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氮、磷添加对亚热带毛竹林土壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响

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林业科学 2024年第7期60卷 8-16页

作者：臧艳向宇轩刘娟姜培坤吴家森李永夫浙江农林大学环境与资源学院、碳中和学院亚热带森林培育国家重点实验室浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室杭州311300

[目的]研究氮(N)、磷(P)添加对亚热带毛竹林土壤水稳性团聚体及土壤有机碳(SOC)分布的影响,揭示毛竹林SOC对N、P添加的响应特征,为N沉降背景下毛竹林固碳增汇提供数据支持。[方法]以NH_(4)NO_(3)为N源、NaH_(2)PO_(4)为P源,设置不同N、... 详细信息

[目的]研究氮(N)、磷(P)添加对亚热带毛竹林土壤水稳性团聚体及土壤有机碳(SOC)分布的影响,揭示毛竹林SOC对N、P添加的响应特征,为N沉降背景下毛竹林固碳增汇提供数据支持。[方法]以NH_(4)NO_(3)为N源、NaH_(2)PO_(4)为P源,设置不同N、P添加量的4个处理:CK(0 kg·hm^(-2)a^(-1)N+0 kg·hm^(-2)a^(-1)P)、N(120 kg·hm^(-2)a^(-1)N)、P(120 kg·hm^(-2)a^(-1)P)和NP(120 kg·hm^(-2)a^(-1)N+120 kg·hm^(-2)a^(-1)P),3年后分析N、P添加对毛竹林土壤0~20、20~40和40~60 cm土层不同粒级(>2、0.25~2、0.053~0.25和0.25 mm)为主,各处理大团聚体含量均随土层加深而降低,微团聚体(亚热带森林土壤中,P添加可缓解N沉降引起的SOC含量降低,并在一定程度上促进SOC固定。

关键词：氮沉降磷添加水稳性团聚体有机碳

硅肥和生物质炭添加对毛竹林土壤活性硅组分的影响

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浙江农林大学学报 2024年第3期41卷 496-505页

作者：王佳雨朱玲姣黄程鹏姜培坤查强威陈林海浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300

【目的】探究施用硅肥和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis人工林土壤水溶性硅、生物可利用硅、有机结合态硅、铁锰氧化物结合态硅、无定形硅(生物成因和成土成因)、总硅质量分数的影响;分析土壤水溶性硅与土壤活性硅组分和土壤特性... 详细信息

【目的】探究施用硅肥和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis人工林土壤水溶性硅、生物可利用硅、有机结合态硅、铁锰氧化物结合态硅、无定形硅(生物成因和成土成因)、总硅质量分数的影响;分析土壤水溶性硅与土壤活性硅组分和土壤特性之间的关系。【方法】遵循析因试验设计,共4个处理,分别为对照(S0B0)、施用硅肥450 kg·hm^(−2)(S_(1)B_(0))、施用生物质炭10 t·hm^(−2)(S_(0)B_(1))、硅肥和生物质炭配施(S_(1)B_(1))。【结果】硅肥提高毛竹林土壤中生物可利用硅和铁锰氧化物结合态硅。生物质炭增加无定形硅库(主效应)。硅肥和生物质炭配施提高了土壤水溶性硅。硅肥、生物质炭添加和土层深度均改变土壤活性硅组成,促进它们之间的相互转化。土壤有机碳质量分数与土壤活性硅组分存在极显著正相关(P=0.002)。此外,硅肥添加可直接和间接提高土壤水溶性硅,介导土壤硅组分之间转化,并提高土壤活性硅库容。生物质炭添加提高土壤水溶性硅积累,一方面增加植物源硅,另一方面提高土壤pH,提高成土成因无定形硅质量分数,调控土壤硅在各组分分布。【结论】施用硅肥和生物质炭促进了毛竹人工林土壤活性硅的积累,并改变了其相互转化,但其转化路径存在不同。

关键词：硅肥生物质炭毛竹林土壤硅组分

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林分改变驱动的优势菌根真菌类型变化影响土壤有机碳积累

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土壤学报 2024年第1期61卷 223-234页

作者：屠嘉莹金文豪盛卫星邢佳佳彭丽媛陈俊辉徐秋芳秦华浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江省建德市林业局浙江建德311600

马尾松林(PinusmassonianaLamb.)是典型的外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)优势林,但是近年来受到松材线虫病的影响,生态服务功能下降,逐渐被丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)占优势的阔叶林所替代,但亚热带地区马尾松林转变为阔叶林过程... 详细信息

马尾松林(PinusmassonianaLamb.)是典型的外生菌根(Ectomycorrhiza,ECM)优势林,但是近年来受到松材线虫病的影响,生态服务功能下降,逐渐被丛枝菌根(Arbuscularmycorrhiza,AM)占优势的阔叶林所替代,但亚热带地区马尾松林转变为阔叶林过程中,优势菌根类型的改变对土壤有机碳积累的影响仍不清楚。以建德市马尾松林和阔叶林为研究对象,通过高效液相色谱和中性脂肪酸、磷脂脂肪酸等技术,测定优势菌根真菌生物量、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量以及土壤胞外酶活性和微生物群落特征。结果表明:AM真菌占优势的阔叶林(AMD)取代ECM真菌占优势的马尾松林(ECMD),土壤有机碳显著提高了36.81%,微生物碳利用效率(CUE)显著提高了53.85%,AM真菌生物量提高了25.57%,ECM真菌生物量下降45.04%,并且ECM真菌占优势的马尾松林受到更严重的氮限制。磷脂脂肪酸分析显示,相比于AM真菌占优势的阔叶林,ECM真菌占优势的马尾松林革兰氏阳性细菌(G^(+))以及革兰氏阳性与阴性细菌之比(G^(+)/G^(–))分别显著下降了21.47%和6.46%。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)结果表明,AM真菌占优势和ECM真菌占优势的森林之间土壤微生物群落结构存在显著差异(P森林土壤有机碳下降的重要原因。因此,亚热带地区马尾松林被阔叶林替代后增加森林土壤有机碳含量,提高森林碳汇功能。

关键词：丛枝菌根真菌外生菌根真菌有机碳磷脂脂肪酸麦角固醇微生物策略

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闽楠群体遗传结构分析与核心种质库构建

林业科学 2024年第1期60卷 68-79页

作者：张俊红王洋周生财吴小林吴仁超杨琪张毓婷童再康浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300 丽水职业技术学院丽水323000 浙江庆元县实验林场庆元323800

【目的】基于SSR分子标记技术研究珍稀濒危保护树种闽楠群体的遗传结构,构建核心种质资源库,为种质资源的科学管理、有效保护和高效利用提供理论依据。【方法】利用33对多态性SSR引物,分析来自福建、江西、湖南、浙江、广西5省(区)27个... 详细信息

【目的】基于SSR分子标记技术研究珍稀濒危保护树种闽楠群体的遗传结构,构建核心种质资源库,为种质资源的科学管理、有效保护和高效利用提供理论依据。【方法】利用33对多态性SSR引物,分析来自福建、江西、湖南、浙江、广西5省(区)27个种源地218个闽楠家系425份种质资源群体的遗传多样性和遗传结构。应用DateTrans1.0联合Popgene32软件计算观测等位基因数(N_(a))、有效等位基因数(N_(e))、观测杂合度(H_(o))、期望杂合度(H_(e))、Shannon信息指数(I)和Nei’s基因多样性指数(H);运用STRUCTURE 2.3.4软件对9个闽楠群体进行遗传类群划分。采用最小距离逐步取样法构建核心种质库,通过对相关遗传参数的t检验验证核心种质库的有效性。【结果】依据种质来源地的地理分布,218个家系可分成9个群体;种质资源群体的平均有效等位基因数(N_(e))、观测杂合度(H_(o))、期望杂合度(H_(e))均值、Shannon信息指数(I)分别为2.159、0.224、0.477和0.841,表明闽楠种质资源群体具较高遗传多样性;群体遗传结构分析表明,9个群体可划分为3个亚群;425份原始种质经最小距离逐步聚类取样得到85份核心种质和340份保留种质,核心种质占原始种质的20%,其N_(a)、N_(e)、H_(o)、H_(e)、I和H保留率分别为92.318%、103.803%、116.652%、105.052%、103.341%和104.664%。t检验表明核心种质和原始种质的遗传多样性参数无显著差异,能充分代表原始种质的遗传多样性。【结论】构建的核心种质库在保留原始种质库遗传多样性的基础上,去除遗传冗余,有利于闽楠种质资源的有效保护和科学利用,为进一步育种工作奠定基础。

关键词：闽楠群体结构 SSR分子标记遗传多样性核心种质库

模拟牲畜采食对高寒草甸土壤潜在氧化亚氮排放的影响

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草地学报 2024年第9期32卷 2794-2802页

作者：吴晓芬陈有超蒋文婷沈玉叶蔡延江浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学环境与资源学院/碳中和学院浙江杭州311300

探明牲畜采食对土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,是准确预测放牧干扰下高寒草甸生态系统温室气体变化的关键。本研究通过刈割留茬模拟牲畜不同强度采食行为(无采食,CK;轻度采食,LD:留茬高度3 cm;重度采食,HD:留茬高度<1 cm),利用室内培... 详细信息

探明牲畜采食对土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,是准确预测放牧干扰下高寒草甸生态系统温室气体变化的关键。本研究通过刈割留茬模拟牲畜不同强度采食行为(无采食,CK;轻度采食,LD:留茬高度3 cm;重度采食,HD:留茬高度室内培养法测定土壤潜在N_(2)O排放,并测定了土壤理化性质、酶活性以及硝化和反硝化功能基因丰度等指标。结果表明:LD处理对土壤潜在N_(2)O排放无显著影响,但HD处理显著降低了潜在N_(2)O排放(P<0.05)。重度采食导致输入土壤铵态氮(NH+4-N)和碳减少,降低土壤AOA-amoA,nirS和nosZI基因丰度及反硝化潜势(Denitrification potential,DP),减弱土壤硝化和反硝化作用从而降低N_(2)O排放。综上,轻度采食对土壤潜在N_(2)O排放无显著影响,但重度采食可能通过降低土壤硝化和反硝化作用,减弱土壤潜在N_(2)O排放。

关键词：高寒草甸硝化作用反硝化作用放牧

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基于树种谱系的林木种间竞争分析

森林与环境学报 2024年第4期44卷 414-422页

作者：姜鹏博窦啸文韦新良罗海豪汤孟平省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江杭州311300 浙江农林大学环境与资源学院、碳中和学院浙江杭州311300

为探究针阔混交林中竞争木与对象木的亲缘性对林木种间竞争的影响,以浙江省天目山国家级自然保护区的针阔混交林为研究对象,将树种谱系引入Hegyi竞争指数,构建树种谱系竞争指数(G_Hegyi竞争指数)。对Hegyi种间竞争指数、G_Hegyi种间竞... 详细信息

为探究针阔混交林中竞争木与对象木的亲缘性对林木种间竞争的影响,以浙江省天目山国家级自然保护区的针阔混交林为研究对象,将树种谱系引入Hegyi竞争指数,构建树种谱系竞争指数(G_Hegyi竞争指数)。对Hegyi种间竞争指数、G_Hegyi种间竞争指数与胸径的相关性,胸高断面积生长量、胸高断面积生长率与Hegyi种间竞争指数、G_Hegyi种间竞争指数的相关性进行比较分析。同时,对Hegyi种间竞争指数比值、G_Hegyi种间竞争指数比值与林木生长之间的关系进行对比研究。结果表明:两种种间竞争指数与胸径均表现为极显著负相关(P<0.01),均呈幂函数关系;胸高断面积生长量与两种种间竞争指数均表现为极显著负相关,且均符合对数函数关系。胸高断面积生长率与两种种间竞争指数均为极显著正相关,均服从幂函数分布。G_Hegyi种间竞争指数与胸径的决定系数(R^(2))、相关系数的绝对值及胸高断面积生长量、胸高断面积生长率与G_Hegyi种间竞争指数的R2、相关系数的绝对值均大于Hegyi种间竞争指数。G_Hegyi种间竞争指数比值较Hegyi种间竞争指数比值更能准确地反映林木生长与种间竞争的关系。G_Hegyi种间竞争指数在分析林木种间竞争方面优于Hegyi种间竞争指数,更适用于林木生长的相关研究。

关键词：树种谱系 Hegyi竞争指数 G_Hegyi竞争指数种间竞争针阔混交林

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山核桃根际解磷及水解复杂有机物细菌的分离

微生物学报 2024年第10期 3809-3824页

作者：张艳梅郑梦杰杨士杰吴权杰黄坚钦彭丽媛秦华浙江农林大学环境与资源学院碳中和学院浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室浙江农林大学林业与生物技术学院

【目的】挖掘兼具多种促生功能的山核桃根际解磷细菌(phosphorus-mobilizingbacteria,PMBs)菌株资源，研发多功能生物有机肥，促进山核桃产业绿色、可持续发展。【方法】采用稀释涂布平板法分离获取山核桃根际PMBs，测定其生物学功能并... 详细信息

【目的】挖掘兼具多种促生功能的山核桃根际解磷细菌(phosphorus-mobilizingbacteria,PMBs)菌株资源，研发多功能生物有机肥，促进山核桃产业绿色、可持续发展。【方法】采用稀释涂布平板法分离获取山核桃根际PMBs，测定其生物学功能并基于16SrRNA基因同源性鉴定其分类学地位。【结果】从山核桃根际土共分离获得34株PMBs，其主要来自厚壁菌门(Bacillota)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、薄壁菌门(Gracilicutes)下的10属细菌，以芽孢杆菌属(Bacillus)(12株)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)(9株)、假单胞菌属(Pseudomonas)(5株) 3个属菌较多，共计占比76.47%。在含不同难溶性有机/无机磷源的培养基中接种PMBs后，产生的可溶性磷含量范围分别为：7.01-49.97mg/L(磷酸铝)、3.61-27.11mg/L(磷酸铁)、4.56-342.82 mg/L (磷酸三钙)、27.71-544.53 mg/L (植酸钠)和3.28-27.17 mg/L (卵磷脂)。其中23株PMBs能同时溶解难溶性无机磷和有机磷。分别有20、7、23、12、10、14、13株PMBs能产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)、铁载体和胞外蛋白酶、β-1,3-葡聚糖酶、纤维素酶、磷酸酶及脂肪酶，其中菌株S3-6L和S3-22L具有5种生物学功能。【结论】本研究筛选到的PMBs同时具有较高溶解磷的能力和多种生物学功能，丰富了PMB菌种资源，为研发高效、绿色山核桃复合微生物菌肥奠定了基础。

关键词：山核桃根际微生物解磷细菌多功能

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毛竹根际土壤磷组分对氮和生物炭添加的响应

生态学杂志 2024年

作者：王潇王艺雄季杭翔施曼王会来宋新章李全莲都区土肥能源发展中心浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室衢州学院

毛竹(Phyllostachys edulis))林作为中国亚热带地区重要的森林资源，正面临着磷限制和氮沉降引起的氮磷失衡问题。生物炭能够改善土壤质量，但其在应对氮沉降引起的磷限制方面的作用仍不清楚。本研究以毛竹根际土壤为对象，探究了不同... 详细信息

毛竹(Phyllostachys edulis))林作为中国亚热带地区重要的森林资源，正面临着磷限制和氮沉降引起的氮磷失衡问题。生物炭能够改善土壤质量，但其在应对氮沉降引起的磷限制方面的作用仍不清楚。本研究以毛竹根际土壤为对象，探究了不同氮(0、30和90 kg N·hm-2·a-1)和生物炭(0、20和40 t·hm-2)添加及其复合作用对毛竹根际土壤磷组分(CaCl2-P、Citrate-P、Enzyme-P和HCl-P)的影响及其调控机制。结果表明：与对照相比，单独氮或单独生物炭添加显著增加了根际土壤Citrate-P、有效磷和微生物量磷含量，但显著降低了土壤pH(P<0.05)；在氮添加处理下，生物炭添加显著提高了CaCl2-P、Citrate-P和Enzyme-P含量(P<0.05)；在生物炭添加处理下，氮添加显著增加了根际土壤CaCl2-P、Citrate-P含量及其占比，但显著降低了pH(P<0.05)；相关性分析和偏最小二乘路径模型均表明，根际土壤CaCl2-P和Citrate-P含量与土壤pH呈显著负相关(P<0.05)，且酸性磷酸酶活性是影响Enzyme-P含量的关键驱动因素。综上所述，在氮添加背景下，生物炭添加提高了土壤磷的有效性，有效缓解了磷限制。这一发现为全球变化背景下毛竹林的可持续经营提供了科学依据。

关键词：毛竹林磷组分生物炭氮添加酶活性

巨桉C2H2锌指蛋白基因家族EgrZFP-EARs鉴定及其在非生物逆境下的表达模式分析

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农业生物技术学报 2024年第8期32卷 1792-1808页

作者：俞键烽洪家都赵爽李笑眉温丹丹程龙军浙江农林大学林业与生物技术学院/亚热带森林培育国家重点实验室

桉树(Eucalyptus spp.)是我国南方栽培的重要速生用材树种，但其抗逆性较差。含有乙烯响应元件结合因子相关两亲抑制(ethylene-responsive element binding factor-associated amphiphilic repression,EAR)基序的锌指蛋白(zinc finger protein, ZPF)转录因子成员被证明广泛参与植物对低温、高温、干旱和高盐等非生物逆境响应。本研究在全基因组范围内鉴定巨桉(Eucalyptus grandis) C2H2型ZFP的基础上，进一步分析含有EAR基序的EgrZFP-EAR成员。对这些基因的进化关系，所含EAR基序类型、数量，染色体定位和基因复制情况，以及基因、蛋白序列结构，启动子上的顺式作用元件等进行了分析。并利用转录组数据及qRT-PCR分析了EgrZFP-EAR在不同组织及低温(4℃)、高温(42℃)、干旱、NaCl (300 mmol/L)、ABA (100μmol/L)和MeJA (100μmol/L)处理下的表达模式。结果表明，巨桉中共含有118个C2H2型ZFP，其中57个为EgrZFP-EAR成员，包括54个Q-型和3个非Q-型C2H2型ZFP;EgrZFP-EAR中所含EAR基序有3种类型：LxLxL、DLNx(x)P及二者的重叠型。其中含LxLxL类型的EAR基序数量最多，共98个。基因组复制、串联重复及区段重复在这些基因扩张过程中都发挥了作用。EgrZFP-EAR启动子上分布着如逆境响应元件(stress responsive element, STRE)、干旱响应元件(dehydration responsive element,DRE)、干旱诱导的MYB结合位点(MYB-binding site, MBS)和低温响应元件(low temperature responsive element, LTRE)等多种逆境响应元件以及ABA响应元件(ABA-responsive element, ABRE)和MeJA响应元件CGTCA-motif、TGACG-motif等激素响应元件。组织表达模式大致分为4个类型：茎尖和幼叶高表达型、韧皮部高表达型、成熟木质部高表达型以及韧皮部、未成熟和成熟木质部均高表达型。而在4℃不同时间(2, 6,12, 24, 48 h)处理的巨桉幼苗叶片中，EgrZFP-EAR基因的表达分为3种类型：持续诱导型、先升后降型和低温抑制型。高温、干旱、NaCl和ABA、MeJA处理的巨桉幼苗叶片中，来自于不同亚类的12个EgrZFP-EAR基因对不同逆境因子也有不同响应。总之，EgrZFP-EAR基因响应逆境的种类和模式有很大差异，表明了其在非生物逆境胁迫下功能的复杂性。本研究结果为进一步揭示桉树的抗逆分子机制，挖掘抗逆基因资源，进行分子辅助育种提供参考。

关键词：巨桉锌指蛋白(ZFP) 乙烯响应元件结合因子相关两亲抑制(EAR)基序非生物逆境基因表达