Biolog-ECO解析长裙竹荪栽培种覆土层土壤微生物群落功能多样性特征

为了解不同基质培育长裙竹荪栽培种覆土层土壤微生物群落功能多样性特点,运用Biolog-ECO技术,分析了以生橡胶木屑和熟橡胶木屑为基质的覆土层土壤微生物群落功能多样性。结果表明:覆土层土壤微生物平均吸光值(AWCD)总体变化趋势和对六大类碳源的利用情况均为生料组大于熟料组和对照组,且熟料组和对照组基本一致;生料组Mc Intosh指数与熟料组、对照组间显著差异,但3组之间的Shannon指数(H')、Simpson指数(D)和Pielou指数(E)的差异均不显著。熟料作为培育长裙竹荪栽培种的基质加入,既增强了覆土层土壤的通透性,又为长裙竹荪菌丝的生长繁殖提供了丰富的营养和良好的土壤微环境,更有利于长裙竹荪栽培种菌丝的生长和繁殖,对长裙竹荪栽培种的培育质量具有重要的作用。     

假臭草入侵对土壤养分与微生物群落功能多样性的影响

假臭草(Praxelis clematidea)是华南地区的主要外来入侵杂草之一,已对当地的生物多样性、农业生产和生态安全造成严重威胁。采用野外样方法研究了假臭草入侵(入侵年限4~5年)对土壤养分、土壤微生物生物量、土壤酶活性以及土壤微生物群落代谢活性、碳源利用特征与功能多样性的影响。结果表明,与土著灌木丛对照区相比,假臭草入侵使土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量显著降低,全磷、速效磷含量的变化不明显,但全钾含量显著上升;土壤微生物生物量碳、氮、磷显著下降;土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性亦显著降低,但土壤纤维素酶活性显著增加;假臭草入侵显著降低土壤微生物群落的功能多样性,平均孔颜色变化率(AWCD)、碳水化合物和羧酸类碳源的利用率以及土壤微生物群落的Mc Intosh指数(U)、丰富度指数(S)显著下降,Pielou均匀度指数(E)则显著上升,但两处理间的Shannon指数(H)、Simpson优势度指数(Ds)的差异不明显。这说明假臭草入侵造成土壤养分的大量损耗,土壤酶活性与土壤微生物群落功能多样性降低,土壤质量下降。     

外来物种刺槐对土壤微生物功能多样性的影响

以延河流域不同植被区内人工刺槐(Robinia pseudoacacia)群落和乡土植物群落的土壤微生物为研究对象,利用Biolog微平板技术对土壤微生物功能多样性进行测定,分析人工引种刺槐在不同环境梯度(3个植被区)下对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:刺槐对不同环境梯度下的土壤微生物的影响明显不同。从草原区到森林区,刺槐林之间土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)和土壤微生物功能多样性指数均没有显著变化;但与乡土植物群落比较,草原区、森林草原区和森林区土壤AWCD分别表现为刺槐乡土植物、刺槐乡土植物、刺槐乡土植物;在草原区和森林草原区刺槐林土壤微生物群落的群落丰富度指数(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)、Mc Intosh指数(U)均大于乡土植物,森林区刺槐林群落丰富度指数(S)、Shannon指数(H)、Simpson指数(D)均小于乡土植物;刺槐林和乡土植物群落下土壤微生物碳源利用存在差异,主要体现在对糖类、氨基酸类的利用上。PCA分析显示主成分1贡献较大的碳源有24种,在主成分分离中起主要贡献作用的是糖类、氨基酸类和羧酸类。土壤碳氮含量能影响土壤微生物功能多样性指数,土壤含水量和温湿度能够影响碳源的利用类型。刺槐对土壤微生物功能多样性的影响存在区域差异,在评价刺槐对土壤生态过程与功能的影响时必须要考虑这种空间差异性。     

海南岛不同林龄的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化, 通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5-8年)、中龄林(林龄15-20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明: (1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地; (2) Shannon-Wiener指数(H′), McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大, 不同林龄林地间的H′差异显著, 幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异; (3)主成分分析结果表明, 在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高, 这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。     

Functional diversity of soil microorganisms in Casuarina equisetifolia woodlands of different stand ages in Hainan Island

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化, 通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5-8年)、中龄林(林龄15-20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明: (1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地; (2) Shannon-Wiener指数(H′), McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大, 不同林龄林地间的H′差异显著, 幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异; (3)主成分分析结果表明, 在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高, 这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。     

黑河下游额济纳绿洲植物群落物种多样性的空间异质性

采用地统计学方法研究了黑河下游额济纳绿洲物种多样性的空间异质性.结果表明:Margalef丰富度指数(Ma)、Shannon多样性指数(H')、Simpson多样性指数(Ds)和Pielou均匀度指数(J')均服从正态分布,变异系数(CV)为55.8%～67.8%,均属中等变异;Ma和H'符合指数模型,Ds和J'符合球体模型;H'的空间变异程度最高,其次是Ma和J',Ds最小;在变程范围内,各物种多样性指数空间变异的结构性因子占主导地位,所占比例为81.1%～93.0%.各多样性指数沿河流方向的格局变化明显,绿洲核心区达来呼布镇(42°N,101°E)附近为显著高值区,在100°—101°E和102°—102°30'E的带状范围内呈明显的低值区,主要包括东、西戈壁及巴丹吉林沙漠腹地.     

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。     

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林土壤微生物群落特征的影响

为了探讨氮磷添加对土壤微生物特点的影响,选择安徽省池州仙寓山常绿阔叶老龄林,设定了4个水平的氮磷添加试验,即对照(CK,0 kg N/hm~2)、低氮(LN,50 kg N/hm~2)、高氮(HN,100 kg N/hm~2)、高氮+磷(HN+P,100 kg N/hm~2+50 kg P/hm~2)。利用氯仿熏蒸法和Biolog微平板技术,分析不同水平氮磷添加对不同土层(0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm)土壤微生物生物量C(MBC)、N(MBN)和微生物群落功能多样性的影响。结果表明:MBC、MBN随土层加深而降低,且差异性极显著,MBC与MBC/MBN比在氮磷添加后均表现出显著性差异;土壤微生物群落的代谢活性随土层加深而降低,HN与LN处理的土壤微生物活性最高;Mc Intosh、Shannon和Simpson多样性指数在不同土层和不同N、P添加水平上都存在差异,表层土壤微生物多样性指数差异性较为显著。土壤微生物对羧酸类、氨基酸类和碳水类碳源利用率最高;主成分分析显示不同土层的土壤微生物碳源利用上有明显的变化,表层土壤微生物碳源利用在不同N、P添加水平上有明显的空间变异性,其他土层分布较为集中,空间差异性主要表现在对碳水类与羧酸类碳源的利用上。土层与氮、磷添加剂量对土壤微生物生物量C、N及功能多样性都有显著影响,其中高氮处理对表层土壤微生物影响最大。     

毛竹林下套种大球盖菇对中小型土壤动物群落特征的影响

为了解毛竹林下套种大球盖菇对中小型土壤动物群落特征的影响,以套种大球盖菇不同年限(0、1、2和3 a)的毛竹林为研究对象,采用Tullgren干漏斗法和Baermann湿漏斗法对土壤中小型动物群落组成及分布进行调查。试验共捕获中小型土壤动物89511只,隶属于8纲13类。土壤动物类群数和密度均随种植年限的增加呈先升高后降低趋势,以种植1 a最高(P<0.05)。各处理土壤动物类群数和密度均随土层加深而逐渐减少,呈现表聚性特征。Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和密度-类群指数均随着种植年限的增加呈先升高后降低趋势,且均以种植1 a最高,而Simpson优势度指数呈先降低后升高趋势,种植1 a显著低于其他处理(P<0.05)。种植0和3 a、2和3 a的相似性指数为中等相似,其余各处理间的相似性指数均为极相似。综上表明,毛竹林下套种大球盖菇对中小型土壤动物群落结构具有明显影响,种植1 a后毛竹林地具有更高的土壤动物类群数、密度和多样性。随着种植时间的延长,中小型土壤动物的数量逐渐恢复到种植前水平,但群落组成可能发生改变。     

煤矸山复垦林地和草地土壤微生物多样性和群落组成的差异及其影响因素

以山西省长治市潞安矿区煤矸山复垦多年的林地和草地为对象,采用磷脂脂肪酸法(phospholipid fatty acid,PLFA)研究2种复垦样地0~10和10~20 cm土层土壤微生物多样性和群落组成状况以及土壤环境因子对微生物群落组成的影响。结果表明:(1)草地0~10和10~20 cm土层土壤微生物丰富度指数(S)、Shannon指数(H)均大于林地(P0.05),但2种样地Pielou均匀度指数(E)无显著差异。(2)林地在0~10和10~20 cm土层土壤微生物总PLFAs含量、真菌PLFAs含量、放线菌PLFAs含量、革兰氏阳性菌PLFAs含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌、真菌/细菌均高于草地(P0.05);但细菌PLFAs含量和革兰氏阴性菌PLFAs含量在2土层中表现不同,林地0~10 cm土层高于草地(P0.05),10~20 cm土层则低于草地。(3)主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受复垦类型的显著影响。冗余分析表明,土壤理化性质对微生物PLFAs含量产生影响,其中土壤有效磷(AP)、pH值和阳离子交换量(CEC)是影响微生物群落组成的主要因子,并且AP和CEC与土壤微生物PLFAs含量呈正相关,pH值与之呈负相关。     

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.     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素.研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平.平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H')均极显著低于坡地.西坡土壤微生物AWCD值和H'高于南坡,但AWCD和H'与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性.坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力.火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异己不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关.     

油松和蒙古栎混交对土壤微生物群落功能多样性的影响

土壤微生物是陆地生态系统中维持土壤生产力的重要组分。因此,深入了解不同环境中土壤微生物群落功能多样性的作用,对于整个生态系统的研究具有重要意义。为了探讨油松(Pinus tabuliformis Carr.)、蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.)混交林造林模式对土壤微生物群落功能多样性的影响,运用Biolog-Eco技术,对辽宁省建平县油松人工纯林(YC)、无植物种植土壤(NP)以及油松-蒙古栎人工混交林(YM)土壤微生物代谢功能多样性进行研究,探讨不同类型林分对土壤微生物群落的影响。结果显示:不同类型林分的土壤微生物群落代谢活性差异显著,总碳源的利用能力(AWCD)的顺序为:YMYCNP。不同类型林分的土壤微生物对六大碳源的利用率存在差异,YM对L-天门冬酰胺、L-苯基丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、吐温40、D-半乳糖酸-γ-内脂、苯乙胺、D-葡萄糖胺酸、4-羟基苯甲酸、γ-羟基丁酸的利用能力显著高于YC(P0.05),YC又显著高于NP。主成分分析显示,糖类和氨基酸类碳源是影响微生物活性的重要碳源。3种林分类型土壤微生物Shannon指数无明显差异,物种Mc Intosh指数依次为YMYCNP,Simpson指数YM和YC无明显差异,二者均显著高于NP。结果表明,油松-蒙古栎混交林可以显著提高土壤微生物的活性。     

内蒙古西部自然植被的物种多样性及其影响因素

为深入认识干旱半干旱地区生物多样性的形成机制,本文基于2012–2015年对内蒙古西部的温带草原、温带灌丛、草甸和荒漠4种植被型调查获取的74个样地数据,对比了不同植被型的物种多样性差异,分析了不同环境因子对内蒙古西部自然植被物种多样性的影响。结果表明:(1)综合Simpson指数、Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数分析,内蒙古西部温带草原和草甸的物种多样性相近,在4种植被型中最高,荒漠的物种多样性最低。(2)Pearson相关分析结果表明,气候因子中,年均温、年降水量、潜在蒸散量和最冷月均温对群落物种多样性均具有显著影响,其中Patrick丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均与年均温、潜在蒸散量呈显著的负相关关系,前两者还与年降水量呈显著的正相关关系,各气候因子对Pielou均匀度指数的影响均不显著。(3)土壤化学性质中的土壤p H值、有机碳和全氮含量均对物种多样性有显著影响。(4)多元回归分析发现,潜在蒸散量和土壤有机碳含量是影响Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener指数的主导因子,而Simpson指数的主导因子仅为土壤有机碳含量,Pielou均匀度指数的主导因子为土壤全氮含量。     

有机肥防治生姜青枯病及其RAPD分析

利用随机扩增多态性技术研究生姜连作地、施加有机肥后的生姜连作地及新开地中土壤微生物多样性与生姜青枯病的关系,结果发现,连作地的青枯病发病率为100％、新开地没有发病,而施加有机肥的连作地生姜青枯病发病率降至37．64％。发现施加有机肥连作地的真菌、放线菌数量增加。多样性指数分析发现Shannon指数、Simpson指数等均显著增加。随机扩增条带出现连作地的条带丰富度较少、新开地的条带最多、施加有机肥连作地的RAPD条带明显多于连作地,接近新开地,并出现了一些连作地没有的特异条带。这些结果表明,施加有机肥可以改善土壤微生物群落结构,提高微生物多样性,从而抑制病害发生。     

两种镉积累型小麦根际微生物群落结构及功能多样性

为探究不同积累型小麦品种对根际微生物群落结构及功能多样性的影响,以镉低积累型小麦济麦22和镉高积累型小麦冀5265为研究材料,采用分离培养法和Biolog-Eco微平板法分析根际细菌数量、可培养优势群落结构以及微生物群落功能多样性。结果表明：污染土壤济麦22根际总细菌数量和抗Cd细菌数量均显著高于冀5265,而非污染土壤中两品种间无差异。污染土济麦22根际发现较多产脲酶和高镉抗性菌株(200 mg/L)。污染土济麦22根际优势菌多为Arthrobacter sp.和Bacillus sp.,冀5265根际优势菌主要为Streptomyces sp.;非污染土济麦22与冀5265根际优势菌群相似,均以Bacillus sp.为主。Biolog试验结果表明,两个小麦品种根际微生物群落对碳源的利用能力存在差异,济麦22根际微生物AWCD值、Mc Intosh指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数在污染土和无污染土中均显著高于冀5265。因此,污染土壤中不同积累型小麦品种根际微生物群落结构及功能多样性均存在差异,该研究结果对于揭示高低积累型小麦根际微生物机制提供了重要参考依...     

套种益智对橡胶林土壤水源涵养功能的影响

橡胶(Hevea brasiliensis)农林复合系统被认为可有效改善生态系统功能,但目前关于橡胶农林复合系统对土壤水源涵养功能影响的研究极少。本研究以海南中部山区橡胶益智(Alpinia oxyphylla)复合系统为对象,采用结构方程模型分析橡胶林中套种益智对土壤水源涵养功能的直接和间接影响因素。结果表明:与纯橡胶林相比,橡胶益智复合系统土壤水源涵养功能指数增加了1.09倍,土壤水源涵养功能增加明显(P0.05)。益智套种后凋落物量和细根生物量增加是橡胶林土壤容重和团聚体稳定性变化的重要原因。土壤容重、土壤团聚体稳定性和凋落物量可解释土壤水源涵养功能变量的91%,三者均可直接影响土壤水源涵养,土壤容重和凋落物量还可间接影响土壤入渗而改变土壤水源涵养功能。橡胶林套种细根生物量和凋落物丰富的农作物可以改善橡胶林土壤水源涵养,增强橡胶林的水土保持效应。     

人参种植对林地土壤细菌群落结构和代谢功能的影响

揭示人参种植对土壤微生物群落结构和代谢功能的影响,对防治人参连作障碍具有重要的理论意义。利用高通量测序技术研究了林地和由林地开垦耕种人参3a和4a后土壤微生物群落结构和代谢功能的变化。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、绿弯菌门(Chloroflexi)是林地和人参种植土壤微生物的主要优势类群。林地开垦种植人参后,土壤放线菌门和疣微菌门的相对丰度显著增加,土壤酸杆菌门的相对丰度显著降低;而土壤微生物多样性指数明显降低。除趋势对应分析(DCA)显示不同种植a限人参的土壤微生物群落结构存在明显差异。Tax4Fun功能预测表明,人参种植后土壤微生物的萜类化合物和聚酮类化合物代谢与信号转导功能的相对丰度显著降低,而膜转运功能的相对丰度增加。典范对应分析(CCA)和Partial Mantel Test分析表明,土壤速效钾、全钾含量和土壤pH值是影响土壤微生物群落结构的重要因子。因此,林地开垦种植人参对土壤微生物群落结构、多样性以及代谢功能产生了显著影响,土壤速效钾、全钾含量和pH值是影响土壤微生物群落结构的重要因素。     

应用RAPD分析技术研究生姜青枯病的土壤防治

利用随机扩增多态性技术(RAPD)研究生姜连作地、施加有机肥后的生姜连作地及新开地中土壤微生物多样性与生姜青枯病的关系, 结果发现, 连作地的青枯病发病率为100%, 新开地没有发病, 而施加有机肥的连作地生姜青枯病发病率降至37%。发现施加有机肥连作地的真菌、放线菌数量增加, 平板上不同菌落形态的真菌、细菌、放线菌增加明显。多样性指数分析发现Shannon指数、Simpson指数等均显著增加。随机扩增条带出现连作地的条带丰富度较少、新开地的条带最多、施加有机肥连作地的RAPD条带明显多于连作地, 接近新开地, 并出现了一些连作地没有的特异条带。结果表明, 施加有机肥可以改善土壤微生物群落结构。     

云南橡胶林林下植物群落物种多样性

基于云南49个橡胶(Hevea brasiliensis)林样方(10 m×10 m)的植物调查数据,应用物种丰富度(S)、Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、Srensen指数(Cs)和RDA排序等方法,分析了林下植物物种组成、物种多样性、林分相似性以及环境影响因素。结果表明:云南橡胶林林下维管束植物共有102科274属387种,其中最常见的为飞机草(Eupatorium odoratum)、弓果黍(Cyrtococcum patens)、两耳草(Paspalum conjugatum)和地桃花(Urena lobata)等。西双版纳地区橡胶林林下植物物种丰富度、Shannon指数和Simpson指数较高,而红河地区较低;8~10龄橡胶林的Shannon指数和Simpson指数显著低于其他林龄橡胶林;物种丰富度、Shannon指数和Simpson指数在500~700 m海拔最高;多样性在25°坡度较高,在2°~15°坡度较低。红河、版纳、普洱、临沧和德宏橡胶林的物种组成存在一定相似性,其中临沧同普洱间的相似性系数高达0.47。环境因子中的气温、降水量、海拔等7个因素对优势种分布的解释量仅为20.23%。