土壤微生物生物量在团聚体中的分布以及耕作影响

了解土壤微生物在土壤结构体内部的分布对于预测相关的土壤生物化学过程具有重要意义。由于气候、土壤以及耕作的影响,该领域的研究结果存在很大的空间和时间变异,因此有待进行更多的在不同气候和土壤类型下的研究。首次报道亚热带紫色水稻土中微生物生物量在长期不同耕作方式的土壤中不同水稳性团聚体中的分布特征。结果表明微生物生物量在紫色水稻土水稳定性团聚体中的分布模式决定于土壤结构本身,而耕作方式的影响不显著;微生物生物量碳在不同粒级土壤团聚体中无显著性差异,微生物生物量氮与可溶性有机碳在0．25～0．053mm微团聚体中含量最高;垄作免耕显著提高土壤团聚体中的微生物生物量及可溶性有机碳含量,而对微生物生物量及可溶性有机碳在土壤团聚体中的分布模式无显著影响。     

不同季节冬水田紫色土细菌群落的垂直分布规律

【背景】土壤细菌对环境变化非常敏感,是土壤环境质量检测的重要指标。【目的】为研究不同季节冬水田紫色土细菌的垂直分布规律,揭示土壤细菌群落结构和物种多样性与土壤环境因子的相互关系。【方法】以冬水田紫色土为研究对象,分别于2020年8月(夏季)和2021年 1月(冬季)采集不同深度土壤样品,对土壤细菌16S rRNA基因进行Illumina MiSeq高通量测序,分析在不同季节细菌群落组成和多样性的垂直分布规律。【结果】冬水田紫色土细菌ACE指数、Chao1指数和Shannon指数均呈现出夏季高于冬季,并且随土层深度增加呈现降低的趋势。冬水田紫色土优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、放线菌门(Actinobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes),优势菌属为Desulfobacca、Haliangium、Anaeromyxobacter、Candidatus_Omnitrophus和Defluviicoccus。Chloroflexi和Actinobacteria在夏季相对丰度较高,Proteobacteria和Nitrospirae在冬季相对丰度较高;Anaeromyxobacter和Candidatus_Omnitrophus在夏季相对丰度较高,Desulfobacca、Haliangium和Defluviicoccus在冬季相对丰度较高。冗余分析(redundancy analysis,RDA)和环境因子热图分析结果均表明,总氮(total nitrogen,TN)、土壤有机质(soil organic matter,SOM)和土壤氧化还原电位(soil redox potential,Eh)是显著影响紫色水稻土细菌群落的主要因子。【结论】本研究丰富了对冬水田紫色水稻土细菌群落组成和多样性的认识,证实了不同季节冬水田紫色土细菌群落组成和多样性存在差异。     

真菌和细菌生物量在土壤团聚体中的分布和耕作响应

首次报道亚热带紫色水稻土中土壤真菌和细菌生物量在不同粒径水稳性团聚体中的分布及耕作的影响.实验样品采自16 年的国家紫色土长期定位试验站的垄作免耕(Combining Ridge and No-tillage, NT)、冬水稻田(Flooded Paddy Field, FPF)和常规平作(Conventional Tillage, CT)土壤.表层土样(0～20cm)通过湿筛法分别得到>4.76 mm、2.0～4.76 mm、1.0～2.0 mm、0.25～1.0 mm、0.053～0.25 mm、<0.053mm粒径的土壤团聚体.采用麦角固醇和胞壁酸标记法测定各级团聚体中真菌和细菌的生物量.结果显示在垄作免耕、冬水稻田、常规平作土样中,真菌生物量与细菌生物量在<0.053 mm的粘粒中含量最低;在0.053～0.25 mm的土壤微团聚体中最高;在大于0.25 mm的大团聚体中真菌和细菌生物量随粒径的增大而增多,但细菌和真菌生物量在不同耕作方式的土样中的变化模式有一定的差异.3种耕作方式相比较,垄作免耕的土壤真菌和细菌的生物量在3种耕作方式中最高,冬水稻田次之,常规平作最低.真菌生物量与细菌生物量的比率分布模式在不同耕作方式的土样中差异较大,垄作免耕的真菌生物量与细菌生物量的比率在3种耕作方式中最高,冬水稻田次之,常规平作最低,但除了在0.25～1.0 mm、2.0～4.76 mm的团聚体之间有明显差异外(P＜0.05),其余粒径之间均无明显差异(P＞0.05).这表明土壤真菌生物量和细菌生物量在亚热带紫色水稻土水稳定性团聚体中的分布模式与团聚体的粒径和耕作方式有关,3种耕作方式中垄作免耕对真菌和细菌生物量分布的响应最为明显.     

气候变化下青藏高原两种云杉植物的潜在适生区预测

为了预测未来气候变化下云杉属植物的适宜生境,选择青藏高原暗针叶林的两种重要建群植物丽江云杉（Picea likiangensis）和紫果云杉（Picea purpurea）作为研究对象,采用MaxEnt模型预测21世纪50年代（2050s）和70年代（2070s）两物种在未来气候情景下的潜在分布,并结合ArcGIS计算物种分布面积和空间格局变化。结果表明：（1）丽江云杉的潜在适宜分布区主要集中在四川西南部和西藏东部。紫果云杉潜在适宜分布区主要集中在四川西北部、甘肃南部、青海东南部,以及西藏东部地区。（2）在未来两个时期丽江云杉的分布面积总体呈增加趋势,紫果云杉呈先增加后减少的趋势,但与其现代分布面积相比,两种云杉的总适生区面积都有不同程度的增加。（3）丽江云杉适宜生境未来可能会向北迁移,而紫果云杉可能会向西迁移。（4）影响丽江云杉和紫果云杉潜在地理分布的主要气候因子为最暖季降水量和最暖季均温。研究结果可为丽江云杉和紫果云杉在未来气候变化情景下的可持续管理提供一定的理论依据和参考价值。     

分形理论在微生物研究中的应用及展望

分形理论是以局部的某些特征来解释整体,微生物的生长形态可以用分形维数来定量描述。就微生物的菌落分形、菌丝分形的现象和机制开展讨论,并认为环境因素,如土壤、水、恶劣环境和抗生素环境均可对微生物的分形产生影响,为在不同土壤团聚体粒径中微生物的分布特点研究找到相关基础。同时介绍了计算机在微生物分形上的应用,指出研究中存在的问题和与土壤科学相结合的研究方向。