六索线虫的生态学研究

六索线虫的生态学研究李福春,许砚田,聂桂云,方七零（湖南省岳阳农校４１４０００）ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＨｅｘａｍｅｒｍｉｓｓｐ．￥ＬｉＦｕｃｈｕｎ;ＸｕＹａｎｔｉａｎ;ＮｉｅＧｕｉｙｕｎ;ＦａｎｇＱｉｌｉｎｇ（ＹｕｅｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌ...     

我国土壤线虫生态学研究进展和展望

土壤线虫生态学主要探讨土壤线虫群落和其周围环境(包括生物和非生物)的相互关系, 包括不同生态系统中土壤线虫群落的分布和结构组成、线虫群落与土壤环境及其他土壤生物之间的相互作用等。本文回顾了我国研究者近年来在土壤线虫生态学研究领域的研究现状, 包括不同生态系统土壤线虫群落的分布、组成和多样性及其影响因素, 土壤线虫群落与全球气候环境变化的关系, 土壤线虫群落的生态功能以及土壤线虫群落生态学分析方法的发展及应用。重点评述近年来我国土壤线虫生态学的发展现状, 同时分析和比较了国内外土壤线虫生态学的发展态势, 提出建设全国范围的监测网络的重要性。未来我国土壤线虫生态学的发展方向应继续加强小尺度下土壤微食物网联通性和大尺度下全球气候变化对土壤线虫群落影响的研究以及加强相关新的研究技术方法的应用。     

甲基溴消毒对番茄温室土壤食物网的抑制

甲基溴熏蒸作为一种控制土传病害的技术,不仅对大气臭氧层有破坏作用,而且对土壤中的有益生物也有不利影响。2005-2006年,对山东省寿光市番茄温室土壤进行甲基溴（50 g/m2）熏蒸,调查甲基溴熏蒸对土壤食物网结构和功能群的影响。结果表明：甲基溴熏蒸显著抑制了土壤微生物生物量C及微生物生物量N,减少了原生动物（鞭毛虫、纤毛虫、肉足虫）、线虫（根结线虫二龄幼虫、食细菌线虫、食真菌线虫、食植物线虫、杂食性线虫）及螨类的丰度。在整个番茄生长期间,与对照相比,微生物生物量C、微生物生物量N、原生动物总丰度、线虫总丰度、螨总丰度分别下降了45.9%、44.8%、9.5%、93.6%、895%。熏蒸后,土壤食物网功能群数目、联通度、食物链最大长度和平均长度均降低。由此可见, 甲基溴熏蒸后抑制了土壤中的生物,使整个食物网结构更简单。     

土壤生态学的理论体系及其研究领域

1　前　言从土壤生态学 (ＳｏｉｌＥｃｏｌｏｇｙ)思想的萌芽[1] 到Ｐｒａｓｏｌｏｖ第一次提出“土壤生态学 ( ｐｅｄｅｃｏｌｏｇｙ)”[2 ]这一术语以来 ,土壤生态学经历了一个较长的奠定和发展时期。 2 0世纪 5 0年代至 70年代 ,国内外一些学者相继出版和发表了土壤生态学的专著和论文[3～ 8] ,标志着它已成为一门独立的学科。但这些工作停留在土壤生物生态学的水平上。 2 0世纪 80年代以来 ,由于经典土壤学和生态学等在解决生产实践和一系列生态环境问题中遇到的困难及生态系统方法论在土壤生态学中的应用 ,才倍受重视 ,突破了土壤生物…     

土壤病毒生态学研究方法

病毒是地球上最丰富的生物实体,每克土壤中可包含数以亿计的病毒,它不仅影响土壤中其它微生物的群落组成、土壤元素的生物地球化学循环,还会影响土壤微生物的物种进化,甚至影响植物、动物和人体健康。目前人们对土壤中病毒的种类及丰度、分布特征以及功能引起的生态环境效应还知之甚少。在概述病毒生态学研究方法的基础上,对土壤病毒的提取、纯化、定量及分子生态学方法等基本流程进行了比较分析,以期建立一套快速简便、高效稳定的适用于土壤病毒研究的方法,并用于研究土壤病毒的多样性及分布特征,探讨病毒在环境中的生存和传播机制,为土壤病毒的防控及开发利用提供支撑。     

农田土壤线虫多样性研究现状及展望

目前土壤生物多样性已成为土壤生态学研究的热点问题之一。土壤生物以不同的方式改变着土壤的物理、化学和生物学特性。在农田生态系统中, 土壤动物是分解作用和养分矿化作用等生态过程的主要调节者。线虫作为土壤中数量最丰富的后生动物, 其生活史和取食类型多样, 在生态系统中发挥着重要作用。本文介绍了农田生态系统中影响线虫多样性的主要因素; 回顾了土壤线虫的物种多样性、营养类群多样性、生活史多样性和功能多样性的研究现状; 并提出了今后农田生态系统线虫多样性研究的重点。建议通过综合土壤线虫的生活史策略和营养类群等信息, 深入了解其生物多样性和土壤生态系统功能, 从而更好地发挥土壤线虫对农田生态系统变化的生物指示作用。     

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。     

中国典型地带土壤原生动物:Ⅱ生态学研究

研究了中国典型地带土壤原生动物生态学。结果表明,在各典型地带中,凋落物层原生动物的年平均现存量以温带（吉林长白山）和暖温带（北京小龙门）的为最大,北热带（云南西双版纳）的次之,中热带（海南尖峰岭）的最小;０～５ｃｍ土壤层的原生动物年平均现存量以暖温带和北热带的为最大,亚热带（武昌珞珈山）和温带的次之,高寒带（青海海北）和中热带的最小。各地带各样点凋落物层的原生动物现存量均大于０～５ｃｍ土壤层的。从丰度来看,在原生动物三大类群中,肉足虫现存量最大,鞭毛虫次之,纤毛虫现存量最小。各地带各样点的原生动物丰度高峰一般都出现在夏季。回归分析结果表明,土壤含水量、温度、ｐＨ值和有机质、总氮、总磷及总钾含量对土壤原生动物丰度均有显著影响。     

溴甲烷熏蒸对土壤反硝化作用及nosZ型反硝化微生物群落结构的影响

【目的】探究溴甲烷熏蒸对土壤反硝化作用的影响及机制。【方法】本研究采用nos Z-PCR-RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法、nos Z-MPN-PCR(Most-Probable-Number-PCR)计数法和土壤硝酸根的消灭率方法研究溴甲烷熏蒸对土壤nos Z型反硝化细菌群落结构、数量及反硝化活性的影响。【结果】实验结果说明溴甲烷熏蒸剂熏蒸土壤100 d土壤的反硝化作用与对照无显著差异(P>0.05)。溴甲烷熏蒸土壤和对照土样nos Z型反硝化细菌群落的Margalef指数,Shannon-Wiener和Evenness指数无显著差异(P>0.05)。溴甲烷熏蒸土壤和对照土壤中存在Uncultured bacterium partial rhodopsendomonas、pseudomonas fluorescens、Herbacspirillum、Mesorhizobium和Bradyrhizobium,并且此6种微生物均是试验土样和对照土样的优势种群;对照土壤中检测到Azospirillum、Rhizobium melibei和Nitrosospira multiformis,在溴甲烷熏蒸土壤中未检测到;而溴甲烷熏蒸土壤中检测到Uncultured Azospirillum,Mesorhizobium在对照土壤中未检测到。通过nos Z-MPN-PCR计数法得出反硝化细菌数量比对照低1.4倍。【结论】说明溴甲烷熏蒸100d土壤的nos Z型反硝化微生物群落组成和反硝化细菌数量发生变化,而土壤的反硝化作用与对照无显著差异。     

熏蒸剂溴甲烷对农田土壤微生物的影响

土壤微生物是反应土壤健康状况最敏感的生物学指标,溴甲烷残留不仅消耗臭氧层,影响生态平衡,还会造成土壤质量恶化和微生物群落结构的变化。为明确溴甲烷对农田土壤微生物群落结构及生态过程的影响,以兰州市红古区连续两年种植草莓的土壤为研究对象,测定熏蒸剂溴甲烷处理后土壤微生物量碳、基础呼吸、诱导呼吸和微生物代谢熵等相关指标,并运用磷脂脂肪酸法(PLFA)测定不同类群微生物的变化。结果表明:经溴甲烷熏蒸处理至培养结束(第90天)时土壤微生物基础呼吸和诱导呼吸分别下降0.6%和16.2%,并且与对照皆差异显著(P 0.05);微生物量碳培养结束时与对照差异显著(P 0.05),且减少5.6%;总体上微生物基础呼吸、诱导呼吸和微生物量碳都呈现先下降后逐渐恢复的趋势;微生物代谢熵(q CO_2)第15天后都高于对照,但随培养时间延长,处理组和对照组的差值逐渐降低,到培养期结束仍未恢复,相差5.1%。溴甲烷对土壤细菌(B)、真菌(F)和革兰氏阴性菌(GN)、革兰氏阳性菌(GP)都存在抑制作用; B、F含量分别较对照下降0.64%—8.72%、0.03%—5.61%;到培养期结束时,GP的量下降0.26%,GN下降10.42%,GN对溴甲烷的敏感性强于GP,且GN的变化具有滞后性;溴甲烷处理降低了B/F和GN/GP,但对GN/GP影响比对B/F的更为显著,土壤微生物压力指数增加。综上,说明施用溴甲烷使农田土壤微生物受到了长期的、持续的外源压力胁迫,溴甲烷在对有害微生物杀死的同时,也对有益微生物造成极大的伤害,不利于土壤优良性状的保持,使土壤中微生物丰富度和多样性下降。因此,实际应用中应充分考虑溴甲烷对土壤微生物带来的负面影响。     

Susceptibility of western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande) to fumigation with methyl bromide

All life stages of the western flower thrips (Frankliniella occidentalis Pergande) were tested for their response to the fumigant methyl bromide and dose response curves were established. Pseudo-pupae were the most tolerant stage with a calculated LD99 of 53.1 mg litre“¹ h at 15^oC with a gas concentration of 13.5 mg litre”¹, but no survivors were found in any test above a concentration time product of 40 mg litre“¹ h. Standard 4 h fumigations achieving a CTP of 54 mg litre”¹ h that are used to control other pests are therefore likely to give very high levels of control of western flower thrips.     

Carbon isotope fractionation of methyl bromideduring agricultural soil fumigations

The isotopic composition ofmethyl bromide (CH₃Br) has been suggestedto be a potentially useful tracer forconstraining the global CH₃Br budget. Inorder to determine the carbon isotopiccomposition of CH₃Br emitted from the mostsignificant anthropogenic application(pre-plant fumigation) we directly measured the¹³C of CH₃Br released duringcommercial fumigation. We also measured theisotopic fractionation associated withdegradation in agricultural soil under typicalfield fumigation conditions. The isotopiccomposition of CH₃Br collected in soilseveral hours after injection of the fumigantwas –44.5 and this value increased to –20.7over the following three days. The mean kineticisotope effect (KIE) associated withdegradation of CH₃Br in agricultural soil(12) was smaller than the reported value formethylotrophic bacterial strain IMB-1, isolatedfrom previously fumigated agricultural soil,but was similar to methylotrophic bacterialstrain CC495, isolated from a pristine forestlitter zone. Using this fractionationassociated with the degradation of CH₃Brin agricultural soil and the mean¹³C of the industriallymanufactured CH₃Br (–54.4), we calculatethat the agricultural soil fumigation sourcehas a carbon isotope signature that ranges from–52.8 to –42.0. Roughly 65% ofindustrially manufactured CH₃Br is usedfor field fumigations. The remaining 35% isused for structural and post-harvestfumigations with a minor amount used duringindustrial chemical manufacturing. Assumingthat the structural and post-harvest fumigationsources of CH₃Br are emitted withoutsubstantial fractionation, we calculate thatthe ¹³C of anthropogenicallyemitted CH₃Br ranges from –53.2 to –47.5.     

海洋中溴甲烷的研究进展

溴甲烷是大气中重要的痕量温室气体,对全球变暖和大气化学具有重要作用.海洋在溴甲烷的生物地球化学循环中作用复杂,海洋既是大气溴甲烷的源也是其汇,开展海洋环境中溶存溴甲烷的化学研究,对大气臭氧层的保护工作具有一定的指导意义,也可为在全球尺度上估算海洋环境中溴甲烷对全球环境变化的贡献提供理论依据.本文从溴甲烷的生物地球化学循环、分析测定方法、浓度分布、海-气通量、源汇平衡等方面综述了国内外海洋环境中溴甲烷的研究进展,探讨了目前该领域研究中存在的不足,并对未来的研究进行了展望.
     

青藏高原高寒草甸土壤环境对线虫功能多样性的影响

土壤线虫是地下食物网的重要组成部分, 在生态系统能量流动和物质循环中起着至关重要的作用。大量研究报道了肥力等土壤环境对土壤线虫物种多样性及各功能群多度的影响, 而我们对土壤线虫功能多样性如何响应土壤环境变化依然知之甚少。本研究以群落水平个体大小和个体大小多样性表征土壤线虫功能多样性。在青藏高原高寒草甸选择3个研究点, 调查和分析了不同生境(沟底平地、阴坡、阳坡和山顶)土壤线虫物种多样性、各功能群多度和功能多样性及其与土壤理化因子和植物多样性的关系。结果表明: (1)土壤线虫个体多度和物种多样性在阳坡最高, 随土壤pH值和土壤总磷增加而升高; 而基于个体大小的土壤线虫功能多样性主要受土壤养分影响, 随土壤总氮和有机质增加而增加, 随土壤总磷含量增加而减少; (2)食细菌和食真菌线虫多度在沟底最高, 植食与捕食杂食线虫多度在山顶最低; 除捕食杂食线虫外, 各功能群多度也主要随土壤磷增加而升高; 除食真菌线虫外, 各功能群多度随植物物种丰富度的增加而减少。本研究强调了土壤线虫物种和功能多样性受不同土壤环境因子的影响, 丰富了土壤线虫多样性研究的内容, 为理解高寒草甸土壤动物多样性形成、维持和变化提供了更广阔的 视角。     

Postharvest methyl bromide fumigation of Japanese plums to control codling moth (Lepidoptera: Tortricidae)

Postharvest chamber fumigation with 48 mgL^?1 (3.0 lbs./1000 ft³) methyl bromide (MB) for 2 h at pulp temperature (T) ≥ 21 °C and chamber load ≤50% is used to control codling moth, Cydia pomonella (L.) (Lepidoptera: Tortricidae), in fresh nectarine, Prunus persica (L.) var. nucipersica, and French plum, P. domestica (L.), exports from California USA to Japan. Fumigations were conducted to verify that control of C. pomonella is expected following an analogous fumigation of fresh Japanese plums, P. salicina (Lindl.). A kinetic model, based on temporal measurement of MB levels in chamber headspace and how calculated exposures varied across the fumigation trials, showed that fresh Japanese plums and French plums sorb MB at a statistically equivalent rate, which resulted in an MB exposure ca. 20% higher than that observed for fresh nectarines. Importantly, results from commercial-scale fumigations indicate that pallet shrouds do not influence the efficacy of MB toward C. pomonella eggs, as their presence did not affect the rate of MB sorption, evidence that supports the use of pallet shrouds to safeguard against the potential for post-fumigation infestation in this export scenario, and beyond. Results are discussed in the context of graduation toward optimized quarantine fumigation schedules, which will promote more strategic technical and economic Quarantine Pre-shipment (QPS) uses of MB.     

典型黑土区农田土壤线虫群落的纬度分布格局及其驱动机制

东北黑土区是保障我国粮食安全的重要土壤资源, 了解该区域内农田土壤线虫的群落组成及其对环境驱动因子的响应机制, 对于研究黑土区农田土壤生态系统的生物多样性分布格局具有重要意义。2018年9月, 我们在42°50°‒49°08° N的典型黑土区采集了93个农田土壤样品, 利用形态学鉴定技术分析了土壤线虫群落的组成与结构。共鉴定出47个线虫属(相对丰度 > 1%), 其中食细菌线虫中的拟丽突属(Acrobeloides)是典型黑土区农田土壤中的优势属(相对丰度 > 5%)。土壤线虫总丰富度和总多度均随纬度增加而显著增加, 然而类似的变化趋势只出现在食细菌和杂食/捕食线虫中。土壤有机碳是影响土壤线虫丰富度和多度最为重要的环境因子, 其次是月平均温度。典型黑土区农田土壤线虫群落结构以47° N为分界线分为南部和北部两类, 主要归因于线虫群落中植物寄生和杂食/捕食线虫的相对多度在南、北特征属中存在差异。土壤pH值和容重分别是影响南部与北部黑土区线虫群落最重要的环境因子。本研究明确了典型黑土区农田土壤线虫群落的纬度分布格局及其与环境因素的关系, 可为揭示农业活动干扰下土壤生物对环境因子的响应机制提供基础数据和理论参考。