根结线虫对黄瓜叶片氮磷含量、土壤pH和酶活性的影响

通过盆栽试验,采用人工接种的方法研究了接种根结线虫对黄瓜植株根际和非根际土壤pH值、土壤酶活性及叶片N、P含量的影响.结果表明:根际土壤pH值在接种量达到每株6000个时才显著降低;随着接种量的增加,叶片N、P含量、根际土壤过氧化物酶、根际和非根际土壤多酚氧化酶活性逐渐降低,根际土壤过氧化氢酶活性却逐渐升高,非根际土壤pH值先升高后降低,非根际土壤过氧化氢酶活性没有明显的变化规律.接种根结线虫后,根际土壤脲酶活性显著降低,根际和非根际土壤磷酸酶活性、非根际土壤过氧化物酶活性仅在较高接种量时才显著降低.根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间多数呈极显著相关,而非根际土壤pH值、酶活性及叶片N、P含量之间只有部分呈极显著相关.     

不同地下滴灌制度下黄瓜根际微生物活性及功能多样性

采用微生物培养、BIOLOG碳素利用法和土壤酶活性测定等方法,分析了日光温室不同地下灌溉制度下黄瓜根际土壤中微生物活性及功能多样性.结果表明:根际土壤微生物生物量C、N含量、基础呼吸、代谢熵、AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数随灌水量的增加呈先升高后下降的趋势;在0.8Ep(Ep为20 cm标准蒸发皿蒸发量)灌溉水平下,I2处理(灌水周期8 d)根际土壤微生物生物量C、N含量、基础呼吸、代谢熵、AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数显著高于I1处理(灌水周期4 d).0.8Ep处理下,细菌、放线菌、自生固氮菌数量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性显著高于其他2个灌水量处理(0.6Ep和1.0Ep);I2处理的细菌和自生固氮菌数量、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性显著高于I1处理,放线菌数量、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性与I1处理差异不显著,而真菌数量显著低于I1处理.I20.8Ep处理使黄瓜根际土壤中微生物代谢活性和微生物群落功能多样性升高,微生物区系得以改善,土壤酶活性提高,促进黄瓜生长.     

复合群落土壤微生物和酶活性对大气CO2浓度和温度升高的响应

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究川西亚高山林线复合群落根际、非根际土壤微生物数量以及根际、非根际土壤酶活性对大气CO2浓度升高(环境CO2浓度+350(±25)μmol.mol-1,EC)和温度升高(环境温度+2.0(±0.5)℃,ET)及其两者同时升高(ECT)的响应。结果表明:(1)与对照(CK)相比,EC、ET和ECT处理能够增加土壤根际微生物数量,但不同微生物种类对EC、ET和ECT的反应有所差异。(2)不同种类的根际土壤酶对EC、ET和ECT的响应不同。(3)与CK相比,EC、ET和ECT的非根际土壤微生物数量以及非根际土壤酶活性均无显著提高。(4)EC、ET和ECT处理对复合群落土壤微生物总数的根际效应明显;除ET处理的转化酶为负根际效应,其余处理的过氧化氢酶,脲酶及转化酶均表现为正根际效应。     

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.     

异丙甲草胺对芹菜根际与非根际生物活性的影响

通过根际袋法土培试验,研究了异丙甲草胺对芹菜根际与非根际土壤酶活性、土壤微生物数量的影响以及异丙甲草胺在根际与非根际土壤中的降解特性.结果表明,异丙甲草胺对土壤过氧化氢酶活性有一定的抑制作用,对土壤脱氢酶活性有激活作用.一般情况下根际土壤酶活性均要大于非根际土壤.异丙甲草胺作用45 d后,芹菜根际土壤细菌、真菌数量大于非根际土壤,根际效应R/S在1.76～2.51之间;异丙甲草胺对土壤放线菌数量影响不大,根际效应不明显.异丙甲草胺在根际土壤与非根际土壤中的降解速率分别为0.0217和0.0176,相应的半衰期分别为31.9和39.4 d.在根际土壤中异丙甲草胺更易降解.     

蕹菜镉积累典型品种根际微生物群落特征研究

通过根箱试验研究蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)镉低量积累(QLQ)和高量积累(T308)典型品种根际微生物群落特征。结果表明两个品种根际微生物数量、微生物生物量碳均显著高于非根际(p0.05)。污染土壤和无污染土壤上T308根际可培养微生物总数、细菌和放线菌数量均显著高于QLQ(p0.05);而污染土壤上T308根际真菌数量显著低于QLQ(p0.05)。无污染土壤上QLQ根际微生物生物量碳显著高于T308(p0.05)。两种土壤上平均颜色变化率(AWCD)均为QLQ高于T308。污染土壤上QLQ根际微生物对BIOLOG Eco板各类碳源的利用程度均高于T308,两个品种根际微生物对不同碳源的利用模式亦不同。表明两个蕹菜典型品种根际微生物群落结构和功能存在显著差异,代谢活性较高可能是QLQ区别于T308的重要根际微生物群落特征。     

黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤芘降解和土壤微生物的影响

模拟根际根系分泌物梯度递减效应,研究了黑麦草根系分泌物剂量对污染土壤中芘降解特征和土壤微生物生态特征的影响.结果表明:污染土壤中芘残留量随根系分泌物添加剂量的增加呈现先下降后上升的非线性变化,达到最低芘残留量的添加剂量是总有机碳(TOC) 32.75 mg·kg-1,说明此浓度下根系分泌物显著促进了芘的降解;土壤微生物生物量碳和微生物熵的变化趋势与污染土壤中芘残留量变化趋势相反,表明土壤微生物与污染土壤 中芘残留量存在密切关系.芘污染土壤中微生物群落以细菌占主导地位,且细菌变化趋势与芘降解变化一致,表明芘以细菌降解为主,根系分泌物主要通过影响细菌数量,进而影响芘的降解.能催化有机物质脱氢反应的土壤微生物胞内酶——脱氢酶活性的变化与土壤微生物变化趋势一致,进一步证明微生物及其生物化学特性变化是污染土壤中芘残留量随根系分泌物添加剂量变化的生态机制.     

海南黎母山热带云雾林3种优势树种根际土壤微生物量季节动态及根际效应

为探讨热带云雾林主要优势树种根际土壤微生物量碳氮含量的季节动态规律, 于2019年2月—12月, 采用抖落法采集3种优势树种岭南青冈(Cyclobalanopsis championii)、罗浮锥(Castanopsis fabri)、细枝柃(Eurya loquaiana)根际和非根际土壤样品, 对土壤微生物量碳氮季节动态变化进行研究, 并分析不同优势树种土壤微生物量碳氮的根际效应以及与土壤养分及土壤水分的关系。结果表明: (1)不同优势树种根际土壤微生物量碳、氮含量动态变化规律明显, 峰值出现在雨季的8月, 根际土壤微生物量碳含量变幅为188.68—322.75 mg·kg-1, 氮含量变幅为104.02—184.44 mg·kg-1。(2)不同优势树种根际土壤微生物量碳氮比的季节动态变幅在1.60—2.01之间, 其季节动态呈“V”字型变化趋势; 而非根际土壤微生物量碳氮比的季节动态变幅在1.63—2.10之间, 且呈“N”字型变化趋势。(3)土壤微生物量碳、氮根际效应均表现为正效应, 且细枝柃根际效应大于岭南青冈和罗浮锥。土壤微生物量碳、氮与土壤有机碳、全氮呈显著正相关性。综合分析表明, 热带云雾林主要优势树种根际土壤微生物碳氮含量显著高于非根际, 根际效应显著, 具有明显的季节动态变化; 细枝柃对土壤微生物量富集和截留效应更大, 有利于养分累积。     

花椒叶浸提液对土壤微生物数量和土壤酶活性的影响

通过用花椒叶浸提液浇灌盆栽花椒幼苗,研究浸提液对土壤酶和土壤微生物的影响.结果表明, 花椒叶浸提液使根际土中细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数均有不同程度的减少,根际土中真菌和放线菌的数量变化呈降-升-降-升的趋势.20、60和80 g·L^-1浓度的叶浸提液使非根际土中细菌的数量显著增加21.59%、107.55%和8.62%,而40 g·L-1浓度的叶浸提液则使非根际土中细菌数量显著降低22.56%.叶浸提液使根际土蛋白酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性明显低于非根际土相应的酶活性,而过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则显著升高.土壤的蛋白酶活性与蔗糖酶活性呈显著正相关,与土壤放线菌数量呈显著负相关;多酚氧化酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关,与细菌、真菌、放线菌以及微生物总数呈显著正相关;放线菌只与蛋白酶、多酚氧化酶、蔗糖酶3种酶活性及真菌呈显著相关,与过氧化氢酶、酸性磷酸酶以及细菌和微生物总数的相关性均不显著.     

高寒草甸黄帚橐吾种群根际/非根际土壤可培养微生物群落特征

黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）是高寒草甸常见的毒杂草,被认为是指示一个地区草地植被退化的重要物种,研究其根际/非根际土壤微生物在不同海拔梯度上的群落特征具有重要意义。以甘南州高寒草甸不同海拔梯度黄帚橐吾根际/非根际土壤可培养微生物为研究对象,采用稀释涂布平板法和最大可能数法（MPN）测定了土壤微生物的数量及土壤理化因子的变化。结果表明：细菌在微生物总数中占比最大,根际微生物数量随海拔升高呈先增加后减小的变化,非根际则表现为递增的趋势,微生物功能群在根际和非根际土壤中均逐渐增加;根际土壤的微生物和功能群数量均高于非根际土壤。RDA分析发现,土壤温度、有机碳、电导率、pH、全氮、全磷、速效氮及脲酶对根际/非根际土壤微生物数量及功能群变化影响较大。通径分析可知：根际土壤中,细菌和真菌受速效氮和有机碳影响较大,放线菌主要受土壤温度和电导率的影响;根际土壤固氮菌和氨化细菌决策系数速效氮 > 有机碳 > 全氮;根际和非根际土壤中硝化细菌的影响因子各不相同,根际土壤决策系数最大和最小分别为全磷和全氮,非根际则是pH和脲酶。     

Response characteristics of Scirpus trioueter and its rhizosphere to pyrene contaminated soils at different growth stages

Scirpus triqueter (Triangular club-rush), a typical wetland species, is used to study the response characteristics to pyrene. A pot experiment was conducted to investigate the growth parameters (height, diameter, shoot number, total volume, underground biomass, above-ground biomass and total biomass), and enzymes (catalase and superoxide dismutase) of S. triqueter. The characteristics of soil enzymes (catalase and polyphenol oxidase) and microorganisms (bacteria and fungi) were also assessed after pyrene treatment. Elevated pyrene concentration (80 mgkg(-1)) in the soil reduced the shoot number and biomass significantly, especially at the early growth stage. In root tissue, the enzyme catalase was activated at 80 mgkg(-1) of pyrene. Compared to roots, shoots had higher enzyme activities. Catalase activities in the rhizosphere increased throughout the growth period of S. triqueter. Polyphenol oxidase activities in the rhizosphere were higher than those in the bulk soil and unplanted soil. The populations of bacteria (total bacteria, pyrene-tolerant bacteria, and actinomyces) and fungi decreased under the stress of high pyrene concentration, while that of pyrene-tolerant bacteria increased with the increasing pyrene concentration. The presence of pyrene did not benefit the growth of S. triqueter. S. triqueter and soil enzymes varied within the growth stages. The presence of S. triqueter could improve the activity of soil enzymes and facilitate the propagation of microorganisms which could help eliminate pyrene contamination.     

黄土高原典型植物根际对土壤微生物生物量碳、氮、磷和基础呼吸的影响

选择黄土高原7种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,对土壤的养分含量、微生物生物量碳、氮、磷和基础呼吸的影响进行了初步研究。结果表明,7种不同植物根际土壤与非根际土壤的养分含量、微生物生物量和基础呼吸均存在显著差异;除冷蒿的土壤微生物生物量磷以外,其他各种植物的根际土壤的养分含量、微生物生物量和基础呼吸均比非根际土壤的高;土壤有机碳、全氮与土壤微生物生物量碳、氮及基础呼吸之间均具有极显著或显著相关关系,表明了土壤微生物生物量碳、氮可以作为判断土壤肥力状况的生物学指标,同时也可为提高土壤肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

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。     

独山子区优势草本植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

以独山子区3种优势草本植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog-ECO微平板法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:3种不同植物根际与非根际土壤微生物代谢活性(AWCD)、丰富度指数Shannon(H)和均匀度指数Mc Intosh(U)均存在不同差异,且博乐蒿根际土壤微生物功能多样性均优于非根际土壤及其他两种植物;根际土壤微生物对糖类、脂类、酸类和胺类碳源物质比较敏感,非根际土壤微生物敏感于酸类、氨基酸类以及糖类碳源,根际土壤微生物对碳源的利用能力更强,且不同植物根际环境微生物碳源利用特征不同;微生物活性、丰富度指数和微生物均匀度指数与土壤pH值、SOM、AP和NO-3-N存在显著正相关(P0.05);博乐蒿根际土壤养分含量与微生物活性均较高,对环境的适应性更强,在独山子区生态环境管理与建设中可对其进行关注。     

Response of microbial activity and biomass in rhizosphere and bulk soils to increasing salinity

Background and aims

The impact of salinity on microbes has been studied extensively but little is known about the response of soil microbial activity and biomass to increasing salinity in rhizosphere compared to bulk (non-rhizosphere) soil.

Methods

Barley was grown for 5 weeks in non-saline loamy sand to which salt (NaCl) was added. The electrical conductivity in the saturated extract (ECe) was 1, 13 and 19 dS m^?1 for non-saline and two saline soils. Pots without plants were prepared in the same manner and placed next to those with plants. The water content in all pots was maintained at 75 % of water-holding capacity by weight. After 5 weeks the planted and unplanted pots were harvested to collect rhizosphere and bulk soil, respectively. The collected soil was then used for an incubation experiment. The EC levels in the pot experiment (EC1, EC13 and EC19, referred to as original) were either maintained or increased by adding NaCl to adjust the EC to 13, 19, 31 and 44 dS m^?1. CO₂ release was measured continuously for 20 days, microbial biomass C (MBC) was measured at the start and the end of the incubation experiment.

Results

In general, cumulative respiration and microbial biomass C concentration in rhizosphere and bulk soil decreased to a similar extent with increasing adjusted EC. However, compared to the treatments where the EC was maintained, the percentage decrease in cumulative respiration when the EC was increased to EC44 was smaller in rhizosphere than in bulk soil.

Conclusion

Overall, the reduction of cumulative respiration with increasing salinity did not differ between rhizophere and bulk soil. But microbes in rhizosphere soil were more tolerant to high EC than those in bulk soil which could be due to the greater substrate availability in the rhizosphere even after the soil was removed from the roots.     

苞箭竹根际土壤微生物数量与酶活性

缺苞箭竹是四川西部亚高山针叶林下层重要的优势植物种群。对缺苞箭竹根际土壤微生物数量与酶活性进行了研究。结果表明,各龄级缺苞箭竹根际土壤细菌、真菌数量显著高于非根际土,而放线菌数量无显著差异,土壤酶活性比值(R/S值)平均分别为2.36、2.08和1.08。各龄级缺苞箭竹根际土壤酸性磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶以及多酚氧化酶等酶活性均显著高于非根际土,R/S值平均分别为1.48、1.57、2.14、1.37、1.98和1.67。各龄级缺苞箭竹间相比较,根际土壤中的细菌、真菌数量及各土壤酶活性总体上表现3、5、7龄>9、11、13龄>1龄竹,而放线菌数量在各龄级之间无显著变化,即箭竹在幼龄阶段(1~5龄)随竹龄增加根际微生物数量与酶活性逐渐增加,以后随竹龄老化,根际微生物数量和酶活性逐渐降低。     

库布齐沙地两种植被恢复类型根际土壤微生物和土壤化学性质比较研究

油蒿(Artemisia ordosica)与中间锦鸡儿(Caragana intermedia)是库布齐沙地分布广泛的优良固沙植被类型,在植被恢复过程中受到关注。以库布齐沙地自然恢复的油蒿群落与人工种植的中间锦鸡儿群落为研究对象,以流动沙地为对照,采用野外调查、室内生化实验与统计分析相结合的方法,分析两种植被恢复类型根际与非根际土壤微生物、土壤化学性质的差异,研究土壤微生物与土壤化学性质间的相关关系,并运用综合指数法评价两种植被恢复类型对土壤生态系统的恢复效果,为库布齐沙地植被恢复与重建提供科学依据。主要结论如下:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型根际、非根际土壤微生物数量、微生物生物量碳、氮含量均有不同程度的提高,其中,自然恢复的油蒿群落根际土壤微生物总数、细菌数量、微生物量碳和氮含量均显著高于中间锦鸡儿根际,真菌和放线菌数量分布表现为中间锦鸡儿油蒿;(2)两种植被恢复类型根际、非根际土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效钾含量均比流动沙地有不同程度地提高,其中,油蒿根际、非根际土壤有机质、全氮、速效氮含量显著高于中间锦鸡儿;(3)影响油蒿和中间锦鸡儿群落土壤微生物数量、生物量碳和氮的土壤因子是有机质、p H值、全氮、速效氮、速效钾、速效磷,其中,对两种植被恢复类型土壤微生物数量和生物量有正向促进作用的主要因子是土壤有机质、速效钾和全氮含量;(4)运用综合指数法计算出基于14个土壤指标的土壤质量综合指数(SQI),SQI值排序为:油蒿根际中间锦鸡儿根际油蒿非根际中间锦鸡儿非根际流沙对照。自然恢复的油蒿群落对土壤质量的改良效果显著优于人工种植的中间锦鸡儿群落,是库布齐沙地生态恢复的适合途径之一。     

Responses of soil microbial community and enzymes during plant-assisted biodegradation of di-(2-ethylhexyl) phthalate and pyrene

Abstract

A pot experiment was conducted to explore the plant-assisted degradation efficiency of di-(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) and pyrene. Three plant species: Ceylon spinach, sunflower, and leaf mustard were cultivated in co-contaminated soils under three contamination levels: control (T0), 20?mg kg^?1 (T20), and 50?mg kg^?1 (T50). The results showed that a higher DEHP and pyrene degradation efficiency was observed evidently in planted cases, increasing from 42 to 53–59% (T0), 61 to 65–76% (T20) and 52 to 68–78% (T50) for DEHP, and from 22 to 30–49% (T0), 58 to 62–72% (T20), and 54 to 57–70% (T50) for pyrene. Under T20 contamination level, soil phospholipid fatty-acid analysis depicted the increased microbial biomass in rhizosphere, especially the arbuscular mycorrhizal fungus that is effective for the degradation of organic pollutants. The study also revealed that the activities of dehydrogenase, acid phosphomonoesterase, urease, and phenol oxidase negatively correlated with pollutant concentration. In general, the removal rate of DEHP and pyrene was highest in the soil planted with leaf mustard for each contamination level considered. For soils at T20 level, sunflower and leaf mustard appeared as interesting phytoremediation plants due to the improved removal rates of organic pollutants and the soil microbial activity.     

大气CO_2与吡虫啉对甘蓝土壤细菌与微生物生物量C的影响

采用田间开顶式CO2控制气室(OTC),研究了375μL/L、750μL/L两个CO2浓度和CK、LC50、LC903种吡虫啉浓度处理条件下,甘蓝根际土壤细菌与非根际土壤微生物生物量C的变化。750μL/L CO2处理对甘蓝根际细菌数量显著增加(P0.01),而在同一CO2水平下各农药处理间并无显著差异;根区土壤微生物生物量C只有在750μL/L CO2且无吡虫啉处理的条件下显著(P0.05)下降,在LC50、LC90处理的影响下并不显著。同一CO2水平下,根区土壤微生物生物量C受农药处理的影响不明显。     

硬化地表对油松和白蜡树下非根围及根围土壤微生物量碳氮的影响

硬化地表是城市化发展的重要特征,为了明确硬化地表下土壤环境的变化,以北京典型绿化树油松和白蜡为试验材料,设置透水硬化地表(PP)、不透水硬化地表(IPP)和自然地表(Ctr)3个水平的地表类型,探讨硬化地表对非根围和根围土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)的影响。结果表明,与对照(Ctr)相比,PP和IPP显著降低了油松和白蜡树下非根围土壤MBC、MBN、MBC/OC(微生物量碳/有机碳)和MBN/TN(微生物量氮/全氮)(P<0.05),并显著降低了油松树下根围土壤MBN/TN(P<0.05);PP显著降低了白蜡树下根围土壤MBN、MBC/OC、MBN/TN和油松树下根围土壤MBC(P<0.05)。硬化地表引起的土壤MBC、MBN的变化与土壤全碳、全氮、有机碳的变化显著正相关(P<0.05),MBN的变化与含水量呈显著负相关(P<0.05)。可见,硬化地表不利于土壤微生物的生长,并且在非根围土壤中表现更为明显,这种不利影响将可能进一步影响城市绿地的养分循环、树木生境和生态系统服务功能。