素相关土壤蛋白提取条件的优化

探讨了高温灭菌时间、离心时间和土样质量3个提取条件对柑橘园土壤球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量的影响。结果表明,与常规提取方法相比,当土样重量为0.75g、灭菌时间为1h、离心时间为20min时易提取球囊霉素相关土壤蛋白含量达到最大值,在离心时间为10min时难提取球囊霉素相关土壤蛋白含量达到最高。不同类型的土壤GRSP提取还需要进一步校正。     

火烧频率对草原土壤养分及球囊霉素相关土壤蛋白含量的影响

[目的]分析不同火烧频率下草原土壤养分与球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的动态变化及相互关系,揭示不同火烧处理下土壤养分及GRSP的变化规律,为合理利用火烧措施改良草原植被和土壤质量提供理论依据。[方法]以锡林郭勒草原不同火烧频率的羊草草原为研究对象,测定土壤有机碳、全氮、全磷及GRSP含量。[结果]表层土壤(0~5 cm)有机碳含量随火烧频率增加呈降低趋势。低频火烧(每4 a火烧1次)可使10~40 cm土壤有机碳含量显著增加(P0.05),高频火烧(每2 a火烧1次)则使0~40 cm土层有机碳含量显著降低(P0.05)。而火烧处理对0~40 cm土壤全氮、全磷无显著影响(P0.05)。低频火烧既可以提高表层(0~5 cm)土壤EE-GRSP产生量(P0.05),又显著增加0~40 cm土层T-GRSP的积累量(P0.05),同时GRSP、有机碳、全氮相互之间呈极显著相关性(P0.01)。[结论]采用每4 a进行1次火烧的低频火烧,有利于深层土壤碳库的积累,同时提高GRSP的产生量和积累量,能够充分发挥改善退化草原土壤的作用。     

不同土地利用方式下球囊霉素相关土壤蛋白与有机碳及土壤质地的关系

[目的]揭示土地利用方式对球囊霉素相关土壤蛋白（GRSP）的影响。[方法]测定了海南岛5种主要土地利用方式下GRSP、土壤有机碳（Soil oaganic carbon）与土壤质地（Soil texture）在0～10、10～20、20～50cm3个土壤层次中的分布情况。[结果]相对于保持较好的次生林,4种不同耕作土壤的GRSP与有机碳含量均有所下降。GRSP在海南岛5种主要土地利用方式土壤中的含量为0.53～4.80mg/g,占有机碳的7.9%～23.4%,是碳库的重要组成部分。GRSP占有机碳的比例在不同土地利用方式下差异显著,在土层之间差异不显著,GRSP和有机碳含量在土壤剖面上垂直分布较明显。GRSP与有机碳、砂粒含量呈显著正相关,与粉粒和粘粒呈显著负相关。[结论]砂粒含量在很大程度上决定了GRSP的含量,壤土相对粘土更有利于GRSP的累积。     

围封年限对草原土壤养分及球囊霉素相关土壤蛋白含量的影响

[目的]通过分析不同围封年限的草原土壤养分与球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的动态变化及相互关系,研究围封育草措施恢复退化草原的合理年限。[方法]以锡林郭勒不同围封年限(围封0 a、围封13 a、围封33 a)的羊草草原为研究对象,测定不同土层土壤有机碳、全氮、全磷及GRSP含量。[结果]随着围封年限的增加,土壤有机碳含量呈显著增加趋势;围封13 a土壤全氮含量在0~20 cm土层中显著增加,但随围封年限增加有降低趋势,全磷含量不受围封影响;表层土壤(0~5 cm)中GRSP含量受围封年限影响显著;GRSP、有机碳、全氮含量相互之间呈极显著相关。[结论]围封年限虽能增加有机碳含量、GRSP的产生量,但年限过长易造成土壤中氮的匮乏,不应无限期围封。     

土地利用变化对海南热带土壤球囊霉素的影响

为海南热带土壤资源的合理利用提供依据,采用20 mmol/L的热柠檬酸钠(121℃)提取海南白沙次生林、水田以及橡胶林剖面(0～50 cm)土壤中球囊霉素相关土壤蛋白质含量,用Bradford染色法进行测定,研究了土地利用变化对海南热带土壤球囊霉素的影响.结果表明:海南次生林、水田以及橡胶林土壤中球囊霉素相关土壤蛋白质含量相对较低,0～10 cm土层中球囊霉素相关土壤蛋白质含量最高,为3.43～4.78 mg/g;20～50 cm土层中球囊霉素相关土壤蛋白质含量最低,为1.5～2.36 mg/g.海南次生林、水田和橡胶林0～20 cm土壤中球囊霉素相关土壤蛋白质含量分别显著高于相同利用方式20～50 cm土壤层次中球囊霉素相关土壤蛋白质含量.土地利用方式由次生林转变为水田和橡胶林对0～20 cm土壤层中球囊霉素相关土壤蛋白质含量没有影响,使得20～50 cm土壤中球囊霉素相关土壤蛋白质含量显著降低.     

不同林分及农田土壤中球囊霉素蛋白组成特征差异研究

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是由丛枝菌根真菌产生的一种不易溶于水的糖蛋白,对GRSP化学结构特征认知的匮乏,很大程度上限制了GRSP的生态学地位及其应用前景。本文选取东北林业大学实验林场5种林分及其毗邻农田为研究对象,通过多种技术手段,来揭示GRSP的特征及其在不同林型和农田中的差异。研究发现GRSP含有O—H和N—H伸缩振动带、C—H伸缩振动带、CO和COO—伸缩振动带、COO—伸缩振动带和C—H 弯曲收缩带、C—O和Si—O—Si伸缩振动带5种官能团。紫外吸收峰位置在225~248 nm之间,OD值在0.9~2.0之间。X射线衍射结果显示GRSP含有石英、蒙脱石、伊利石、斜长石、伊利石蒙脱石混层和未知的a物质及b物质等多种矿物质,相对结晶度均较低,平均晶粒尺寸分别为25.83、17.93、14.50、21.45、28.45、28.10和17.40 nm。此外,通过X光电子能谱发现GRSP含有C1s、Al2p、O1s、Si2p、P2p、Ca2p、K2p、N1s、Fe2p、Mg1s和Na1s 11种元素,平均所占百分比为28.9%、7.0%、43.4%、9.8%、0.4%、1.0%、0.6%、1.4%、2.1%、0.7%和7.8%。GRSP的化学特征在不同林型及农田中也存在着一定的差异,其中官能团差异最大的是蒙古栎和白桦林的C—H伸缩振动带(5.5倍),差异最小的是水曲柳和白桦林的O—H和N—H伸缩振动带(1.3倍),胡桃楸林GRSP的OD值最大。GRSP矿物质种类也有所不同,其中只有水曲柳和蒙古栎林中包含斜长石、伊利石蒙脱石混层、a物质、b物质,其余矿物质在所有林型和农田的GRSP中均有发现。石英的晶粒尺寸差异最大,达到5.2倍,最小的为斜长石仅相差17%。落叶松林中的蒙脱石相对结晶度是水曲柳林的5.1倍,而b物质在水曲柳林和蒙古栎林中的相对结晶度仅相差4%。同样,C1s、O1s、Si2p、N1s和Na1s等元素在所有林型和农田中都可被检测到,其中GRSP各元素在不同林型及农田中的差异在1.1~31.6倍之间。我们的研究结果显示不同植被类型中GRSP组成特征可能具有很大的差异,同时GRSP中含有不同土壤矿物说明土壤组成对GRSP也有一定影响,本文对GRSP的化学结构特征的客观揭示,有助于探索GRSP对农田及森林土壤生态功能影响方面的深层机制。      

长江中下游稻田球囊霉素相关土壤蛋白分布格局及其对环境的响应

水稻是我国主要的粮食作物,稻田土壤环境与水稻的产量息息相关。球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是丛枝菌根真菌分泌的一种蛋白,与土壤有机碳关系密切,具有重要的生态作用。共采集了长江中下游稻田39个样地117个土样,对GRSP的分布特征及其影响因素进行分析。结果表明,长江中下游稻田土壤易提取GRSP(EE-GRSP)和总GRSP(T-GRSP)平均含量分别为2.33 mg/g和5.26 mg/g。EE-GRSP和T-GRSP与土壤有机碳呈显著正相关,对土壤有机碳的贡献分别占6.37%和14.33%。EE-GRSP和T-GRSP与土壤pH值、NH⁺₄-N、NO^-₃-N以及氧化乐果、甲基对硫磷等有机磷类农残含量显著相关。这说明GRSP能够影响土壤有机质和土壤肥力,从而影响作物生长和产量,可为农业生产和农业可持续发展提供思路。     

周年轮作休耕模式对土壤球囊霉素和团聚体稳定性的影响

为探究周年轮作休耕模式对土壤球囊霉素和团聚体稳定性的影响规律与机制,通过田间试验设置苕子-玉米轮作、豌豆-玉米轮作、休闲-玉米和全年休闲4个处理,分析不同种植模式下团聚体、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)及有机碳(SOC)的变化规律。结果表明:与休闲-玉米、苕子-玉米轮作、豌豆-玉米轮作相比,全年休闲能显著增加大团聚体(>0.25 mm)含量,提高团聚体稳定性;在不同团聚体粒级下,与休闲-玉米相比,苕子-玉米轮作、豌豆-玉米轮作和全年休闲均能有效增加GRSP和SOC的含量,且全年休闲效果更佳;结构方程模型的结果显示,GRSP对SOC和可溶性有机碳(DOC)有直接的正面影响,对团聚体稳定性有间接影响,各因子对平均质量直径的总效应由大到小依次为WSA_>0.25(>0.25 mm水稳性团聚体)>DOC>总GRSP>SOC>易提取GRSP;相关性分析表明,不同团聚体粒级下GRSP与SOC均呈线性正相关关系,但在不同粒级下的相关系数的大小有所差异。研究表明,合理的轮作休耕模式有助于恢复地力,改善耕地质量,减少水土流失。     

早稻“3414”肥料效应田间试验研究初报

通过“3414”回归最优设计原理设置的作物肥效试验结果,获得肥料效应函数方程,由此数学模型得出理论氮、磷、钾最佳施肥量,其中N8．60-9．68kg／667m^2,P2O53．47-3．76kg／667m^2,K2O5．48-5．91kg／667m^2,最佳产量410．99-413．42kg／667m^2。根据田闽试验及土壤测试结果,结合当地农业生产实际,建议氮、磷、钾推荐量分别为N9．3kg／667m^2、P2O53．5kg／667m^2、K2O5．6kg／667m^2,或者N9．2kg／667m^2、P2O53．0kg／667m^2、K2O6．0kg／667m^2,或者N9．1kg／667m^2、P2O23．5kg／667m^2、K2O6．1kg／667m^2。     

地表覆盖对黄土高原土壤有机碳及其组分的影响

基于中国科学院长武黄土高原农业生态实验站2008年开始田间定位试验资料,分析研究秸秆覆盖与地膜覆盖对黄土高原土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,试验包括5个处理:对照不覆盖（CK）、作物生育期9 000 kg·hm^-2秸秆覆盖（M1）、作物生育期4 500 kg·hm^-2秸秆覆盖（M2）、夏闲秸秆覆盖（SF）、作 物生育期地膜覆盖(PM)。2010（干旱年）、2012（丰水年）两次测定结果表明：0～30 cm土层平均,与CK相比,2012年土壤有机碳（SOC）含量M1处理提高了7.4%,潜在矿化碳（PCM）含量M1、M2、SF处理分别提高了37.8%、23.9%、7.2%,微生物量碳（MBC）含量M1和M2处理分别提高了59.9%和42.3%,碳库管理指数（CMI）M1、M2、SF 处理分别提高了53.1%、35.6%、13.9%;2010年M1处理CMI较CK提高了16.1%(P<0.05),其余处理土壤有机碳各 指标与CK差异两年均不显著。不同覆盖方式对表层土壤有机碳及各项指标影响较大,随土层加深影响减弱,其中秸秆覆盖4年后碳库管理指数均有显著提高。两种活性有机碳的相对含量与其各自绝对含量的变化基本一致,且有机碳各指标间显著相关。综合来看,高量秸秆覆盖能够提高表层土壤有机碳及其组分含量,地膜覆盖对土壤有机碳及其组分积累影响不大。     

淹水稻田中土壤性质的变化及其对土壤镉活性影响的研究进展

近年来,面对稻田土壤镉(Cd)污染日益严重和"镉米"事件频发的现状,许多专家对稻田土壤镉的活性变化及其污染治理进行了大量研究,大多数研究表明淹水能降低稻田土壤Cd的活性和稻米Cd的含量。但是,由于稻田土壤自身的复杂性以及影响因素的多样性、综合性和不确定性,尤其是在淹水条件下,稻田土壤性质[土壤胶体和团聚体、pH和Eh(pe+pH)、阴离子和阳离子、铁锰氧化物和含硫化合物、有机质和可溶性有机物、碳酸盐和磷酸盐、根系分泌物和微生物等]发生了复杂变化,使得Cd活性变化更加复杂,Cd污染的防控和修复更加困难。通过综述淹水条件下稻田土壤性质的变化,阐述了这些变化对土壤中Cd活性的影响,同时对该领域的研究方向进行了展望,旨在为实现Cd污染稻田的农业安全生产提供理论依据,并为Cd污染土壤的修复治理提供参考。     

抗冻蛋白及其在食品领域中的应用

抗冻蛋白是具有热滞活性,能改变冰晶的形态和抑制冰重结晶的一类蛋白质。本文介绍了各种抗冻蛋白的结构、功能、活性及作用机制,并对其在冷冻食品领域中的应用进行了系统的综述。     

秸秆还田方式与施氮量对秸秆腐解及玉米氮素利用的影响

为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式,明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响,以玉米秸秆为研究对象,在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验,采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch,SM)和翻压(Straw bury,SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm²(N1)、270 kg/hm²(N2)3个施氮水平的组合下,秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征,其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%,显著高于SM处理的65.3%;与N0处理相比,施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%,显著高于SM处理的46.0%,秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm²;施氮促进秸秆氮素释放,提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%;秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收,且具有交互效应,其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高,分别为11 017.0和184.9 kg/hm²。统计显示,SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此,在翻压还田和高施氮量组合时,可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。     

长期定位培肥对土壤酶活性及土壤养分动态变化影响

通过田间有机无机肥料长期定位培肥试验，研究了旱地栗钙土土壤酶活性和肥力因素的动态变化及其之间的关系。结果表明：有机与无机肥料配施可显著提高春小麦产量，其效果好于单施化肥和有机肥。有机与无机肥料配施可明显提高土壤的速氮、速磷、有机质、全氮和全磷含量，其土壤脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均高于单施化肥和有机肥。经相关分析表明，春小麦产量与三种土壤酶活性、土壤全氮和速氮与土壤脲酶活性、土壤全磷和速磷与土壤碱性磷酸酶活性、土壤有机质与土壤过氧化氢酶活性均达到显著或极显著正相关关系。这对提高高寒半干旱区土壤肥力及确保农业可持续发展具有重要指导意义。     

Founder effects persist despite adaptive differentiation: a field experiment with lizards

The extent to which random processes such as founder events contribute to evolutionary divergence is a long-standing controversy in evolutionary biology. To determine the respective contributions of founder effects and natural selection, we conducted an experiment in which brown anole (Anolis sagrei) lizard populations were established on seven small islands in the Bahamas, from male-female pairs randomly drawn from the same large-island source. These founding events generated significant among-island genetic and morphological differences that persisted throughout the course of the experiment despite all populations adapting in the predicted direction-shorter hindlimbs-in response to the narrower vegetation on the small islands. Thus, using a replicated experiment in nature, we showed that both founder effects and natural selection jointly determine trait values in these populations.     

长期肥料定位试验中土壤肥力的演变

利用定位研究方法,在浙江省渗育水稻土上,比较了不同的施肥模式下对稻田土壤肥力演变规律的影响.结果表明,稻田不均衡养分管理对土壤养分演变具有突出的影响,配施有机肥不仅使土壤养分积累明显,同时也具平衡土壤酸碱度的作用.主成分分析表明,从施肥对作物产量和土壤肥力的综合影响,以MNPK处理为最优,此项分析结果与方差分析结果相互印证,结果完全一致.     

方形人工鱼礁单体流场效应的PIV试验研究

采用粒子图像测速（PIV）二维流场测速技术和水槽模拟试验研究了人工鱼礁的流场效应,对单体开口比分别为0、0.04、0.16、0.25的人工鱼礁在来流流速分别为67、112、180 mm/s时产生的流场效应进行分析.结果表明：单体人工鱼礁流场效应中,开口比和来流流速均对流场效应产生影响,开口比越小,来流流速越大,流场中的上升流流速和背涡流面积就越大.研究表明,影响流场效应的主要因素是开口比,来流流速的影响程度次之.     

方形人工鱼礁单体流场效应的PIV试验研究

采用粒子图像测速(PIV)二维流场测速技术和水槽模拟试验研究了人工鱼礁的流场效应,对单体开口比分别为0、0.04、0.16、0.25的人工鱼礁在来流流速分别为67、112、180 mm/s时产生的流场效应进行分析。结果表明:单体人工鱼礁流场效应中,开口比和来流流速均对流场效应产生影响,开口比越小,来流流速越大,流场中的上升流流速和背涡流面积就越大。研究表明,影响流场效应的主要因素是开口比,来流流速的影响程度次之。