秦岭太白山区6种中草药根际与非根际土壤化学性质及酶活性

以秦岭太白山区不同生境下鹿蹄草、三尖杉、玉竹、银露梅、珠芽蓼和金露梅6种中草药为对象,研究其根际与非根际土壤的化学性质及酶活性.结果表明:6种中草药根际土壤的有机质、全氮、有效氮、有效磷含量和阳离子交换量(CEC)均高于非根际土壤,呈现明显的根际聚集现象;土壤酶活性总体上表现出根际较强的特性;土壤有机质、全氮、全磷含量与中性磷酸酶呈显著正相关;土壤CEC与中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.6种中草药非根际土壤的有机质、全氮与脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶均呈显著正相关;土壤CEC与脲酶、过氧化氢酶、中性磷酸酶和酸性磷酸酶均呈显著正相关.根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤.其中,金露梅、珠芽蓼和银露梅的根际与非根际土壤肥力水平综合得分较高,而鹿蹄草、玉竹和三尖杉得分较低.土壤有机质和CEC在评价6种中草药根际与非根际土壤肥力中起重要作用,而中性磷酸酶是首选土壤酶指标.     

铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性

对铜陵铜矿区凤丹根际和非根际土壤酶活性特征进行了研究.结果表明,凤丹根际土壤各种酶活性显著大于非根际土壤.凤丹非根际土壤过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性能敏感地反映土壤重金属复合污染状况;根际环境对土壤酶活性的影响表现为: 磷酸酶＞脲酶＞过氧化氢酶＞蔗糖酶＞多酚氧化酶,影响率分别为131.562%、92.492%、87.557%、59.673%34.076%;土壤各种酶活性与重金属复合污染程度呈显著负相关,相关系数均-0.868以上,表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.凤丹可有效地改善土壤环境,提高土壤各种酶的活性.     

荒漠草原区土壤粒径组成对柠条根际土壤微生物数量及酶活性的影响

柠条(Caragana korshinskii)是荒漠草原区主要的造林绿化树种,研究其根际土壤微生物和酶活性与不同土壤类型土壤粒径组成的关系有重要意义,然而土壤粒径对荒漠草原柠条根际土壤微生物数量和酶活性的影响知之甚少,探讨土壤颗粒组分与微生物数量、土壤酶活性之间的关系,以及土壤颗粒组成对荒漠草原区固沙灌木植物柠条根际土壤微生物数量及酶活性的影响,可为揭示荒漠草原土壤退化及生态修复提供参考。以宁夏荒漠草原区土壤粒径组成差异显著的灰钙土、红黏土、风沙土环境下栽植的柠条为研究对象,研究不同土壤颗粒组成对根际土壤微生物数量及酶活性的相互关系与影响。结果表明:土壤微生物的数量表现为细菌放线菌真菌。根际土壤中的细菌、真菌数量显著高于非根际,且在3种不同类型的土壤中随着细砂粒的增多,真菌和放线菌数量逐渐降低,而细菌数量呈先增大后减小的趋势;根际与非根际土壤的蔗糖酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性均呈现出灰钙土红黏土风沙土的趋势,红黏土根际土壤中的脲酶活性显著高于灰钙土与风沙土;除过氧化氢酶外,土壤酶活性表现为根际高于非根际,在3种不同类型的土壤中随着细砂含量的增加,土壤酶活性均呈递减趋势。土壤颗粒组成与微生物数量之间没有明显的相关性,而与土壤酶活性之间显著相关,土壤酶活性与黏粒、粉粒呈正相关,与细砂、中砂呈负相关关系,根际土壤中酶活性更高,能够为植物及微生物提供更多的营养。     

干旱荒漠区不同灌木根际与非根际土壤氮素的含量特征

选取广泛分布于阿拉善干旱荒漠区的白刺、霸王、红砂、沙冬青、沙木蓼、梭梭和驼绒藜7种不同的旱生灌木,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素、有机碳的含量特征及土壤pH的变化.结果表明,相对于非根际土壤,根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高24.9%、24.5%和65.1%,土壤有机碳平均高出18.5%,土壤pH值平均低0.14个单位.根际与非根际土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳和pH之间都呈现出了极显著差异(p<0.01).7种灌木根际土壤全氮、硝态氮和有机碳含量均比非根际土壤含量高.除沙冬青根际铵态氮含量较非根际低以外,其余6种灌木根际土壤铵态氮含量均高于非根际土壤.梭梭的根际土壤pH高于非根际,其它6种灌木均是根际pH低于非根际土壤.在根际与非根际,土壤有机碳与土壤全氮之间均呈显著相关,二者表现为线性关系.而土壤全氮与铵态氮在根际与非根际则均无相关性,全氮与硝态氮在根际和非根际土壤均显著相关,且二者也呈线性相关.     

玉米幼苗根际土壤微生物活性对芘污染的响应

用根际袋法土培试验研究了玉米幼苗根际与非根际土壤微生物量碳、微生物熵、代谢熵和土壤酶活性对不同芘污染水平(50、200、800mg·kg-1,记为T1、T2、T3)的响应差异。结果表明,较低浓度芘可适当的刺激玉米幼苗的生长,而较高浓度芘则抑制幼苗生长,其抑制作用随芘处理浓度的提高而增强;芘对玉米根系的影响要大于对茎叶的影响。玉米幼苗能够明显促进土壤中芘的去除。根际和非根际土壤中芘的去除率分别为56.67%-76.18%和32.64%-70.44%,根际土壤中芘的平均去除率比非根际土壤高16.06%。同处理中根际土壤芘含量显著低于非根际土壤,随着芘处理浓度的提高其差异更加显著。根际土壤微生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶活性、脱氢酶活性和磷酸酶活性均高于非根际土壤,代谢熵低于非根际土壤,且其差异随芘处理浓度的提高而增大。在不同芘污染水平下,微生物量碳、微生物熵和脱氢酶活性根际和非根际土壤为T1T2T3,代谢熵为T3T2T1;多酚氧化酶活性根际土壤为T2T1T3,非根际土壤为T1T2T3;磷酸酶活性根际土壤为T3T1T2,非根际土壤为T1T2T3。土壤中残余芘含量与土壤微生物量碳、微生物熵、多酚氧化酶、脱氢酶和磷酸酶活性呈显著负相关,与代谢熵呈显著正相关。     

施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响

在华北平原潮土上进行田间试验,研究施氮量对夏玉米根际和非根际土壤酶活性及氮含量的影响.结果表明: 不同施氮水平下土壤酶活性均表现出一致的季节性变化趋势.与不施氮处理相比,施氮处理能显著提高根际和非根际土壤硝态氮含量及根际土壤铵态氮含量,显著增强土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性.在整个玉米生育期内,非根际土壤硝态氮含量显著高于根际土壤;非根际土壤铵态氮含量在灌浆期显著高于根际土壤,但在苗期和完熟期则显著低于根际土壤;根际土壤几丁质酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和木聚糖酶活性都显著高于非根际土壤.施氮对土壤有机质含量没有显著影响;在0～180 kg·hm^-2施氮范围内,施氮可明显增加土壤全氮含量,但当施氮量超过180 kg·hm^-2时,土壤全氮含量则明显下降.综上,适量施氮能显著增强土壤酶活性,提高土壤全氮含量,改善土壤生化性质.     

杉木、马尾松及其混交林根际土壤磷素特征

2007-2010年,在福建省南平市延平区太平试验林场比较分析了杉木、马尾松纯林及其混交林根际土壤的磷素特征.结果表明:在杉木、马尾松纯林中,根际土壤的有效磷含量均大于非根际土壤.与非根际土壤相比,杉木、马尾松纯林及其混交林的根际土壤pH值均出现下降趋势;根际土O-P的数量低于非根际土,而Al-P和Fe-P则高于非根际土;3种林型中,根际土壤对磷的吸附量小于非根际土壤;而根际土壤磷解吸量和解吸率均高于非根际土壤.杉木、马尾松纯林中,马尾松根际土壤的有效磷、Fe-P、Al-P、解吸量和解吸率均高于杉木,而O-P、磷吸附量则低于杉木.杉木与马尾松混交后,二者根际土壤磷的活化作用进一步加强,且杉木的增幅更大.杉木与马尾松混交有利于杉木根系磷素营养的改善.     

阿拉善荒漠灌木根际中、微量元素含量特征

探讨了阿拉善干旱荒漠区霸王、白刺、红砂、沙冬青、沙木蓼、梭梭和驼绒藜7种旱生灌木根际与非根际土壤Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu的含量特征.结果表明:(1)除梭梭根际pH值高于非根际之外,其余6种灌木根际土壤均表现出不同程度的酸化作用.(2)7种灌木根际全钙和交换性钙的含量均低于非根际.除沙木蓼和驼绒藜外,其余5种灌木根际全镁含量均高于非根际,白刺的富集率最高,为43.04%;除沙木蓼外,其余灌木根际交换性镁的含量均有所富集,梭梭的富集率最高,为26.52%.(3)7种灌木根际全铁、全锰、全锌含量总体上小于非根际,但是根际有效铁、有效锰、有效锌含量均大于非根际,表现出明显的富集效应,沙木蓼根际有效铁、有效锰、有效锌的富集率最高,分别为:29.76%、20.92%、86.99%.(4)沙木蓼根际全铜和有效铜含量略高于非根际.梭梭根际全铜含量低于非根际,但梭梭根际有效铜含量却有富集的趋势.其余五种灌木根际全铜和有效铜含量均低于非根际.(5)根际及非根际土壤各养分性状之间,存在复杂的相关性.     

套作棉根际与非根际土壤酶活性和养分的变化

在棉麦两熟双高产条件下研究了棉花根际与非根际土壤酶活性和养分含量的变化.结果表明,套作棉土壤脲酶、蔗糖酶、蛋白酶及过氧化氢酶活性随生育进程的变化趋势与单作棉表现一致,但整个生育期套作棉根际与非根际土壤各种酶活性均明显高于单作棉.套作棉根际与非根际土壤养分含量在麦棉共生期低于单作棉或差异较小,而在麦收后则显著高于单作棉.套作棉土壤养分含量随生育进程的变化趋势与单作棉大体相同,但一些养分的吸收高峰晚于单作棉.无论套作棉还是单作棉,根际土壤酶活性和养分含量高于非根际.土壤各养分含量与土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶活性呈显著(P=0.0,n=32)或极显著(P=0.01,n=32)相关,与土壤过氧化氢酶活性相关不显著.     

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

[目的] 探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。[方法] 采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。[结果] 加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。[结论] 加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。     

The rhizosphere microflora of wheat grown under controlled conditions II. Influence of the stage of growth of the plant,soil fertility and leaf treatment with urea on the rhizosphere soil microflora

Summary The rhizosphere effect of seminal roots of seedlings and of nodal roots of tillering plants of spring wheat ‘Kaspar’ was investigated under controlled conditions. The total number of micro-organisms recorded in the rhizosphere soil were significantly higher than for the non-rooted soil when investigated with the soil dilution plate method, but lower when fluorescence microscopy was used. Additions of inorganic fertilizer (NPK) decreased their numbers especially in rhizosphere soil of seminal roots and in non-rhizosphere soil, but did not change the ratio between bacteria and actinomycetes (B/A). In the rhizosphere soil the B/A ratio was higher than in the non-rhizosphere soil. An effect of urea leaf treatment was found with the dilution-plate method only in the rhizosphere soil of nodal roots, 3 to 7 days after the first treatment. Increased numbers of actinomycetes were found in this period in NPK fertilized soil, whereas increased numbers of bacteria were found at both fertility levels.     

异裂菊属根际微生物群落结构及功能多样性

异裂菊属是广西喀斯特石山区典型的特有属,根际微生物是其能否有效吸收、有效利用土壤养分和适应石山恶劣土壤环境的最直接表征之一。该研究采用DGGE和Biolog两种方法对异裂菊属植物根际和非根际微生物多样性进行了研究。结果表明:(1)异裂菊属5个种根际pH、碱解氮等9个养分含量都高于非根际。(2)5个种的根际、非根际存在2个共有细菌类群,但在数量上存在差异,3个种的根际条带小于非根际;5个种的根际、非根际微生物群落较为相似,较易聚在一起。(3)绢叶异裂菊根际微生物对碳源利用能力最强,凹脉异裂菊非根际最弱,其他对碳源的利用能力较接近;异裂菊属种根际微生物利用碳源的能力都高于非根际,根际微生物多样性指数均高于非根际,优势度指数与非根际基本相同或略高于非根际,丰富度和均匀度指数与优势度指数规律相似;异裂菊属根际、非根际微生物利用的碳源主要是糖类、羧酸类和氨基酸类化合物,4个种根际微生物利用碳源的能力高于非根际。(4)阳离子交换量、黏粒含量百分率和碱解氮是影响异裂菊属根际微生物碳源利用模式的最重要因子。总体来说,土壤理化性质对异裂菊属植物根际微生物群落多样性具有重要影响,异裂菊属通过分泌羧酸、糖等多类化合物提高了根际微生物的活性,进而有效地提高了根际肥力水平。     

毛竹根际与非根际土壤重金属、理化性质及酶活性特征

于2014年2月至2015年1月在浙江省衢州市铅锌矿附近毛竹林地采集土样,对土壤重金属含量、pH以及土壤酶活性等的动态变化特征进行了研究。结果表明:根际土与非根际土的p H在1a中变化均不明显,且变化范围都处在4.50—4.85之间;非根际土的土壤含水率大于根际土,两者的变化幅度较大,最低值均出现在6月和10月;根际土中Zn和Cd的有效态含量远高于非根际土,而Pb的有效态含量则表现出非根际土大于根际土的特点;过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶和脱氢酶在根际土中的活性明显高于非根际土;从土壤重金属有效态与土壤酶活性相关性来看,根际土中,除有效态Pb与过氧化氢酶呈显著负相关外,其余重金属元素有效态与土壤酶活性相关性均没有显著相关性,而在非根际土壤中,有效态Cd与过氧化氢酶呈极显著负相关,与脲酶呈显著负相关,Zn和Cd则与土壤酶活性之间没有显著相关性。综合研究结果表明,毛竹根际土壤质量总体上明显优于非根际土,这为毛竹今后作为植物修复的材料提供了一定的理论依据。     

艾比湖湿地盐节木土壤固氮微生物群落结构和丰度的环境异质性特点

【背景】新疆艾比湖湿地国家自然保护区作为国内最典型的温带干旱区湿地荒漠生态系统,对于富集生物多样性、平衡生态环境等方面存在着非凡的意义。目前关于艾比湖湿地根际与非根际土壤固氮微生物群落结构和丰度的相关研究还未见报道。【目的】通过分析新疆艾比湖湿地盐节木根际和非根际土壤固氮菌nifH基因的群落结构和丰度的环境异质性特点,及探讨微生物群落对国内极端干旱区脆弱敏感的艾比湖湿地生态系统循环过程中的作用,为改善荒漠化的艾比湖湿地环境提供理论依据。【方法】采用构建克隆文库和q-PCR的方法,并利用冗余分析法(Redundant analysis,RDA)探究土壤理化性质与固氮微生物群落结构及丰度的相关性。【结果】艾比湖湿地盐节木非根际土壤中nifH的多样性高于根际土壤,盐节木根际土壤的nifH序列优势种属主要为固氮根瘤菌属(Azorhizobium)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio);非根际土壤的nifH序列优势种属主要是固氮弧菌属(Azoarcus)、太阳杆菌属(Heliobacteriummodesticaldum)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。盐节木根际土壤nifH数量为4.08×104copies/g,盐节木非根际土壤中nifH的数量为5.52×103copies/g,根际土壤nifH的丰度高于非根际土壤。相关性分析显示,根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3--N)、速效氮、总钾、含水量等因子显著相关,非根际土壤的优势类群和丰度与硝态氮(NO3--N)、速效氮、总磷、总钾、总氮呈显著相关。【结论】在盐节木根际土壤中nifH的丰度高于非根际土壤,而多样性则低于非根际土壤,而且硝态氮(NO3--N)、速效氮、总磷可能会影响固氮微生物的群落结构和丰度,这些特点为湖泊湿地的退化恢复提供理论和数据基础。     

宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

选择宁南山区9种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog方法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:9种不同植物根际土壤与非根际土壤的微生物活性(AWCD)、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均存在明显差异;除冰草外,其他各种植物的根际土壤的微生物活性AWCD、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均比非根际土壤的高;9种典型植物根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类和氨基酸类,非根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类、胺类、氨基酸类;微生物活性、微生物多样性指数和微生物均匀度指数两两之间均达到了极显著相关,与土壤化学性质各指标之间均未达到显著相关水平。     

根际效应对大豆田土壤线虫群落组成及多样性的影响

根际作为重要的环境界面是植物与环境之间物质能量交换的场所,关于根际效应的研究已成为土壤生态学的新兴热点领域,然而有关大豆根际效应对土壤动物多样性影响的研究报道并不多见。在三江平原选择连续耕作15a的大豆田,对大豆根际区与非根际区土壤线虫群落结构组成进行了对比分析。结果表明:大豆根际区土壤线虫总数、辛普森多样性指数(Dom)显著高于非根际区,根际区的物种数(S)、物种丰富度指数(SR)显著低于非根际区。说明大豆根际效应增加土壤线虫的丰度,但降低了线虫群落结构的复杂性。大豆根际区植物寄生线虫(PP)、食真菌线虫(FF)和食细菌线虫(BF)数量显著高于非根际区,而PP类群的比例在根际区却显著低于非根际区。这一研究结果表明食微线虫(FF和BF)类群在大豆根际区的比例增加更显著。食真菌与食细菌线虫数量比值(F/B)指示大豆根际区细菌生物量相对高于真菌生物量。研究结果丰富了农田土壤线虫多样性的研究内容,并为我国东北大豆田线虫病害的防治及定制相应的农业管理措施提供参考。     

Oxidation of pipecolic acid in soils and in rhizosphere soil of different plants

Soil respiration was proportional to its total carbon content. Maximum respiratory activity occurred in garden soil, followed in descending order by chernozem soil, brown soil, and sand. The oxidation of pipecolic acid, as studied by the Warburg manometric technique, in different rhizosphere soils from four crops 7, 13 and 20 days after planting as well as from one crop grown in different soils, was consistently in all cases faster than that by the corresponding non-rhizosphere soils. The curves of the rate of oxygen consumption during pipecolic acid oxidation, by garden soil (whether rhizosphere or non-rhizosphere soil) as well as by chernozem rhizosphere soil of different plants at the three stages of plant growth studied contained two peaks (two phases), whereas in non-rhizosphere chernozem soil as well as in brown soil and sand (whether affected or not affected by plant roots) only one peak was attained in the curves of the rate of oxygen uptake. The rapidity with which pipecolic acid was oxidized in the rhizosphere soil differed from plant to plant and at different phases of plant growth, and also with the type of soil used for plant growing. The extent of pipecolic acid oxidation after the first and second (if it occurred) phases did not differ in the different soils, both rhizosphere and non-rhizosphere soil, but the rate of oxygen uptake was higher in rhizosphere than in the corresponding non-rhizosphere soil. During the first phase, oxygen uptake accounted for slightly less than one-third of the total amount of oxygen required for complete oxidation of the added pipecolic acid. About two-thirds of that total amount were taken up during the both phases of oxidation.     

西宁南山4种灌木根际和非根际土壤微生物、酶活性和养分特征

西宁南山区植被退化情况严重,人工造林植被恢复被看作是最有效的恢复手段,其中选择合适造林树种尤为关键。选择人工种植的唐古特白刺Nitraria tangutorum、柠条Caragana korshinskii、西北小蘗Berberis vernae和短叶锦鸡儿Caragana brevifolia共4种灌木树种造林试验区为研究对象,通过测定根际和非根际土壤微生物数量、酶活性及养分含量,综合比较种植4种灌木树种根际和非根际土壤肥力差异,科学评价其对土壤的改善效果。研究表明:(1)土壤微生物数量和酶活性总体呈现出根际高于非根际的规律,仅放线菌数量和脲酶活性出现了根际低于非根际现象。(2)土壤养分方面,4种灌木根际土壤和非根际土壤p H值、全N、全P、全K含量差异不显著,有机质、有效P、速效K含量均呈现出根际非根际,而碱解N则是根际非根际。(3)土壤酶活性与土壤微生物数量相关性不显著,土壤有机质含量与土壤细菌、真菌数量呈极显著正相关,有效P含量与土壤细菌、真菌和放线菌数量呈极显著正相关,速效K含量与过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性呈显著正相关,全N、碱解N含量均与脲酶活性呈显著正相关。(4)从土壤肥力综合水平来看,根际非根际,其中根际土壤中西北小蘗柠条短叶锦鸡儿唐古特白刺,研究结果表明西北小蘗和柠条能大幅提高土壤肥力,改良土壤效果较好。