改变碳输入对亚热带人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响

通过在亚热带杉木(Cunninghamia lanceolata)和米老排(Mytilaria laosensis)人工林中设置互换凋落物、去除凋落物、去除凋落物+去除根系和对照处理来分析改变地上、地下碳输入对人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响。结果显示,改变地上、地下碳输入对土壤微生物生物量碳、氮的影响因树种而异。在米老排林中,土壤微生物生物量不受碳源的限制。而在杉木林中,加入米老排凋落物、去除凋落物和去除凋落物+去除根系3种处理中土壤微生物生物量碳、氮具有明显增加的趋势。磷脂脂肪酸分析结果显示,杉木林中,添加高质量的米老排凋落物后,革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了24%、24%、53%、25%、28%,革兰氏阴性细菌和丛枝菌根真菌的相对丰度均有显著增加。与对照相比,杉木林中去除凋落物后革兰氏阳性细菌、阴性细菌、丛枝菌根真菌、放线菌和真菌群落生物量分别显著增加了22%、29%、44%、25%、52%,真菌与细菌比值显著增加了21%。但是,去除凋落物+去除根系处理对两个树种人工林土壤微生物群落组成均无显著影响。米老排和杉木林土壤微生物生物量碳、氮的季节变化格局不同,土壤养分有效性可能是驱动土壤微生物生物量季节变化的主要因子。未来研究需要关注凋落物和根系在不同树种人工林中对土壤微生物群落的相对贡献。     

中亚热带杉木人工林和米槠次生林凋落物添加与去除对土壤呼吸的影响

在未来大气CO₂浓度升高的背景下, 植被净初级生产力的增加将促使森林土壤碳输入增多。凋落物是土壤碳库的重要来源, 对土壤呼吸会产生重要影响。为了模拟植物净初级生产力提高、凋落物产量增加情景下凋落物对土壤呼吸和土壤碳库的影响, 2013年1月到2014年12月, 在福建省三明市陈大镇国有林场, 在杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林, 通过设置去除凋落物、添加凋落物和对照(保留凋落物, 不做任何处理)处理, 研究了土壤呼吸和土壤碳库的动态变化。研究发现: 土壤含水量在10%-25%范围内, 土壤呼吸温度敏感性指数(Q₁₀)随着土壤含水量的增加呈递增趋势, 当含水量<10%时, 由于干旱胁迫打破了土壤呼吸与温度之间的耦合, 改变了Q₁₀值, 使得Q₁₀值小于1。土壤呼吸与凋落物输入量呈显著的线性正相关关系, 杉木人工林对照和添加凋落物处理及米槠次生林对照处理, 土壤呼吸与2个月前的凋落物输入量相关性最好。而米槠次生林添加凋落物处理, 土壤呼吸与当月的凋落物输入量相关性最好, 不同林分凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率不同, 米槠次生林凋落物层呼吸年通量明显大于杉木人工林, 分别占各林分土壤总呼吸的34.4%和15.1%, 添加凋落物后, 杉木人工林和米槠次生林的土壤呼吸速率增加, 但添加凋落物处理的土壤呼吸年通量与对照的差值小于年凋落物输入量。因此, 在未来全球CO₂升高背景下, 植被碳储量的增加、凋落物增加并没有引起土壤呼吸成倍增加, 更有利于中亚热带地区土壤碳吸存。     

凋落物和根系去除对滨海沙地土壤微生物群落组成和功能的影响

通过在亚热带滨海防护林湿地松、尾巨桉、纹荚相思和木麻黄人工林中设置去除凋落物、去除根系和对照处理,分析改变地上、地下碳输入对沙地人工林土壤微生物生物量、群落结构和功能的影响.2015年9月,在处理设置一年后采集各处理样方0～10 cm土壤样品,分别采用磷脂脂肪酸分析方法和微孔板酶检测技术对土壤样品的微生物群落组成和6种酶活性进行测定.结果表明: 碳输入处理对土壤微生物生物量的影响因树种而异,并主要取决于凋落物和根系的质量.在尾巨桉林中,去除根系使得脂肪酸总量、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌和放线菌生物量分别显著减少了31%、30%、32%、36%和26%,去除凋落物使得革兰氏阳性细菌、真菌和放线菌生物量显著减少了24%、27%和24%,而其他树种处理对微生物生物量无显著影响.碳输入处理对土壤微生物群落结构的影响主要表现为真菌丰度下降而放线菌丰度上升.不同树种的土壤酶活性对处理的响应表现不一致:湿地松、纹荚相思和木麻黄林分去除凋落物显著降低土壤中纤维素水解酶、β-葡萄糖苷酶、酸性磷酸酶和乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,去除根系仅分别降低和提高了湿地松和纹荚相思林β-葡萄糖苷酶的活性;湿地松、木麻黄人工林去除凋落物显著降低了多酚氧化酶和过氧化物酶活性;去除根系对所有树种土壤氧化酶活性影响不显著.不同树种的凋落物、根系特性是影响土壤微生物群落组成和酶活性的重要因子,碳输入处理造成的土壤温度、水分等微环境的改变也是土壤微生物性质变化的重要驱动力.     

去除和添加凋落物对木荷林土壤呼吸的短期影响

凋落物作为土壤呼吸的重要碳源,其输入的数量和质量将对土壤呼吸产生重要影响。自2011年2月—2012年5月,在浙江天童森林生态系统设置对照、去除和加倍凋落物处理,研究不同凋落物处理对木荷(Schima superba)林土壤呼吸速率、土壤温度和土壤含水量的影响。结果表明:去除和加倍凋落物对土壤温度的影响不显著,对土壤含水量的影响显著,相比对照的土壤呼吸速率2.52±0.29μmol·m-2·s-1,去除凋落物使土壤呼吸速率显著降低了25.32%;而加倍凋落物处理与对照之间的土壤呼吸速率无显著差异。不同凋落物处理下土壤呼吸均表现出明显的季节变化,凋落物处理在湿季对土壤呼吸速率的影响接近显著(P=0.065),在干季不显著,并且湿季的土壤呼吸速率显著高于干季。不同凋落物处理的土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著相关,土壤温度解释了土壤呼吸速率变异程度的80.1%~90.3%,Q10值分别为2.42、2.48和2.24;而土壤呼吸速率与土壤含水量之间的相关性不显著。研究结果表明,短期凋落物处理对土壤呼吸产生了影响,并且这种影响因季节差异而不同,证明了凋落物对于改变森林生态系统土壤呼吸和碳循环具有重要作用。     

川西亚高山粗枝云杉人工林地上凋落物对土壤呼吸的贡献

采用Li-8100土壤碳通量分析仪对川西亚高山典型的粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸(凋落物去除和对照)及其环境因子进行为期1年的连续观测。结果表明:凋落物去除处理和对照土壤呼吸速率均具有显著的季节动态变化,并呈现一致的动态特征,变动范围分别为0.35—4.39μmol m-2s-1和0.40—5.15μmol m-2s-1。整个观测期间,凋落物去除对土壤温度、水分以及土壤呼吸速率产生的差异均不显著。与对照相比,凋落物去除分别使土壤呼吸速率和土壤水分平均下降了14.21%和4.95%。两种处理的土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关,与土壤水分呈显著线性相关。凋落物去除和对照的土壤温度敏感性(Q10)分别为3.84和4.09。凋落物对土壤呼吸速率的年均贡献率为14.93%,且存在明显季节动态。可见,地表凋落物是亚高山森林土壤呼吸的重要组成部分。     

模拟氮沉降下去除凋落物对太岳山油松林土壤呼吸的影响

凋落物是土壤呼吸的重要碳源,氮沉降将改变其输入数量和质量,进而影响土壤呼吸。为揭示氮沉降和去除凋落物对土壤呼吸的影响,以太岳山油松林为研究对象,对林地分别作2种凋落物处理:去除凋落物(LR)、对照(CK1),设计4个施氮水平:不施氮(CK2,0 kg N·hm-2·a-1),低氮(LN,50 kg N·hm-2·a-1),中氮(MN,100 kg N·hm-2·a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2·a-1),于2010—2012年生长季测定土壤呼吸速率的动态变化,并分析土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度、土壤微生物生物量C、N的关系。结果表明:随着观测年限的推移,模拟氮沉降对对照处理的土壤呼吸速率、去凋处理的土壤呼吸速率、凋落物层呼吸速率的促进作用逐渐减弱。去除凋落物使土壤呼吸速率降低了29.0%,施氮减小了去除凋落物后土壤呼吸速率的变化幅度。土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著指数相关(P0.05),土壤温度解释了土壤呼吸速率变异的37.3%~62.2%,去除凋落物降低了模型决定系数R2;以土壤温度和土壤水分构建的复合关系方程拟合效果均好于单因子模型,土壤温度和水分共同解释了土壤呼吸季节变化的67.6%~85.6%,并且施氮降低了去凋处理的复合模型决定系数R2,而对对照处理没有显著影响。施氮提高了土壤微生物生物量C、N,并且土壤微生物生物量C、N与土壤呼吸速率呈显著正相关(P0.05)。说明氮沉降、凋落物是影响油松林土壤CO2通量的两个重要因子。     

杉木采伐迹地造林树种转变对土壤可溶性有机质的影响

以二代杉木林采伐迹地上营造的19年生米老排与杉木人工林为对象,采用冷水、热水和2 mol·L^-1 KCl溶液提取0～5、5～10和10～20 cm层土壤中的可溶性有机碳(DOC)和有机氮(DON),研究造林树种转变对土壤可溶性有机质的影响.结果表明: 造林树种转变对林地土壤DOC和DON库有显著影响.米老排人工林土壤中用冷水、热水和KCl溶液浸提的DOC含量均显著高于杉木人工林,0～5和5～10 cm层土壤中用冷水和热水浸提的DON含量显著高于杉木林.不同方法浸提的DOC和DON含量大小顺序均为KCl>热水>冷水.在0～5 cm土层,米老排人工林土壤微生物生物量碳(MBC)含量比杉木林高76.3%.相关分析结果显示,热水浸提的DOC和DON与土壤MBC之间均呈显著正相关.不同树种人工林间土壤可溶性有机质的差异主要与凋落物输入的数量和质量有关.在杉木采伐迹地上营造米老排,能够明显改善土壤肥力.     

间伐和改变凋落物输入对华北落叶松人工林土壤呼吸的影响

作为森林生态系统的第二大碳通量,土壤呼吸在全球碳循环和气候变化中发挥着重要作用。通过探究土壤呼吸对间伐和改变凋落物的响应规律以及响应之间的联系,能够为准确评价森林碳循环提供依据。针对不同强度(对照、轻度、中度、重度)间伐后的华北落叶松人工林,2016年5月至10月采用LI-8100土壤碳通量测量系统对其原状、凋落物去除、凋落物加倍的土壤呼吸进行观测。结果表明:土壤呼吸在生长季的8月份达到最高值,呈现出明显的季节动态。不同林分间伐处理下,中度间伐显著促进了土壤呼吸,使平均土壤呼吸速率升高了15.66%,轻度间伐和重度间伐对土壤呼吸的影响不显著;不同凋落物处理下,去除凋落物使平均土壤呼吸速率降低了40.16%,加倍凋落物使平均土壤呼吸速率升高了16.06%。中度间伐使土壤呼吸生长季通量增加了55.06 g C/m~2;去除凋落物使土壤呼吸生长季通量减少了153.48 g C/m~2,加倍凋落物使土壤呼吸生长季通量增加了79.87 g C/m~2。土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关,而与土壤湿度无显著相关。不同林分间伐处理下,土壤呼吸的温度敏感性指数(Q10)为2.36—3.46,轻度间伐下Q10值最高;凋落物去除和加倍均降低了土壤呼吸的温度敏感性。土壤温湿度对土壤呼吸存在着显著影响,能够解释土壤呼吸28.7%—62.3%的季节变化。研究结果表明间伐和凋落物处理对华北落叶松人工林土壤CO_2释放的影响表现出一定的交互作用,中度间伐和加倍凋落物的交互作用对土壤呼吸的促进作用显著大于单一因子。可见,间伐作业通过改变土壤微环境和凋落物量,对土壤呼吸以及森林生态系统碳循环产生着重要影响。     

米槠和杉木人工林土壤酶活性和酶化学计量特征对凋落物输入的短期响应

凋落物输入刺激土壤胞外酶的分泌,加快凋落物中碳(C)、氮(N)、磷(P)等养分释放,但不同基质质量凋落物输入如何调控土壤胞外酶活性和酶化学计量特征仍不清晰。本研究以亚热带10年生米槠和杉木人工林为研究对象,采用凋落物输入原位微宇宙试验,分析了2021年4—8月、10月和12月不同凋落物输入对β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和酸性磷酸酶(AP)5种土壤胞外酶活性及其化学计量特征的影响。结果表明：1)与无凋落物输入相比,米槠人工林凋落物输入对土壤酶活性、酶化学计量和矢量特征均无显著影响;而杉木人工林凋落物输入使5月土壤AP活性显著提高1.7%,使8月酶化学计量碳氮比、10月酶化学计量碳磷比和氮磷比分别降低3.8%、11.7%和10.3%,使10月土壤酶向量角增加到53.8°,表明土壤微生物存在显著磷限制。2)偏最小二乘回归分析表明,土壤可溶性有机质和微生物生物量C、N分别是米槠和杉木人工林土壤胞外酶活性响应凋落物输入的主要影响因子。总体上,低质量(高C/N)的杉木凋落物输入在短期内更能刺激土壤胞外酶的分泌,加快凋落物分解,研究区域土壤微生物受到磷限...     

改变C源输入对油松人工林土壤呼吸的影响

2010年生长季,采用不同处理（去凋切根、去除凋落物、对照、切除根系、加倍凋落物）研究土壤C源输入方式对油松人工林土壤呼吸速率及5 cm土壤温湿度的影响。结果表明：改变C源输入对土壤温度产生的差异不显著（P>0.05）,而对土壤湿度和土壤呼吸速率产生的差异显著（P<0.05）。整个观测期去凋切根、去凋、对照、切根及加倍凋落物处理的土壤呼吸速率平均值分别为1.54,1.71,2.71,2.47和3.39 ?mol m-2 s-1。相比对照样方土壤呼吸,去凋切根处理使油松人工林整个观测期土壤呼吸速率平均降低（44.27 2.31）%;去除凋落物使土壤呼吸速率平均降低（36.03 2.64）%;切除根系使土壤呼吸速率平均降低（10.76 3.26）%,但试验初期切除根系表现为增加土壤呼吸,6月下旬和7月中旬分别使土壤呼吸增加25.91%和0.29%,此后,切除根系使土壤呼吸速率显著降低。如果排除6月和7月的数据,则切除根系使土壤呼吸速率平均降低21.90%;加倍凋落物使土壤呼吸速率平均增加（21.01 3.21）%。去凋切根、去凋、切根和加倍凋落物处理土壤呼吸的温度敏感系数Q10值分别为1.75,1.65,2.32和3.10,四者之间差异均显著（P<0.05）,对照样方土壤呼吸的Q10值为2.23。不同处理土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著指数相关（P<0.001）,而与土壤湿度的相关性并不显著（P>0.05）。土壤温度和水分的双变量模型均可以很好地解释土壤呼吸的季节变化,拟合方程的R2值范围为0.49—0.83。     

岷江上游油松与云杉人工林土壤微生物生物量及其影响因素

以立地条件和营林方式相同的约30a林龄油松与云杉人工纯林为对象,测定地表微气候、土壤理化性质以及微生物生物量C、N、P(MBC、MBN、MBP),揭示林分结构、土壤性质与微生物生物量间的关系,以及两林分间的差异性。结果表明:两个林分地表环境荫湿,土壤肥力较低,土壤微生物生物量低,林地土壤碳积累低,土壤生态服务功能不强。相对而言,云杉林比油松林相对湿度大而地表温度低、林地土壤肥力高、土壤微生物生物量高,因此更有利于林地土壤生态服务功能的恢复。综合分析发现,林分结构、土壤养分状况及地表小气候影响着土壤微生物生物量与肥力转换过程,降低乔木冠层密度可以改善地表小气候,为有机物分解与养分归还创造良好的条件,从而改善土壤肥力与林地土壤生态服务功能。     

不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的关系

凋落物的质量、数量及分解速率在一定程度上代表了土壤的营养状况。为了精确估算凋落物分解对土壤碳库的年净归还量及凋落物-土壤生物化学连续体的深层理解,从凋落物基质质量的角度分析了三峡库区不同林龄马尾松凋落物基质质量与土壤养分的作用关系,结果表明:中龄林、近熟林、成熟林马尾松凋落物基质质量中的C、C/N比、C/P比、木质素/N比、木质素/P比差异显著,其中近熟林凋落物叶木质素/N分别比中龄林和成熟林的高33.65%、39.24%,N、P、K、木质素含量差异不显著;但各组织器官的N、P、K含量差异显著,均是皮<枝<叶<杂物,C/N比、C/P比的变化则相反。不同林龄马尾松0-20 cm(0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm)土壤有机质、总氮、有效磷含量均表现出近熟林<中龄林<成熟林,0-5 cm最大,10-20 cm最小,且随着土壤深度的增加而明显降低,总磷则是中林龄最低,成熟林最大,pH值则各土层均表现为中龄林<成熟林<近熟林,平均pH值为4.55-5.51。凋落物基质质量指标与土壤养分之间冗余分析(RDA)表明:马尾松凋落物基质质量和土壤养分之间关系紧密,N、P、纤维素、半纤维素、木质素、木质素/N比、C/N比对土壤养分影响比较大;凋落物中木质素/N比、C/N比与土壤有机质呈显著负相关,其含量越高越不利于土壤有机质的形成,土壤养分积累的越慢;凋落物基质质量氮含量与土壤氮含量呈显著正相关;土壤pH值、容重与N含量呈显著负相关,与凋落物C/N比、木质素/N比呈显著正相关。马尾松土壤表面有机质、N、P养分含量与凋落物基质质量对应养分含量变化规律一致,土壤养分高,凋落物基质质量相对较高,土壤贫瘠,凋落物基质质量相对较低。     

Construction of a proteome reference map and response of Gaeumannomyces graminis var. tritici to 2,4-diacetylphloroglucinol

Take-all disease, caused by Gaeumannomyces graminis var. tritici (Ggt), is one of the most serious root diseases in wheat production. In this study, a proteomic platform based on 2-dimensional gel electrophoresis (2-DE) and Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight Tandem Mass Spectrometry (MALDI-TOF/TOF MS) was used to construct the first proteome database reference map of G. graminis var. tritici and to identify the response of the pathogen to 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG), which is a natural antibiotic produced by antagonistic Pseudomonas spp. in take-all suppressive soils. For mapping, a total of 240 spots was identified that represented 209 different proteins. The most abundant biological function categories in the Ggt proteome were related to carbohydrate metabolism (21%), amino acid metabolism (15%), protein folding and degradation (12%), translation (11%), and stress response (10%). In total, 51 Ggt proteins were affected by DAPG treatment. Based on gene ontology, carbohydrate metabolism, amino acid metabolism, stress response, and protein folding and degradation proteins were the ones most modulated by DAPG treatment. This study provides the first extensive proteomic reference map constructed for Ggt and represents the first time that the response of Ggt to DAPG has been characterized at the proteomic level.     

南苜蓿高效共生根瘤菌土壤的筛选

利用云南德宏盈江县3种类型的土壤,对分离自云南楚雄、德宏等地的SWF67523、SWF67409、SWF67456等12株根瘤菌菌株进行了南苜蓿接种效果的研究。结果表明,在所有供试菌株中,菌株SWF67523、SWF67409、SWF67394表现最为优良,结瘤率较高的菌株是SWF67523、SWF67501、SWF67394和SWF67350,结瘤率均达到95％以上;而菌株SWF67523、SWF67409和SWF67394对植株株高影响最大;菌株SWF67409、SWF67523和SWF67394对提高植株干重贡献最大,其中菌株SWF67409比空白对照增产106.5%;供试菌株对含氮量的影响也很显著,接种菌株SWF67409、SWF67523和SWF67394的苜蓿植物含氮量相比其他菌株较高,影响显著。综合以上结果,发现来源于盈江南苜蓿的根瘤菌菌株SWF67523较其他菌株表现突出,同时发现根瘤菌菌株的接种效果受土壤因子的影响,在含有效钾中等的土壤平原镇Ⅱ上,接种根瘤菌的南苜蓿地上部分干重普遍高于其他两种有效钾含量为较缺的土壤,说明根瘤菌菌株与宿主和土壤环境存在密切关系,在适合的宿主和生活环境中将会发挥最大的共生固氮作用。     

Effect of incubation in natural and autoclaved soil upon potency and viability of Bacillus thuringiensis

Spores and parasporal crystals of a Bacillus thuringiensis var. aizawai H-serotype 7, strain HD137, streptomycin-resistant mutant, were added to normal and autoclaved aliquots of pH 5 soil incubated at 25°C and ?0.10 MPa water availability. Viable B. thuringiensis in soil samples were estimated by dilution-plating on a streptomycin-based medium, and combined spore and crystal insecticidal activity was bioassayed with larvae of Galleria mellonella. Populations of B. thuringiensis in both soil treatments suffered exponential rates of mortality, which were represented by segmented linear regression. Mortality was far greater in natural than autoclaved soil. Potency also fell in both soil treatments. This loss of potency was greater in natural soil, although the rates of potency loss in either soil treatment correlated poorly with the respective mortality rates of the B. thuringiensis populations, as potency losses were not exponential functions. The results suggest that the presence of indigenous microorganisms in natural soil accelerated the rate of mortality and loss of potency of B. thuringiensis.     

Role of root-mediated interactions in phytotoxic interference of Ageratum conyzoides with rice (Oryza sativa)

Ageratum conyzoides L. (billy goat weed; Asteraceae) is an annual invasive weed native of tropical America and has now naturalized worldwide, particularly in Southeast Asia. The present study investigated the nature and potential of root-mediated allelopathic interference of A. conyzoides against rice (Oryza sativa). Root and shoot length and biomass accumulation of rice were significantly reduced (by 18–30%) when grown in the rhizosphere soil of the weed indicating the release of putative allelochemicals from the weed into the soil. The growth of rice was also progressively reduced in the soil amended with increasing amounts of root residues (5, 10 and 20 g kg⁻¹ soil) of A. conyzoides. The addition of activated charcoal, an inert material with high affinity for organic biomolecules, partly ameliorated the negative effects of root residues amended in the soil. Further, there was no negative effect on the availability of soil nutrients in the root-amended soils. These were rather nutrient rich with greater electrical conductivity, and higher amount of organic matter, thus indicating no role in observed growth reduction. The reduction in allelopathic effects of root residue upon charcoal addition further indicated that putative phytotoxins released from the weed roots are water-soluble phenolic compounds. A significant amount of water-soluble phenolics were present in rhizosphere (∼6-times higher) and root-amended soils (∼5–10-fold higher) and their content was reduced (to ∼3.6–7.0-fold higher) when charcoal was added. The observed growth reduction in Ageratum rhizospheric or root-amended soils was concomitant with the amount of phenolic compounds. Upon HPLC analyses, these were identified as p-coumaric acid, gallic acid, ferulic acid, p-hydroxybenzoic acid and anisic acid. Under laboratory conditions, these phenolic acids reduced the root length and seedling weight of rice individually as well as in equimolar mixture, though no synergistic effect was noticed. The study concludes that root exudates and residues of A. conyzoides suppress the growth of rice by releasing phenolic allelochemicals into the soil rhizosphere and not through alteration of soil nutrients, and allelopathy plays a significant role in root-mediated negative interference of A. conyzoides.     

施氮对水稻土N2O释放及反硝化功能基因(narG/nosZ)丰度的影响

以紫潮泥和红黄泥两种不同质地的水稻土壤作为研究对象,通过室内培养试验,分析施用硝态氮肥对N2O释放和反硝化基因(narG/nosZ)丰度的影响,并探讨反硝化基因丰度与N2O释放之间的关系。结果表明,施用硝态氮显著增加两种水稻土的N2O释放量。在72h培养过程中,施氮改变了紫潮泥反硝化基因(narG/nosZ)的丰度,但并未明显影响红黄泥反硝化基因(narG/nosZ)丰度。通过双变量相关分析发现,除了紫潮泥narG基因外,其它的反硝化基因丰度和N2O释放之间并没有显著相关性。     

菜豆根瘤菌对土壤钾的活化作用

以土壤为钾源,通过液体培养试验研究了8株菜豆根瘤菌对土壤钾的活化作用。结果表明,菜豆根瘤菌能释放大量的氢离子,使液体培养基的pH值大幅度降低,氢离子的浓度至少提高22倍以上。根瘤菌分泌有机酸的种类与数量因菌株不同而异,这些有机酸包括甲酸、乙酸、草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乳酸等,其中全部菌株均能分泌草酸和苹果酸,大部分菌株能分泌乙酸。在接种根瘤菌的液体培养基中,可溶性钾含量显著高于不接种的液体培养基,土壤矿物结构钾则显著降低。由于土壤是培养基钾的唯一来源,故根瘤菌可促进土壤无效钾的溶解。相关分析表明,土壤矿物结构钾与有机酸分泌总量呈极显著负相关(r=-0.878**,n=9),与培养液pH值呈极显著正相关(r=0.863**,n=9),说明根瘤菌分泌的有机酸和氢离子可能溶解土壤无效钾。考虑到根瘤菌草酸分泌量大,络合钙、镁、铁、铝的能力强,且与有机酸分泌总量呈极显著正相关(r=0.870**,n=9),推测草酸分泌在活化土壤无效钾的过程中起重要作用。此外,根瘤菌分泌的有机酸电离产生的氢离子仅占培养液氢离子的4.15%—27.56%,推测根瘤菌直接分泌的氢离子可能是造成培养液pH值降低的主要原因之一。     

Persistence of Bacillus thuringiensis parasporal crystal insecticidal activity in soil

Spores and parasporal crystals of a Bacillus thuringiensis var. aizawai (H-serotype 7), strain HD137, streptomycin-resistant mutant were added to acidic (pH 5.0) natural and autoclaved soil and incubated at ?0.10 MPa, 25°C. Populations of B. thuringiensis in both soil treatments showed exponential rates of mortality which were represented by linear regression, the loss of viability being greater in natural than autoclaved soil. In natural soil, parasporal crystal insecticidal activity was lost at a complex, nonexponential rate. The initial, rapid decrease of activity gradually slowed, and the level of activity stabilized at 10% of the original inoculum level after 250 days incubation, until the cessation of sampling at >2 years. In autoclaved soil no significant (P > 0.2) loss of parasporal crystal insecticidal activity was detected over the same period, which suggested that soil microorganisms were responsible for the loss of crystal insecticidal activity in the natural, nonsterilized soil. The rate of loss of crystal activity in natural soil correlated well with assay data reported in the literature using Galleria mellonella, which measures the combined activity of spore and crystal. In autoclaved soil correlation was poor, probably due to variability in the bioassay data.     

赤子爱胜蚓和毛利远盲蚓对添加造纸污泥土壤的化学和生物学特征的影响

将赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)和毛利远盲蚓(Amynthas morrisi)接种于混合15%造纸污泥的旱地土和水稻土中,研究不同蚯蚓对不同混合污泥土壤的化学和生物学性状的作用。主成分分析结果显示蚯蚓对混合污泥土壤化学和生物学性质影响与土壤类型和蚯蚓种间差异密切相关(P0.05)。方差分析结果显示:(1)在混合污泥旱地土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合污泥土壤pH和Eh分别显著降低了0.22和13个单位(P0.05),有机碳和微生物量碳含量,以及过氧化氢酶,N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别降低了22.8%、43.8%、12.4%、48.4%、44.0%和40.7%(P0.05),而荧光素二乙酸酯酶活性增加了57.4%(P0.05);A.morrisi处理的混合污泥土壤碱解氮含量、过氧化氢酶、N-乙酰-氨基葡萄糖苷酶和脲酶活性分别明显下降了16.5%,12.4%、33.9%和45.5%(P0.05)。另外,两种蚯蚓相比较,E.foetida活动后混合污泥旱地土壤pH和Eh值、有机碳含量和碳氮比分别比A.morrisi活动后土壤降低0.17和10个单位、24.9%和2.26个单位,而代谢熵和荧光素二乙酸酯酶活性显著增高(P0.05)。(2)在混合污泥水稻土处理中,与对照相比,E.foetida处理的混合土壤有机碳含量和碳氮比显著提高20.9%和1.02个单位(P0.05),全钾含量和呼吸速率明显降低6.11%和33.8%(P0.05);而与对照相比,A.morrisi处理的混合土壤的速效钾含量和过氧化氢酶活性显著提高13.2%和10.8%(P0.05),但β-葡萄糖苷酶和荧光素二乙酸酯酶活性分别下降46.7%和34.4%(P0.05)。两种蚯蚓相比较,E.foetida处理后混合污泥水稻土的有机碳含量比A.morrisi处理显著增加了15.7%,碳氮比增加0.84个单位,速效钾、呼吸速率和过氧化氢酶活性减少11.4%、36.5%和5.51%(P0.05)。综上所述,蚯蚓能显著影响混合造纸污泥土壤的化学和生物学特征。蚯蚓在高有机碳和低粘粒含量旱地土壤中活动,能够加速有机碳的分解和释放,降低与土壤有机质分解和养分转化相关的酶活性和微生物量,但增加微生物总体活性;而蚯蚓在低有机碳和高粘粒含量水稻土壤中活动,则能够有助于土壤有机碳储存,对养分和微生物活性的影响相对较小。与A.morrisi相比较,E.foetida对混合污泥旱地土有机碳的分解和释放、微生物活性的提高,以及混合污泥水稻土有机碳的储存等方面的能力均较强,而对混合污泥水稻土钾素转化能力相对较弱。由于造纸污泥具有高有机碳和低养分含量特征,因此污泥农用仍需考虑按一定比例配施高养分含量有机物料。同时,进一步根据土壤类型和选择适宜的蚯蚓品种进行较长期的小区和大田试验,将能够为污泥农用提供更多科学参考。