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不同水平氮添加下华北盐渍化草地根际土壤阴阳离子特征

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应用生态学报 2024年第1期35卷 212-218页

作者：常婕居新伊李凯宁亚楠刁华杰郝杰王常慧董宽虎山西农业大学草业学院/草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室山西晋中030801 山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站山西朔州037200

以华北农牧交错带重度盐渍化赖草草地为对象,研究不同水平氮处理(0、1、2、4、8、16、24、32 g N·m^(-2)·a^(-1))下根际土壤、非根际土壤以及根际与非根际混合土壤的阴阳离子含量,分析外源氮输入影响盐渍化草地土壤理化特征的过程及... 详细信息

以华北农牧交错带重度盐渍化赖草草地为对象,研究不同水平氮处理(0、1、2、4、8、16、24、32 g N·m^(-2)·a^(-1))下根际土壤、非根际土壤以及根际与非根际混合土壤的阴阳离子含量,分析外源氮输入影响盐渍化草地土壤理化特征的过程及机理。结果表明:随着氮添加量的增加,根际、混合和非根际土壤的pH值均显著降低,与对照相比,32 g N·m^(-2)·a^(-1)处理下3种土壤pH值分别下降1.2、0.9和0.6,根际土壤的pH值比非根际土壤降低0.44。根际、混合和非根际土壤的Na+含量显著降低,NO_(3)^(-)含量显著升高。与对照相比,32 g N·m^(-2)·a^(-1)处理下根际土壤Na+含量占可溶性总盐含量的比例减少14%,非根际土壤减少12%,而根际土壤的NO_(3)^(-)含量占可溶性总盐含量的比例增加了29%,非根际土壤增加26%。pH值与土壤NO_(3)^(-)含量呈显著负相关,与Na+含量呈显著正相关。32 g N·m^(-2)·a^(-1)处理下根际土壤的可溶性总盐含量比对照显著减少31.5%,氮沉降可以降低土壤pH值和根际土壤可溶性总盐含量,减轻盐碱胁迫。

关键词：氮沉降根际土壤碱性土赖草盐基离子

不同刈割强度对晋北赖草草地生态系统CO交换的影响

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草地学报 2024年

作者：杨鹤明王海南王常慧董宽虎刁华杰张晓琳山西农业大学草业学院山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室

刈割是草地的主要利用方式，合理的刈割强度对维持草地生态系统碳平衡具有重要意义。本研究以山西省右玉县赖草（Leymus secalinus）草地生态系统为研究对象，动态监测2021年生长季不刈割、轻度刈割、中度刈割和重度刈割对草地生态系统... 详细信息

刈割是草地的主要利用方式，合理的刈割强度对维持草地生态系统碳平衡具有重要意义。本研究以山西省右玉县赖草（Leymus secalinus）草地生态系统为研究对象，动态监测2021年生长季不刈割、轻度刈割、中度刈割和重度刈割对草地生态系统净碳交换（Net ecosystem carbon exchange，NEE）、生态系统呼吸（Ecosystem respiration，ER）和生态系统总初级生产力（Gross ecosystem productivity，GEP）的影响，探究草地生态系统CO2交换对不同刈割强度的响应。实验结果显示，刈割显著影响GEP，主要是由于GEP在中度刈割处理下较不刈割和重度刈割分别提高了21.4%和21.5%，NEE在中度刈割处理下较轻度刈割和重度刈割分别显著降低了54.4%和53.6%，但刈割对ER影响不显著。在不同刈割强度下，土壤温度和土壤无机氮含量是影响生态系统CO2交换的重要因子。本研究结果表明中度刈割可以促进碳吸收而重度刈割会导致生态系统由碳汇转变为碳源，因此中度刈割为晋北赖草草地最适刈割强度。

关键词：生态系统呼吸生态系统总初级生产力赖草草地刈割生态系统净碳交换土壤理化性质

赖草草地叶片养分、碳组分和防御性化合物对氮添加的响应

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草地学报 2024年第1期32卷 130-138页

作者：苏原何雨欣高阳阳梁雯君武帅楷郝杰刁华杰王常慧董宽虎山西农业大学草业学院山西太谷030801 草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室山西太谷030801 山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站山西右玉037200

本研究依托山西右玉黄土高原赖草(Leymus secalinus)草地2017年建立的氮(Nitrogen, N)添加梯度试验平台(0~32 g·m^(-2)·a^(-1)),探究N添加对优势植物赖草叶片养分[N、磷(Phosphorus, P)、钾(Potassium, K)]、非结构性碳水化合物、结... 详细信息

本研究依托山西右玉黄土高原赖草(Leymus secalinus)草地2017年建立的氮(Nitrogen, N)添加梯度试验平台(0~32 g·m^(-2)·a^(-1)),探究N添加对优势植物赖草叶片养分[N、磷(Phosphorus, P)、钾(Potassium, K)]、非结构性碳水化合物、结构性碳水化合物和防御性化合物含量的影响。结果表明:N素输入显著提高叶片N,K含量和N∶K和N∶P比值,降低叶片P含量和P∶K比值;N素输入显著降低叶片非结构性碳水化合物和结构性碳水化合物含量;N素输入显著增加叶片总酚、单宁和黄酮类化合物含量;PCA分析表明低N(≤8 g·m^(-2)·a^(-1))和高N(>8 g·m^(-2)·a^(-1))输入下赖草叶片性状存在显著差异,土壤无机N含量、土壤有效N∶P和N∶K是其主要影响因子。以上结果表明N素输入改变了盐渍化草地赖草叶片养分-碳组分-防御性化合物的分配策略。

关键词：氮添加梯度叶片养分叶片碳组分防御性化合物分配策略

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不同类型草原土壤净氮矿化速率的温度敏感性

植物生态学报 2024年第4期48卷 523-533页

作者：王袼胡姝娅李阳陈晓鹏李红玉董宽虎何念鹏王常慧山西农业大学草业学院草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室山西太谷030801 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101

土壤中的无机氮是维持陆地生态系统生产力的主要限制因子,主要通过有机氮的矿化产生。土壤氮可利用性的高低取决于土壤微生物、地上植被类型以及土壤理化性质等。土壤微生物对环境变化极为敏感,尤其是温度与微生物生长繁殖密切相关。因... 详细信息

土壤中的无机氮是维持陆地生态系统生产力的主要限制因子,主要通过有机氮的矿化产生。土壤氮可利用性的高低取决于土壤微生物、地上植被类型以及土壤理化性质等。土壤微生物对环境变化极为敏感,尤其是温度与微生物生长繁殖密切相关。因此,在较大空间范围内研究微生物调控氮矿化速率的温度敏感性(Q_(10))对于预测全球气候变化对陆地生态系统生产力的影响至关重要。该研究以中国三大高原(内蒙古高原、黄土高原和青藏高原)的不同类型草原为研究对象,通过野外采集土壤样品,室内不同温度培养测定三大高原不同类型草地土壤的净氮矿化速率,计算其Q_(10),并分析其与土壤微生物及土壤理化性质参数的相关性。结果表明:(1)黄土高原不同类型草地土壤氮矿化速率的Q_(10)显著高于内蒙古高原和青藏高原;(2)在黄土高原和内蒙古高原,草甸草原和典型草原土壤净氮矿化速率的Q_(10)显著高于荒漠草原,而青藏高原高寒草甸草原土壤净氮矿化速率的Q_(10)显著低于高寒典型草原和高寒荒漠草原;(3)三大高原草地土壤微生物生物量碳含量与土壤净氮矿化速率的Q_(10)显著相关;(4)Q_(10)的空间格局受微生物、土壤质地以及底物的共同调控。该研究结果为中国不同类型草原土壤氮循环对全球变化响应的研究提供了重要数据,对于陆地生态系统氮循环模型的完善具有一定的科学价值。

关键词：氨氧化微生物微生物生物量碳微生物生物量氮净氮矿化速率温度敏感性(Q_(10))

晋北农牧交错带草地土壤总硝化速率对放牧强度的响应

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草地学报 2024年

作者：郝杰刁华杰武帅楷苏原高阳阳梁雯君牛慧敏杨倩雯常婕马腾飞王亭帅齐志远王常慧董宽虎山西农业大学林学院草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站山西农业大学草业学院

为探究不同放牧强度对北方农牧交错带草地功能微生物参与的硝化过程影响机理。本研究以设置不放牧(0羊单位·hm-2·生长季-1)、轻度(2.35羊单位·hm-2·生长季-1)、中度(4.80羊单位·hm-2·生长季-1)和重度(7.85羊单位·hm-2·生长季-1)... 详细信息

为探究不同放牧强度对北方农牧交错带草地功能微生物参与的硝化过程影响机理。本研究以设置不放牧(0羊单位·hm-2·生长季-1)、轻度(2.35羊单位·hm-2·生长季-1)、中度(4.80羊单位·hm-2·生长季-1)和重度(7.85羊单位·hm-2·生长季-1)4个放牧强度的放牧实验平台为研究对象，通过同位素15N库稀释法，测定土壤总硝化速率。结果表明：相比于对照，土壤总硝化速率在轻度、中度和重度放牧处理下分别提高了18.1%、6.2%、22.1%；氨氧化细菌基因AOB amoA丰度分别提高了10.72%、8.92%、42.01%，但在不同放牧强度之间无显著差异。土壤总硝化速率(6.72 mg N·kg-1·d-1)及AOB amoA拷贝数(1.12×107copies·g-1)最高值均出现在9月份，且整体高于其它月份。本研究表明，氨氧化细菌是参与晋北农牧交错带放牧草地土壤总硝化速率的主要微生物。此外，土壤含水量、铵态氮含量及土壤微生物生物量氮是影响土壤总硝化速率的关键因子。

关键词：总硝化作用放牧强度农牧交错带氨氧化古菌氨氧化细菌

短期OTC增温对晋北农牧交错带温性草地土壤微生物的影响

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草地学报 2024年第6期32卷 1789-1799页

作者：齐志远马腾飞伊李凯宁亚楠武帅楷刁华杰苏原徐沛东郝杰董宽虎山西农业大学草业学院山西太谷030801 草地生态保护与乡土草种质创新山西省重点实验室山西太谷030801 山西右玉黄土高原草地生态系统国家定位观测研究站山西右玉037200

土壤微生物作为参与生物地球化学循环的重要生物类群,对陆地生态系统至关重要,但温度升高如何影响农牧交错带温性草地土壤微生物群落的丰度仍不清楚。本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统定位观测研究站2017年建立的开顶式同化箱(Op... 详细信息

土壤微生物作为参与生物地球化学循环的重要生物类群,对陆地生态系统至关重要,但温度升高如何影响农牧交错带温性草地土壤微生物群落的丰度仍不清楚。本研究依托山西右玉黄土高原草地生态系统定位观测研究站2017年建立的开顶式同化箱(Open-Top chamber,OTC)增温实验平台,处理5年后进行土壤样品的采集,测定土壤真菌和细菌的丰度以及土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)含量等指标,探讨农牧交错带温性草地土壤微生物对不同增温处理的响应。结果表明:增温显著降低土壤真菌丰度,对土壤微生物生物量碳、氮含量没有产生显著影响,细菌丰度随着增温处理的温度上升呈现先上升再下降的趋势;增温处理下,微生物生物量与土壤全磷、硝态氮和可溶性有机氮含量呈正相关关系。未来需要加强针对气候变化对该类脆弱生态系统影响的监测,为农牧交错带温性草地管理提供预警及科学依据。

关键词：环境因子微生物生物量细菌增温真菌

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氮添加和刈割对内蒙古典型草原植被碳氮库的影响

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草地学报 2022年第1期30卷 12-20页

作者：秦加敏王常慧曹颖郝杰陈晓鹏董宽虎山西农业大学草业学院山西太谷030801 中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 北京林业大学林学院北京100083

外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。... 详细信息

外源氮输入和割草是影响草地植被碳、氮库的两个重要因素,外源氮能否补充因割草带走的养分使得植被和土壤碳、氮库保持平衡尚不明确。为了解刈割和氮输入对植被碳、氮库的影响,本研究在内蒙古典型草原设置刈割和5水平氮添加交互试验。结果表明:刈割显著降低了植物生物量和碳、氮库(P<0.05),氮添加可促进刈割后的生长补偿;氮添加显著提高了植物生物量及碳、氮库(P<0.05),同时改变了地上、地下部分生物量和碳、氮库的分配;不同水平的氮添加影响植被碳、氮库,当氮添加水平为10 g·m^(-2)·a^(-1)时,植被碳、氮库最高。以上结果表明,刈割与10 g·m^(-2)·a^(-1)氮输入相结合可支持内蒙古典型草原的可持续利用。

关键词：刈割氮添加植被碳库植被氮库典型草原

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白羊草种子脱绒技术初探

草地学报 2022年第4期30卷 1007-1012页

作者：佟莉蓉任星远董洁宋雨胡燕董宽虎山西农业大学草业学院山西太谷030801 北京市科学技术研究院科技情报研究所北京100044

白羊草(Bothriochloa ischaemum)种子上的散发性簇状绒毛致使其相互粘连,严重影响了机械化播种。本研究采用H_(2)SO_(4)和NaOH对白羊草种子进行脱绒处理,探究两种化学试剂对白羊草种子的脱绒效果。结果表明:当NaOH的浓度在30%以上时对... 详细信息

白羊草(Bothriochloa ischaemum)种子上的散发性簇状绒毛致使其相互粘连,严重影响了机械化播种。本研究采用H_(2)SO_(4)和NaOH对白羊草种子进行脱绒处理,探究两种化学试剂对白羊草种子的脱绒效果。结果表明:当NaOH的浓度在30%以上时对种子的脱绒产生了明显的效果,但随着NaOH的浓度和处理时间的增加,种子的发芽指数和种子活力显著降低;而以浓度60%的H_(2)SO_(4)处理10 min的方式可有效地脱去白羊草表面绒毛,并且对脱绒后的白羊草种子发芽指数和种子活力指数没有显著影响。综上所述,用浓度60%的H_(2)SO_(4)处理10 min,是白羊草种子脱绒处理的最优方案。

关键词：白羊草种子脱绒活力指数

外源H;O;引发对燕麦种胚细胞AsA-GSH循环的影响

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草地学报 2022年

作者：李红玉王雅聪曾佳王聪聪董宽虎夏方山山西农业大学科研管理部山西农业大学草业学院中国农业大学草业科学与技术学院

为了探究外源H;O;引发对燕麦（Avena sativa）种胚细胞AsA-GSH循环抗氧化性能的影响，本试验以燕麦种子为研究对象，用不同浓度(0，0.96，1.92，3.84和7.68 mol·L;)的H;O;引发燕麦种子0（CK），6，12和18 h，分析其种胚细胞抗坏血酸-...

为了探究外源H;O;引发对燕麦（Avena sativa）种胚细胞AsA-GSH循环抗氧化性能的影响，本试验以燕麦种子为研究对象，用不同浓度(0，0.96，1.92，3.84和7.68 mol·L;)的H;O;引发燕麦种子0（CK），6，12和18 h，分析其种胚细胞抗坏血酸-谷胱甘肽（Ascorbic acid-glutathione，AsA-GSH）循环抗氧化酶活性、脂质过氧化水平的变化规律，结果表明：外源H;O;引发浓度和时间对燕麦种胚细胞的抗氧化能力有密切影响，导致其H;O;和丙二醛含量显著（P<0.05）增加，且浓度越高或引发时间越长则增加越多，而其AsA-GSH循环的抗氧化能力在低浓度(0.96 mol·L;)或短时间（6 h）引发时被提高，而在高浓度(3.84～7.68 mol·L;)或长时间（12～18 h）则会被减弱。抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶和脱氢抗坏血酸还原酶是外源H;O;引发燕麦种胚细胞内维持H;O;平衡所依赖的关键酶。

关键词：