食细菌线虫对土壤微生物量和微生物群落结构的影响

线虫与微生物的相互作用研究往往是在悉生培养体系 (gnotobiotic microcosm)中进行 ,为了研究在自然或开放土壤条件下土壤线虫与微生物的相互作用 ,作者在开放盆栽体系中接种土壤食细菌线虫 (原小杆线虫 ,Protorhabditis sp) ,研究在小麦不同生育期、在有和无根系作用下食细菌线虫对土壤微生物量和微生物群落结构的影响。结果表明 :接种线虫分别使 SMBC、SMBN、SMBP提高了 2 6 .4 %、32 .9%、2 1.8% ,这种促进作用除个别无根系土和非根际土处理外 ,均达到显著性差异。根际土中的 SMBC、SMBN、SMBP>非根际土 >无根系土。从方差解释比例 v来看 ,SMBN受线虫的影响最大 (v=2 4 % )、其次是 SMBC(v=16 % )、然后是 SMBP(v=12 % ) ,线虫对 SMBC的促进作用在根际土中最突出。接种线虫对土壤细菌、真菌和放线菌的数量有明显的影响。在苗期的无根系土和根际土中 ,接种线虫显著降低了细菌的数量、特别在根际土中尤为突出 ,但在其它处理中却增加了细菌的数量。接种线虫对真菌和放线菌数量的促进作用比对细菌更为明显 ,接种线虫后真菌和放线菌数量的总平均值分别比未接种提高了 4 8.5 %和 6 8.2 % ,而细菌数量的总平均值没有变化。细菌数量与微生物量 C相关散点图表明二者相关性在根际土、非根际土和无根系土中均未     

岷江干旱河谷造林对土壤微生物群落结构的影响

为了探讨不同造林时间和立地条件对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定了岷江干旱河谷地区不同造林时间(2002、2006和2011年)及不同立地条件(退耕地和宜林荒山地)营建的岷江柏人工林土壤微生物生物量及群落结构的变化情况。结果表明:由于造林时间较短,不同造林时间的人工林间土壤化学性质没有差异,但土壤微生物生物量和各菌群生物量差异显著,且随着造林时间的增加而增加。不同立地条件下则表现为退耕还林地土壤微生物生物量和各菌群生物量较高。说明土壤微生物对外界因素变化的反映更灵敏。相关性分析结果显示土壤全氮含量与土壤微生物生物量及各菌群生物量显著相关,是影响土壤微生物群落结构的关键因素。     

不同种植年限对花椒根际土壤理化性质和微生物群落的影响

为揭示不同种植年限对花椒根际微生态系统的影响,利用磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记法结合土壤养分和酶活性分析,研究了种植年限1、15、30 a的花椒根际土壤的理化性质和微生物群落变化。结果显示,随着种植年限的增加,土壤pH和多酚氧化酶活性呈下降趋势,土壤速效钾和速效磷在15、30 a时显著增加。土壤微生物总PLFA、真菌、革兰氏阴性细菌（G^-）PLFA含量均随种植年限呈增加趋势,30a时达到最大,分别为401.95、88.14、118.61 μg·g^-1。革兰氏阳性细菌（G ⁺ ）和放线菌PLFA含量随种植年限呈先增后降趋势。细菌/真菌和G⁺/G^-随种植年限增加呈下降趋势,与1 a相比,30 a时分别下降34.14%、38.87%。土壤pH与总PLFA、G^-、细菌、真菌呈显著负相关,与G ⁺ /G^-呈显著正相关;多酚氧化酶活性与真菌呈显著负相关,与细菌/真菌、G ⁺ /G^-呈显著正相关。本研究表明：花椒根际理化性质、酶活性和微生物群落结构随种植年限增加发生了显著变化,根际土壤pH、速效磷、速效钾、多酚氧化酶的变化是影响土壤微生物群落与组成的主要环境因子,真菌和G^-的增加及多酚氧化酶活性的降低可能是诱导花椒根腐病发生的重要原因。     

岷江干旱河谷优势灌丛对土壤微生物群落组成的影响

通过调查岷江干旱河谷两河口、飞虹、撮箕和牟托4个样地优势灌丛及其灌丛间空地的表土土壤物理化学性质和微生物群落组成,探讨植物灌丛群落对土壤微生物群落组成的影响。研究发现不同灌丛种类对土壤微生物群落组成以及土壤物理化学性质并没有显著影响,而同一样地灌丛与空地间的差异却较为显著。灌丛下比空地土壤中具有更高的有机质、养分含量,更高的土壤含水量和更低的容重,而灌丛下相对富集的养分资源是造成灌丛与空地间微生物群落组成差异的主要原因。不同样地影响微生物群落的主要因子存在一定差异,但与氮相关的因子(总氮、有效氮、碳/氮比)对土壤微生物群落着非常重要的影响,特别是对土壤微生物群落总生物量和细菌类群(革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、细菌等)。虽然不同灌丛和空地下土壤中细菌群落都没有显著地变化,但真菌和菌根真菌却明显的在灌丛下富集。在飞虹和牟托样地,总磷和碳/磷比与真菌类群,主要指真菌和菌根真菌,表现出显著正相关性,这或许反映了真菌类群对于该区域磷循环的重要作用。研究结果揭示了灌丛植被在干旱河谷地区地下生态系统中的重要作用,以及氮、磷这两种养分元素对土壤微生物群落的重要影响。同时,未来对于干旱河谷地区植物-土壤关系的研究应该关注真菌和菌根真菌类群的作用。     

华南典型尾叶桉纯林经营对土壤理化性质、微生物和线虫群落的影响

桉树是我国华南地区的重要速生营林树种,具备极高的经济价值,然而我国桉树人工林的发展还存在巨大争议,桉树营林的生态环境效应还有待进一步考究。针对我国华南地区典型尾叶桉(Eucalyptus urophylla)纯林经营的潜在生态问题,选取广东鹤山森林生态系统国家野外研究站的10树种混交林(10 species mixed forest plantation, 10S)、30树种混交林(30 species mixed forest plantation, 30S)和桉树纯林(Eucalyptus monoculture, E)三种林型,另外设置桉树砍伐(Eucalyptus cutting, EC)和桉树砍伐清除林下灌草(Eucalyptus cutting and understory removal, ECUr)这两种常见经营措施的处理,通过比较不同林型和管理措施下土壤理化性质和生物指标的差异,解析了桉树营林对土壤理化特性、土壤微生物以及线虫群落的影响。本结果表明：三种林型间的土壤理化特性没有显著差异,但桉树纯林的土壤真菌生物量、真菌细菌比、食细菌线虫多度显著高于10和30树种混交林...     

施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落的影响

以箭竹及其根际土壤作为研究对象,采用两因素随机区组实验,设置2种水分处理（正常浇水和干旱胁迫）和2种施磷量处理（施磷和不施磷）,探究施磷对干旱胁迫下箭竹根际土壤养分及微生物群落结构和多样性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫显著降低了箭竹根际土壤中微生物量碳、可溶性有机氮和有效磷的含量,虽对箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著降低了箭竹根际土壤中总PLFA（phospholipid fatty acid contents）的含量和真菌、细菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的PLFA比值,显著改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,结果显著降低了箭竹的生物量。（2）施磷显著增加了受旱箭竹根际土壤中微生物量碳和有效磷的含量,虽大体上对受旱箭竹根际土壤微生物群落的多样性无显著影响,但显著增加了受旱箭竹根际土壤中总PLFA和真菌PLFA的含量,并在一定程度上增加了细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌的PLFA含量以及革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌和真菌/细菌的PLFA比值,也在一定程度上改善了受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,从而改善受旱箭竹的生长。（3）主成分分析表明,干旱对箭竹根际土壤微生物群落结构的影响显著,而施磷的影响不明显。（4）相关分析发现,箭竹根际土壤微生物群落结构与箭竹根际土壤微生物量碳、可溶性有机氮及箭竹生物量呈显著正相关。综上,干旱降低了箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改变了箭竹根际土壤微生物群落结构,抑制了箭竹的生长;施磷能增加受旱箭竹根际土壤养分含量和微生物生物量,改善受旱箭竹根际土壤微生物群落结构,进而改善受旱箭竹的生长。     

转植酸酶基因玉米种植对土壤线虫群落的影响

土壤是生态系统中物质循环和能量转化的重要场所,转基因作物外源基因对土壤非靶标生物的影响已经引起人们的广泛关注.我国转植酸酶基因玉米(即自交系BVLA430101)于2009年9月27日获得了生物安全证书,该转植酸酶基因玉米可提高饲料利用效率,减少动物粪便造成的环境污染.本文以转植酸酶基因玉米(简称转基因玉米)和常规对照亲本玉米(简称对照玉米)为试验材料,通过大田试验研究了转基因玉米和对照玉米种植对土壤线虫群落组成与生态指标的影响.结果表明： 转基因玉米和对照玉米大田土壤分别分离出29个属和26个属的线虫.与对照玉米相比,转基因玉米种植田食细菌线虫相对多度与数量、捕/杂食线虫数量和土壤线虫总数,以及群落多样性指数等都有升高的趋势,而植食线虫相对多度与线虫总成熟度指数呈降低趋势.重复测量方差分析表明,整个生长季节内转基因玉米与对照玉米田间不同营养类群土壤线虫相对多度与数量及生态指标均无显著差异;而T检验分析表明,玉米乳熟期转基因玉米田食细菌线虫、捕/杂食线虫数量和土壤线虫总数显著高于对照玉米田,这可能与乳熟期转基因玉米田土壤总氮含量显著升高有关.     

土壤生物熏蒸对蔬菜根结线虫及土壤线虫群落的影响

根结线虫是威胁农业生产的重要病原物.在田间研究了甘蓝生物熏蒸对番茄根结线虫的防治效果,并利用悬浮离心法分离土壤线虫,评价生物熏蒸对土壤线虫群落的影响.结果表明:甘蓝熏蒸可以降低根结线虫对番茄的危害,在定植60和90 d时防治效果分别达58.6％和45.8％,防效与化学农药噻唑膦相当.此外生物熏蒸可以增加土壤中的食细菌类...     

稻田不同水分管理方式对土壤线虫群落的影响

在下辽河平原地区就稻田不同水分管理方式对土壤线虫多度、营养类群、群落组成的影响进行了研究．结果表明,0～10cm土层不同水分管理处理的线虫总数在耙耕前和黄熟期显著低于对照,10～20cm土层各时期处理间线虫总数的差异不显著,20～30cm土层线虫总数在耙耕前和黄熟期差异极显著．北方单季稻水田试验共观察到土壤线虫16科22属．绕线属(Plectus)、垫刃属(Tylenchus)、单宫属(Monhystera)是优势属,绕线属和垫刃属对不同的水分管理比较敏感．在耙耕前和黄熟期不同水分管理方式对0～10cm土壤食细菌线虫能够产生显著影响．稻田土壤中食细菌线虫和植物寄生线虫是优势营养类群,而捕食／杂食性线虫的相对多度最低．     

氮沉降对土壤线虫群落影响的研究进展

综述了主要陆地生态系统(草原、农田和森林)土壤线虫群落对氮沉降增加的响应格局和机制。总体上,氮沉降增加对线虫数量一般无显著影响,但增加了土壤中富集机会主义者(即低营养级的r-策略者)数量,降低了线虫群落成熟度指数(MI),表明氮沉降增加可能会使土壤食物网简化。氮沉降增加主要通过改变土壤微环境(如增加含氮离子浓度、降低土壤pH)直接影响土壤线虫群落,或者改变植物地上地下资源的输入和线虫与其他土壤动物的关系,间接影响线虫群落。最后,根据目前研究现状,指出了当前研究存在的局限性,包括研究时间和空间尺度上以及研究技术手段上的局限。建议综合多个全球环境变化因子,并结合室内试验及分子手段的方法对土壤线虫群落进行研究。     

森林土壤微生物对干旱和氮沉降的响应

干旱和氮沉降深刻影响着人类世森林生态系统的生命活动与物质循环,进而影响全球碳平衡、并反馈作用于气候变化。土壤微生物驱动元素的生物地球化学循环和关键土壤生态过程,在气候变化生物学研究方面具有核心地位和全球重要性。本文综述了干旱和氮沉降对森林土壤细菌和菌根真菌的影响。提出未来应加强全球变化多因子交互作用对土壤微生物多样性、活性与生态功能的研究;建立野外长期定位站,强化亚热带森林生态系统与全球变化研究;注重土壤生物之间互作及网络研究;利用微生物大数据建立相关的机理模型等。从认识微生物多样性和群落组成对全球变化的响应与适应,逐步发展为调控利用微生物群落服务于森林的优化管理、生态资源的合理保护与可持续利用,为充分发挥微生物减缓全球气候变化的作用提供理论基础。     

生物土壤结皮对荒漠土壤线虫群落的影响

在干旱的沙漠生态系统中,生物土壤结皮对于沙丘的固定和土壤生物的维持起着相当重要的作用.土壤线虫能敏感的指示土壤的恢复程度,是衡量沙区生态恢复与健康的重要生物学属性,而目前关于生物土壤结皮与土壤线虫的关系研究很少.为探明生物土壤结皮对土壤线虫的影响,以腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区藻结皮和藓类结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象,根据固沙年限的不同将样地分为4个不同的区进行采样(1956、1964、1981和1991年固沙区),以流沙区作为对照;同时,在不同季度(4、7、9和12月)分别采集腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区藻结皮和藓类结皮覆盖下不同土层(0-10、10-20和20-30 cm)的沙丘土壤,以沙坡头地区的红卫天然植被区为对照,分析生物土壤结皮下土壤线虫的时空变化.采用改良的Baermann漏斗法进行分离线虫,用光学显微镜鉴定并统计.研究表明:1956、1964、1981和1991年人工植被固沙区的藻结皮和藓类结皮均可显著提高其下土壤线虫多度、属的丰富度、Shannon-Weaver多样性指数、富集指数和结构指数(P＜0.05),这可能是因为生物土壤结皮的存在为土壤线虫提供了重要的食物来源和适宜的生存环境;固沙年限与结皮下土壤线虫多度、属的丰富度、Shannon-Weaver多样性指数、富集指数和结构指数存在显著的正相关关系(P＜0.05),这说明固沙年限越久,越有利于土壤线虫的生存和繁衍;结皮类型显著影响土壤线虫群落,相对于藻结皮而言,藓类结皮下土壤线虫多度与属的丰富度更高(P＜0.05),这说明演替后期的藓类结皮比演替早期的藻结皮更有利于土壤线虫的生存和繁衍.此外,藻结皮和藓类结皮均可显著增加其下0-10、10-20和20-30 cm土层线虫多度和属的丰富度(P＜0.05),但随着土壤深度的增加,这种影响逐渐减弱,表明生物土壤结皮更有利于表层土壤线虫的生存;而且,随着季节的变化,藻结皮和藓类结皮下土壤线虫多度基本表现为秋季＞夏季＞春季＞冬季,这些反映了生物土壤结皮的生物量、盖度和种类组成随着季节变化而变化.因此,腾格里沙漠东南缘的人工植被固沙区生物土壤结皮的存在与演替有利于土壤线虫的生存和繁衍,增加了线虫数量、种类和多样性,这指示了生物土壤结皮有利于该区土壤及其相应生态系统的恢复.     

Effect of warming and drought on grassland microbial communities

The soil microbiome is responsible for mediating key ecological processes; however, little is known about its sensitivity to climate change. Observed increases in global temperatures and alteration to rainfall patterns, due to anthropogenic release of greenhouse gases, will likely have a strong influence on soil microbial communities and ultimately the ecosystem services they provide. Therefore, it is vital to understand how soil microbial communities will respond to future climate change scenarios. To this end, we surveyed the abundance, diversity and structure of microbial communities over a 2-year period from a long-term in situ warming experiment that experienced a moderate natural drought. We found the warming treatment and soil water budgets strongly influence bacterial population size and diversity. In normal precipitation years, the warming treatment significantly increased microbial population size 40–150% but decreased diversity and significantly changed the composition of the community when compared with the unwarmed controls. However during drought conditions, the warming treatment significantly reduced soil moisture thereby creating unfavorable growth conditions that led to a 50–80% reduction in the microbial population size when compared with the control. Warmed plots also saw an increase in species richness, diversity and evenness; however, community composition was unaffected suggesting that few phylotypes may be active under these stressful conditions. Our results indicate that under warmed conditions, ecosystem water budget regulates the abundance and diversity of microbial populations and that rainfall timing is critical at the onset of drought for sustaining microbial populations.     

Effects of slow-release urea fertilizers on urease activity,microbial biomass, and nematode communities in an aquic brown soil

A field experiment was carried out at the Shenyang Experimental Station of Ecology (CAS) in order to study the effects of slow-release urea fertilizers high polymer-coated urea (SRU1), SRU1 mixed with dicyandiamide DCD (SRU2), and SRU1 mixed with calcium carbide CaC2 (SRU3) on urease activity, microbial biomass C and N, and nematode communities in an aquic brown soil during the maize growth period. The results demonstrated that the application of slow-release urea fertilizers inhibits soil urease activity and increases the soil NH4+-N content. Soil available N increment could promote its immobilization by microorganisms. Determination of soil microbial biomass N indicated that a combined application of coated urea and nitrification inhibitors increased the soil active N pool. The population of predators/omnivores indicated that treatment with SRU2 could provide enough soil NH4+-N to promote maize growth and increased the food resource for the soil fauna compared with the other treatments.     

Effects of slow-release urea fertilizers on urease activity,microbial biomass, and nematode communities in an aquic brown soil

A field experiment was carried out at the Shenyang Experimental Station of Ecology (CAS) in order to study the effects of slow-release urea fertilizers high polymer-coated urea (SRU1), SRU1 mixed with dicyandiamide DCD (SRU2), and SRU1 mixed with calcium carbide CaC2 (SRU3) on urease activity, microbial biomass C and N, and nematode communities in an aquic brown soil during the maize growth period. The results demonstrated that the application of slow-release urea fertilizers inhibits soil urease activity and increases the soil NH4+-N content.Soil available N increment could promote its immobilization by microorganisms. Determination of soil microbial biomass N indicated that a combined application of coated urea and nitrification inhibitors increased the soil active N pool. The population of predators/omnivores indicated that treatment with SRU2 could provide enough soil NH4+-N to promote maize growth and increased the food resource for the soil fauna compared with the other treatments.     

不同水分条件下杨树-玉米复合系统凋落物分解特性

为探讨水分变化对农林复合生态系统凋落物分解特性的影响,以河西走廊杨树（Populus）-玉米（Zea mays）凋落物为研究对象,设置正常水分（9200 m³/hm²,对照）,轻度干旱胁迫（减少15%,7800 m³/hm²）,中度干旱胁迫（减少30%,6400 m³/hm²）3种不同水分处理条件,采用分解袋法研究了不同水分条件下杨树叶和玉米秸秆的质量残留率、分解速率和养分含量变化特征。结果表明：（1）随着干旱胁迫的加剧,两种凋落物的质量残留率均增加,而分解速率降低。经过164 d的分解后,杨树叶和玉米秸秆的质量残留率分别为70.43%-77.49%、63.55%-68.29%。分析表明：水分和时间对各类型凋落物的质量残留率均有极显著的影响（P<0.001）,但二者的交互作用不显著（P>0.05）;干旱胁迫显著降低了玉米秸秆的分解速率,但杨树叶的分解速率却只是在中度干旱胁迫下显著降低（P<0.05）。对于不同类型凋落物而言,分解速率表现为玉米秸秆>杨树叶。（2）两种类型凋落物的氮（N）残留率在分解过程中表现为降低的趋势,但随着干旱程度的加大,N的残留率增加,表明水分抑制了N的释放过程。分解164d后,同一类型凋落物不同水分条件下的N残留率均存在显著差异。对于同一水分条件下不同凋落物而言,玉米秸秆的N残留率最低,而杨树叶最高。总的来说,水分降低对干旱区农林复合系统内凋落物的分解和氮元素含量具有显著的抑制作用。     

垃圾堆肥复合菌剂对干旱胁迫下草坪植物生理生态特性的影响

从生活垃圾堆肥中提取有益微生物菌种,配成不同浓度的复合微生物菌剂（CM）,施入草坪基质,研究了复合微生物菌剂对干旱胁迫下草坪植物生理生态特性的影响。结果表明：在干旱胁迫下,接种过复合微生物菌剂的草坪植物叶片的丙二醛（MDA）含量显著低于未接种菌剂的对照,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性显著高于对照。不同草坪植物品种生理生态特性在接种CM后对干旱胁迫的响应程度不同。即高羊茅（Festuca arundinacea L.）,当接种200倍稀释液的菌剂,叶片SOD、POD和CAT活性达到最大,分别是对照的8.13、1.53和2.46倍;而黑麦草（Lolium perenne L.）则当接种100倍稀释液的菌剂,POD和CAT活性分别高出对照64.4%和56.1%,而SOD活性是对照的6.50倍。和对照相比,各接种菌剂处理的脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白含量明显降低,离体叶片持水力却保持了较高的水平。上述结果表明,接种复合微生物菌剂后,植物能够通过自身的保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而有效缓解干旱胁迫对草坪植物的伤害,提高草坪植物的抗旱性,为干旱环境草坪植物的建植提供依据。     

模拟氮沉降对温带森林土壤线虫群落组成和代谢足迹的影响

已有研究表明氮沉降可显著影响土壤线虫群落组成和多样性。然而,目前大多数研究集中在无机氮沉降的影响,而对于不同氮素形态对土壤线虫群落影响的研究还不是很清楚。利用运行5年的模拟氮沉降试验平台,开展了4个氮添加处理即对照(无氮添加,CK)、无机氮(硝酸铵,IN),有机氮(尿素和甘氨酸1∶1混合,ON)和混合氮(无机氮和有机氮7∶3混合,MN)添加对温带森林土壤线虫群落组成和多样性的影响研究,采用浅盘法分离线虫,土壤性质如p H、含水量、全碳全氮分别采用电位法、烘干法和元素分析仪法进行测定,应用营养类群组成、区系分析和代谢足迹分析不同形态氮沉降下土壤线虫群落结构特征。共分离线虫50个属,其中在CK样地中共发现29个属,在IN,ON和MN处理中分别发现线虫属37个,34个和29个,盘旋属Rotylenchus和大节片属Macroposthonia在所有处理中均为优势属。结果表明,与CK相比,IN处理、ON处理和MN处理均显著增加了土壤硝态氮含量。与无机氮相比,混合氮处理显著降低了食真菌线虫数量,有机氮处理显著增加了捕食杂食性线虫数量。与对照相比,无机氮处理显著增加了线虫多样性指数(H'),IN处理的均匀度指数(J)显著高于CK和MN处理,混合氮处理对应的优势度指数(λ)显著高于其他3个处理。在CK和ON处理,线虫的结构指数(SI)较高,富集指数(EI)较低,表明这两个处理的土壤受干扰程度较小,食物网处于结构化状态。在IN和MN处理,土壤线虫富集指数和结构指数均较高(50),表明食物网稳定成熟。食真菌线虫代谢足迹和生物量碳在无机氮处理最高。有机氮和混合氮处理显著增加了捕食杂食性线虫代谢足迹和生物量碳。以上结果表明,不同氮素形态不仅对土壤线虫群落组成产生了影响,而且其代谢足迹也发生了显著的变化,这一结果有助于揭示温带森林对氮沉降的响应机制。