间甲酚及施磷对小麦间作蚕豆土壤微生物和酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了不同磷水平下化感物质间甲酚对小麦间作蚕豆和单作小麦、单作蚕豆土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,间甲酚对不同模式生长盛期细菌和微生物总数表现为化感促进作用,对真菌表现为化感抑制作用,随施磷量的增加间甲酚对土壤微生物的化感促进作用降低;不同模式生长盛期土壤微生物数量在施磷量为100mg／kg土的处理中最高,但成熟期施磷量为200mg／kg土的处理最高;间作较单作具有保持较高土壤细菌和微生物总数的作用,施磷水平越高间作增大微生物数量的效果越大;间甲酚对土壤微生物多样性具有明显降低作用,间作土壤的微生物多样性低于单作。间作具有较高的弱化间甲酚对土壤过氧化氢酶化感负效应的作用,施磷可增强土壤过氧化氢酶活性;磷素作用下土壤脲酶活性增强,间甲酚对单作蚕豆和间作土壤脲酶活性具有促进作用,但弱化了施磷对脲酶活性的增强作用;增施磷肥可弱化间甲酚对单作蚕豆和间作土壤酸性磷酸酶的化感负效应,对单作小麦土壤酸性磷酸酶活性的影响相反。间甲酚对不同模式土壤微生物和酶活性的影响在作物成熟期显著下降,说明随时间的推移土壤中间甲酚的作用力在不断弱化。     

景观生态学中空间数据的模拟和显示方法概述

为了准确描述连续数据在景观中变化的规律,介绍了常用的7种生态学空间数据模拟方法和4种空间数据显示方法的基本原理和方法,以及不同的空间数据取样方法的特点和适用范围,并初步探讨了影响生态学空间数据表达方法的主要因素。     

小麦蚕豆间作对蚕豆根际微生物群落功能多样性的影响及其与蚕豆枯萎病发生的关系

通过田间小区试验,研究了小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发生和根际微生物代谢功能多样性的影响。结果表明,小麦与蚕豆间作使蚕豆枯萎病的发病率和病情指数分别比单作显著降低20%和30.4%。与单作处理相比,间作显著增加了蚕豆和小麦根际微生物对31种碳源的平均利用率（AWCD）,其中间作蚕豆的AWCD值最高,比单作增加82.7%,单作蚕豆最低。间作蚕豆和间作小麦根际微生物的Shannon多样性指数与丰富度指数均显著高于单作,间作使蚕豆和小麦的丰富度指数分别增加29.2%和30.3%。根际微生物对六类碳源的利用强度百分比以糖类、羧酸类和氨基酸最高,分别为41.96%,19.80%和18.13%。主成分分析表明,小麦与蚕豆间作改变了根际微生物的群落组成;相关分析表明,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的主要碳源,其中氨基酸类碳源是最敏感的碳源。小麦与蚕豆间作增加了根际微生物活性,提高了Shannon多样性指数和丰富度指数,改变了微生物群落功能多样性,是抑制蚕豆枯萎病的有效措施。该研究为阐明根际微生物功能多样性变化在间作体系病害控制中的作用与机制奠定了理论基础。     

间作对玉米品质、产量及土壤微生物数量和酶活性的影响

为了进一步深入了解禾本科作物和豆科作物间作的优势机理,研究了在不同施肥条件下玉米单作、玉米‖花生间作和玉米‖大豆间作对玉米籽粒品质、单株经济产量和生物产量﹑产量及土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量及酶活性的影响。结果表明,在不施肥条件下玉米间作可以显著提高玉米籽粒蛋白质、油分和赖氨酸含量,但对淀粉含量影响不显著;在施肥条件下玉米间作可以显著提高淀粉和赖氨酸含量,但对油分和蛋白质含量的增加却影响不显著;间作在提高玉米籽粒淀粉、蛋白质和赖氨酸含量方面的效果没有该施氮水平(50kg/km²)显著。间作可以增加玉米产量及其单株经济产量和生物产量,其中在不施肥和施肥条件下产量分别比单作增加了3.7％、9.7％、19.0％和18.6％,但间作在增加产量方面的效果没有该施氮水平显著。间作在不同施肥条件下可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌和固氮菌的数量,且效果达到显著水平。土壤中的酶活性也显著受到间作的影响,在不施肥条件下玉米间作和单作土壤中的转化酶活性差异达到显著水平,在施肥条件下间作和单作土壤中转化酶和磷酸酶活性差异达到显著水平。4种微生物数量和4种酶活性之间呈显著或极显著正相关,玉米籽粒品质、产量及单株生物产量除与转化酶及磷酸酶活性部分相关不显著外,与土壤中的其它酶活性及微生物数量皆显著或极显著正相关。     

玉米间作和施氮对土壤微生物代谢功能多样性的影响

微生物功能多样性是土壤健康的重要指标,在多种生物地球化学过程中发挥关键作用.本研究基于多年田间小区定位试验,设置间作和单作2种种植模式和4个施氮水平(N0,0 kg·hm-2;N125,125 kg·hm-2;N250,250 kg·hm-2;N375,375 kg·hm-2),采用 Biolog-Eco微平板法,分析...     

尿素施用量对小麦根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

在大田高产条件下,研究了不同尿素施用量下两种不同穗型小麦品种“兰考矮早8”和“豫麦49—198”根际微生物数量和土壤酶活性的变化。结果表明：微生物数量随小麦生育时期的进行呈规律性变化,其中微生物总量在拔节期和抽穗期时数量较多。尿素施用量对小麦根际微生物数量和酶活性均产生一定的影响,并且处理间差异达到显著水平。两个小麦品种根际微生物总量、细菌、放线菌、真菌数量随着尿素施用量的增加呈先上升后下降的趋势,但两个品种根际微生物数量最高时的尿素量略有差异。同一生育时期,随着尿素施用量的提高,土壤蛋白酶、过氧化氢酶呈先增加后降低的变化趋势,以他（391kg／hm^2）或T3（586kg／hm^2）处理的酶活性较高,T4（782kg／hm^2）处理的酶活性略有降低;脲酶活性则呈上升趋势,以T4（782kg／hm^2）处理的脲酶活性最大。表明适宜尿素施用量有益于小麦根际微生物数量和酶活性的提高,过高则微生物数量和酶活性下降。     

微生物多样性对土壤氮磷钾转化、酶活性及油菜生长的影响

采用灭菌土壤分别接种不同稀释倍数(1、10~(-2)、10~(-4)和10~(-6))未灭菌土壤悬浊液的方法,研究了土壤微生物多样性降低对油菜生长和养分吸收、土壤养分有效性和酶活性的影响。结果表明:(1)随着接种土壤悬浊液稀释倍数增加,油菜生物量逐渐降低,10-4的油菜生物量显著低于1和10~(-2),10~(-6)仅为1的26%;(2)油菜氮、磷和钾的吸收量与油菜生物量呈现相同的变化规律;(3)土壤铵态氮浓度随接种土壤悬浊液稀释倍数增加而降低;而土壤硝态氮则以10~(-4)为最高,其它处理间没有显著差异;土壤有效磷未发生显著变化;有效钾反而有上升趋势;(4)土壤多酚氧化酶(PhO X)活性随接种土壤悬浊液稀释倍数增加逐渐升高;β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)活性以10~(-6)为最高,而其它处理差异不显著;土壤亮氨酸酶氨肽酶(LAP)活性和酸性磷酸酶(AP)活性变化不显著;(5)相关分析表明,油菜生物量与土壤铵态氮浓度的对数显著正相关;与多酚氧化酶、葡萄糖苷酶和亮氨酸氨肽酶活性显著负相关。研究表明,微生物多样性降低主要通过抑制土壤氮素释放影响植物生长。     

桑树/大豆间作对植物生长及根际土壤微生物数量和酶活性的影响

利用根系分隔试验的方法,研究了桑树/大豆间作体系中植株生长、根际土壤酶和土壤微生物的变化.结果表明： 根系不分隔处理的桑树和大豆的株高、叶片数、根长和根冠比等生长指标均高于塑料膜分隔和尼龙网分隔处理,大豆有效根瘤数较多.不分隔、尼龙网分隔处理的桑树和大豆的根际土壤磷含量比塑料膜分隔分别高10.3%、11.1%和5.1%、4.6%.不分隔和尼龙网分隔处理的桑树和大豆根际微生物数量、微生物多样性和土壤酶活性均高于塑料膜分隔处理.表明桑树和大豆间作具有明显的种间促进效应.     

间作减轻蚕豆枯萎病的微生物和生理机制

通过田间小区试验,研究了小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发病率、病情指数、根际镰刀菌数量、蚕豆根系抗氧化酶活性和膜质过氧化的影响.采用Biolog ECO板分析了根际土壤微生物的代谢功能多样性,通过高效液相色谱(HPLC)测定了蚕豆根际土壤中酚酸含量.结果表明: 与单作蚕豆相比,小麦与蚕豆间作有降低蚕豆枯萎病发病率的趋势;发病盛期和发病末期,间作使蚕豆枯萎病的病情指数比单作显著降低15.8%和22.8%,明显提高了蚕豆根际微生物活性(AWCD值),根际微生物的Shannon多样性指数显著提高4.4%和5.3%,丰富度指数显著提高19.4%和37.1%.主成分分析表明,发病盛期和发病末期,间作明显改变了蚕豆根际微生物的群落结构,蚕豆根际镰刀菌数量分别降低53.8%和33.1%;并显著降低了蚕豆根际土壤中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸的含量.发病盛期和发病末期,间作蚕豆根系的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别显著提高了20.0%、31.3%和38.5%、66.7%,丙二醛(MDA)含量显著降低36.3%和46.3%;发病初期间作对蚕豆根系的POD、CAT酶活性和MDA含量无显著影响.小麦与蚕豆间作显著提高了蚕豆根际微生物的活性、多样性和根系抗氧化酶活性,降低了蚕豆根际土壤中酚酸含量和膜质过氧化程度,减少了土壤镰刀菌的数量,从而提高了蚕豆对枯萎病的抗性,降低了枯萎病的危害程度.     

锶污染下燕麦对土壤酶活性和微生物群落功能多样性的影响

为了评价燕麦对金属锶(Sr)污染土壤的修复效果,通过土培盆栽试验,在土壤中添加Sr,共设置6个处理:25 mg/kg Sr(CK)、100 mg/kg Sr(L)、250 mg/kg Sr(H)、25 mg/kg Sr+燕麦(CK+燕麦)、100 mg/kg Sr+燕麦(L+燕麦)和250 mg/kg Sr+燕麦(H+燕麦)。从土壤酶(转化酶、磷酸酶、蛋白酶、脲酶和脱氢酶)活性和土壤微生物群落功能多样性来评价燕麦在锶污染土壤植物修复中的作用。结果表明:燕麦显著提高了脲酶和脱氢酶活性。燕麦显著提高了锶污染土壤微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD),并提高了锶污染土壤条件下微生物群落的Shannon多样性指数(H)、Shannon均匀度指数(E)和碳源利用丰富度指数(S),降低了Shannon优势度指数(D)。主成分分析表明种植燕麦显著增加了锶污染土壤中微生物群落功能多样性。与未种植处理(L和H)相比,L+燕麦处理中羧酸类碳源和聚合物类碳源的利用率分别增加了19%和31%,H+燕麦处理中羧酸类碳源和聚合物类碳源的利用率分别增加了24%和41%。因此,在锶污染土壤中,燕麦显著提高了土壤酶活性,改善了微生物功能多样性。     

化感水稻根际微生物类群及酶活性变化

以化感水稻PI312777（PI）和非化感水稻Lemont（LE）为材料,分别测定不同水稻叶龄期（3～7叶期）根际微生物区系变化及根际土壤酶活性.结果表明,化感水稻明显影响土壤根际微生物类群及相关酶活性.化感水稻PI根际细菌、放线菌、固氮菌的数量高于非化感水稻LE,增幅分别在11.2%～28.3%、40%～78.6%和111.5%～173.9%之间,而真菌数量低于非化感水稻LE,最高仅为其值的25.5％,说明化感水稻PI对绝大多数细菌、放线菌、固氮菌生长有促进作用,对一些真菌生长有抑制作用.进一步分析表明,化感水稻PI对氨化细菌、亚硝酸细菌、硝酸细菌、好气性固氮菌、好气性纤维素分解菌、硫化细菌的生长具有促进作用,其中以氨化细菌、好气性固氮菌的更为明显,最低增幅分别为53.7％和57.6％;而对反硫化细菌、反硝化细菌生长有抑制作用,其值最高分别为非化感水稻的54.2％和50.6％.此外,化感水稻PI根系分泌物对脲酶、磷酸酶、蔗糖酶的活性具有促进作用,而对过氧化氢酶则呈抑制作用.     

农村混合污水灌溉对土壤养分含量、酶活性及微生物多样性的影响

通过土柱模拟试验,研究了农村混合污水灌溉(WG)对农田土壤pH、养分含量、酶活性及微生物多样性等土壤肥力指标的影响.结果表明:与清水灌溉(CK)相比,经过WG处理,土壤全钾、全磷、速效钾和碱解氮含量增加(4.54%~46.84%),而土壤pH、有机质、全氮和速效磷含量降低(2.02%~32.61%),且土壤pH极显著降低(P<0.01),土壤速效钾含量显著增加(P<0.05);土壤过氧化氢酶和土壤酸性磷酸酶活性低于CK处理(P<0.01),而土壤脲酶和土壤转化酶活性显著高于CK处理(P<0.05);土壤中细菌和真菌的Shannon指数、Ace指数、Chao指数、Coverage指数等均有所提高,但降低了Simpson指数,改变了细菌和真菌在属水平上各优势物种的相对丰度.内梅罗综合指数法评价结果表明,农村混合污水灌溉提高了供试土壤的综合肥力水平.本研究为示范区农村混合污水灌溉模式的田间试验提供了重要依据.     

宁南山区典型草本植物茎叶分解对土壤酶活性及微生物多样性的影响

采用凋落物分解袋法,以宁南山区典型草本植物长芒草、铁杆蒿、百里香为研究对象,分析了3种植物茎叶分解过程中土壤酶活性变化特征和分解后期微生物多样性特征,以及土壤酶活性与初始土壤化学性质的关系.结果表明: 植物茎叶分解480 d后,各处理土壤酶活性均有不同程度的增加,且长芒草处理土壤蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性最高,分别为32.40和1.99 mg·g^-1·24 h^-1,百里香处理土壤脲酶活性最高(2.66 mg·g^-1·24 h^-1),铁杆蒿处理土壤纤维素酶活性最高(1.42 mg·g^-1·72 h^-1).分解末期土壤纤维素酶活性与土壤初始微生物生物量碳呈显著正相关;分解末期土壤纤维素酶活性与土壤初始硝态氮含量呈显著负相关.添加植物茎叶处理土壤细菌和真菌的Ace指数、Chao指数和Shannon指数均显著大于对照,Simpson指数显著小于对照.植物茎叶的分解显著提高了土壤细菌和真菌的丰度及多样性,进而提高了植物茎叶的分解速率,促进了生态系统营养物质的循环与转化.     

Effects of an integrated rice-crayfish farming system on soil organic carbon,enzyme activity,and microbial diversity in waterlogged paddy soil

A 10-year (2005–2015) field experiment was conducted to study the effects of an integrated rice-crayfish (CR) model on soil organic carbon, enzyme activity, and microbial diversity at soil depths of 0–10?cm, 10–20?cm, 20–30?cm, and 30–40?cm. Compared with a mid-season rice monoculture (MR) model, total organic carbon (TOC), particle organic carbon (POC), and water-soluble organic carbon (WSOC) were significantly higher in the 0–40?cm soil layers, and the content of microbial biomass carbon (MBC) was significantly higher in the 30–40?cm soil layer in the CR model. The ratios of WSOC to TOC and POC to TOC in the 0–40?cm soil layers in CR model exhibited an increasing trend, whereas the ratio of MBC to TOC in the 0–30?cm layers exhibited a decreasing trend with respect to that of the MR model, however, these differences were not statistically significant. The activity of soil invertase, acid phosphatase, and urease in the 0–40?cm soil layers in the CR model exhibited a decreasing trend with respect to that of the MR model, and the activity of urease in the 10–20?cm soil layer in the CR model was significantly lower than that in the MR model. Compared with the MR model, the CR model significantly enhanced the carbon utilization capacity of soil microbes, and the richness index, dominance index, and diversity index of the soil microbial community in the 20–30?cm layer, whereas it significantly decreased the number of dominant soil microorganism species and the carbon utilization capacity of soil microbes in the 0–10?cm layer. Soil organic carbon and its active components had a significant direct correlation with the microbial diversity index, and significantly positive correlations with invertase, urease, and acid phosphatase. With respect to the soil microbial diversity index, soil organic carbon and its active components had a closer relationship with soil enzyme activity.     

生物有机肥对猕猴桃土壤酶活性和微生物群落的影响

采用田间试验,研究了不施肥、施用生物有机肥、传统有机肥和化肥对猕猴桃土壤酶活性、微生物群落结构及其代谢的影响.结果表明: 施用生物有机肥在猕猴桃生育期内可显著提高土壤蔗糖酶和荧光素二乙酸酯水解酶活性,分别比对照高出12.2%～129.4%、18.8%～87.4%.施用生物有机肥在膨大期和成熟期的土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显著高于其他处理.Biolog微平板法测定结果表明,生物有机肥在猕猴桃生育期内提高了土壤微生物的平均每孔颜色变化率,增加了物种多样性、丰富度和均匀度,改变了微生物对6大类碳源的相对利用率,降低了微生物对氨基酸类碳源的相对利用能力,提高了微生物对多酚类和多胺类碳源的相对利用能力;主成分分析表明,对土壤中微生物起分异作用的碳源种类主要是糖类、氨基酸类和羧酸类.     

海拔对高山峡谷区土壤微生物生物量和酶活性的影响

为了解土壤微生物生物量和酶活性随海拔的变化特征,以川西海拔1563 m到3994 m的高山峡谷区的干旱河谷、干旱河谷-山地森林交错带、亚高山针叶林、高山森林和高山草甸土壤为研究对象,采用原位培养法研究了5种不同海拔生态系统中有机层(0～15 cm)和矿质层(15～30 cm)土壤微生物生物量碳氮、土壤蔗糖酶、脲酶及酸性磷酸酶活性的变化.结果表明:有机层土壤中微生物生物量碳氮和3种土壤酶活性呈现出先增加后减少再增加的变化特征,从2158 m开始不断增加,到3028 m左右达到峰值后减少,在3593 m出现最小值后,逆势增加直到3994 m后再次减少;矿质层土壤的微生物生物量碳氮和3种土壤酶活性表现为亚高山针叶林(3028 m)>高山草甸(3994 m)>干旱河谷-山地森林交错带(2158 m)>高山森林(3593 m)>干旱河谷(1563 m).各海拔梯度土壤有机层的微生物生物量和酶活性显著高于矿质层.高山峡谷区土壤微生物生物量与土壤酶活性呈极显著正相关.土壤微生物生物量和土壤酶与土壤含水量、有机碳和全氮呈极显著正相关,土壤蔗糖酶与土壤全磷含量呈极显著正相关,土壤酸性磷酸酶与土壤全磷和土壤温度呈极显著正相关.可见,高山峡谷区海拔变化引起的植被和其他环境因子的变化显著影响了土壤生化特性.     

玉米生长期间土壤微生物量与土壤酶变化及其相关性研究

研究了玉米生长期间土壤微生物量碳、氮与土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性变化及其相关性．结果表明，玉米生长前期和中期，土壤微生物量碳、氮及酶活性迅速上升，并逐渐达到最大值；玉米生长后期，土壤微生物量碳、氮、酶活性下降至某一值后并逐渐趋于平稳．几种处理相比较，以秸秆＋尿素处理的土壤微生物量碳、氮及酶活性为最大．除玉米生长后期，土壤微生物量碳、氮与碱解氮、活性腐殖质、土壤ｐＨ不相关外，土壤微生物量碳、氮与土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶活性及速效养分在玉米生长期间均相关或极相关     

水肥处理对黄瓜土壤养分、酶及微生物多样性的影响

以津优1号黄瓜为试材,设3个土壤相对含水量水平（50%～60%、70%～80%、90%～100%）和2个肥料追施量（600 kg N·hm^-2和420 kg P₂O₅·hm^-2,420 kg N·hm^-2和294 kg P₂O₅·hm^-2）处理,研究了不同水肥供应对日光温室黄瓜土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响.结果表明：土壤中NH₄⁺-N含量随施肥量的增加而提高,随土壤相对含水量的增加而降低;水肥供给的增加有利于提高土壤中速效磷含量和蔗糖酶活性;肥料增加使土壤中蛋白酶活性降低,而水分降低使土壤中脲酶活性提高.土壤中微生物多样性与土壤中养分含量无显著相关性,与土壤脲酶活性呈显著正相关,与蔗糖酶活性呈显著负相关.土壤相对含水量70%～80%、氮肥追施量600 kg N·hm^-2和420 kg P₂O₅·hm^-2处理的土壤养分含量、蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性较高,且土壤中微生物多样性和均匀度显著高于其他处理,土壤生产潜力最优.     

粉垄耕作对耕地土壤酶活性、微生物群落结构和功能多样性的影响

粉垄耕作是中国的一种新型耕作技术,对耕地质量和作物增产有重要影响。设置传统耕作深度20 cm(CK)、粉垄耕作深度35 cm(FL1)和粉垄耕作深度50 cm(FL2)对玉米耕地进行处理,重点研究了粉垄耕作技术对土壤微生态的影响,并阐明土壤微生物群落组成及功能对粉垄耕作的响应。结果表明,FL1、FL2和CK处理玉米产量分别为8.58、8.38和6.22 t/hm~2,FL1和FL2处理增产率分别为34.7%—37.9%。在0—20、20—40 cm土层中,粉垄耕作两个处理的土壤酶活性、微生物群落多样性和功能多样性均显著高于CK处理。通过结构方程模型发现,粉垄耕作直接提高了土壤酶活性、细菌参与养分循环的功能基团和细菌的群落结构,并通过细菌群落间接影响了真菌群落,增加了真菌参与养分循环的功能基团和真菌群落多样性,使土壤微生物碳源利用的能力和功能多样性指数得到提升,以FL1效果更佳。总之,研究从微生物的角度解释了粉垄耕作对土壤微生态的影响机制,为粉垄耕作提升土壤耕地质量提供了理论依据。