河西走廊春季不同盐碱土壤中微生物数量、酶活性与理化因子的关系

[目的]揭示盐碱土壤微生物量与土壤因子间的关系.[方法]选择河西走廊不同盐碱程度的11个样点在春季进行采样,研究了土壤的微生物数量、酶活和理化性质,并对其进行方差分析、简单相关分析、逐步回归分析和主成分分析.[结果]河西地区原生盐碱地、次生盐碱地与农田土在土壤理化性质和土壤微生物数量等方面均有差异;河西地区土壤较贫瘠,土壤微生物数量较低,且分布有规律性,即原生盐碱土＜次生盐碱土＜农田土;放线菌、真菌、碱性磷酸酶、脲酶和有效磷5个因子是引起土壤微生物数量、酶活性与理化因子之间相关性的主要因素.[结论]结果证实河西地区盐碱土壤中磷的循环很大程度上影响着土壤微生物数量.     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析河西走廊地区盐碱土壤微生物多样性

【目的】以甘肃省河西走廊地区的9个盐碱土壤样品(原生盐碱土、次生盐碱土、农田土)为材料,研究该地区盐碱土壤中微生物群落的多样性。【方法】提取土壤微生物总DNA,应用Illumina Mi Seq高通量测序技术进行分析。【结果】从分布在河西走廊3个流域的9个盐碱土样品中共获得325 089条微生物的16S r RNA基因序列。冗余分析和热图分析表明,原生盐碱土与次生盐碱土、原生盐碱土与农田土微生物群落构成差异较大,次生盐碱土与农田土微生物群落差异较小。土壤p H对微生物群落组成的影响最显著。多样性指数和稀释性曲线分析得出,在9个土壤样品中,S6号Shannon指数最大,S1号Shannon指数最小,S1号Simpson指数最大,S6号Simpson指数最小,说明原生盐碱土的微生物群落多样性最低,次生盐碱土的微生物群落多样性最高。盐碱土壤中主要的微生物群落包括9个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、厚壁菌门和疣微菌门。原生盐碱土和农田土中占优势的微生物群落是变形菌门,次生盐碱土中占优势的微生物群落是放线菌门。【结论】河西走廊地区盐碱土壤中微生物多样性非常丰富,存在大量的微生物类群,尤其是在次生盐碱土壤中。     

河西走廊酒泉地区盐碱土未培养放线菌多样性

采用免培养技术对河西走廊酒泉地区的原生盐碱土、次生盐碱土和农田土中的放线菌群落结构及其多样性进行分析.结果表明: 河西走廊酒泉地区原生盐碱土克隆文库分归于19个OTUs,分属于微球菌亚目、丙酸杆菌亚目、棒状杆菌亚目、弗兰克氏菌亚目、假诺卡氏菌亚目和放线菌目未知类群;次生盐碱土克隆文库分归于14个OTUs,分属于微球菌亚目、丙酸杆菌亚目和放线菌目未知类群;农田土克隆文库分归于7个OTUs,分属于微球菌亚目和棒状杆菌亚目;微球菌亚目是3种不同类型土壤中的共有种群,是原生盐碱土和农田土中的优势种群.多样性指数和稀释性曲线分析结果显示,3种不同类型土壤中放线菌种群丰富度为原生盐碱土>次生盐碱土>农田土;原生盐碱土、次生盐碱土的稀释性曲线均未趋于平稳,说明盐碱土中放线菌多样性比实际更加丰富.     

不同土地利用类型盐碱土无机磷组分及其影响因素

为探究不同土地利用类型盐碱土无机磷组分特征及其影响因素，以华北地区典型盐碱地为供试土壤，分析辣椒地、轻度盐碱玉米地、重度盐碱玉米地、向日葵地、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和裸地共8种土地利用类型土壤无机磷组分的差异特征。结果表明：盐碱土壤无机磷组分中Ca₁₀-P所占比例最高，其他磷组分含量依次表现为Ca₈-P>Al-P>O-P>Fe-P>Ca₂-P。冗余分析和相关性分析结果表明，Ca₂-P和Ca₈-P与土壤pH、电导率、钠吸附比呈显著负相关(P<0.05),与速效磷、速效氮、速效钾呈显著正相关(P<0.05),土壤理化因子共解释了36.03%无机磷组分特征。因此，盐碱土中Ca₂-P、Ca₈-P是土壤磷有效性的关键组分，且主要受到pH、电导率和钠吸附比影响。根据8种土地利用类型土壤磷组分差异和理化性质，辣椒和向日葵可分别作为轻度和重度盐碱地改良利用的首选农作物，羊草可作为盐碱地生态修复的草地物种。此外，...     

基于植物-土壤反馈的不同绿肥驯化微生物对玉米生长的影响

【背景】在农田生态系统中,土壤微生物与植物互作的机制仍不清楚。【目的】进一步加强对植物-微生物互作的认识,筛选出引起不同反馈作用的关键微生物或微生物类群。【方法】采集豆科绿肥救荒野豌豆(Vicia sativa, V)、十字花科绿肥油菜(Brassica napus, N)和荒坡土壤(remnant prairie, R)驯化的田块土壤0-20 cm作为菌剂在温室进行植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)试验。土壤菌剂的接种量为10%,即有90%理化性质一致的灭菌土壤作为背景土,同时设置灭菌土壤菌剂作为对照(CK),种植玉米。每组土壤菌剂处理均分为50 mg/kg高磷(high phosphorus,HP)和5 mg/kg低磷(low phosphorus, LP)两个磷浓度处理。玉米收获后,测定产量和植株地上部磷含量,并取土壤样品进行高通量测序,解析不同养分供给情况下微生物对作物生长的反馈效应。【结果】高磷和土壤反馈效应均促进了玉米的生长。在低磷水平下,V、N和R处理的玉米地上部生物量均高于CK处理,但N处理的玉米地上部生物量增加最多(38%),且增幅显著高...     

盐碱土壤微生物

<正>盐碱地是世界性的低产土壤,有些甚至是不毛之地。但作为一种重要的土地资源,盐渍地的改良利用成为世界性的课题,更被世人关注[1]。甘肃河西走廊地区具有丰富的光热资源,是我国著名的以商品粮生产和优质农作物育种为主的多种农产品生产基地,该区有6.67万hm2盐渍化土地。对该地区盐碱土壤中微生物种群结构、优势菌群及在土壤盐碱化过程中微生物和土壤理化因子之间的交互影响,至今没有系统研     

耐盐碱细菌DQSA1的分离鉴定及盐碱胁迫下对绿豆的促生作用

【背景】近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加剧,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。【目的】从大庆盐碱土中筛选出耐盐碱菌株,验证其促生作用,为改良大庆盐碱土壤提供微生物资源。【方法】采用筛选培养基从大庆盐碱土中获得耐盐碱促生菌,对其进行形态学观察、生理生化和16S rRNA基因鉴定,并测试菌株在盐碱胁迫下对绿豆植株和土壤细菌群落结构的影响。【结果】筛选得到一株耐盐碱促生菌DQSA1,具有固氮、产ACC脱氨酶、产铁载体、产吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)功能;通过生理生化鉴定和系统发育分析,判定该菌株为卓贝尔氏菌属(Zobellella)。在盐碱土中种植绿豆后接种菌株DQSA1,处理后的绿豆较对照相比根系鲜重、根系干重及叶绿素含量分别增加了33%、32%和79%;植株叶部可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量分别升高了10%、80%和73%;根系的脯氨酸及可溶性蛋白含量分别增加了78%和44%。对种植绿豆的土壤细菌进行高通量测序,发现菌株DQSA1可以在盐碱环境下定殖并促进根瘤菌和鞘氨醇杆菌等有益菌的生长。【结论】菌株DQSA1可以在盐碱条件下调节土壤细菌群落结构并促进植物生长,为改良盐碱土地提供了有效的微生物资源。     

黄河三角洲盐碱地花生根层土壤菌群结构多样性

花生属豆科固氮作物,具较强的抗旱耐盐性,土壤微生物在盐碱土生态系统中具有重要的生态功能。以花生平作、花生/棉花间作为对象,通过16S rRNA基因克隆文库技术分析了黄河三角洲滨海盐碱地花生旺盛生长期不同含盐量盐碱地和非盐碱地0—40cm根层非培养土壤微生物群落组成及其多样性,分析了盐碱地花生根层土壤细菌群落与非盐碱地花生根层土壤细菌群落的差异,为揭示盐碱地花生根层土壤微生物的多样性以及土地利用变化与生态环境效应间的关系奠定基础。利用免培养技术直接从土壤样品提取总DNA,针对细菌基因组16S rRNA基因的V3高变区进行PCR扩增;利用焦磷酸测序的方法对V3高变区PCR产物进行高通量测序,并对测序数据进行生物信息学分析。结果表明,(1)黄河三角洲滨海盐碱土较高含盐量土壤中根层土壤微生物种类、优势种群数量和群落功能多样性较非盐碱土壤较为丰富。(2)盐碱土花生平作或花生//棉花间作两种种植方式基本不影响二者0—40cm根层土壤微生物优势类群;不同土壤类型和种植模式下,花生和棉花根层土壤中优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria) 4种菌群,其总丰度为80%—90%。非盐碱土壤中花生根层的酸杆菌门(Acidobacteria)丰度是盐碱土壤中的3倍以上,嗜热油菌纲(Thermoleophilia)和放线菌纲(Actinomycetales)丰度远高于各种盐碱土壤花生平作和花生//棉花间作两种植模式下的花生根层土壤;非盐碱土平作花生0—40cm土层中Rubellimicrobium、Pontibacter和Lamia细菌则显著缺失。(3)土壤类型对土壤微生物菌群类型影响较大,聚类分析表明,10个土壤样本依据土壤含盐量高低和根系分布深度聚为3类,即非盐碱土壤归为1类,盐碱土壤根系密集分布层0—20cm、20—40cm各归为1类。     

藏东南森林土壤微生物群落结构与土壤酶活性随海拔梯度的变化

【目的】针对青藏高原藏东南地区色季拉山不同海拔森林土壤,探讨微生物群落与土壤酶活性之间的联系以及受控因子。【方法】利用微生物细胞膜磷脂(PLFA)方法研究土壤微生物群落结构随海拔变化情况,分析土壤葡萄糖苷酶、酚氧化酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶、脲酶和酸性磷酸酶活性以及土壤理化性质随海拔的变化趋势。【结果】土壤理化性质和生化指标随海拔增高没有显著变化,如水分含量、有机碳、全氮、碳氮比、pH、无机氮和硝态氮,土壤葡萄糖苷酶、酚氧化酶、蛋白酶、L-天冬酰胺酶和酸性磷酸酶活性等;然而,微生物丰度呈现中峰优势分布规律,细菌、真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌含量在海拔3 900 m和4 000 m处生物量显著高于低海拔和更高海拔。皮尔森相关性分析表明土壤pH是影响微生物群落结构的主要因子,但海拔梯度上的温度变化与微生物群落结构和酶活性不存在显著相关性;同时,有机碳、全氮、水溶性有机碳和水溶性有机氮和pH等理化指标与土壤酶活性显著相关。【结论】在藏东南色季拉山森林生态系统,海拔梯度对土壤微生物群落结构影响较大,土壤理化指标与生物特征对海拔梯度的响应较弱。     

长期连作农田土壤细菌群落结构和共现网络拓扑性质对土壤理化性质的响应

【目的】为探究长期连作土壤细菌群落结构和分子生态网络与土壤环境演化的关联性。【方法】本研究利用16S rRNA基因高通量测序技术,解析了湖南省浏阳市两块连作十二年农田(表现连作障碍的GD和健康的YA)土壤微生物群落组成结构和分子生态网络拓扑性质与土壤理化性质的关系。【结果】GD土壤总氮和有效磷含量显著高于YA,而土壤硝态氮和速效钾含量显著低于YA(P<0.05)。GD土壤细菌群落多样性高于YA,两地土壤细菌群落结构存在显著差异(P<0.01),且与土壤pH和有效磷含量相关。进一步分析表明,GD土壤细菌群落之间比YA具有更复杂的生态网络,主要体现在能量代谢、碳循环和氮循环功能模块。【结论】综上所述,连作会引起土壤细菌群落多样性、组成结构和生态网络变化,这可能与土壤理化性质恶化、土壤肥力下降密切相关,进而影响作物生长发育。     

盐地碱蓬内生中度嗜盐菌

植物内生菌已经成为我国微生物领域研究的热点之一[1],对植物内生细菌的研究不仅丰富了内生菌的生理类群及数量,而且探索了内生菌与植物的相互关系;同时也发现了一些新分类地位的菌株。目前,关于植物内生极端微生物的研究较少,本刊2010年第2期刊登了崔春晓、夏志洁等发表的文章"盐地碱蓬内生中度嗜盐菌的分离与系统发育多样性分析"[2],作者根据盐地碱蓬内生境高盐的特点,从中不仅     

绿洲农业不同种植方式防止土壤风蚀和保持土壤水分的比较

2001年～2002年,在河西走廊中断黑河中游,研究了不同方式对春季就地起沙、风速梯度、水分保持等方面的效应．结果表明,冬灌免耕、粮草间作和早春覆膜措施都不同程度地遏制了就地起沙,减少了土壤风蚀．早春覆膜在减少土壤风蚀量的同时,提高了土壤蓄水量,比春耕裸露农田蓄水量增加了35．6％．目前．春耕播种裸地是形成沙尘暴和浮尘的粉尘含量的主要来源之一,黑河中、上游农田耕地每年产生的粉尘输移量达4．8×10^6～6．0×10^6t,高于同区域沙漠粉尘输移量．河西走廊粉尘输移量1hm^2农田相当于1．5hm^2沙漠．     

荒漠绿洲农田垦殖过程中耕层土壤碳储量演变特征

以河西走廊中段临泽荒漠绿洲区为研究对象,通过实地调查结合遥感影像辨析确定农田的开垦年限,对比不同开垦背景的农田耕层(0～20 cm)土壤有机碳储量(SOCD)的变化特征,研究荒漠绿洲农田垦殖过程中SOCD的演变趋势.结果表明: 研究区农田耕层SOCD在2.41～32.97 t·hm^-2范围变动,平均值为17.22 t·hm^-2;盐碱地、戈壁和沙地背景农田SOCD平均值分别为19.36、16.10、15.93 t·hm^-2.随着开垦年限的增加,农田耕层SOCD呈增加趋势,但沙地和戈壁背景农田开垦20年后增加趋势放缓,盐碱地背景的农田在25年后才表现出放缓趋势;沙地、戈壁和盐碱地背景农田土壤有机碳(SOC)的固存速率分别为0.424、0.485、0.811 t·hm^-2·a^-1.SOCD与全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量呈显著正相关,而与速效钾、pH相关性不显著.综上所述,荒漠绿洲盐碱地背景农田SOC的固存速率显著高于戈壁、沙地背景农田,但开垦30年后不同背景农田SOCD仍处于较低水平,需要针对不同开垦背景对绿洲农田进行管理以提高荒漠绿洲土地利用效率和生产力.     

黄土丘陵区小流域侵蚀环境对土壤微生物量及酶活性的影响

土壤侵蚀环境直接影响土壤的特性,对土壤微生物的形成和稳定具有重要的影响。土壤微生物量推动着土壤的物质循环和能量流动,对土壤中各种环境的变化有很强的敏感性。土壤酶活性能表示土壤微生物功能的多样性,与土壤微生物量有着紧密的联系。为了探究不同侵蚀环境对土壤微生物量和酶活性的影响,以黄土丘陵区陈家坬小流域为研究区,选择5种不同侵蚀环境下0—10cm和10—20cm土层的土壤为研究对象,对土壤微生物量及其土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性进行了研究。结果表明:(1)土壤微生物量碳、氮、磷含量均表现为0—10cm大于10—20cm土层;土壤微生物量碳和磷在阴沟坡最大,在阳梁峁坡和峁顶较小,且阴沟坡和峁顶差异显著;土壤微生物量氮在阳沟坡最大,阴阳梁峁坡最小,差异性显著(P0.01)。(2)土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性均表现为0—10cm大于10—20cm土层,且在不同侵蚀环境下均表现为阴梁峁坡最大,阳梁峁坡最小。(3)相关性分析表明,土壤微生物量碳、氮、磷与土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性之间均有极显著的正相关。     

不同土地利用方式下喀斯特峰丛洼地土壤微生物群落特征

基于对喀斯特峰丛洼地6种土地利用类型(坡耕地、草丛、灌丛、人工林、次生林、原生林)的土壤微生物、养分、矿物质和植被4组变量35个指标的调查分析,研究了不同土地利用方式下土壤微生物种群数量、微生物生物量C、N、P及其分形特征,以及土壤微生物与植被、土壤养分、矿物质的关系.结果表明:不同土地利用方式下喀斯特峰丛洼地的土壤微生物种群数量及组成不同.微生物种群数量均以原生林和坡耕地最高,人工林最低;3种森林土壤的细菌比率较大,坡耕地、草丛、灌丛的放线菌比率较大,真菌的比率均很小;土壤微生物生物量C、N、P的含量均很高,其中原生林最高;土壤微生物生物量碳与土壤微生物种群数量具有良好的分形关系,而土壤微生物生物量氮、磷与种群数量不存在分形关系;土壤微生物与植被、土壤养分、土壤矿物质显著相关,其中土壤微生物生物量碳与乔木层的Shannon指数、土壤速效氮、Fe₂O₃、CaO含量显著相关.     

黄土高原纸坊沟流域不同植物对土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响

为了解不同植被类型对土壤微生物生物量和土壤酶活性的影响,以黄土高原纸坊沟流域的9种植物为研究对象,选取撂荒地为参照,分析了各类植被植物根际土土壤微生物生物量、土壤酶活性及其与土壤理化因子的相关性.结果显示:(1)与撂荒地相比,经过植被恢复后,乔木和灌木植被下土壤肥力、微生物生物量和土壤酶活性均有所提高,而草本植被下土壤的碱解氮含量、微生物生物量磷、脲酶活性和过氧化氢酶活性却有所降低.(2)不同植被类型土壤微生物生物量碳和氮、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性符合灌木＞乔木＞草本的规律;土壤微生物生物量磷、脲酶和过氧化氢酶活性符合乔木＞灌木＞草本的规律.(3)土壤微生物生物量碳、氮、磷与土壤有机质、全氮及全磷含量呈极显著正相关;4种土壤酶活性与土壤有机质、全氮及碱解氮含量呈极显著正相关.研究表明,黄土高原纸坊沟流域土壤微生物生物量和土壤酶活性受植被类型及土壤养分等因素的共同影响,且人工灌木植被对土壤的恢复作用高于乔木和草本植被.