塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性分异特征

利用Biolog法、熏蒸提取和比色滴定的方法,测定了土壤碳源代谢强度、生物量和酶活性,分析了塔里木沙漠公路防护林土壤微生物活性的分异特征.结果表明: 随着防护林定植年限增加,土壤微生物代谢活性(AWCD)和多样性指数明显增加,但不同土层间无明显差异;不同年限林地间过氧化氢酶差异极显著,纤维素酶和蔗糖酶差异显著;随着防护林定植年限增加,土壤微生物生物量增大,不同年限林地间微生物生物量碳和氮的差异极显著和显著,而微生物生物量磷无显著差异;土壤微生物的AWCD值与速效养分显著正相关,但与容重和水分的相关性不大.在现有的管理制度和气候条件下,随定植年限增加,塔里木沙漠公路防护林土壤代谢活性逐渐提高.     

沙土微生物多样性与土壤肥力质量的咸水滴灌效应

采用Biolog-eco法、PLFA法和PCR-DGGE法,对塔里木沙漠公路防护林中不同矿化度滴灌水作用下的土壤微生物多样性进行了研究,利用土壤综合肥力指数(IFI)定量评价了土壤综合肥力质量,分析了土壤肥力质量与土壤微生物的关系。结果表明:滴灌水条件下,土壤微生物的多样性(碳源代谢、遗传基因和脂肪酸种类)差异明显,而高矿化度滴灌水条件下土壤微生物活性较低。IFI值在不同矿化度灌水的林地间差异极显著,在不同土层间差异显著;IFI值随灌水矿化度升高而减小;0—5 cm表层土壤的IFI值明显小于其下层的土壤。土壤微生物代谢多样性和脂肪酸多样性指数与土壤IFI值存在乘幂函数关系,而土壤微生物遗传多样性指数与IFI值有多项式关系,对土壤肥力质量起着明显的正向贡献。     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物生物量与土壤环境因子的关系

为探讨极端干旱区风沙土土壤微生物与土壤环境因子的作用规律,采用相关分析法研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物生物量与理化因子和酶活性的关系.结果表明：土壤容重和粒径减小（R<-0.84）、含水量和孔隙增大（R>0.85）时,防护林地中土壤微生物数量和生物量有增大趋势,由容重与微生物量的相关性主导;土壤养分含量与土壤微生物数量和生物量呈正相关,主要由速效养分和放线菌、微生物生物量C、P的相关性所致;土壤酶活性与土壤微生物数量和生物量的相关性差异较大,R在0.51～0.91,主要取决于蔗糖酶、磷酸酶与放线菌、微生物量C的相关;土壤盐分增加不利于土壤微生物生物量的积累(R<-0.71);土壤微生物数量与生物量呈较高正相关（R>0.63）.实践中应为干旱区林地土壤微生物营造良好的土体,促进土壤物质循环.     

塔里木沙漠公路防护林土壤微生物生物量与土壤环境因子的关系

为探讨极端干旱区风沙土土壤微生物与土壤环境因子的作用规律,采用相关分析法研究了塔里木沙漠公路防护林地土壤微生物生物量与理化因子和酶活性的关系.结果表明：土壤容重和粒径减小（R<-0.84）、含水量和孔隙增大（R>0.85）时,防护林地中土壤微生物数量和生物量有增大趋势,由容重与微生物量的相关性主导;土壤养分含量与土壤微生物数量和生物量呈正相关,主要由速效养分和放线菌、微生物生物量C、P的相关性所致;土壤酶活性与土壤微生物数量和生物量的相关性差异较大,R在0.51～0.91,主要取决于蔗糖酶、磷酸酶与放线菌、微生物量C的相关;土壤盐分增加不利于土壤微生物生物量的积累(R<-0.71);土壤微生物数量与生物量呈较高正相关（R>0.63）.实践中应为干旱区林地土壤微生物营造良好的土体,促进土壤物质循环.     

杉木人工林土壤微生物群落结构特征

采用氯仿熏蒸法、稀释平板法和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)方法,分析了常绿阔叶林转变成杉木人工林后土壤微生物种群数量和群落结构的变化特征.结果表明:常绿阔叶林转变为杉木人工林后,林地土壤的微生物生物量碳、可培养细菌和放线菌数降低.杉木人工林地总PLFAs、细菌PLFAs、真菌PLFAs比常绿阔叶林分别降低了49.4％、52.4％和46.6％,革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs远低于常绿阔叶林.杉木人工林根际土壤微生物生物量碳、可培养细菌和放线菌数显著高于杉木人工林林地土壤,根际土壤中总PLFAs、细菌PLFAs、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs的含量也高于林地土壤,但真菌PLFAs和细菌PLFAs之比却低于林地土壤.对土壤微生物群落结构进行主成分分析发现,第1主成分和第2主成分共解释了土壤微生物群落结构变异的78.2％.表明常绿阔叶林与杉木人工林土壤的微生物群落结构间存在差异.     

巨桉人工林地土壤微生物类群的生态分布规律

研究了四川省洪雅县巨桉人工林地土壤微生物数量及其类群分布规律.结果表明,洪雅县巨桉人工林地土壤微生物数量具有明显的季节变化,各样地均以秋季最多,达到17.42×10⁶CFU·g^-1,春季次之,夏季最少.土壤微生物主要集中在0～20cm的土层,随着土层的加深,微生物数量迅速减少;在0～60cm土层,同一类群微生物数量变动范围较大,其中好气性细菌0.31×10⁶～14.39×10⁶CFU·g^-1,放线菌0.06×10⁶～0.79×10⁶CFU·g^-1,真菌0.02×10⁶～0.07×10⁶CFU·g^-1,厌氧细菌0.07×10⁶～3.22×10⁶CFU·g^-1.巨桉人工林地微生物以细菌为主要类群,占微生物总数的92.83%以上,其次是放线菌和真菌,其微生物组成结构合理.与青冈次生林和农耕地相比,巨桉人工林地微生物数量远远高于青冈次生林地,有利于土壤微生物生长.细菌生理类群的Simpson多样性指数和Shannon-Wiener多样性指数分别达到0.773和1.896.     

土壤微生物群落多样性解析法:从培养到非培养

土壤微生物群落多样性是土壤微生物生态学和环境科学的重点研究内容之一.传统的土壤微生物群落多样性解析技术是指纯培养分离法(平板分离和形态分析法以及群落水平生理学指纹法).后来,研究者们建立了多样性评价较为客观的生物标记法(磷脂脂肪酸法和呼吸醌指纹法).随着土壤基因组提取技术和基因片段扩增(PCR)技术的发展,大量的现代分子生物学技术不断地涌现并极大地推动了土壤微生物群落多样性的研究进程.这些技术主要包括:G+C％含量、DNA复性动力学、核酸杂交法(FISH和DNA芯片技术)、土壤宏基因组学以及DNA指纹图谱技术等.综述了这些技术的基本原理、比较了各种技术的优缺点并且介绍了他们在土壤微生物群落多样性研究中的应用,展望了这些技术的发展方向.     

库布齐沙漠不同人工固沙灌木林土壤微生物量与土壤养分特征

在库布齐沙漠东段选取人工油蒿+杨柴半灌木混交林、人工柠条锦鸡儿灌木林和人工沙柳灌木林3种人工固沙灌木林为对象,以流动沙地为对照,研究了不同人工固沙灌木林土壤微生物生物量碳和氮、土壤微生物数量、土壤养分变化特征及其相互间的关系,并运用综合指数法对不同人工固沙灌木林的土壤恢复效果进行评价.结果表明: 与流动沙地相比,3种人工固沙灌木林土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量均有不同程度的提高,表现为油蒿+杨柴林地＞柠条锦鸡儿林地＞沙柳林地,且均随土层加深而依次降低;3种人工固沙灌木林土壤微生物数量、微生物生物量碳和氮均较流动沙地有不同程度的提高,油蒿+杨柴林地土壤微生物生物量碳氮和细菌相对数量高于柠条锦鸡儿林地和沙柳林地,而真菌与放线菌相对数量则表现为柠条锦鸡儿林地＞沙柳林地＞油蒿+杨柴林地;影响3种人工固沙灌木林土壤细菌相对数量、微生物生物量碳和氮的因素是土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量及C/N,而放线菌、真菌相对数量主要受土壤全磷、速效氮和速效磷含量的影响;不同人工固沙灌木林土壤质量排序为:油蒿+杨柴林地＞柠条锦鸡儿林地＞沙柳林地＞流动沙地,表明不同人工固沙灌木林的建植均能提高沙漠土壤质量,其中营造油蒿+杨柴半灌木混交林对提高土壤综合质量效果最好.     

乌兰布和沙漠东北部沙区人工林土壤微生物及酶活性研究

以荒漠为对照,对乌兰布和沙漠东北部沙区9种人工林0～20 cm和20～40 cm土层的3大类微生物(细菌、放线菌和真菌)及4种酶活性(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢和碱性磷酸酶)的生态分布特征进行了研究.结果表明:(1)各林地三大菌数量级均表现为细菌(106)＞放线菌(105)＞真菌(103);在0～40 cm垂直剖面内,细菌数在柠条、沙枣和沙棘林地中较多,两白杨林地中放线菌数量最多,真菌数在花棒和柠条林地中较多,微生物总数整体表现为灌木林地多于乔木林地;随土层加深各林地土壤微生物总数量均呈明显减少趋势.(2)在0～40 cm土层中,两白杨林地蔗糖酶活性最高,小美旱林地脲酶活性和过氧化氢酶活性均较高,沙棘和沙枣林地碱性磷酸酶活性较高;土壤酶活性具有明显垂直分异特征,除过氧化氢酶外其余几种酶活性均随土层深度增加而递减,其中脲酶活性降幅最大.(3)4种土壤酶活性间整体正相关性较好,土壤放线菌数量与其蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性呈显著正相关.可见,人工乔、灌林地的土壤微生物数量比荒漠地增加,酶活性增强,土壤生物学性质得到改善;不同林地土壤微生物组成、数量、分布和土壤酶活性存在差异.     

微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分和细菌群落多样性的影响

[背景]设施茄子连作种植和化学肥料过量施用造成土壤养分失衡、微生物多样性降低、土传病害严重等土壤质量问题,微生物制剂是改善土壤环境质量的一项重要措施。[目的]确定微生物菌剂施用对设施茄子根际土壤养分及细菌群落多样性的影响。[方法]在河北省农林科学院鹿泉大河实验园区,以含有哈茨木霉和巨大芽孢杆菌的微生物菌剂为供试菌剂,采用传统的化学分析方法测定微生物菌剂处理和对照茄子开花期、拉秧期土壤的养分含量;采用稀释涂平板方法测定土壤可培养微生物的数量;采用高通量测序技术测定土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区,分析处理和对照土壤的微生物多样性和群落分布规律。[结果]与对照相比,微生物菌剂处理提高了茄子开花期和拉秧期的根际土壤养分含量,拉秧期微生物菌剂处理根际土壤中全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别较对照增加13.85%、21.07%、31.51%和55.94%;施用微生物菌剂能够改变土壤可培养微生物的数量和构成,微生物菌剂处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量均显著增加,其中细菌、放线菌在微生物总量中所占比例增加,而真菌的占比则有所降低。微生物菌剂处理能够提高土壤微生物的Shannon指数、降低Simpson指数,ACE指数和Chao1指数差异不显著,表明微生物菌剂能够增加土壤的微生物群落多样性,对微生物群落丰富度影响不明显。从目水平上分析菌剂处理和对照的微生物组成,发现微生物菌剂处理增加了土壤中黄单胞菌目(Xanthomonadales)、红螺菌目(Rhodospirillales)、鞘脂杆菌目(Sphingobacteriales)、芽孢杆菌目(Bacillales)、纤维黏网菌目(Cytophagales)、假单胞菌目(Pseudomonadales)等优势菌目的占比,降低了伯克氏菌目(Burholderiales)、黄杆菌目(Flavobacteriales)等病原菌的占比。微生物菌剂的施入能够促进茄子营养生长,增加茄子的产量,增幅为18.52%。[结论]微生物菌剂作为一种新型环保肥料,具有改善土壤营养状况、增加土壤可培养微生物数量、提高土壤微生物多样性的作用,该结果为微生物菌剂的合理施用提供了科学依据。     

贺兰山不同海拔典型植被带土壤微生物多样性

土壤微生物多样性在海拔梯度的分布格局研究近年来受到和植物动物一样的重视程度,但是干旱风沙区微生物多样性在海拔梯度上的多样性分布规律尚未揭示。本研究以处于干旱风沙区的贺兰山不同海拔的六个典型植被带（荒漠草原带、山地旱生灌丛带、温性针叶林带、针阔混交林带、寒温性针叶林带和亚高山草甸带）土壤为研究对象,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)系统研究微生物多样性群落特征以及在不同植被带分布规律。结果表明：土壤微生物功能多样性随海拔增加发生变化,且微生物群落结构存在显著差异。Biolog分析显示土壤微生物群落代谢活性依次是：亚高山草甸>寒温性针叶林>针阔混交林>温性针叶林>山地旱生灌丛>荒漠草原,随海拔的升高土壤微生物群落物种丰富度指数（H）和均匀度指数（E）总体上均表现出增大的趋势,差异显著（P＜0.05）;FAMEs分析表明不同海拔的微生物区系发生了一定程度的变化,寒温性针叶林土壤微生物磷酸脂肪酸生物标记的数量和种类均最高,且细菌、真菌特征脂肪酸相对含量也最高;土壤微生物群落结构多样性次序是：寒温性针叶林带>针阔混交林带>温性针叶林带>亚高山草甸>山地旱生灌丛>荒漠草原。本研究结果表明贺兰山海拔梯度的微生物多样性分布规律不同于已有的植物多样性“中部膨胀”研究结果,这说明在高海拔地区有更多的适合该生境的微生物存在,这对维持干旱风沙区的生态系统功能稳定性具有重要意义。     

古大湖湿地盐碱土壤微生物群落结构及多样性分析

以黑龙江省古大湖湿地原生、林地、耕地及湖岸盐碱土壤微生物为研究对象,基于高通量测序方法,分析4种生境类型条件下土壤细菌和真菌群落结构及多样性。结合土壤理化指标,进一步分析影响微生物群落多样性的环境因子。结果表明:细菌群落中变形菌门的相对丰度值最高,真菌群落中为子囊菌门。同一生境细菌群落多样性具有相似性,而真菌具有一定的差异;不同生境间两者均具有差异。耕地土壤和林地土壤的细菌群落多样性接近,但与湖岸土壤真菌的更相近。前两者中细菌群落多样性较高,其次为原生土壤,而湖岸土壤中的最低。耕地土壤与湖岸土壤真菌群落多样性较高,原生土壤较低,而林地土壤中最低。与真菌相比,细菌的群落多样性受土壤环境因子影响更大,其中pH值、含水量对土壤细菌和真菌群落多样性均具有显著影响。     

塔里木荒漠河岸林异质生境物种多样性比较与其测度指标筛选及评价

选择合适的物种多样性测度指标与多样性指数是进行群落多样性研究的基础工作。依据塔里木河上游荒漠河岸林样地调查资料,分别采用重要值、盖度和多度为测度指标比较了反映群落物种丰富度、多样性、均匀度和优势度12种多样性指数与异质生境群落多样性特征,并对多样性指数进行了相关分析与评价。结果表明,荒漠河岸林异质生境群落物种组成种类差异明显,轮南镇胡杨群落物种丰富度与多样性指数最高,水工三连灰胡杨群落多样性最低,土壤水盐的空间异质性是引起荒漠植被空间分布与群落多样性差异的主导因子。表征荒漠群落多样性以重要值和盖度为测度指标优于多度指标,其中以重要值为测度指标来反映群落多样性更为合理。相关与主成分分析表明,均匀度与多样性指数间的相关性高于丰富度与多样性指数,且多样性指数受均匀度、优势度指数受丰富度影响较大,反映出荒漠河岸林群落多样性主要决定于物种分布的均匀程度。12种多样性指数中Margalef丰富度指数（Ma）、Shannon-Weiner多样性指数（H）与Simpson多样性指数（D）能客观真实地反映异质生境荒漠植物群落多样性。同时,针对高度生境异质性的荒漠植物群落,还应综合考虑群落物种组成与生境特征,选择合适的多样性指数组合可更客观地反映荒漠河岸林群落多样性变化。     

中亚热带地区米槠天然林土壤微生物群落结构的多样性

为了解土壤微生物群落的结构,采用磷脂脂肪酸方法对武夷山和建瓯的米槠(Castanopsis carlesii)天然林土壤微生物群落的结构多样性进行了研究。结果表明,两地米槠天然林的土壤微生物群落组成十分丰富,多样性指数、丰富度指数和均匀度指数分别为2.92~3.01、25.84~28.23 和0.88~0.90。0~10 cm土层的磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸、真菌特征脂肪酸、放线菌特征脂肪酸、革兰氏阳性菌和阴性菌特征脂肪酸含量均高于10~20 cm土层的,且建瓯万木林自然保护区的高于武夷山国家级自然保护区。10~20 cm土层的革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌高于0~10 cm土层的;细菌特征脂肪酸含量显著高于真菌,表明细菌在土壤微生物群落结构中处于优势地位。主成分分析表明,土壤微生物群落结构的差异主要是由采样地点的不同引起。     

川西亚高山三种天然次生林土壤微生物多样性变化特征

开展川西亚高山相似土壤母质背景下天然次生林土壤微生物群落结构及其多样性探究,可加深次生林更新过程中土壤微生物群落结构变化的认知。选取川西米亚罗林区20世纪60年代采伐后经自然更新恢复形成的3种天然次生林（槭-桦阔叶林,ABB;桦-槭-冷杉针阔混交林,BAA;岷江冷杉林,AFF）,分析林下表层（0-20 cm）土壤微生物群落结构变化及其影响因素,结果显示：（1）3种林型土壤细菌Chao1和Shannon指数均极显著高于真菌,但仅真菌群落的Shannon指数差异显著,表现为BAA > ABB > AFF;（2）细菌群落优势门主要为变形杆菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门、绿弯菌门,相对丰度占比超过82%;真菌群落则为子囊菌门和担子菌门,占比超过85%,AFF担子菌门相对丰度最高而子囊菌门最低。（3） RDA分析显示,土壤pH和乔木物种多样性（Shannon指数）是影响微生物群落结构变化的主导因子;土壤养分元素对细菌群落影响不显著,真菌群落主要受TN、TP含量显著影响。总体上,林型间乔木层物种多样性、土壤酸碱度及其氮磷含量是导致微生物群落结构变化的关键因素。     

不同土地利用模式对辽东山区土壤微生物群落多样性的影响

运用Biolog-Eco技术对辽东山区蒙古栎林、灌木林、人工落叶松林、人工红松林和玉米农田的土壤微生物群落进行研究,分析土壤理化性质与土壤微生物多样性间的相关性,以及不同土地利用模式对辽东山区土壤微生物的影响.结果表明: 蒙古栎林全C和全N含量最高,分别为57.74和4.40 g·kg^-1,灌木林次之,玉米地最低,分别为17.46和1.31 g·kg^-1.不同土地利用模式下土壤微生物群落代谢活性差异显著,总碳源的利用能力(平均吸光值)依次为蒙古栎林>灌木林>人工落叶松林>人工红松林>玉米地,玉米地土壤微生物代谢最慢,活性最弱.玉米农田土壤微生物的Shannon指数(2.997)、Simpson指数(0.942)、McIntosh(5.256)指数均显著低于其他土地利用模式.平均吸光值(AWCD)与Simpson指数和McIntosh指数显著相关.酯类、醇类和胺类是分异作用的主要碳源,这可能是林分凋落物、土壤养分、土壤特异性微生物等共同作用的结果.林地开垦后,土壤养分急剧下降,土壤微生物群落的功能多样性降低,造成土壤质量下降,该地区应保持阔叶蒙古栎林,这有助于土壤肥力恢复.     

Broad-scale approaches to the determination of soil microbial community structure: Application of the community DNA hybridization technique

Broad-scale approaches seek to integrate information on whole microbial communities. It is widely recognized that culture techniques are too selective and unrepresentative to allow a realistic assessment of the overall structure of microbial communities. Techniques based on fatty acid or metabolic profiles determine the phenotypic composition of the community. Complementary information about the genotypic structure of soil microbial communities necessitates analysis of community DNA. To determine broad-scale differences in soil microbial community structure (i.e., differences at the whole community level, rather than specific differences in species composition), we have applied a community hybridization technique to determine the similarity and relative diversity of two samples by cross hybridization. In previous studies this assay failed with whole-soil community DNA. Usable hybridization signals were obtained using whole-soil DNA, in this study, by digesting the DNA with restriction enzymes before the labeling with a random-primer reaction. The community hybridization technique was tested using a graded series of microbial fractions, increasing in complexity, all isolated from the same soil sample. This demonstrated that single bacterial species and a mixture of cultivable bacteria were less complex and only 5% similar to whole-community DNA or bacteria directly extracted from the soil. Extracted bacterial and whole-community DNA were 75% similar to each other and equally complex. When DNA was extracted from four different agricultural soils, their similarities ranged from 35 to 75%. The potential usefulness of community hybridization applied to soil microbial communities is discussed.     

Long-term effect of re-vegetation on the microbial community of a severely eroded soil in sub-tropical China

The long-term (18 years) effects of re-vegetating eroded soil on soil microbial biomass, community structure and diversity were investigated in a forest soil derived from Quaternary clay in the Red Soil Ecological Experimental Station of the Chinese Academy of Sciences. Large areas of land in this region of China have been subjected to severe soil erosion, characterised by the removal of the fertile surface soil and even the exposure of parental rock in some areas due to a combination of deforestation and heavy rainfall. The effects of planting eroded or uneroded soil with Pinus massoniana, Cinnamomum camphora or Lespedeza bicolor on the soil microbial community and chemical properties were assessed. Total soil microbial community DNA was extracted and bacterial 16 S rRNA gene fragments were amplified by PCR and analysed by terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP). Microbial biomass carbon (C_mic) was measured by chloroform fumigation-extraction. Following the restoration there were significant increases in both C_mic and bacterial diversity (Shannon index), and significant changes in bacterial community structure. Erosion factors were significant only in minor dimensions suggesting that the restoration had been largely successful in terms of bacterial community structure. Compared with uneroded soil, C_mic recovered in L. bicolor and P. massoniana restored eroded plots and was significantly greater under these tree species than C. camphora, although soils in C. camphora restored plots displayed the highest bacterial diversity. The recovery of microbial biomass and diversity in the eroded plots was, to large extent, accompanied by the development of the same bacterial community structure as in the uneroded plots with erosion having relatively little effect on bacterial community structure.     

红树林土壤总DNA不同提取方法比较研究

获得高浓度、大片段、无偏好的土壤微生物总DNA是土壤微生物分子生态学研究和宏基因组文库构建的基础。本研究采用了5种方法从红树林土壤中提取DNA,并对5种方法提取出的DNA的质量和产量进行比较评价。结果表明,5种方法均可从土壤中提取到DNA,但不同方法提取到DNA的产量和质量存在明显差异。Bio101FastPrep?SPINKit(forSoil)抽提到的DNA得率最高,适合分子生态学研究;SDS-GITC-PEG法提取的DNA纯度最高,所得到的DNA片段较大(>48kb),有利于构建宏基因组文库。