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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 10 期摇 摇 2011 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
大熊猫取食竹笋期间的昼夜活动节律和强度 张晋东,Vanessa HULL,黄金燕,等 (2655)………………………
高枝假木贼的胎生萌发特性及其生态适应 韩建欣,魏摇 岩,严摇 成,等 (2662)…………………………………
准噶尔盆地典型地段植物群落及其与环境因子的关系 赵从举,康慕谊,雷加强 (2669)………………………
喀斯特山地典型植被恢复过程中表土孢粉与植被的关系 郝秀东,欧阳绪红,谢世友,等 (2678)………………
青藏高原高寒草甸土壤 CO2排放对模拟氮沉降的早期响应 朱天鸿,程淑兰,方华军,等 (2687)………………
毛乌素沙地南缘沙漠化临界区域土壤水分和植被空间格局 邱开阳,谢应忠,许冬梅,等 (2697)………………
雪灾后粤北山地常绿阔叶林优势树种幼苗更新动态 区余端,苏志尧,解丹丹,等 (2708)………………………
四川盆地四种柏木林分类型的水文效应 龚固堂,陈俊华,黎燕琼,等 (2716)……………………………………
平茬对半干旱黄土丘陵区柠条林地土壤水分的影响 李耀林,郭忠升 (2727)……………………………………
连栽杉木林林下植被生物量动态格局 杨摇 超,田大伦,胡曰利,等 (2737)………………………………………
近 48a华北区太阳辐射量时空格局的变化特征 杨建莹,刘摇 勤,严昌荣,等 (2748)……………………………
中型景观尺度下杨树人工林林分特征对树干病害发生的影响———以河南省清丰县为例
王摇 静,崔令军,梁摇 军,等 (2757)
………………………
……………………………………………………………………………
耕作措施对冬小麦田杂草生物多样性及产量的影响 田欣欣,薄存瑶,李摇 丽,等 (2768)………………………
官山保护区白颈长尾雉栖息地适宜性评价 陈俊豪,黄晓凤,鲁长虎,等 (2776)…………………………………
花椒园节肢动物群落特征与气象因子的关系 高摇 鑫,张晓明,杨摇 洁,等 (2788)………………………………
沙漠前沿不同植被恢复模式的生态服务功能差异 周志强,黎摇 明,侯建国,等 (2797)…………………………
大豆出苗期和苗期对盐胁迫的响应及耐盐指标评价 张海波,崔继哲,曹甜甜,等 (2805)………………………
不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化 董利苹,曹摇 靖,李先婷,等 (2813)……………………………………
短期 NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗 K+吸收和 Na+、K+积累的影响 王晓冬,王摇 成,马智宏,等 (2822)……
套袋微域环境对富士苹果果皮结构的影响 郝燕燕,赵旗峰,刘群龙,等 (2831)…………………………………
畜禽粪便施用对稻麦轮作土壤质量的影响 李江涛, 钟晓兰,赵其国 (2837)……………………………………
土霉素胁迫下拟南芥基因组 DNA甲基化的 MSAP分析 杜亚琼,王子成,李摇 霞 (2846)………………………
甲藻孢囊在长山群岛海域表层沉积物中的分布 邵魁双,巩摇 宁,杨摇 青,等 (2854)……………………………
湖南省城市群生态网络构建与优化 尹海伟, 孔繁花,祈摇 毅,等 (2863)………………………………………
基于多智能体与元胞自动机的上海城市扩展动态模拟 全摇 泉, 田光进,沙默泉 (2875)………………………
城市道路绿化带“微峡谷效应冶及其对非机动车道污染物浓度的影响 李摇 萍,王摇 松,王亚英,等 (2888)…
专论与综述
北冰洋微型浮游生物分布及其多样性 郭超颖,王桂忠,张摇 芳,等 (2897)………………………………………
种子微生物生态学研究进展 邹媛媛,刘摇 洋,王建华,等 (2906)………………………………………………
条件价值评估的有效性与可靠性改善———理论、方法与应用 蔡志坚,杜丽永,蒋摇 瞻 (2915)…………………
问题讨论
中国生态学期刊现状分析 刘天星,孔红梅,段摇 靖 (2924)………………………………………………………
研究简报
四季竹耐盐能力的季节性差异 顾大形,郭子武,李迎春,等 (2932)………………………………………………
新疆乌恰泉华地震前后泉水细菌群落的变化 杨红梅,欧提库尔·玛合木提,曾摇 军,等 (2940)………………
两种猎物对南方小花蝽种群增长的影响及其对二斑叶螨的控害潜能 黄增玉,黄林茂,黄寿山 (2947)………
学术信息与动态
全球变化下的国际水文学研究进展:特点与启示 ———2011 年欧洲地球科学联合会会员大会述评
卫摇 伟,陈利顶 (2953)
……………
…………………………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*302*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*34*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄05
封面图说: 藏酋猴(Macaca thibetana)属猴科(Cercopithecidae )猕猴属(Macaca)又名四川短尾猴、大青猴,为我国特有灵长类之
一,被列为国家二级保护野生动物;近年来,由于人类活动加剧,栖息环境恶化,导致藏酋猴种群数量和分布日趋缩
小;本照片摄于四川卧龙国家级自然保护区(拍摄时间:2010 年 3 月)。
彩图提供: 中国科学院生态环境研究中心张晋东博士摇 E鄄mail:zhangjd224@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(10):2813—2821
Acta Ecologica Sinica
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基金项目:国家自然科学基金项目(31071866);甘肃省自然科学基金项目(096RJZA066);教育部春晖计划项目(2009鄄12);兰州市科技发展计划
项目(2008鄄1鄄51)
收稿日期:2010鄄10鄄18; 摇 摇 修订日期:2010鄄12鄄27
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: caoj46@ yahoo. com. cn
不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化
董利苹1,曹摇 靖1,*,李先婷1,代立兰2,苏怡兵3
(1. 兰州大学生命科学学院干旱与草地生态教育部重点实验室,兰州摇 730000;
2. 兰州市农业科学研究中心,兰州摇 730000;3. 兰州大学化学化工学院,兰州摇 730000)
摘要:以甘肃秦王川引大灌区盐渍化土壤为研究背景,用盆栽根袋法对 4 种耐盐植物根际和非根际土壤 pH和盐分离子的动态
变化进行了分析比较。 结果表明:4 种待测植物随着培养时间的延长土壤 pH 和 EC 值呈降低趋势。 新疆大叶(Medicago Sativa
L. cv. Xinjiangdaye)、向日葵(Helianthus annuus)和霸王(Zygophyllum xanthoxylum)生长 90 d后根际土壤 pH明显低于非根际,而
裸麦(Hordeum vulgare var. vulgare)根际较非根际 pH差异不大。 霸王和新疆大叶根际土壤 EC值较非根际高,而裸麦和向日葵
的根际与非根际差异不大。 4 种供试植物根际 K+均出现亏缺,Ca2+、Na+、Mg2+、SO2-4 和 Cl-在新疆大叶、霸王和向日葵 3 种植物
根际均出现富集,对于裸麦:Ca2+、Mg2+和 SO2-4 3 种离子在植物根际富集,而 Cl-和 Na+在根际亏缺。 随着待测植物培养时间的增
加 Na+ / K+、Na+ / Ca2+和 Na+ / Mg2+这 3 个比值呈降低趋势,说明 Na+相对于 K+、Ca2+和 Mg2+的含量降低,生物措施对 Na+的移除
效果较显著。
关键词:根际和非根际;耐盐植物;盐分离子;土壤 pH;生物改良
Dynamic change of salt contents in rhizosphere soil of salt鄄tolerant plants
DONG Liping1, CAO Jing 1,*,LI Xianting1, DAI Lilan2,SU Yibing3
1 Key Laboratory of Arid and Grassland Ecology,School of Life Sciences, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
2 Lanzhou Agriculture Science Research Center, Lanzhou 730000, China
3 School of Chemistry and Chemical Engineering, Lanzhou University, Lanzhou 730000,China
Abstract: Secondary salinization of soil is a major limiting factor for agricultural sustainability development in irrigated
agriculture in arid and semi鄄arid regions. At present, the problem of soil salinity is further deteriorating in inland arid
regions as the dry lands have become irrigated fields, which caused the substantial rise of groundwater table. The majority
of comparative studies suggested that phytoremediation ( plant鄄assisted approach) is more effective in the amelioration
process in recent years. Rhizosphere is an important interface in substance exchange and energy transformation between
plants and soil. Affected by physiological activities of plant roots, there is a marked difference in physichemistry properties
between the rhizosphere soil and bulk soil. Based on a calcareous salt鄄affected soil in the irrigated region of
Qingwangchuan, Gansu, a rhizobag experiment was conducted on four salt鄄tolerant plants to investigate dynamic changes of
pH, EC (Electrical Conductivity) and salt ions in the rhizosphere and bulk soil, and to compare the differences between
them at the different plant growth stages. The results showed that pH, EC and concentrations of six major salt ions in four
tested plants decreased with the extension of incubation days. There was significantly (P<0. 05) lower pH in rhizosphere
soil than in corresponding bulk soil after 90鄄day growth periods for all tested plants, such as alfalfa (Medicago Sativa L. cv.
Xinjiangdaye), sunflower (Helianthus annuus) and common beancaper ( Zygophyllum xanthoxylum) except for barley
(Hordeum vulgare var. vulgare) . Soil EC was higher in rhizosphere soil than in bulk soil for common beancaper and
alfalfa, but not for sunflower and barley. K+ concentrations reduced significantly in the rhizosphere of four tested plants, but
other major salt ions in the rhizosphere soil of alfalfa, common beancaper and sunflower exhibited enrichment. However,
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Ca2+, Mg2+ and SO2-4 concentrations increased in the rhizosphere of barley, whereas the other ions behaved in an opposite
way. The Na+ / K+, Na+ / Ca2+ and Na+ / Mg2+ ratio showed a decrease trend with the extension of incubation days. The results
indicated that the deficit of Na+ in the soil was more profound than those of K+, Ca2+ and Mg2+ . In the present study, the
main reasons which were responsible for the relative change of ions between rhizosphere and bulk soil might be the
combination effects, namely effects of different ions were absorbed selectively by plant root and the amounts of soil mineral鄄
salt compound can be mobilized by different rhizosphere processes. Besides, the rate of different salt moving to the
rhizosphere also played a key role in this case. In addition, we should consider the distance between sampling site and plant
rhizosphere at different plant growth stages as pH and salt contents in the saline soil were measured.
Key Words: rhizosphere and bulk soil; salt鄄tolerant plant; salt ions; soil pH; salt鄄affected soil
全世界干旱半干旱地区已有超过 10 亿 hm2的盐渍化土地需要有效、便宜、可持续的管理[1鄄2],并且由于不
合理灌溉、管理等人为因素的影响,世界上超过 40%的灌区土地含盐水平在增加[3]。 土壤盐渍化已成为干旱
半干旱地区农业产量的主要限制因子。 化学改良措施应用于盐渍化土地的改良已有悠久的历史,多通过增加
根际土壤中可溶性钙离子含量,使更多的钠离子从阳离子交换位点上被取代后通过淋洗将其移除到耕层以
下[4],但其需水量大且成本较高;而生物改良措施既有效、低廉、环保,又能够增加土壤中可溶性钙离子含
量[5],并且淋洗与生物措施配合应用需水量少改良效果好[6],所以生物措施作为一种潜在的代替化学措施的
好方法便得到了广大农民的欢迎[7]。
根际是土壤鄄植物生态系统物质交换的活跃界面,是根系自身活动和代谢对土壤生物化学性质影响最直
接、最强烈的微域[8鄄9],并且在根系作用下的根际环境时刻处于动态变化之中[10],其物理化学性质与土体(非
根际土)相比有很大的差异[11]。 但目前将生物措施中植物根系的时空效应联合起来考虑,研究植物对土壤性
质影响的文章尚未见到。 所以,本文以甘肃秦王川引大灌区盐渍化土壤为研究背景,以当地 4 种不同耐盐植
物为材料,模拟大田试验条件下的灌溉淋洗作用,用盆栽根袋法对根际与非根际土壤进行动态取样,以期能够
深入的探讨不同耐盐植物在其生长过程中根际土壤的化学变化过程及植物对盐渍化土壤的作用机制,旨在为
西北内陆灌溉农业系统土壤次生盐渍化土壤的发生和改良提供科学依据。
1摇 材料和方法
1. 1摇 实验材料
本实验供试土壤于 2009 年 4 月采集于引大灌区永登县次生盐渍化土壤,其基本理化性质(表 1)采用常
规分析测定[12]。 供试植物选用引大灌区盐渍化土壤上生长良好的 4 种耐盐植物:新疆大叶(Medicago Sativa
L. cv. Xinjiangdaye)、向日葵(Heilanthus annuus L. )、裸麦(Hordeum vulgare var. vulgare)、霸王(Zygophyllum
xanthoxylum),其对灌区的盐渍化环境有很强的适应性。
表 1摇 供试土壤的基本理化性质
Table 1摇 Basic physical and chemical characteristics of tested soil
土壤类型
Agrotype
碳酸钙
CaCO3 / %
pH 电导率 EC/ (ds / m)
田间持水量
Field
capacity / %
有机质
Organicmatter
/ (g / kg)
全氮
Total N
/ (g / kg)
速效磷
Valuable P
/ (mg / kg)
全钾
Total K
/ (g / kg)
灰钙土 Sierozem 16. 27 8. 31 6. 87 21. 43 10. 75 0. 03 64. 66 2. 05
1. 2摇 植物根袋培养及样品采集
试验采用盆栽根袋法模拟装置进行[13鄄14],所有实验均在实验大棚内进行。 供试土壤采集于上述供试耐
盐植物的自然分布区,在室内风干过 0. 5 mm筛待用。 土壤装盆前添加肥料(尿素和磷酸二氢钾),添加量如
下:200 mgN / kg干土,100 mgP2O5 / kg干土,并充分混合均匀。 根袋用 320 目孔径的尼龙网纱缝制而成(植物
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根系不能穿过,但水分和离子可以自由通过),直径 7 cm,高 13 cm。 每个根袋内装入备好的土壤 0. 8 kg,相同
的供试土壤也装入高 19 cm,内径 23 cm的盆中,同时在盆中央埋入备好的根袋 1 个,使装好的盆重为 5. 5 kg。
用称重法小心浇蒸馏水尽量避免蒸馏水溢出,尽量使土壤含水量达到 140 g / kg 备用(即总重达 6. 3 kg)。 在
每个根袋内播入露白的植物种子 20 粒,出苗后留苗 12 株。 每个品种 18 个重复,另外留 18 盆未播入种子的
盆作为对照。 生长期内每 14 d轮流浇蒸馏水 1. 5 L和 2 L各 1 次,其它不做任何处理。 各指标分别在植物长
出后 60,90,120 d 各取样测定 1 次。 取样时,每种植物选择出苗和长势基本一致的 6 盆留作采样,即 6 个重
复。 同时选择 6 盆对照土壤同时采样,每次取出根袋中 1 cm以内(根袋为直径 7 cm、高 13 cm的圆柱状,取距
离上表面和侧表面各 1 cm的直径 5 cm、高 12 cm的内嵌同心圆柱状土壤)的土壤作为根际土,取距离根袋外
2—3 cm的土壤作为非根际土。
1. 3摇 样品分析测定
将采集的土样在室内风干并过 2 mm筛,取风干土按水土比 5 颐1 制备待测液,用于 pH 值、可溶性盐分总
量及盐分的测定,pH值用电位测定法;可溶性盐分总量(EC 值)用电导法;Na+和 K+用火焰光度计法;Ca2+、
Mg2+采用原子吸收分光光度法;Cl-、SO2-4 的测定采用土壤盐分常规滴定法。 以上各项指标测定的具体方法见
参考文献[12]。
1. 4摇 数据处理
用 Excel作图,DPS v3. 01 进行统计分析,单因素方差分析采用 LSD法。
2摇 结果与分析
2. 1摇 土壤 pH的动态变化
图 1 看出,除对照组外土壤的 pH降低;植物根际土壤的 pH与生长同期非根际土壤中的相比差值因植物
种的不同有差异,新疆大叶根际 pH小于非根际 pH,且差异显著(P<0. 05)。 向日葵和霸王生长 90 d 后根际
土壤 pH小于非根际 pH,且差异显著(P<0. 05)。 而裸麦和对照组根际与非根际相比 pH 差异不大。 引起土
壤 pH变化的主要原因可能有以下几种:(1)植物对无机阴阳离子的不平衡吸收引起根际酸化或碱化[15];(2)
植物根系和根际微生物呼吸以及土壤有机质的分解释放二氧化碳,引起根际酸化;(3)根尖细胞在伸长过程
中能分泌离子(H+、OH-、HCO-3)和有机酸,而一些与植物的物种特异性相关的因素,如植物的生长发育对养
分的需求量[16];(4)植物对氮素形态吸收的偏好以及对不同形态氮素的生理响应使根际 pH 发生变化[17],如
植物吸收铵态氮使根际酸化,吸收硝态氮使根际碱化,也有研究表明向日葵不论吸收铵态氮还是硝态氮都使
根际 pH降低[18]。
图 1摇 不同植物根际和非根际土壤 pH值的动态变化
Fig. 1摇 Dynamic change of pH in rhizosphere and bulk soil for different plants
R:根际土 Rhizosphere soil; S: 非根际土 Bulk soil; CG: control group; AL: alfalfa; CB: common beancaper; SF: sunflower; BL:barley; 小写字
母表示同一植物在不同培养时期的显著性分析
由图 1 还可知,在生长 120 d时新疆大叶根际土壤 pH下降最大,与种前相比降低了 0. 43 个单位。 并且
新疆大叶的根际酸化作用最强,在培养 120 d时,根际较非根际低 0. 13 个单位。 这主要是因为新疆大叶是豆
科植物,豆科植物除了能通过以上机理影响根际 pH 外,还能通过与豆科植物共生的根际微生物的固氮作用
引起根际酸化。
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2. 2摇 土壤 EC的动态变化
由图 2 看出,土壤的 EC随生长时间的延长呈下降趋势,培养 120 d时 EC值最小;根际土壤的 EC值与生
长同期非根际土壤中的相比因植物种的不同有所差异,对照组、裸麦和向日葵根际土壤的 EC 与同一培养时
间非根际土壤的相比差异不显著;而霸王和新疆大叶在生长过程中根际土壤的 EC 始终大于非根际土壤,并
且差异均达到了显著水平(P<0. 05)。
图 2摇 不同植物根际土壤和非根际土壤不同生长天数 EC的变化状况
Fig. 2摇 EC of rhizosphere soil and bulk soil in different plants during different incubating days
图 2 表明,与对照组相比 4 种待测植物对 EC的降低幅度更大,其中培养 120 d 时向日葵根际土壤 EC 下
降最大,降为种前的 23. 43% ,说明向日葵对土壤可溶性盐分总量的改良效果最好。 而 4 种待测植物中霸王
根际较非根际差值最大,在 120 d差值达到了 1. 49 个单位。 这主要与植物的耐盐能力有关,耐盐能力越强的
植物,其根际的盐分富集程度也更大[19]。 进一步说明最耐盐的植物品种并不一定是对土壤可溶性盐分总量
改良效果最好的灌区改良材料,植物对灌区盐渍化土壤可溶性盐分总量改良效果的好坏可能还与淋洗相关的
根系形态,根系入土深度、根际作用等植物根系生物特异性相关的因素有关。
2. 3摇 土壤主要盐分离子的动态变化
由图 3 看出, 4 种待测植物和对照组土壤中的 6 种主要的可溶性盐离子随生长时间的增加呈下降趋势,
培养 120 d时土壤中 6 种主要的可溶性盐离子含量最少;K+在 4 种待测植物的根际土壤中均出现了亏缺,并
且 K+在根际土壤中的含量与同一培养时间非根际土壤中的相比差异显著(P<0. 05)。 根际土壤其他 5 种主
要的可溶性盐离子含量与非根际土壤相比差值因离子不同、植物种的不同而有所差异,首先在新疆大叶、向日
葵和霸王 3 种植物中,Ca2+、Na+、Mg2+、SO2-4 和 Cl-这 5 种可溶性盐离子在植物根际土壤中的分布与 K+截然相
反,均出现了富集,并且这 5 种可溶性盐离子在根际土壤中的含量较同一培养时间非根际土壤中的差异均达
到了显著水平(P<0. 05)。 对于裸麦,Ca2+、Mg2+和 SO2-4 在植物根际土壤中均出现了富集,而 Na+和 Cl-在植物
根际土壤中出现了亏缺,且 5 种可溶性盐离子在根际与非根际土壤中的差异均达到了显著水平(P<0. 05)。
而在对照组中,6 种主要的可溶性盐离子含量在根际与非根际土壤中差异均不显著。
由图 3 还可以看出,与对照组相比 4 种植物组对 6 种主要的可溶性盐离子的降低幅度更大,说明种植耐
盐植物可以有效地促进土壤脱盐。 并且培养 120 d后对 K+、Ca2+、Na+、Mg2+、SO2-4 和 Cl-降低幅度最显著的植
物种为向日葵和新疆大叶。 可溶性盐离子降低主要原因可能有以下 4 方面:(1)植物的覆盖作用,减少了土
壤水分蒸发,有效抑制了土壤盐分的表聚发生[20],有利于土壤脱盐;(2)植物根际效应能促进土壤中可溶性钙
离子含量增加[5鄄6,21],有利于盐离子淋洗到有效耕层以下。 如本实验中向日葵和新疆大叶根际效应引起 pH
降低幅度较大(图 1),在培养 120 d 后对 K+、Ca2+、Na+、Mg2+降低幅度最显著的植物种也为向日葵和新疆大
叶;(3)植物根系能改良根际土壤的持水性[21],有利于盐离子淋洗到下层土壤;(4)植物体能够带走相当一部
分盐分,植物体带走盐分的多少可能会因植物种不同有差异,这还需进一步实验验证。
由图 3 还可以看出,对照组根际与非根际 6 种主要盐离子差异不显著,而 4 种植物根际与非根际相比时
刻处于相对变化中,差异显著(P<0. 05),且根际土中离子含量与同一培养时期非根际土壤中的相比差异最显
著的植物种是霸王和新疆大叶。 与对照组相比,盐分在植物根际与非根际发生相对变化的主要原因可能有如
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图 3摇 不同植物根际土壤和非根际土壤不同生长天数主要盐离子的变化状况
Fig. 3摇 Major salt ions of rhizosphere soil and bulk soil in different plants during different incubating days
下 5 个:(1)水是土壤盐类离子迁移的载体。 植物生长过程中,土溶液中的盐分通过质流到达根表,受根系吸
水影响,靠近根际的盐分离子浓度远远的高于远离根际的,在干旱半干旱地区这种蒸腾作用使较多的盐离子
向根际迁移[ 22鄄23],造成根际盐分富集;(2)植物根系能使土壤渗透性和导水性增强[21],灌溉时有利于盐离子
淋洗到有效耕层以下,可造成根际盐分亏缺。 由本实验对照组可见,定量浇水对所有离子按一定的比率同时
进行改变的,仅改变土壤中离子数量,而对离子的相对含量没有影响(表 2),证明离子间相对变化与淋洗无
关;(3)与植物的耐盐能力有关,耐盐能力越强的植物,其根际的盐分富集程度也更大[19]。 本研究中根际盐分
的聚集程度因品种不同也存在差异,霸王根际盐分富集程度最大,裸麦根际盐分富集程度最小;(4)受基因型
的影响[24],不同植物根系对土壤中不同离子的选择性吸收作用[25],这一机理可能是导致土壤中离子发生相
对变化的主要原因。 另外,根际效应还受植物本身所处的生长发育阶段的影响[26]。 以本实验中的 SO2-4 为
例,裸麦在 120 d的培养过程中根际 SO2-4 富集,新疆大叶和霸王培养 60 d时根际 SO2-4 亏缺,培养 90 d后这 2
种植物根际 SO2-4 出现富集,而向日葵培养 60 d时根际 SO2-4 与非根际土壤中的相比差异不显著,培养 90 d 后
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根际 SO2-4 出现富集;(5)土壤溶液中存在着显著的矿质态盐分的溶解和形成反应[27]。 综上所述,盐分离子在
根际与非根际分布的相对状况可能是以下 3 方面因素共同作用的结果:(1)植物对不同盐离子的选择性吸收
速率;(2)盐离子在土壤中的移动性;(3)土壤中矿质态盐分在根际效应下的活化速率。
表 2摇 不同植物根际土壤和非根际土壤盐分组成的动态变化
Table 2摇 Salt components of rhizosphere soil and bulk soil in different plants during different incubating days
项目 Item 区域 Zone 生长时间 Time / d Na+ / K+ Na+ / Ca2+ Na+ / Mg2+ Cl- / SO2-4
对照组 R 0 37. 26 ab 4. 38 a 4. 66 a 2. 93 ab
CG 60 34. 34 c 3. 61 c 4. 60 a 2. 89 b
90 37. 92 a 3. 75 b 4. 73 a 3. 02 ab
120 34. 60 bc 3. 52 d 4. 59 a 3. 01 ab
S 0 37. 59 a 4. 38 a 4. 66 a 2. 86 b
60 34. 71 bc 3. 61 c 4. 61 a 2. 88 b
90 37. 74 a 3. 70 b 4. 73 a 3. 09 a
120 36. 99 abc 3. 58 cd 4. 60 a 2. 91 b
新疆大叶 R 0 37. 26b 4. 38a 4. 66 a 2. 93b
AF 60 48. 88a 3. 21d 3. 27 e 2. 41cd
90 33. 54c 2. 74e 3. 57 d 2. 79bc
120 15. 02f 1. 85 f 2. 95 f 2. 45 cd
S 0 37. 59b 4. 38a 4. 66 a 2. 86bc
60 20. 18e 2. 81e 3. 30e 2. 16d
90 22. 15d 3. 96b 4. 09 b 6. 22 a
120 13. 56g 3. 83c 3. 90c 2. 16d
霸王 R 0 37. 26 b 4. 38 b 4. 66 a 2. 93 c
CB 60 60. 98 a 4. 64 a 3. 91 c 4. 64 a
90 34. 27 c 3. 00 e 3. 90 c 2. 82 c
120 33. 57 c 2. 89 f 3. 72 d 3. 25 b
S 0 37. 59 b 4. 38 b 4. 66 a 2. 86 c
60 25. 74 e 4. 11 c 4. 13 b 1. 95 e
90 27. 99 d 3. 39 d 3. 87 cd 2. 43 d
120 11. 60 f 2. 48 g 2. 42 e 2. 14 e
向日葵 R 0 37. 26 a 4. 38 a 4. 66 a 2. 93 c
SF 60 26. 31 c 3. 88 b 3. 37 c 4. 08 b
90 22. 30 e 2. 32 c 3. 01 d 1. 90 f
120 23. 99 d 1. 97 d 2. 54 e 1. 45 g
S 0 37. 59 a 4. 38 a 4. 66 a 2. 86 cd
60 30. 96 b 4. 33 a 4. 07 b 4. 67 a
90 7. 76 g 1. 11 e 1. 00 g 2. 32 e
120 17. 73 f 1. 12 e 1. 72 f 2. 61 d
裸麦 R 0 37. 26 c 4. 38 b 4. 66 a 2. 93 d
BL 60 49. 13 a 3. 68 c 3. 35 c 2. 22 e
90 39. 69 b 3. 34 e 4. 35 b 2. 31 e
120 29. 50 d 1. 80 g 1. 49 e 1. 09 f
S 0 37. 59 c 4. 38 b 4. 66 a 2. 86 d
60 25. 27 e 3. 60 d 3. 45 c 3. 39 c
90 30. 21 d 4. 82 a 4. 36 b 4. 27 a
120 23. 79 e 2. 44 f 2. 33 d 3. 85 b
摇 摇 R:根际土 Rhizosphere soil; S: 非根际土 Bulk soil; CG: control group; AL: alfalfa; CB: common beancaper; SF: sunflower; BL:barley; 小写字
母表示同一植物在不同培养时期的显著性分析
8182 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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2. 4摇 盐分组成的动态变化
从 Na+ / K+、Na+ / Ca2+、Na+ / Mg2+这 3 个比值可以看出(表 2),4 种待测耐盐植物随培养时间的延长土壤中
这 3 个比值是减小的,说明 Na+相对于 K+、Ca2+、Mg2+在土壤中的含量降低了,改良措施对 Na+的移除效果是显
著的。 而对 Cl- / SO2-4 ,其变化灵敏,变化幅度更大,并且随着 4 种植物培养时间的增加其根际与非根际中的
Cl- / SO2-4 呈动态变化,其变化幅度因植物种不同也有差异。
由表 2 还可以看出根际土壤中 Na+ / K+、Na+ / Ca2+、Na+ / Mg2+和 Cl- / SO2-4 这 4 个比值与生长同期非根际土
壤中的相比,其差异因离子比值种类不同、植物种的不同而有所差异。 4 种供试植物根际土壤中 Na+ / K+的比
值均大于同时期非根际土壤中的比值,且差异显著(P<0. 05),说明根际土壤中 Na+聚集率大于 K+。 由 Na+ /
Ca2+和 Na+ / Mg2+的值可以看出,霸王和向日葵根际土壤与非根际土壤相比,根际土壤对 Na+的聚集率大于
Ca2+和 Mg2+;但在新疆大叶和裸麦中却表现截然相反,根际土壤中 Na+聚集率小于 Ca2+和 Mg2+;而对于 Cl- /
SO2-4 ,在霸王中,根际土壤中 Cl-聚集率大于 SO2-4 ,差异显著(P <0. 05);在新疆大叶、向日葵和裸麦实验组中,
根际土壤中 Cl-聚集率小于 SO2-4 。 本实验结果还表明对照组 4 种比值变化不大,根际土壤中的 4 种比值与同
时期非根际土壤中的相比,差异并不显著。
3摇 讨论
有关生物措施对土壤 pH值影响的结论并不一致。 随着植物生长时间的延长 pH 升高[28],pH 降低[29],
pH不变[30]的研究结果均有文献佐证。 这些研究结果的不同,可能是由于采集的土壤距根际距离的差异所
致[31]。 而本实验采用根袋法消除了采集土壤距根际距离的差异对土壤 pH的影响,研究表明,除对照组土壤
pH不变外,4 种待测植物随着培养时间的延长土壤 pH是降低的。 这对改良干旱半干旱灌区含钙较高的盐渍
化土壤的改良有重要意义。 已有的的试验研究对根际与非根际土壤 pH 变化趋势的结论并不一致。 有的研
究结果表明根际土壤 pH低于非根际的[14],也有研究显示根际 pH高于非根际的[19]。 这些研究结果的不同,
可能是由于种植的植物品种不同,或者植物所处的生长发育阶段不同的缘故。 而本实验以 4 种不同的耐盐植
物为材料,并对 4 种不同的耐盐植物根际与非根际土壤进行动态取样,研究表明,除裸麦根际与非根际 pH相
差不大外,其他 3 种待测植物根际 pH与非根际的差异因物种而异,新疆大叶根际 pH 小于非根际土壤的,向
日葵和霸王生长 90 d后根际土壤 pH 小于非根际土壤,且 3 种待测植物根际 pH 与非根际的差异显著(P<
0郾 05)。 根际 pH主要受不间断的植物根系活动的影响,时刻处于动态变化之中,即使是同一品种不同的采样
时期根际 pH值与非根际 pH值的差异大小也不尽相同。
与以往很多研究结果相类似[28鄄29],本研究表明在灌区盐渍土上种植耐盐植物可以有效地促进土壤脱盐。
一些研究表明非盐生植物[32]、沙生植物[14]和盐生植物根际[19]都有盐分积聚现象。 一些结果表明植物根际
土 K+趋于亏缺[17],而弋良朋等实验表明荒漠盐生植物 K+在根际有富集的现象[31],并且 Cl-和 Na+在根际的
富集程度相对其它 4 种离子的富集程度要高,但李从娟等研究表明 SO2-4 、Ca2+和 Mg2+在沙生植物根际的富集
程度相对其它离子的富集程度要高[14]。 这些研究结果的不同,可能是由于植物的种类不同、系统补水量不
同、或是取样时期植物的生长阶段不同造成的。 而本实验除了严格控制系统补水量等实验操作外,还设计了
针对 4 种不同耐盐植物根际与非根际土壤进行动态取样,结果表明,4 种耐盐的非盐生植物根际 K+均出现了
显著的亏缺(P<0. 05)。 对于其他 6 种离子,植物品种不同,根际富集的离子种类不同,即使是同一品种、同一
离子在不同的生长时期其根际与非根际的相对离子含量也会发生很大变化,由此可见,因植物种不同其根际
离子组成的变化也很大,而对照组根际与非根际相比各离子含量及组成差异不大。
综上所述,本实验说明 4 种不同耐盐植物根际作用促进了土壤 pH 和盐分降低,这对干旱半干旱灌区盐
渍化土壤的改良和治理有积极作用。 根际与非根际土壤 pH和盐分的相对变化说明土壤 pH和盐分可能与以
下 2 个因素紧密相关:(1)取样点距离植物根际的远近;(2)取样时间处于植物生长周期的发育阶段。 如果没
有把这 2 个因素结合起来考虑而讨论生物改良措施对根际土壤 pH 和盐分的影响,其结论可能缺乏严密性。
受基因型的影响[24],不同植物根系对土壤中不同离子具有选择性吸收[25],这一作用机理可能是导致根际与
9182摇 10 期 摇 摇 摇 董利苹摇 等:不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化 摇
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非根际土壤离子发生相对变化的主要原因。
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1282摇 10 期 摇 摇 摇 董利苹摇 等:不同耐盐植物根际土壤盐分的动态变化 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 10 May,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Circadian activity pattern of giant pandas during the bamboo growing season
ZHANG Jindong, Vanessa HULL,HUANG Jinyan, et al (2655)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………
The vivipary characteristic of Anabasis elatior and its ecological adaptation HAN Jianxin, WEI Yan, YAN Cheng, et al (2662)……
Relationships between plant community characteristics and environmental factors in the typical profiles from Dzungaria Basin
ZHAO Congju, KANG Muyi, LEI Jiaqiang (2669)
………
…………………………………………………………………………………
The relationship between pollen assemblage in topsoil and vegetation in karst mountain during different restoration period of typical
vegetation community HAO Xiudong, OUYANG Xuhong,XIE Shiyou,et al (2678)………………………………………………
Early responses of soil CO2 emission to simulating atmospheric nitrogen deposition in an alpine meadow on the Qinghai Tibetan Plateau
ZHU Tianhong, CHENG Shulan, FANG Huajun, et al (2687)……………………………………………………………………
Spatial pattern of soil moisture and vegetation attributes along the critical area of desertification in Southern Mu Us Sandy Land
QIU Kaiyang, XIE Yingzhong, XU Dongmei, et al (2697)
……
…………………………………………………………………………
Dynamics ofdominant tree seedlings in montane evergreen broadleaved forest following a snow disaster in North Guangdong
OU Yuduan, SU Zhiyao, XIE Dandan, et al (2708)
…………
………………………………………………………………………………
A comparative analysis of the hydrological effects of the four cypress stand types in Sichuan Basin
GONG Gutang, CHEN Junhua, LI Yanqiong, et al (2716)
……………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of cutting management on soil moisture in semi鄄arid Loess Hilly region LI Yaolin, GUO Zhongsheng (2727)…………………
Dynamics of understory vegetation biomass in successive rotations of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) plantations
YANG Chao,TIAN Dalun,HU Yueli,et al (2737)
……………
…………………………………………………………………………………
Spatial and temporal variation of solar radiation in recent 48 years in North China
YANG Jianying, LIU Qin,YAN Changrong, et al (2748)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Impact of stand features of short鄄rotation poplar plantations on canker disease incidence at a mesoscale landscape: a case study
in Qingfeng County, Henan Province, China WANG Jing,CUI Lingjun,LIANG Jun,et al (2757)………………………………
Effects of different soil tillage systems on weed biodiversity and wheat yield in winter wheat (Triticum aestivum L. ) field
TIAN Xinxin, BO Cunyao, LI Li, et al (2768)
……………
……………………………………………………………………………………
Habitat suitability evaluation of Elliot忆s pheasant (Syrmaticus ellioti) in Guanshan Nature Reserve
CHEN Junhao, HUANG Xiaofeng, LU Changhu,et al (2776)
……………………………………
………………………………………………………………………
Relationships between arthropod community characteristic and meteorological factors in Zanthoxylum bungeanum gardens
GAO Xin, ZHANG Xiaoming, YANG Jie, et al (2788)
……………
……………………………………………………………………………
The differences of ecosystem services between vegetation restoration modelsat desert front
ZHOU Zhiqiang, LI Ming, HOU Jianguo, et al (2797)
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Response to salt stresses and assessment of salt tolerability of soybean varieties in emergence and seedling stages
ZHANG Haibo, CUI Jizhe, CAO Tiantian, et al (2805)
……………………
……………………………………………………………………………
Dynamic change of salt contents in rhizosphere soil of salt鄄tolerant plants DONG Liping, CAO Jing,LI Xianting, et al (2813)………
Effect of short鄄term salt stress on the absorption of K+ and accumulation of Na+,K+ in seedlings of different wheat varieties
WANG Xiaodong, WANG Cheng, MA Zhihong, et al (2822)
…………
………………………………………………………………………
Effects of the micro鄄environment inside fruit bags on the structure of fruit peel in ‘Fuji爷 apple
HAO Yanyan, ZHAO Qifeng, LIU Qunlong, et al (2831)
………………………………………
…………………………………………………………………………
Enhancement of soil quality in a rice鄄wheat rotation after long鄄term application of poultry litter and livestock manure
LI Jiangtao, ZHONG Xiaolan, ZHAO Qiguo (2837)
…………………
………………………………………………………………………………
MSAP analysis of DNA methylation in Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) under Oxytetracycline Stress
DU Yaqiong, WANG Zicheng, LI Xia (2846)
………………………………
………………………………………………………………………………………
Distribution of dinoflagellate cysts in surface sediments from Changshan Archipelagoin the North Yellow Sea
SHAO Kuishuang, GONG Ning,YANG Qing, et al (2854)
…………………………
…………………………………………………………………………
Developing and optimizing ecological networks in urban agglomeration of Hunan Province, China
YIN Haiwei, KONG Fanhua, QI Yi, et al (2863)
……………………………………
…………………………………………………………………………………
Dynamic simulation of Shanghai urban expansion based on multi鄄agent system and cellular automata models
QUAN Quan, TIAN Guangjin,SHA Moquan (2875)
…………………………
………………………………………………………………………………
“Micro鄄canyon effect冶 of city road green belt and its effect on the pollutant concentration above roads for non鄄motorized vehicles
LI Ping, WANG Song, WANG Yaying,et al (2888)
……
………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The abundance and diversity of nanoplankton in Arcitic Ocean GUO Chaoying,WANG Guizhong,ZHANG Fang,et al (2897)………
Advances in plant seed鄄associated microbial ecology ZOU Yuanyuan,LIU Yang,WANG Jianhua,et al (2906)………………………
Improving validity and reliability of contingent valuation method through reducing biases and errors: theory, method and applic鄄
ation CAI Zhijian, DU Liyong, JIANG Zhan (2915)………………………………………………………………………………
Discussion
The analysis of Chinese ecological academic journals LIU Tianxing, KONG Hongmei, DUAN Jing (2924)……………………………
Scientific Note
Seasonal variations in salt tolerance of Oligostachyum lubricum GU Daxing, GUO Ziwu, LI Yingchun, et al (2932)…………………
Variation of a spring bacterial community from Wuqia Sinter in Xinjiang during the pre鄄 and post鄄earthquake period
YANG Hongmei,OTKUR ·Mahmut,ZENG Jun,et al (2940)
…………………
………………………………………………………………………
Comparison of the effect of two prey species on the population growth of Orius similis Zheng and the implications for the control
of Tetranychus urticae Koch HUANG Zengyu, HUANG Linmao, HUANG Shoushan (2947)……………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 10 期摇 (2011 年 5 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
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Vol郾 31摇 No郾 10摇 2011
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