甲胺磷影响下土壤微生物群落结构的动态平衡

采用磷脂脂肪酸(PLFA)作为一种微生物分子标靶,研究不同浓度甲胺磷(C2H8ONPS)输入对土壤微生物群落的影响。结果表明：与对照土壤相比,高浓度甲胺磷分别使细菌PLFAs显著提高 0.85 nmol/g,而使真菌PLFAs显著下降 0.87 nmol/g。甲胺磷并没有使土壤微生物总量发生显著变化,真菌丰度下降和抵抗性细菌群落上升形成了土壤微生物群落结构的动态平衡。分析认为,由甲胺磷输入而产生的H+可能导致这一微生物群落结构的变化。     

种植黑麦草对山西工矿区多环芳烃和重金属复合污染土壤微生物群落多样性的影响

本文以山西工矿区生黄土为供试土壤,以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物材料,通过室内培养实验,采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),研究不同浓度PAHs和HgCl2单一及复合污染种植黑麦草对土壤微生物群落多样性的影响.结果表明:不同浓度PAHs与HgCl2处理下黑麦草土壤微生物基因条带差异明显.与对照组相比,低浓度污染处理下基因条带数稍有增加,而高浓度污染处理下部分基因条带消失.各污染水平下土壤微生物所共有的优势条带较多.在HgCl2单一污染条件下,土壤微生物多样性首先随着污染浓度的升高而增加,污染浓度大于3 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数随着浓度的升高逐渐降低,在最高浓度60 mg·kg-1时,较对照组降低5.0%;PAHs单一污染与HgCl2单一污染处理下土壤微生物群落多样性指数表现出相似的规律,污染浓度大于10 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数开始降低,在最高浓度50 mg·kg-1时,较对照组降低了2.8%.HgCl2与PAHs复合污染在中浓度A22(PAHs 5 mg·kg-1、HgCl215 mg·kg-1)时对土壤微生物群落多样性表现为协同作用,而在最高浓度A36(PAHs 50mg·kg-1、HgCl260mg·kg-1)则表现为抑制作用.     

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     

基于高通量测序分析白云岩喀斯特土壤微生物多样性

利用白云岩喀斯特土壤微生物16S rRNA V4及ITS1区的高通量测序数据,分析土壤微生物群落结构特征。基于PICRUSt算法预测土壤微生物群落功能基因组,应用皮尔逊相关系数解析土壤性质与土壤微生物群落多样性及代谢通路的相关性。结果显示:白云岩喀斯特土壤微生物主要分布于15个菌门,其中以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和接合菌门(Zygomycota)为最主要的优势菌门。基于PICRUSt功能基因预测,共获得6 208个同源功能基因(KEGG Orthology),富集于311条代谢通路(metabolism pathway)。其中与氨基酸代谢、碳水化合物代谢等有关的基因在种类和数量上都占预测功能基因中的绝对优势。相关性分析表明:土壤微生物多样性与土壤性质间存在相关性,尤其以土壤微生物多样性与Emg~(2+)间相关性最为显著。61条代谢通路与土壤交换钙(ECa~(2+))、土壤有机碳(SOC)、土壤总磷(STP)、土壤总钾(TK)、pH以及土壤交换镁(Emg~(2+))相关。Emg~(2+)与包括精氨酸和脯氨酸代谢、丙酮酸代谢在内的31条代谢通路显著正相关。     

高CO2和土壤干旱对沙地优势植物C,N固定及分配的影响

通过模拟大气中CO2浓度升高和土壤干旱研究了沙地优势植物油蒿、柠条、沙柳C,N的固定及分配的影响.结果表明:大气中CO2浓度升高使沙地优势植物种不同部位的生物量均显著增加,而土壤干旱对不同部位的生物量有显著的不利影响,使生物量下降.大气中CO2浓度升高使植物根、茎、叶固定的C明显增加,且这种增加的趋势随土壤湿度的增加而增大.从C的分配看,分配至茎的C最多,其次是叶,根中获得的C最少.而不同植物对N的分配则不一致.大气中CO2浓度升高和土壤干旱对沙地优势植物根、茎、叶中的C/N比有影响,但规律不明显.     

鸡公山自然保护区落叶阔叶林土壤呼吸研究

利用ACE自动土壤呼吸监测系统测定并分析鸡公山落叶阔叶林土壤呼吸的日变化特征,对影响土壤呼吸的土壤温度、大气CO2含量、大气温度、大气湿度等因子进行相关分析.结果表明:鸡公山落叶阔叶林土壤呼吸日变化呈单峰曲线,变幅最大的月份为8月;土壤呼吸与5 cm深处土壤温度呈幂函数关系,y=1.122exp(0.037x)(R2=0.395);土壤呼吸与5 cm深处土壤温度,30 m高处大气CO2含量、大气温度、大气湿度关系显著.     

臭氧水对土壤微生物群落的影响

对设施蔬菜喷洒臭氧水来探究臭氧水对土壤微生物群落的影响.以喷洒清水和百菌清农药为对照,分别以低质量浓度(3 mg·L~(-1))、中浓度(6 mg·L~(-1))和高浓度(9 mg·L~(-1))的臭氧水对土壤进行喷洒.通过Mis Seq 2×300 bp高通量测序来分析了喷洒臭氧水对土壤微生物多样性的影响.结果表明:臭氧水不会改变微生物群落结构,对组成土壤微生物中的重要的微生物群落无伤害.     

亚热带灌丛岩溶区夏季土壤CO_2浓度动态初探

土壤CO2作为岩溶作用的重要驱动因素受到越来越多学者的关注,本文在对南川市金佛山西坡次生灌丛区连续观测的基础上,对亚热带灌丛岩溶区夏季土壤CO2浓度动态作了详细的研究,初步得出以下结论:(1)土壤CO2随着气温的日变化而呈现明显的日变化,同时对气温的变化有明显的滞后效应。(2)不同土壤深度CO2浓度的大小基本上呈同向变化,但深度对CO2浓度的影响较为复杂。(3)气温和地温的变化和土壤CO2浓度的变化有很大的一致性,温度的变化会引起土壤CO2浓度的较大变化,而植被层的湿度和土壤CO2浓度的变化之间的关系不明显,降水和表层土壤含水量对土壤CO2浓度的贡献较大。(4)土壤CO2明显的驱动着岩溶作用的进行。以上结论的得出对进一步研究土壤CO2对岩溶的驱动作用打下了坚实的基础.     

我国北方温带草地土壤微生物群落组成及其环境影响因素

选择我国北方温带草原中的草甸草原、典型草原、荒漠草原3种类型共13个样点进行调查,对土壤微生物磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)进行测定。对土壤微生物群落进行无量度多维标定排序(nonmetric multidimensional scaling,NMDS),排序后的样点空间异质性显示3种草原类型微生物群落结构差异明显。结合10种环境因素,对土壤微生物群落组成进行冗余分析,解释率达到79.87%。研究结果表明:土壤含水量、土壤总碳和土壤总氮影响草甸草原土壤微生物群落组成;典型草原土壤微生物群落组成主要受到土壤轻组碳和土壤轻组氮的调节;影响荒漠草原土壤微生物群落组成的因素为年均温和土壤p H值。     

新乡市获嘉县传统耕作区农田土壤微生物群落结构和多样性研究

新乡地区是河南省重要的粮食产区,其农田土壤微生物的群落结构和多样性目前仍不清楚.以新乡市获嘉县长期免耕和传统耕作的农田土壤为材料,测定其土壤理化特征,并且采用高通量测序技术分析其土壤微生物的群落特征.结果显示,该区域农田土壤的基本理化性质为:含水量9.37%～13.39%,pH值8.55～8.65,全氮和全磷质量分数分别为0.91～0.96mg/g和4.06～5.34mg/g.土壤中优势细菌菌群为变形菌门(～30%)、浮霉菌门(～20%)、酸杆菌门(～16%)和放线菌门(～8%),优势真菌菌群为子囊菌门的粪壳菌纲(～50%)、散囊菌纲(3%～10%)和座囊菌纲(～10%).免耕处理的土壤微生物丰富度和多样性要高于常规耕作的土壤微生物,而且轮作处理的土壤微生物数量要高于同等条件下单一种植模式的对照处理.本研究有助于了解该地区不同种植模式下的土壤微生物群落结构,可为进一步改良土壤和防治土传病害提供理论依据.     

土壤微生物学与土壤地理学关系探讨

本文从土壤类型和土壤微生物群落、土壤肥力与土壤微生物功能、土壤生态系统和土壤微生物的利用、土壤资源和土壤微生物资源的保护以及研究方法等方面,初步探索了土壤地理学与土壤微生物学之间的相互关系,从而揭示出两门学科之间是相互渗透和相互促进的.     

入侵植物紫茉莉根系分泌物对土壤微生态环境的影响

水培紫茉莉幼苗收集根系分泌物,用3种不同浓度的根系分泌物(低浓度LC,中浓度MC,高浓度HC)处理麦田土,测定其对土壤养分含量、酶活性和微生物群落的影响.结果表明,紫茉莉根系分泌物降低了土壤碱解N、有效P和K的含量,在高浓度处理下分别下降37.10%、46.71%和23.85%,达显著水平,而土壤有机质含量显著提高,增加了43.25%;土壤尿酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性均呈下降趋势,在中浓度处理下已达显著水平,而蛋白酶活性与此相反;随着根系分泌物浓度的提高,土壤细菌和放线菌数量表现出降—升—降的变化趋势,而土壤真菌则先升后降.紫茉莉根系分泌物改变了土壤微生物群落结构和土壤养分的供求平衡,实现自身生物量快速增长,提高竞争能力,从而实现成功入侵.     

辽河口湿地生态修复过程中土壤微生物群落结构特征

通过比较辽河口湿地天然芦苇沼泽地、人工栽植芦苇斑块及无芦苇生长光滩地3种不同生境土壤理化性质及微生物群落结构变化,探讨了退化芦苇湿地修复过程中的土壤微生物群落响应特征.结果表明,与光滩区相比,植物修复后芦苇湿地的土壤理化性质有所改善,微生物数量随之增加,且表现出细菌占绝对优势,同时微生物多样性显著提高;但与天然芦苇沼泽地相比,土壤养分(有机质、总氮、总磷)仍不足,湿地微生物的数量稍低.微生物群落结构DGGE解析表明,3种生境土壤中多为不可培养细菌.     

用土壤微生物方法评价重金属Cu的毒性及其时间效应

从微生物特征及其群落结构等方面研究了重金属Cu的土壤毒性及其时间效应.结果表明,Cu进入土壤早期阶段,低浓度对土壤微生物生物量有刺激作用,高浓度起抑制作用;微生物呼吸强度迅速增加,微生物生理生态参数qCO2升高,Cmic/Corg降低;土壤溶液中Cu浓度很低,对发光菌E.Coli有轻度抑制作用,但随时间延长而更不显著;Biolog结果显示,在Cu胁迫下,微生物的群落结构有所改变,对碳源的消耗量增加,速度变快,这种损伤具有长期效应.     

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.     

西双版纳热带森林碳循环中土壤呼吸对次生演替的响应

【目的】探明热带森林次生演替过程中土壤呼吸速率的季节变化及其主要调控因素,分析土壤微生物生物量碳及理化性质对土壤呼吸速率时间动态的影响,为精确评估热带森林恢复对土壤碳库变化的影响提供参考。【方法】采用LI-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对西双版纳热带森林演替前期的白背桐(Mallotus paniculatus)群落与演替后期的高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落土壤呼吸速率进行连续定位观测,结合相关分析和主成分分析,探讨热带森林演替过程中土壤微生物生物量碳、容重、pH及碳氮库各组分含量变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】研究区白背桐与高檐蒲桃群落土壤呼吸具有明显的单峰型季节变化特征,最大值出现在湿季(6月),其中高檐蒲桃群落土壤呼吸速率[3.80~6.19 μmol/(m²·s)]显著高于白背桐群落[2.40~4.35 μmol/(m²·s)],但恢复前期土壤呼吸变幅(1.81倍)显著高于恢复后期(1.63倍);土壤呼吸速率随土壤温度和水分季节变化呈非线性显著或极显著增加的趋势(P<0.01或P<0.05),其中,高檐蒲桃群落温度、水分对土壤呼吸的解释率分别为49.00%~65.30%、2.96%~53.00%,显著高于白背桐群落的6.40%~49.10%、2.48%~43.70%;两群落土壤呼吸速率均与碳库(总碳、土壤微生物生物量碳)及氮库(硝态氮、全氮、铵态氮)含量显著或极显著正相关(P<0.01或0.05),并与pH呈极显著负相关 (P<0.01);土壤易氧化碳、硝态氮、含水量对土壤呼吸变化的贡献最大,而土壤温度、土壤微生物生物量碳、全氮、铵态氮及水解氮的影响次之。【结论】西双版纳热带森林次生演替显著促进了土壤呼吸,土壤呼吸时间动态主要受土壤微气候(如含水量)及土壤碳库(如易氧化碳)、氮库(如硝态氮)组分含量所调控。     

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.     

马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的影响

探讨马尾松(Pinus massoniana)纯林改造成马尾松×红锥(Castanopsis hystrix)异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应,为马尾松人工林质量的精准提升提供理论依据。以60 a生的马尾松纯林和改造后的异龄混交林为对象,比较分析纯林和异龄混交林土壤微生物群落结构和功能差异,以及土壤微生物类群与土壤酶活性和土壤性质的相关性。两种林分土壤磷脂脂肪酸(PLFAs)含量均大于0.01 nmol·g-1的标记种类为27种,其中25种PLFAs标记含量均为纯林高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落、细菌、真菌、放线菌、丛枝菌根真菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌的PLFAs均显著或极显著高于异龄混交林;马尾松纯林土壤微生物群落的PLFAs多样性均高于异龄混交林,其中土壤PLFAs丰富度和均匀度指数差异不显著,而香农威纳指数、Simpson指数差异显著;马尾松纯林改造为异龄混交林后,土壤β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶活性均呈现不同程度的降低,而土壤酸性磷酸酶和脲酶活性增加;相关分析表明,不同土壤微生物类群均与β-1,4-葡萄糖苷酶、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶、过氧化物酶呈正相关,与酸性磷酸酶和脲酶呈负相关;与土壤有机质、有效钾呈极显著正相关,而与土壤含水量、土壤微生物生物量氮呈显著负相关。马尾松×红锥异龄混交林对土壤微生物群落结构和功能的长期生态效应不明显,异龄混交林结构简单,物种多样性少,土壤有机质低,以及雨季土壤含水量过高是其土壤微生物群落多样性和土壤酶活性低于纯林的主要原因。     

天津地区不同土地利用方式对土壤微生物群落的影响

实验通过基于现代分子生物方法的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术比较分析了天津地区农业和工业两种类型用地土壤中微生物多样性及群落结构动态.结果表明:工业用地土壤中微生物Shannon-Weaver多样性(p0.05)和均匀度(p=0.005)低于农业用地,在外源物质的输入和生态系统的耗散结构作用下,工业污染用地土壤表现出较高的微生物相对含量和群落组织能力,促进了特异优势菌形成,通过微生物资源管理可以将其应用于生态污染修复.同时,研究也发现土壤中真菌(41.7%±5.9%)的群落动态要高于细菌(32.7%±3.1%)(p0.01),这表明真菌在评价土壤质量状况时更具潜力.     

氮沉降对土壤微生物影响的研究进展

土壤中氮沉降增加作为全球环境变化的重要现象之一,给人类带来了巨大挑战。笔者综述了近年来氮沉降对土壤微生物的影响研究,从土壤微生物生物量、群落结构和多样性、微生物活性、功能基因与底物利用等方面进行总结分析。综合来看,氮沉降对土壤微生物的影响主要表现为:1土壤微生物生物量、真菌生物量以及真菌与细菌生物量比值下降;2外生菌根真菌子实体生产力和外生菌根丰度下降,外生菌根真菌群落结构组成改变;3丛枝菌根真菌群落结构组成改变,但氮沉降对丛枝菌根真菌的多样性和对腐生真菌的影响结果存在较大争议;4细菌群落结构组成改变,贫营养细菌丰度下降,富营养细菌丰度上升;5土壤微生物活性下降,某些功能基因丰度下降,对复杂有机碳、氮的代谢能力下降。同时,相关研究报道表明:氮沉降可以直接或通过降低土壤p H,增加微生物的碳限制,改变底物的数量和质量等途径间接对微生物生物量和群落结构产生影响。