重金属污染下台湾相思和尾叶桉根区土壤微生物群落多样性

利用BIOLOG微平板技术对广州市黄埔区龟山重金属污染下台湾相思（Acacia confusa）和尾叶桉（Eucalyptus urophylla）根区土壤微生物群落多样性进行了研究.结果表明,广州市黄埔区龟山土壤重金属污染严重,其中全Cd和全Zn含量大大超出广州市背景值,并对微生物群落产生最大负效应.土壤环境的恶化导致细菌数量减少,微生物代谢活性滞后,对醣类和氨基酸类碳源利用低,多样性指数降低.黄埔区台湾相思和尾叶桉根区土壤细菌数量和微生物多样性显著高于裸地.由于重金属污染对根区土壤的影响较大,台湾相思和尾叶桉根区土壤的细菌数量、微生物碳源利用类型以及群落多样性指数均无显著差异.然而,台湾相思根区土壤微生物的代谢活性随着培养时间的延长,呈迅速上升趋势,并较其他供试土壤具有更高的代谢能力;另外,台湾相思不仅可以稳定土壤中的Cu和Pb,还能吸收Cd和Zn,并且其固氮能力能有效增加土壤养分含量,对土壤条件进行改良,也是广州市常用的造林先锋树种,适合作为广州市黄埔区重金属污染地植被重建材料.     

不同浓度砷酸盐胁迫对蜈蚣草根际微生物群落功能多样性特征的影响

蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷超富集植物,其根际微生物对土壤砷的转化及蜈蚣草砷的吸收具有重要影响.采用qPCR和Biolog-Eco微平板法对砷胁迫下蜈蚣草根际微生物群落功能多样性特征的差异进行了研究.首先对蜈蚣草根际微生物的16SrRNA基因丰度进行定量分析;其次,利用Biolog-Eco微平板法分析微生物对31种碳源的平均利用率;同时,通过主成分分析、Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数和Simpson优势度指数等探讨了微生物对不同类型碳源利用的差异和砷胁迫对微生物多样性的影响.结果表明,砷胁迫不仅降低16SrRNA基因丰度、减少微生物数量,还会显著影响微生物对碳源的利用效率.其中,微生物对碳水化合物类、氨基酸类和胺类碳源的利用受砷胁迫的影响最显著.此外,砷胁迫会诱导抗砷微生物成为优势群落,结构趋于单一.由于长期暴露可增加蜈蚣草根际微生物的数量,后期研究可深入探讨蜈蚣草根系分泌物中特异碳源物质在强化微生物-蜈蚣草修复砷污染土壤过程中的作用.     

基于高通量测序技术的连作杨树人工林土壤细菌多样性研究

土壤细菌在土壤微生物中占有重要地位,在土壤环境中具有十分重要的生态功能。为了了解杨树人工林根际和非根际土壤的细菌群落结构,明确连作对杨树土壤细菌多样性的影响,采用454焦磷酸测序技术对连作杨树人工林根际土壤和非根际土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,根际土壤共得到了3 036个OTU,非根际土壤共得到了3 051个OTU,两组样品共同包含的OTU共有1 404个。两组土壤的共有细菌群落有12个,其中Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria为优势菌群。从丰富度指数Chao1和多样性指数Shannon角度分析,发现连作导致根际土壤和非根际土壤细菌的丰富度和多样性都有所下降,且根际土壤细菌群落的改变更为显著。     

金针虫添加对冬小麦根际土壤线虫群落的影响

通过室内盆栽实验研究沟金针虫(Pleonomus canaliculatus)处理下冬小麦(Triticum aestivum)根际土壤线虫群落的变化.结果显示，添加金针虫显著增加了冬小麦根际土壤线虫的总属丰富度、总土壤线虫的丰富度以及食细菌类和食真菌类线虫的丰富度，原因主要是金针虫添加提高了冬小麦根际土壤有机碳含量以及冬小麦苗和根中的类黄酮含量.主成分分析(PCA)结果表明，添加金针虫可以改变冬小麦根际土壤线虫群落的组成.冗余分析(RDA)证实冬小麦苗和根中的类黄酮含量、土壤有机碳含量分别解释土壤线虫群落变异的35.80%、16.40%和12.52%.上述结果表明，金针虫添加通过间接作用影响冬小麦根际土壤线虫群落，即通过增加冬小麦苗和根中的类黄酮含量对根际土壤线虫的丰富度和多样性产生影响.     

若尔盖高寒草地微地形的土壤微生物群落多样性特征

结合坡面微地形变化,从土壤微生物群落多样性角度研究典型缓丘区不同坡位上土壤微生物群落特征,了解微地形生境下土壤微生物群落变化趋势. 研究结果表明,土壤微生物群落培养的平均颜色变化率（AWCD）增长曲线呈现中坡位>坡顶＞下坡位＞上坡位>坡底的规律,中坡位土壤微生物群落代谢活性最高,坡底土壤微生物群落对基质的利用能力最低;在土壤微生物多样性指数比较中发现,除McIntosh均一度指数变化不显著外,其余土壤微生物多样性指数在不同坡位上存在显著差异. 其中,中坡位的Shannon丰富度指数及Simpson优势度指数最大,显著高于坡底指数值（P<0.05）;对土壤微生物群落碳源利用特征分析,氨基酸类利用率变化明显大于其他碳源,而胺类及酚酸类的利用程度较低,表明氨基酸类是土壤微生物利用的主要碳源;通过主成分分析发现,不同坡位的土壤微生物群落对碳源利用具有选择性,糖类、 氨基酸类、 聚合物类及酚酸类是对土壤微生物群落功能多样性差异贡献较大的碳源.     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。     

种植模式和施肥处理下根际土壤碳源利用能力的研究

为阐明不同种植模式和施肥处理对根际土壤微生物活性的影响,采集单作玉米和花生、间作玉米和花生根际土壤,利用群落水平生理指纹图谱培养技术,探究不同处理下根际微生物碳源代谢活性的差异.分析结果表明,种植模式改变引起土壤中微生物组成丰富度的变化.间作提高了花生土壤的平均颜色随时间变化率(AWCD)值,降低了玉米土壤的AWCD值...     

模拟氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落碳源利用类型的影响

【目的】探究氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落特征的影响。【方法】以江苏省东台地区沿海杨树人工林为对象,采用Biolog ECO微平板技术,设置4种氮添加水平:N0(0 kg/(hm²·a))、N1(50 kg/(hm²·a))、N2(100 kg/(hm²·a))、N3(150 kg/(hm²·a))模拟不同浓度氮沉降,经过2 a生长季(5—10月)处理,测定杨树林土壤微生物群落碳源利用变化情况。【结果】N2处理可以增强杨树人工林土壤微生物对碳源的代谢能力,氮添加浓度过高则会产生抑制作用; 土壤中微生物对胺类和酚类利用程度表现出较大差异,其中,酚类在高浓度氮处理(N3)时利用程度最高,胺类在低浓度氮(N1)条件下利用程度最高; 硝态氮和平均颜色变化率(AWCD)、Shannon多样性均具有显著正相关性(P<0.05),微生物代谢水平及其结构变化受到硝态氮影响较大。主成分分析表明,PC1和PC2可以表示施氮对微生物群落代谢多样性产生的差异,其中,PC1的方差贡献率最大,碳水化合物、酚类呈负相关(碳源相关系数分别为-0.869、-0.780),氨基酸、羧酸呈正相关(碳源相关系数分别为0.702、0.821),是起主要分异作用的碳源; PC2涵盖了聚合物和胺类两种碳源大类,其中聚合物呈负相关(相关系数为-0.688),胺类呈正相关(相关系数为0.802)。【结论】氮添加会导致杨树人工林土壤微生物群落对碳源利用类型改变,土壤中硝态氮含量与微生物生长代谢及功能多样性呈显著正相关; 六大类碳源中碳水化合物、羧酸是影响土壤微生物群落功能多样性的主要碳源。 关键词:氮沉降; 土壤微生物; 碳源代谢; 群落功能多样性; 杨树人工林     

龙江河河岸带撑篙竹根际与非根际土壤细菌群落特征

为探究龙江河河岸带撑篙竹(Bambusa pervariabilis McClure)根际与非根际土壤细菌群落组成特征,揭示土壤细菌群落的相互作用与功能特征,以及影响细菌群落组成的环境因素,本研究开展该区域土壤理化环境因子调查,并进行土壤细菌群落高通量测序分析。结果表明,撑篙竹根际土壤pH值、氨氮(NH₄⁺-N)、硝氮(NO^-₃-N)和速效磷(Available Phosphorus, AP)均低于非根际土壤,水分含量(Moisture Content, MC)和土壤有机质(Soil Organic Matter, SOM)含量则高于非根际土壤,部分理化指标之间存在显著相关性。α多样性分析表明,撑篙竹根际土壤细菌群落丰富度较非根际土壤高,而多样性较非根际土壤低;放线菌门(Actinobacteriota, 26.93%)、变形菌门(Proteobacteria, 17.63%)、Patescibacteria(4.28%)、黏球菌门(Myxococcota, 3.25%)和蓝藻门(Cyanobact...     

木霉菌拌种对小麦生长和根际真菌群落的影响

为了了解木霉菌拌种对冬小麦生长和根际土壤真菌群落的影响,选取小麦种植后180 d的根际土壤,通过高通量测序技术研究分析了4株木霉菌拌种对小麦根际土壤中的真菌群落组成的影响,通过qPCR检测了根际土壤中真菌的绝对含量。结果表明：木霉菌拌种处理后降低了小麦根际土壤中真菌群落丰度,同时发现小麦产量与小麦根际土壤真菌群落均匀度(香农指数)和丰富度(OTUs数)呈反比,而与群落的优势度(辛普森指数)呈正比;通过田间病害调查和测产,结果显示,与未拌种处理相比木霉菌拌种降低了小麦纹枯病和茎基腐病引起的白穗率,其中哈茨木霉LTR-2和QT21990防效可达60% 以上,增产7.42%和6.94%(P<0.05)。     

油菜对Cd污染土壤的修复潜力分析

以甘蓝型油菜为研究材料,利用盆栽试验研究了不同浓度Cd(0,1,2mg/kg)胁迫下油菜的吸收特性,以及土壤微生物群落结构变化.结果表明:随着Cd浓度的升高,油菜植株对Cd的吸收显著增加,而且油菜地上部分的吸收量显著高于地下部分,其中茎的Cd浓度最高,籽粒最低;油菜将Cd从地下转移到地上部分的转运系数随外源Cd浓度的升高而呈现先升高后下降的趋势;且低浓度Cd处理下,油菜对Cd的转运系数较高,修复效率可以达到6.841%~7.752%.土壤微生物多样性分析发现,Cd改变了土壤微生物群落的结构,降低了部分优势菌群的相对丰度,而油菜可以增加这些菌群的相对丰度,提高土壤微生物多样性.因此,种植油菜有利于土壤生态系统的稳定性,可以用于修复中等程度Cd污染土壤.     

秸秆生物炭及秸秆对大豆生长及土壤微生物活性的影响

为了明确不同秸秆利用方式对作物生长及土壤微生物的影响,采用盆栽试验,研究秸秆直接添加和秸秆生物炭添加对大豆生长状况、根际土壤有机碳及微生物群落功能多样性的影响.结果表明:秸秆生物炭添加(MB和WB)能有效提高大豆盛花期地下生物量.秸秆直接添加(M和W)能显著增加大豆花期根际土壤有机碳的含量,玉米秸秆直接添加处理(M)下的有机碳含量最高,为21.15 mg/g.大豆成熟期,秸秆生物炭添加处理(MB和WB)下土壤有机碳含量较空白处理(CK)显著增加,玉米秸秆添加处理(M)下根际土壤有机碳含量显著高于小麦秸秆添加处理(W).不同秸秆利用方式下大豆根际土壤平均颜色变化率(AWCD)随时间延长而增加,MB和WB处理较M和W处理能显著提高成熟期大豆根际土壤AWCD值.因此,可利用秸秆生物炭添加改善大豆根际土壤微生物活性,提高土壤碳贮量.     

不同菌肥对华重楼根际土壤微生物多样性及理化性质的影响

为更好地筛选适合华重楼（Paris polyphylla var.chinensis）人工栽培的微生物菌肥种类,为华重楼的产业化生产提供理论参考,本研究以华重楼为材料,采用高通量测序技术分析不同菌肥处理对华重楼根际土壤微生物多样性的影响。结果表明：经不同施肥处理的华重楼根际土壤中共检测出细菌类群23门57纲125目185科284属525种,真菌8门26纲54目66科69属82种。主要优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）。优势真菌门为担子菌门（Basidiomycota）、子囊菌门（Ascomycota）和毛霉菌门（Mucoromycota）。施用枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）后,细菌丰富度和多样性显著下降,而解淀粉芽孢杆菌（B.amyloliquefaciens）对细菌丰富度和多样性无显著影响。两种菌肥均对根际土壤中真菌数量的影响不显著,枯草芽孢杆菌可以显著提高真菌群落的多样性,而解淀粉芽孢杆菌则会显著降低真菌的多样性。两种微生物菌肥均会引起根际土壤中全钾（TK）、有机碳（TOC）、速效钾（AK）含量显著下降,pH值显著上升;单独施用枯草芽孢杆菌和两种菌肥混施处理时全氮（TN）含量显著下降,而单独施用解淀粉芽孢杆菌时TN含量显著上升。两种微生物菌肥对华重楼根际土壤微生物群落结构和多样性影响不同,施加微生物菌肥后会引起根际土壤理化性质发生显著变化。     

原始红松林土壤理化及微生物碳代谢特征对生长季动态的响应

【目的】明确原始红松林内土壤微生物群落对碳源的利用、土壤理化性质的季节变化规律及差异机制,探讨原始红松林土壤理化及生物学特征对气象因子季节动态的响应。【方法】以小兴安岭典型的原始阔叶红松林为研究对象,分别于2015年5—10月生长季内采集0～10 cm和≥10～20 cm的表层土壤样品。采用Biolog-ECO微平板检测法和土壤理化性质的常规测定方法测定红松林内土壤微生物功能多样性及土壤理化指标。【结果】①研究样地的多项土壤理化指标在月份间差异显著。②在整个生长季内平均颜色变化率(AWCD)的变化趋势基本一致,均随着培养时间的延长而逐渐升高,培养168 h以后,AWCD增加幅度逐渐减弱; AWCD值和多样性指数在月份间差异显著; 土壤微生物群落的代谢活性表现出明显的季节差异,并呈现一定的规律性,6月显著高于其他月份(P<0.05)。③氨基酸类、多聚物类、碳水化合物类碳源是红松林土壤微生物群落利用的主要优势碳源类型; 通过主成分分析(PCA)、聚类分析可将土壤微生物群落碳源代谢特征大致分为3簇,即5—6月、7月、8—10月; 土壤微生物利用碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类碳源的变化对季节最为敏感。④通过相关性分析发现,AWCD值和多样性指数与速效磷、速效钾、含水量和有效氮之间存在显著或极显著相关性; 分类变异分析发现土壤理化性质变化是引起微生物功能多样性发生季节性变化的主要因子,其中含水量、速效磷的解释度分别为12.76%和30.71%。【结论】原始阔叶红松林土壤理化及微生物功能碳代谢特征具有显著的生长季动态变化,月降水总量变化的影响最为重要。     

鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构分析

为探究鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤微生物群落结构,该文以鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤为研究对象,采取0～15 cm、15～30 cm及30～45 cm深度的土壤,采用Illumina HiSeq高通量测序技术,研究不同深度土壤群落结构及其影响因素.研究结果表明：不同深度土壤样品理化性质和酶活性存在显著差异,随土壤深度的增加呈降低趋势.Pearson相关分析表明鄱阳湖南矶湿地苔草植被根际土壤理化性质与土壤酶活性之间存在不同程度的相关性.高通量测序结果表明不同深度土壤细菌和真菌群落微生物丰富度及多样性未达到在统计学意义上的差异显著水平(P>0.05),土壤古菌群落微生物多样性随土壤深度的增加而增加.在苔草植被根际土壤中共检测到41个细菌门类,其中变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和硝化螺旋菌门为优势菌门;检测到8个真菌门类,其中子囊菌门、担子菌门和罗兹菌门为优势菌门;检测到10个古菌门类,其中广古菌门、泉古菌门、奇古菌门为优势菌门.冗余分析表明：土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量是影响细菌群落的主要环境因子;土壤有机质、全氮、有效磷和碱解氮含量是影响真菌群落的主要环境因子;土壤有机质、...     

洪泽湖湿地植被类型对土壤有机碳粒径分布及微生物群落结构特征的影响

【目的】研究不同植被覆盖下湿地土壤有机碳组成、微生物群落结构的特征,为合理开发利用、恢复和保护湿地生态功能提供依据。【方法】以江苏洪泽湖与淮河交汇区湿地自然植被类型(湖草滩、芦苇滩)和人工植被类型(杨树林、柳树林)的土壤为研究对象,应用物理分组的方法研究土壤不同粒径 (<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm、≥200~2 000 μm) 组分分布、有机碳含量与分布情况,采用高通量测序技术对土壤微生物群落结构特征进行表征,运用聚类分析、冗余分析研究不同植被类型土壤中微生物物种丰度相似性、微生物群落结构与不同粒径组分土壤有机碳及土壤理化性质之间的关系。【结果】①洪泽湖与淮河交汇区湿地人工植被类型林地中土壤粒径≥200~2 000 μm组分分布最少,土壤粒径≥2~63和≥63~200 μm组分分布显著高于其他粒径组分;人工植被类型土壤总有机碳含量显著高于自然植被类型,其中各植被类型各粒径组分(除粒径≥2~63 μm组分)土壤有机碳含量大小顺序均为柳树林>杨树林>湖草滩>芦苇滩;粒径< 2 μm组分的土壤有机碳分布比例显著高于其他粒径组分的,粒径≥200~2 000 μm组分的土壤有机碳分布比例低于其他粒径组分的。②各植被类型土壤微生物群落多样性(Shannon 指数)大小顺序均为芦苇滩>湖草滩>柳树林>杨树林,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是样地土壤细菌的主要优势种群(50.21%~66.12%);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)是土壤真菌的主要优势种群(68.32%~95.11%)。土壤细菌群落聚类分析相似性系数最高的是湖草滩和芦苇滩,这个聚类和杨树林的土壤细菌群落相似性较远;真菌群落聚类分析中,湖草滩和芦苇滩的真菌群落自成一族群;杨树林和柳树林的真菌群落聚为另一族群。③微生物群落结构与土壤理化性质相关性分析显示,土壤有机碳含量和含水量是影响土壤微生物群落结构的主要因子,细菌中的酸杆菌门(Acidobacteria)和真菌中的担子菌门(Basidiomycota)受粒径<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm组分的土壤有机碳分布影响很大。【结论】洪泽湖湿地4种植被覆盖下不同粒径组分土壤的质量和有机碳含量数值呈现两头小中间大趋势,不同粒径组分中有机碳分布比例随粒径的增加而降低。种植人工植被(柳树林、杨树林)有利于增加土壤有机碳的含量,但人工植被类型未增加土壤微生物的多样性,粒径<200 μm组分的土壤有机碳分布可能影响特定的优势微生物类群。     

生物炭对杨树人工林土壤微生物量及碳源代谢多样性的影响

生物炭不仅可以改良土壤理化性质,并且能够帮助土壤长期固碳从而减缓温室气体的排放。以江苏东台杨树人工林土壤为对象,设计4种生物炭添加量CK(0)、T1(40 t/hm²)、T2(80 t/hm²)、T3(120 t/hm²),探究生物炭及其季节动态变化对土壤理化性质、微生物量和碳源代谢的影响。结果表明:生物炭施入降低土壤含水率,却使得土壤pH升高; 生物炭导致土壤微生物量氮(SMBN)下降,并且SMBN具有明显季节动态变化,即冬春偏高、夏秋相对较低; 而生物炭没有明显改变土壤微生物量碳(SMBC),但SMBC季节动态变化明显。高浓度生物炭(T3)显著提高了微生物在Biolog平板上的AWCD(平均单孔颜色变化率),但对碳源代谢多样性影响不显著。主成分分析表明,相比不同的施炭处理,同一处理季节的差异更显著地影响了微生物碳源的代谢模式。     

不同施肥模式对杨树人工林土壤微生物功能多样性的影响

土壤微生物多样性是维持人工林土壤生产力的重要组成部分。为了解不同施肥处理对杨树人工林土壤微生物多样性的影响,以苏北沿海地区8年生杨树人工林为对象开展施肥试验,共设置6种施肥处理:CK(对照)、T1(NPK复合肥)、T2(有机肥)、T3(生物炭)、T4(NPK复合肥+生物炭)、T5(有机肥+生物炭),采用Biolog-Eco法测定了土壤微生物的功能多样性。研究结果表明:①各种施肥处理都不同程度地促进了土壤微生物的生长。T4、T5处理增加了土壤pH、TC(全碳)、TC/TN(全碳氮比),它们的土壤微生物量也显著最高。T3处理可能改变了土壤微生物群落结构。②T2、T3、T4、T5处理都增加了土壤微生物整体活性和碳源利用能力,其中T5处理碳源利用能力显著高于其他处理,而T1处理减弱了微生物碳源利用。③土壤微生物对碳源的利用能力存在季节差异,在不同季节从强到弱依次表现为夏季、春季、秋季、冬季; 生物炭配施有机肥改变了微生物对碳源利用能力的季节动态,表现为春季最高。