环丙沙星对土壤微生物量碳和土壤微生物 群落碳代谢多样性的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和Biolog法,分析环丙沙星作用下的土壤微生物量碳和微生物群落碳代谢多样性,以揭示环丙沙星在环境中残留对土壤微生物学性状的影响.结果表明,环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)对土壤微生物量碳含量影响显著(P＜0.05),土壤中环丙沙星浓度愈高,微生物量碳含量愈低,100μg/g的环丙沙星处理使土壤微生物量碳含量下降58.69％.环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能影响显著,环丙沙星降低了土壤微生物对碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类的碳源利用率;环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)显著影响了土壤微生物群落碳源代谢强度和代谢多样性,但不同浓度的环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能的影响不同,0.1、1、10 μg/g的环丙沙星处理对土壤微生物群落碳代谢功能的影响主要表现在处理前期(用药第7天、21天),这种影响在处理后期(用药第35天)表现不明显,100μg/g的环丙沙星在用药的前期和后期均显著影响土壤微生物群落碳代谢功能,土壤中环丙沙星积累到该浓度可能对土壤微生物群落碳代谢功能产生难以逆转的长期影响.     

紫色土区不同秸秆还田量对土壤线虫群落的影响

为了研究不同秸秆还田量对紫色土区土壤线虫群落的影响, 作者于2011年5月和9月对川中丘陵区的100% (RMW1)、50%(RMW2)、30%(RMW3)和空白对照(CK)4种秸秆还田量的农田土壤线虫进行了调查。结果发现, 随着秸秆还田量的下降, 土壤线虫的群落结构有一定变化。总体上, 群落密度、食真菌类群和捕食-杂食类群的密度呈波动增加; 食细菌类群的密度持续增加; 植物寄生类群密度、Shannon-Wiener多样性指数(H')、植物寄生成熟指数(PPI)和瓦斯乐斯卡指数(WI)呈先增加后下降的变化趋势, 且多样性指数在秸秆还田量为30-50%之间最高; 类群数、自由生活成熟指数(MI)、线虫通路比值(CR)则先下降后增加; 所有变化均不显著(P > 0.05)。土壤速效钾含量随秸秆还田量的增加显著提高(P < 0.05), 且与线虫群落多样性指数呈显著负相关(P < 0.05)。研究结果表明, 在紫色土区秸秆还田主要是通过改变土壤钾含量对土壤线虫群落产生影响, 且秸秆还田量在30-50%之间时有利于维持线虫群落多样性。     

植被对土壤微生物群落结构的影响

研究了不同土壤及覆盖其上的植被与土壤微生物群落结构和多样性的关系．植被使土壤中的微生物种类更丰富,群落多样性更高．表层土壤微生物群落中没有明显的优势种群,种间竞争作用较弱．并介绍了研究土壤微生物群落的分子生物学方法．     

土壤食细菌线虫对拟南芥根系生长的影响及机理

通过设置两种孔径(1 mm和5μm)的网袋(25cm×25 cm),采用于土样中添加猪粪的处理,获得有大量食细菌线虫富集(SM1)的,和有少量食细菌线虫富集(SM5)的供试土壤(两者养分状况相近),以研究食细菌线虫对拟南芥根系生长的影响.结果表明,在种植拟南芥15d后,与有少量线虫富集的PSM5处理相比,有大量线虫富集的PSM1处理拟南芥根系显著增长,根的表面积显著增大,根尖数显著增多.PSM1处理在显著增加土壤中NH4+-N的同时,还使土壤中植物激素(GA3和IAA)的含量显著增高.此外,土壤微生物群落对单一碳源的利用能力(Biolog)的差异,表明存在大量食细菌线虫的土壤,微生物群落结构组成发生了变化.此结果说明,土壤食细菌线虫对根系生长影响的效应,除了养分效应外,还存在激素效应,与食细菌原生动物和植物根系生长之间的相互作用的机制相似.     

土壤食细菌线虫的原位富集培养方法

采用两种孔径的尼龙网袋（1mm和5μm）,将盆钵供试土壤分成内外两层,内层土壤混合猪粪或稻草,并以不添加猪粪和稻草的供试土壤作为空白;外层直接接入供试土壤,进行培养,以获取土著食细菌线虫大量富集的试验土壤。结果表明：添加基质（猪粪和稻草）显著地促进了土壤线虫的繁殖,大量繁殖的线虫通过1mm网袋迁移至外层未加基质的土壤,而采用5μm网袋则限制了线虫向外层土壤的迁移。添加猪粪的1mm网袋处理经过28d培养后,外层土壤线虫数是空白处理的9．1倍;添加稻草的1mm网袋处理经过35d培养后,外层土壤线虫数是空白处理的5．9倍。添加两种基质的5μm网袋处理,外层土壤线虫数和空白处理差异不大。添加基质主要是促进了食细菌线虫的繁殖,在培养结束时,添加猪粪的1mm网袋处理的食细菌线虫比例达到98．2％,添加稻草的1mm网袋处理的食细菌线虫比例达到90．5％,两个处理食细菌线虫的总数分别是空白处理的14．8倍和8．9倍,并且主要是Protorhabditis sp．线虫的增加。     

祁连山中部4种典型植被类型土壤细菌群落结构差异

土壤微生物参与土壤生态过程,在土壤生态系统的结构和功能中发挥着重要作用。2013年7月采集了祁连山中段4种典型植被群落(垫状植被、高寒草甸、沼泽草甸和高寒灌丛)的表层土壤,分析了表层土壤微生物生物量碳氮和采用Illumina高通量测序技术研究了土壤细菌群落结构及多样性,并结合土壤因子对土壤细菌群落结构和多样性进行了相关性分析。结果表明:(1)土壤微生物生物量碳氮的大小排序为:沼泽草甸高寒草甸高寒灌丛垫状植被;(2)土壤细菌群落相对丰度在5%以上的优势类群是放线菌门、酸杆菌门、α-变形菌、厚壁菌门和芽单胞菌门5大门类;(3)沼泽草甸土壤细菌α多样性(物种丰富度和系统发育多样性)显著高于其它3种植被类型(P0.05),而垫状植被土壤细菌α多样性最低;(4)冗余分析和Pearson相关性分析表明,土壤pH、土壤含水量、土壤有机碳和总氮是土壤细菌群落结构和α多样性的主要影响因子。研究结果可为祁连山高寒生态系统稳定和保护提供理论依据。     

土壤食细菌线虫与细菌的相互作用及其对N,P矿化—生物固定的影响及机理

采用悉生微缩体系,研究了４０ｄ培养期内不添加外在质条件下食细菌线虫（Ｐｒｏｔｏｒｈａｂｄｔｉｓ ｓｐ．）和细菌（Ｐｓｅｕ－ｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）的相互作用及其对Ｎ,Ｐ转化的影响。在种植及不种植小麦的土壤中,发现接种线虫后细菌数量显著增加,非根标土壤细菌的增加量又比根际土明显。在种植小麦体系中,根际与非根际土壤线虫均比不种作物体系有增加趋势,其中根际土壤线虫种群的提高尤为显著。只加细菌处理中土壤Ｎ     

食细菌线虫对热或铜胁迫下土壤功能稳定性的影响

在室内模拟重金属铜的持续胁迫或者短期加热(18 h,40℃)的瞬时胁迫条件下,以大麦叶粉短期分解过程代表土壤功能,研究了土壤食细菌线虫对土壤生态功能稳定性(抗性和恢复力)的影响.结果表明,在未施加任何胁迫对照处理中和铜胁迫条件下,食细菌线虫在一定程度上有促进土壤微生物活性的趋势.在施加铜胁迫后第15天,接种食细菌线虫导致土壤基础呼吸显著增加,并且接种食细菌线虫处理的土壤功能抗性显著高于未接种线虫处理.而在热胁迫条件下,接种食细菌线虫对土壤基础呼吸和土壤微生物活性没有显著影响,且接种食细菌线虫处理的土壤功能抗性低于未接种线虫处理.在两种胁迫条件下,接种食细菌线虫反而降低了土壤功能的恢复力.     

土壤抑菌作用对食线虫真菌及其制剂的影响

通过我国东北及黄淮海地区主要大豆种植区１１种土壤对４株定殖于大豆胞囊线虫真菌淡紫拟青霉（ＰａｅｃｉｌｏｍｙｃｅｓＬｉｌａｃｉｎｕｓ）Ｍ－１４,厚垣孢子轮枝菌（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍｃｈｌａｍｙｄｏｓｐｏｒｉｕｍ）ＪＮ－１１,ＳＨ－２６和ＢＱＬ－１孢子的抑制作用及其影响因子的研究,表明土壤元菌作用普遍存在,但依土壤条件,菌种类型而异,其中以安徽宿到,济南农科院,北京,黑龙江宝泉岭农场的土壤抑菌作用     

藏北高寒草甸植物群落对土壤线虫群落功能结构的影响

2011年5-11月,对西藏北部高寒草甸3种典型植物群落下0-30cm范围内不同深度土层的土壤线虫群落进行调查,采用浅盆法分离线虫,土壤性质指标,如pH、含水量、电导率分别采用电位法、烘干法、电导率仪法进行测定,应用营养类群组成、c-p类群结构及营养结构特征指数,以及营养类群、c-p类群与土壤性质之间的关系等特征值分析高寒环境下土壤线虫群落的功能结构特征,以了解高寒环境下植被对土壤线虫群落功能结构的影响.调查共分离得到33038条土壤线虫,隶属于2纲6目51科93属;线虫个体密度平均为847条/100g干土;表聚性明显.研究结果表明,高寒草甸不同植物群落的土壤线虫群落营养类群组成及分布特征均存在一定差异,植食性线虫和食细菌性线虫是调查区域的主要营养类群,不同植物群落间植食性线虫和杂食/捕食性线虫的相对多度差异明显.c-p类群组成结构特征结果表明:3种植物群落的土壤线虫cp2类群均为优势类群,生活策略以r-对策为主;高山嵩草植物群落土壤中的线虫食物资源在3种植物群落中最丰富;藏北嵩草群落土壤线虫数量低的可能原因是线虫食物资源的减少限制了cp1、cp2类群的增殖.PPI值表明:委陵菜群落受扰动的影响程度大于其余两种植被类型,而MI、PPI/MI值及cp5类群数量的结果则表明:委陵菜群落的稳定性较高,受到的干扰在3种植物群落中最少.F/B及NCR值均说明了3种植物群落的土壤有机质分解均主要依靠细菌分解途径.相关性分析结果表明:杂食/捕食性线虫在枯草期明显受到土壤含水量的影响;食真菌性线虫与土壤pH之间的关系密切,在盛长期则明显受到土壤电导率的影响;食细菌性线虫仅在返青期与pH有相关性.不同植物群落下土壤线虫群落功能结构特征的分异显示出线虫指示环境因子影响土壤生态系统的潜力.     

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.     

黄土高原不同土壤微生物量碳、氮与氮素矿化势的差异

以采自于黄土高原差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,对黄土高原主要类型土壤中微生物量碳(Bc)、微生物量氮(BN)和氮素矿化势(NO)的差异性进行了比较研究.结果表明,Bc、BN和NO在不同类型土壤间存在显著差异,由关中平原至陕北风沙区,BC、Bn和NO总体呈现下降趋势,其中以土垫旱耕人为土最高,简育干润均腐土最低,黄土正常新成土和干润砂质新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土等各土类平均BC分别为305.2μg·g-1,108.4μg·g-1,161.7μg·g-1和125.4μg·g-1,BN分别为43.8μg·g-1,20.3μg·g-1,26.0μg·g-1和30.6μg·g-1,NO分别为223μ·g-1,75μg·g-1,163μg·g-1和193μg·g-1.土壤氮素矿化速率(k)则以简育干润均腐土最大,干润砂质新成土最低,土垫旱耕人为土和黄土正常新成土居中:土垫旱耕人为土、简育干润均腐土、黄土正常新成土和干润砂质新成土的k分别为0.039w-1,0.044w-1,0.031w-1和0.019w-1.不同类型土壤BC、BN与NO的差异,主要与土壤形成过程、输入土壤的植物同化产物和土壤有机质的差异等有关,从较大尺度进一步证明了在黄土高原,土壤有机质是影响BC、BN的主要因子.研究结果对分析黄土高原土壤生产力形成过程具有一定参考价值.     

26年长期施肥对土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影响

研究长期小麦连作施肥条件下土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸的变化及其与土壤养分的相关性。以陕西长武长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4提取法、碱液吸收法和化学分析法分析了长达26a不同施肥处理农田土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤呼吸之间的差异及其调控土壤肥力的作用。长期施肥及种植作物,均能提高土壤微生物量碳、氮含量,尤其是施用有机肥,土壤微生物量碳、氮含量高于单施无机肥的处理,土壤呼吸量也提高15.91%—75.73%,而施用无机肥对于土壤呼吸无促进作用。土壤微生物生物量碳氮、土壤呼吸与土壤有机质、全氮呈极显著相关。长期有机无机肥配施可以提高土壤微生物量碳氮、土壤呼吸,氮磷肥与厩肥配施对提高土壤肥力效果最好。微生物量碳氮及土壤呼吸可以反映土壤质量的变化,作为评价土壤肥力的生物学指标。     

冬季作物对稻田土壤微生物量碳、氮和微生物熵的短期影响

研究不同的冬季作物马铃薯、黑麦草、紫云英、油菜在"冬季作物-双季稻"轮作种植制度下短期内对稻田土壤微生物碳、氮和微生物熵的影响,在湖南省土壤肥料研究所的实验网室内设置了小区试验.试验结果表明:几种冬季作物均提高了稻田土壤微生物碳、氮含量,黑麦草明显提高了土壤微生物量碳和微生物熵,紫云英明显提高了土壤微生物量氮.冬季作物对土壤微生物量碳和土壤微生物量氮的季节性影响变化趋势基本一致,紫云英、马铃薯处理的土壤微生物量C、N含量均在水稻生育期间8月中旬达到最大值.     

施用控释氮肥对稻田土壤微生物生物量碳、氮的影响

借助农业部望城红壤水稻土生态环境野外观测试验站的控释氮肥试验,研究了施用控释氮肥对水稻不同生育期间稻田土壤微生物生物量碳、氮动态变化的影响。试验共设5个处理:①CK,(不施氮肥);②Urea(施用尿素);③CRNF(施用与处理②等氮量的控释氮肥);④70%CRNF(施用控释氮肥,用氮量为处理②的70%);⑤50%CRNF+M(施用控释氮肥和猪粪,总氮量为处理②的70%,其中控释氮肥用量为处理②的50%,猪粪含氮量为处理②的20%)。结果表明,施肥后10 d,施氮处理土壤微生物生物量碳和氮均达最高,随生育进程推进逐渐下降,成熟期有一定的回升;施肥初期,施用等氮量的控释氮肥处理(CRNF)土壤微生物量碳、氮含量较尿素处理(Urea)分别增加5.4%和22.5%,而水稻生育中后期,控释氮肥处理(CRNF)土壤微生物量碳、氮含量较尿素处理(Urea)下降幅度大,该处理向地上部提供氮素营养较尿素处理高;施氮量较高的CRNF处理,土壤微生物生物量碳低于控释氮肥节氮处理(70%CRNF),但在大多数取样时期,土壤微生物量氮高于控释氮肥节氮处理(70%CRNF);控释氮肥配施有机肥的节氮处理较其他单施化肥处理显著增加土壤微生物生物量碳、氮含量。控释氮肥与有机肥配施,不仅能节约氮肥用量,而且能明显地提高土壤微生物生物量碳、氮的含量。     

保护性耕作对土壤微生物量及活性的影响

研究保护性耕作对土壤微生物特性的影响对于土壤管理具有重要意义。试验研究了保护性耕作对麦田土壤微生物量碳、活跃微生物量、土壤呼吸、呼吸商的影响。前3项采用的方法分别是:基质诱导呼吸法、呼吸曲线数学分析法和CO2释放量法。结果表明,保护性耕作土壤微生物量碳0～10cm土层大于10～20cm土层,而常规耕作两土层间无明显差异。秸秆还田在播种前、越冬期和起身期能显著提高土壤微生物量碳,而开花期和收获期则降低土壤微生物量碳。少耕还田10～20cm土层微生物具有较强的养分调控作用。保护性耕作利于0～10cm土层活跃微生物量的提高。秸秆还田和保护性耕作在耕作作业初期(越冬期和起身期)能增强土壤呼吸速率;在耕作作业后期(开花期和收获期)能显著降低土壤呼吸速率。免耕秸秆覆盖在10～20cm土层呼吸商较高,而常规耕作无秸秆还田在0～10cm土层呼吸商较高。土壤微生物量碳和呼吸商是衡量土壤微生物特性的重要指标。     

耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响

通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化.结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18％、22％、29％、21％和3％、10％、12％、13％,具有保水保墒的作用.在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32℃和0.69℃.土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓.免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70％、40％、85％和30％和10％、20％、15％和15％.土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关.     

海拔梯度变化对中亚热带黄山松土壤微生物生物量和群落结构的影响

全球变暖对陆地生态系统造成一系列生态问题,使这些问题将随着全球平均气温的升高而进一步加剧。海拔梯度变化是研究气候变暖对陆地生态系统影响的一种重要手段。目前为止利用海拔梯度对微生物影响的研究尚未定论,其主要原因是忽略了植被类型的影响。因此,以中亚热带戴云山的3个海拔(1300、1450、1600 m)的黄山松(Pinus taiwanensis)林为研究对象,探究沿海拔梯度的变化,森林土壤微生物生物量和微生物群落结构的响应变化。结果表明:土壤碳氮磷养分(SOC、TN、TP)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)和丛枝菌根真菌(AMF)、革兰氏阴性菌(GN)、真菌(Fungi)、总磷脂脂肪酸(T_(PLFA)),细菌∶真菌(F∶B)均随海拔升高显著下降,而革兰氏阳性菌∶革兰氏阴性菌(GP∶GN)随海拔升高呈相反的趋势。冗余分析(RDA)表明,温度(T)和可溶性有机氮(DON)是影响微生物群落结构的最重要的环境因子。研究表明:与1600 m海拔相比,1300 m海拔温度较高,土壤有机质矿化作用较强,土壤速效养分及微生物生物量随之增加,从而提高(Fungi)、细菌(Bacteria)等。因此,未来气候变暖将通过改变土壤碳氮磷养分来影响本区域微生物群落组成结构。这对进一步深入了解气候变化对山地生态系统土壤养分循环过程具有重要意义。