刺参养殖池塘水体微生物群落功能多样性的季节变化

利用Biolog技术和冗余分析(RDA)方法对刺参养殖池塘水体微生物群落功能多样性的季节变化及其与环境因子间的关系进行研究.结果表明： 刺参池塘水体微生物对碳源总量和单类碳源的利用均具有显著的季节变化,总体表现为夏季最高、冬季最低,其利用比例较高的碳源类型为聚合物.主成分分析表明,刺参池塘水体微生物群落碳代谢方式具有显著的季节变化,其中,与主成分1显著相关的碳源主要有10种,分别属于聚合物、糖类、羧酸、氨基酸和胺.刺参池塘水体微生物碳代谢多样性指数Shannon、McIntosh、Simpson和S E均匀度均存在显著的季节变化,但不同指数之间的变化有较大差异.RDA分析表明,TP、NO₃^--N、TN和PO₄^3--P是影响刺参池塘水体微生物群落功能多样性季节变化的主要因素.     

辽西北风沙区典型人工防护林土壤微生物群落功能特征

运用Biolog-Eco技术对辽西北风沙区樟子松人工林、油松人工林、杨树人工林的土壤微生物群落功能特征进行研究,同时测定土壤化学特性,探究该地区不同树种人工防护林土壤微生物群落的代谢活性和功能特征及其与土壤化学特性的相关性。结果表明,与樟子松和油松人工林相比,杨树人工林能显著提高土壤pH、土壤可溶性有机碳和速效磷含量,降低土壤C/N。该地区不同人工防护林的土壤微生物群落代谢活性差异显著,对碳源的利用能力(AWCD)依次为杨树人工林樟子松人工林油松人工林,杨树人工林土壤微生物的Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数分别为3.27、0.96和8.13,均显著高于樟子松和油松人工林(P0.05)。不同人工防护林土壤微生物对六大碳源的利用存在差异,其中杨树人工林对六大碳源的利用率均显著高于樟子松和油松人工林(P0.05)。主成分分析和聚类分析表明,针叶树种(油松和樟子松)和阔叶树种(杨树)人工林下的土壤微生物分属两个不同的功能类群,起分异作用的碳源主要包括丙酮酸甲酯、i-赤藓糖醇、2-羟基苯甲酸。土壤pH、可溶性有机碳、C/N、速效磷是影响微生物群落AWCD值、Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数的主要因素。综上所述,该地区杨树人工林土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性都优于油松人工林和樟子松人工林,应保持杨树人工林种植。     

芽孢杆菌制剂对养殖前期罗非鱼池塘微生物群落代谢功能的影响

采用BiologECO微平板法检测了4口养殖前期投放或不投放芽孢杆菌制剂的罗非鱼池塘水体及底泥微生物群落代谢功能的变化情况,研究芽孢杆菌制剂对养殖前期罗非鱼池塘微生物群落代谢功能的影响。结果表明:芽孢杆菌制剂对底泥微生物群落的代谢活性、功能多样性及6大类碳源的利用有明显的促进作用,而对水体微生物群落代谢活性和功能多样性的影响不明显,但促进了水体微生物对6大类碳源的利用。研究结果证实,在养殖前期投放芽孢杆菌制剂有利于改善罗非鱼养殖池塘微生物群落的代谢功能,主要体现在提高底泥微生物群落的代谢功能上。     

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.     

内蒙古贝加尔针茅草原不同利用方式土壤微生物功能多样性

基于Biolog-ECO技术,研究了贝加尔针茅草原在自由放牧、刈割和围封3种不同利用方式下土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:不同的利用方式能显著改变土壤微生物群落代谢活性,反映微生物活性的平均颜色变化率表现为围封>自由放牧>刈割,围封时土壤微生物群落代谢活性最高;不同的利用方式改变了土壤微生物群落多样性指数,自由放牧土壤微生物群落丰富度指数、均匀度指数和优势度指数均最高,围封次之,刈割最低。主成分分析结果表明:在自由放牧和刈割2种利用方式下土壤微生物群落碳源利用模式及代谢功能相似,而围封土壤微生物群落具有不同的碳源利用模式和代谢功能;糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物为土壤微生物利用的主要碳源。不同的利用方式改变了贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性。     

黄土高原石油污染土壤微生物群落结构及其代谢特征

针对污染胁迫下土壤微生物群落变化和代谢变异等问题,基于平板稀释法和Biolog微平板分析方法,研究了陕北黄土高原石油污染土壤微生物群落结构、代谢特征及其功能多样性。结果表明,不同类群的土壤微生物对石油污染胁迫的响应不同,污染土壤细菌和真菌数量高出清洁土壤1个数量级,而污染土壤的放线菌数量极显著减少(P0.01);污染土壤和清洁土壤微生物对糖类和多聚物类碳源较易利用,污染土壤微生物总体上代谢碳源的种类和活性均低于清洁土壤。微生物群落主成分分析(PCA)表明,石油污染土壤和清洁土壤的微生物群落存在显著差异(P0.01),起分异作用的碳源主要为糖类,其次是羧酸类和氨基酸类;随着土壤石油含量增加,典型变量值变异(离散)增大,土壤微生物群落结构稳定性降低。微生物群落多样性分析表明,Shannon丰富度指数(H)、McIntosh均一度指数(U)和Simpson优势度指数(1/D)均达到极显著差异(P0.01),污染土壤微生物群落H和U低于清洁土壤,但是一定浓度的石油污染可以刺激土壤微生物群落中优势种群的生长,1/D增高。研究结果为陕北黄土高原石油污染区土壤微生物修复提供理论基础。     

EG03菌剂对辣椒青枯病的防治效果及对根围土壤微生物群落的影响

EG03菌剂由多种抗青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)的拮抗细菌复配而成,田间施用能有效防治辣椒青枯病,平均防效达85.8%.采用稀释平板法、最大或然数(MPN)法以及Biolog微孔板培养系统研究了EG03菌剂对田间辣椒根围土壤微生物群落特征的影响.结果表明:EG03菌剂对根围土壤微生物群落的影响随时间变化而不同,施用后不同程度提高了真菌和芽孢杆菌的数量,并显著增加了自生固氮细菌的数量.根围土壤微生物群落平板每孔颜色平均变化率(AWCD)的变化随培养时间呈现典型的"S"型曲线,辣椒生长后期根围土壤AWCD值高于前期.6类碳源利用分析表明,EG03菌剂的施用在短期内会降低根围土壤微生物的碳源利用率,辣椒生长后期根围土壤中以糖类物质作为碳源的微生物占主导地位.微生物多样性指数分析发现,EG03菌剂施用前期会不同程度降低根围土壤微生物各项多样性指数,但施用后期会提高各项多样性指数,尤其在Simpson指数和McIntosh均匀度两项指标上差异显著.     

生物有机肥对板栗土壤微生物群落代谢活性的影响

2011年在陕西省柞水县下梁镇沙坪村板栗园,设置对照、施用复合肥和施用生物有机肥3个处理,于板栗收获期采集土壤样品,并运用Biolog方法研究了生物有机肥对土壤微生物群落代谢能力的影响.结果表明:生物有机肥处理的微生物群落碳源利用率(AWCD)、Shannon均匀度、丰富度指数和McIntosh指数均显著高于对照和复合肥处理;与对照相比,施用生物有机肥处理的土壤微生物对糖类和多聚物类碳源的利用能力增强,而施用复合肥处理对各类碳源的利用能力均较弱.主成分分析表明,不同施肥处理的土壤微生物群落明显不同,起分异作用的碳源主要为糖类和氨基酸类.     

凋落物对土壤有机碳与微生物功能多样性的影响

森林凋落物是影响土壤微生物群落和有机碳含量的重要因素,但其作用的程度和机制尚不清楚,研究该问题对于分析森林生态系统碳循环和资源管理具有重要意义。研究凋落物去除与添加处理下土壤有机碳含量与土壤微生物对碳源利用的差异,明确凋落物去除与添加对土壤微生物群落代谢功能及其多样性的影响,探究不同处理下SOC含量变化的土壤微生物群落代谢机理。选取承德市雾灵山1405-1435 m海拔范围内核桃楸-蒙古栎混交林的表层土壤,采用室内培养结合Biolog-ECO方法,测定了培养第21天的土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）含量及微生物群落的AWCD值、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、McIntosh均匀度指数、Pielou丰富度指数,分析培养期内凋落物的不同处理下SOC含量与微生物功能多样性的变化特征。结果表明：1）不同凋落物处理对SOC含量与土壤微生物群落多样性具有显著影响（P<0.05）,DL > HL > NL > CK;2）不同凋落物处理下土壤微生物群落代谢活性和土壤微生物对碳源的利用程度具有显著差异（P<0.05）,碳水化合物类和氨基酸类是土壤微生物的主要碳源;3）不同处理的SOC含量与土壤微生物多样性具有正相关关系。双倍凋落物添加在短期内对土壤微生物多样性影响难以达到显著水平且在一定程度上对土壤微生物的代谢活性具有抑制作用,土壤微生物群落功能多样性对SOC含量具有重要影响。     

不同海拔红松林土壤微生物功能多样性

为全面了解红松林土壤微生物碳源利用特点,以长白山海拔700～1100 m红松林0～5和5～10 cm表土为研究对象,采用Biolog微平板法,分析了土壤微生物功能多样性沿海拔的垂直分布特征和变化规律.结果表明: 不同海拔红松林土壤微生物功能多样性差异显著,平均每孔颜色变化率（AWCD）随培养时间延长而增加,同一深度土层的AWCD值随海拔升高而降低;Shannon、Simpson和McIntosh多样性指数也随海拔升高呈现下降趋势,且不同海拔间3个多样性指数差异显著;物种多样性和功能多样性表现出相同的变化规律.土壤微生物对6大类碳源利用强度存在差异,各海拔土壤微生物对氨基酸类碳源利用率最高,为优势碳源;主成分分析表明,不同海拔土壤微生物在碳源利用上有明显的空间分异,土壤微生物功能多样性垂直地带性差异主要体现在对碳水类、氨基酸类和羧酸类碳源的利用上,其中碳水类尤为突出.对不同海拔土壤微生物群落功能多样性聚类分析表明,样地植被组成会对土壤微生物组成和功能活性产生重要影响.     

刺参池塘底质微生物群落功能多样性的季节变化

利用BIOLOG技术和冗余分析(Redundancy analysis,RDA)方法对刺参(Apostichopus japonicus)养殖池塘底质环境(底泥、附着基)微生物群落功能多样性的季节变化及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明:(1)刺参池塘底泥和附着基微生物对碳源总量和单类碳源的利用均具有显著的季节变化,总体表现为春、夏、秋季节高于冬季,其中,底泥微生物利用比例较高的碳源类型为聚合物、糖类、羧酸和氨基酸,附着基微生物利用比例较高的碳源类型为聚合物、糖类、氨基酸和胺。(2)主成分分析表明,刺参池塘底泥和附着基微生物碳代谢方式均具有显著的季节变化。底泥中,与主成分显著相关的碳源有18种,其中与主成分1显著相关的主要是糖类、羧酸和氨基酸,与主成分2显著相关的主要是聚合物和糖类;附着基中,与主成分显著相关的碳源有22种,其中与主成分1显著相关的主要是聚合物、糖类、羧酸和氨基酸,与主成分2显著相关的是羧酸。(3)刺参池塘底泥和附着基微生物多样性指数Shannon、McIntosh、Simpson和S-E均匀度均存在显著的季节变化,但不同指数之间的变化有较大差异。(4)RDA分析表明,TP、NO3-N和PO4-P是影响底泥微生物功能多样性季节变化的主要因素,SOM、NO3-N和TN是影响附着基微生物功能多样性季节变化的主要因素。结论认为,刺参池塘底泥和附着基微生物功能多样性具有显著的不同的季节变化,这些变化与环境因子具有很好的相关性。     

长期不同施肥对稻田土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性对土壤管理具有重要指示作用,施肥措施对土壤微生物群落功能多样性产生重要的影响,从而影响土壤有机质的含量,引起土地碳贮量变化,进而影响到陆地生态系统的碳汇.以位于湖南省桃江县国家级稻田肥力长期定位试验点的土样为研究对象,采用BIOLOG测试板对不同施肥处理下土壤微生物功能多样性进行了研究.研究结果显示,土壤微生物的碳源利用率因长期不同的施肥处理而发生分异.Shannon和Simpson指数的结果显示所有施肥处理均有利于维持微生物群落多样性,但秸秆还田和习惯施肥使群落均匀度(McIntosh指数)降低.主成分分析表明,试验点土壤微生物群落利用的主要碳源为氨基酸类和糖类,但不同施肥处理碳源利用类型有差异.结果可以得出,不同的施肥对土壤微生物功能多样性产生了不同影响,从而影响土壤有机质中碳、氮含量.这些信息可以为深入研究施肥对全球碳氮循环以及全球气候变迁提供依据.     

亚热带森林土壤微生物生物量及群落功能特征的城乡梯度变化

土壤微生物在土壤养分循环以及生物地球化学循环中起着重要作用,土壤微生物对环境变化响应灵敏。为研究城乡梯度环境变化对亚热带森林土壤微生物的影响,本研究选取合肥市大蜀山国家森林公园(城市林)、紫蓬山国家森林公园(远郊林)、六安市万佛山(乡村自然林)为样地,分析比较其微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)及微生物群落功能多样性的城乡梯度差异。结果显示: 土壤MBC表现为乡村自然林(115.07 mg·kg^-1)>远郊林(101.68 mg·kg^-1)>城市林(82.73 mg·kg^-1);土壤MBN表现为乡村自然林(57.73 mg·kg^-1)>城市林(31.57 mg·kg^-1)>远郊林(29.01 mg·kg^-1);土壤微生物碳源代谢活性(AWCD)﹑均匀度指数(U)表现为乡村自然林>远郊林>城市林;城乡森林土壤微生物群落利用的主要碳源为羧酸类、氨基酸类、碳水类,其对多胺类、多酚类碳源的利用能力较弱;土壤微生物对氨基酸类、羧酸类、多聚物类及多酚类碳源的代谢能力具体表现为乡村自然林>远郊林>城市林,土壤微生物群落功能特征在城乡环境梯度上存在明显空间分异,其中吐温80、β-甲基-D-葡萄糖苷是影响城乡环境土壤微生物群落空间分异的特征碳源。相关性分析表明,土壤pH与微生物McIntosh指数、AWCD值呈显著正相关,铵态氮(NH₄⁺-N)与微生物Shannon多样性指数、AWCD值呈显著正相关,微生物Simpson指数与土壤硝态氮(NO₃^--N)呈显著负相关,土壤pH、NH₄⁺-N、NO₃^--N是影响微生物群落多样性指数的主要因素。研究表明,在城乡环境梯度下森林土壤微生物群落特征存在显著差异,城市林土壤微生物群落代谢潜力和功能多样性均弱于自然林。     

小麦和大豆茬口对黄瓜土壤微生物生态特征的影响

采用常规稀释平板法和BIOLOG ECO微平板反应系统,研究了小麦和大豆茬口对黄瓜土壤微生物生态特征的影响.结果表明,两种茬口均显著提高了黄瓜土壤微生物真菌、细菌和放线菌的数量,显著降低了尖孢镰刀菌黄瓜专化型的数量(P<0.05);显著提高了土壤微生物群落的Shannon-Wiener指数、均匀度指数、Simpson指数和McIntosh指数(P<0.05)、以及土壤微生物生物量碳,降低了土壤基础呼吸和代谢商(P<0.05),改变了土壤微生物对单一碳源的利用能力.此外,两种茬口还显著提高了土壤中速效磷和速效钾含量,以及黄瓜产量.说明小麦和大豆茬口改善了土壤微生态环境.     

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。     

武夷山国家自然保护区不同植被类型土壤微生物群落特征

运用BIOLOG微平板技术,对武夷山国家自然保护区不同植被类型土壤微生物群落结构和代谢功能多样性进行研究,探讨不同植被类型对土壤微生物群落的影响.结果表明: 不论是土壤理化性质、酶活性,还是反映土壤微生物代谢功能多样性的平均颜色变化率(AWCD),青冈林和米槠林代表的天然林均明显优于马尾松林和杉木林代表的人工林,荒地最差.AWCD随着培养时间的延长而逐渐增加,但不同植被类型土壤AWCD值具有较大差异.碳水化合物和羧酸类碳源是各植被类型土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类,胺类碳源的利用率最小.土壤微生物Simpson指数、Shannon指数、丰富度指数和McIntosh指数也呈现天然林高于人工林的趋势.主成分分析表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1、主成分2分别能解释变量方差的56.3%和30.2%,不同植被类型土壤微生物碳源利用特征出现分异,在主成分分离中起主要贡献作用的是胺类和氨基酸类碳源.研究结果可为进一步探讨植被多样性与土壤微生物多样性之间的关系奠定基础.     

澳大利亚亚热带不同森林土壤微生物群落对碳源的利用

为阐明土壤微生物群落对碳源利用类型和强度,采用MicroRespTM方法研究3种森林类型不同土壤含水量微生物群落对不同类型碳源的利用情况,结果表明：湿地松（Pinus elliottii Engelm. var. elliotttii）林地土壤微生物碳源利用率依次为60%WHC>20%WHC>40%WHC,南洋杉（Araucaria cunninghamii）和贝壳杉（Agathis australis）林地土壤微生物对碳源利用的格局相似,为20%WHC>60%WHC>40%WHC。南洋杉和贝壳杉林地土壤对碳源利用率趋势相同,主要是对L-苹果酸、草酸和L-赖氨酸利用比较高。在40%WHC处理中,3种树种对碳源的利用均很低,差异不明显。除精氨酸和L-赖氨酸外,60%WHC处理土壤微生物利用单一碳源能力的大小顺序为：南洋杉>湿地松>贝壳杉。3种树种土壤Shannon多样性指数(H’)、Shannon均匀度(E)和Simpson指数(D)均无显著差异。土壤pH值影响微生物对L-丙氨酸、精氨酸、D-( )-葡萄糖、N-乙酰基-氨基葡萄糖的利用率较大,这些类群的微生物主要分布在贝壳杉林地;分布在南洋杉林地的微生物对柠檬酸、L-苹果酸和γ-酪氨酸利用率较大,且主要是受TP的影响;D-( )-果糖、柠檬酸和L-半胱氨酸-盐酸等受水分、TN和TC等影响较大,这类微生物类群主要分布在湿地松林地。