Microbial communities in microcosm soils treated with battery waste

Battery waste is one of the most destructive hazards to our environment, especially to the soil. In order to understand the effects of the battery waste on the microbial communities in soil, microcosm soils were treated with the powder made from the battery waste. Microbial biomass and respiration were measured after 15, 30, 45, and 60 days of the treatment, and catabolic capability and Biolog profile were determined after 60 days. Microbial biomass was declined by all treatments, while microbial respiration and catabolic capability were enhanced. Although microbial biomass recovered after a period of incubation, microbial respiratory quotient, catabolic capability and community structure remained significantly affected. Our results also suggest that microbial respiratory quotient and Biolog parameters are more sensitive than microbial biomass to the battery stress on bioavailability.     

子午岭次生林恢复演替中土壤微生物量的变化动态

研究子午岭林区次生林演替过程中微生物量和w(微生物量碳)/w(有机碳)的动态.结果表明:随着次生林演替,微生物量变化趋势不明显,土壤有机碳的变化趋势与微生物量的变化趋势相似;微生物量与有机碳高度相关(P《0.01),说明子午岭次生林演替,微生物量与土壤肥力密切相关.次生林演替时间与w(微生物量碳)/w(有机碳)具有显著的相关性(P《0.01),而且w(微生物量碳)/w(有机碳)随着演替时间的延长而提高,由此认为:w(微生物量碳)/w(有机碳)可成为黄土高原次生演替土壤有机碳变化的敏感指标.     

降水改变对樟子松人工林土壤微生物量碳及微生物商动态变化的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林内设置降水控制实验,研究地下生态系统过程的两个重要指标土壤微生物量碳和微生物商对穿透雨增加或减少30%的响应。在2007年5月到9月的生长季,土壤微生物量碳和微生物商平均值分别为260.7mg/kg和1.84%,二者随土壤深度增加呈下降趋势。总体上,穿透雨增加或减少30%对土壤微生物量碳和微生物商的生长季内平均值影响不显著,但穿透雨减少30%的土壤微生物量碳及微生物商的变幅较大,变化范围分别为243.1～354.3mg/kg和1.43%～2.16%,5月最高,7月最低,表明生长季内穿透雨减少将导致土壤微生物活动的较大波动,从而可能改变地下碳过程的季节变化规律。     

不同土壤灭菌方法对土壤微生物活性的影响

灭菌处理是土壤生态学、微生物学及其相关学科的一种重要研究手段,灭菌效果的好坏直接关系到后续研究的进行及其结果的准确性.常用土壤灭菌方法的灭菌效果及其评估仍然存在很大的不确定性.本文选取目前常用的3种灭菌方法,即高温高压蒸汽法、氯仿熏蒸法及辐射灭菌法,对不同背景的土壤样品进行灭菌.通过改变灭菌次数及灭菌间隔时间,观察灭菌后土壤微生物呼吸速率的变化.结果表明:(1)常规氯仿熏蒸灭菌后土壤微生物呼吸速率并不完全随着微生物量的减小而降低,说明单纯从土壤微生物量的角度不能准确界定灭菌效果以及解析微生物在土壤生态过程中的作用;(2)高温高压蒸汽比常规氯仿熏蒸和辐射灭菌方法有更好的土壤微生物灭活效果.实际应用中采用高温高压蒸汽灭菌时,建议采用灭菌2次、时间间隔为3d的灭菌处理;在相关研究中,对使用该方法灭菌效果的分析研究最佳时间不宜超过2d.     

内蒙古典型草原土壤微生物生物量及其周转与流通量的初步研究

对内蒙古典型草原的土壤微生物数量和微生物生物量进行了测定和分析.典型草原不同生态分布类型的土壤微生物量大小有显著不同,土壤微生物的数量与生物量的分布规律基本一致,且与土壤有机质的分布相关联.土壤中微生物生物量碳在96.4～422.6mg/kg干土之间,占土壤有机碳的1.62%～4.82%.除沙地稀树草原土壤表层外,微生物垂直分布有随土层加深而递减的趋势.过度放牧将导致土壤微生物活性的下降.通过测定羊草草原土壤微生物量碳的动态变化,对微生物的通量和周转进行了分析,一个牧草生长季内微生物生物量碳的通量为52.69g/m2a,周转时间约为1.25年.     

植物固沙工程对土壤生物活性的影响

通过采集半流动沙丘、5年、10年和22年生小叶锦鸡儿人工固沙植被的土壤样品，对各类型土壤的养分状况、微生物和主要土壤酶活性进行对比研究。土壤按5层取样：0～1O，10-20，20-30，30-40，40-50cm。结果表明，采用植物固沙工程固定沙丘后，表层土壤（0-10cm）有机C和全N含量显著增加，同时土壤生物活性也大幅度提高，土壤微生物生物量C和N的含量以及土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸单酯酶和多酚氧化酶活性均明显提高。这种改良效应随着年龄增长而逐渐增加。土壤微生物生物量C与土壤总有机C含量，微生物生物量N与土壤全N之间均存在着明显的正相关性。     

The contribution of root respiration to soil CO2 efflux in Puccinellia tenuiflora dominated community in a semi-arid meadow steppe

Rising atmospheric CO2 and temperature are altering ecosystem carbon cycling. Grasslands play an important role in regional climate change and global carbon cycle. Below-ground processes play a key role in the grassland carbon cycle because they regulate …     

土壤重金属污染研究现状

目前，越来越多的研究者开始对生物学指标反应土壤重金属污染程度方面进行研究，寻找一套较为敏感的指标体系，使评价者便于对一种土壤是否被污染、污染的程度等作出科学、客观的判断。研究表明，微生物生物量、微生物商、土壤酶活性、代谢商等土壤质量生物学指标对气候、人为活动等外界条件的反应敏感。本文主要阐述了近年诸多学者这方面研究的主要方法和研究成果，并在这些成果的基础上做了进一步展望。     

石油类污染土壤基础呼吸作用的影响因素研究

 石油类污染物进入土壤环境,会对土壤的理化性质、微生物活性等产生危害,进而影响土壤呼吸强度。以某石油类污染场地为研究对象,通过调查取样,采用分子生物学手段对污染发生后包气带、含水层的土壤现状微生物量、土壤化学指标、基础呼吸作用进行研究。研究发现,土壤呼吸强度首要受微生物量影响,其次受硝酸盐、氨氮、亚硝酸盐等因子影响。石油污染对土壤基础呼吸强度的影响,主要体现在对浅层土壤（0.5 m）、地下水位变动带（1.5 m）的土壤基础呼吸强度具有一定的抑制作用。     

大气氮沉降对森林土壤微生物影响的研究进展

大气氮沉降是影响森林生态系统的新生态因子之一,过量氮沉降将改变参与森林生态系统物质转化和养分循环的土壤微生物.作者综述了国内外模拟氮沉降对森林土壤微生物生物量、群落结构和多样性、微生物活性和酶活性、底物利用能力以及功能基因的影响研究现状.结果表明：(1)整体来看,氮沉降对森林土壤微生物生物量产生负面影响的报道较多;(2)氮沉降改变了森林土壤微生物群落的构成和丰富性;(3)氮沉降短期内促进森林土壤呼吸速率,长期氮输入会抑制土壤呼吸速率;(4)氮沉降改变了参与凋落物分解相关土壤酶的活性;(5)氮沉降降低了土壤微生物代谢复杂有机质的代谢能力;(6)氮沉降增加和降低了某些微生物功能基因的丰度.此外,作者还探讨了氮沉降对森林土壤微生物研究存在的问题和未来研究的重点.     

Large-scale forest girdling shows that current photosynthesis drives soil respiration.

The respiratory activities of plant roots, of their mycorrhizal fungi and of the free-living microbial heterotrophs (decomposers) in soils are significant components of the global carbon balance, but their relative contributions remain uncertain. To separate mycorrhizal root respiration from heterotrophic respiration in aboreal pine forest, we conducted a large-scale tree-girdling experiment, comprising 9 plots each containing about 120 trees. Tree-girdling involves stripping the stem bark to the depth of the current xylem at breast height terminating the supply of current photosynthates to roots and their mycorrhizal fungi without physically disturbing the delicate root-microbe-soil system. Here we report that girdling reduced soil respiration within 1-2 months by about 54% relative to respiration on ungirdled control plots, and that decreases of up to 37% were detected within 5 days. These values clearly show that the flux of current assimilates to roots is a key driver of soil respiration; they are conservative estimates of root respiration, however, because girdling increased the use of starch reserves in the roots. Our results indicate that models of soil respiration should incorporate measures of photosynthesis and of seasonal patterns of photosynthate allocation to roots.     

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。     

含铀凋落物腐解前后微生物群落结构特征及多样性分析

采集含铀凋落物腐解前后土壤样本,通过Illumina Miseq高通量测序技术研究腐解前后土壤微生物的多样性及群落结构,解析含铀凋落物腐解前后土壤微生物群落结构特征及其变化规律,为发掘潜在含铀生物质降解菌种提供理论基础。通过高通量测序,分别获得158 781条细菌和242 198条真菌的有效序列,菌群Alpha分析显示,腐解后细菌的多样性和丰富度增加,真菌的多样性和丰富度减少。通过微生物群落结构解析,发现腐解前后门水平上始终存在的优势菌群,细菌中为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和变形菌门(Proteobacteria);真菌中为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、unclassified_Fungi和被孢囊门(Mortierellomycota)。结果表明,含铀凋落物腐解后,凋落物内的铀被释放到土壤中,改变了土壤微生物群落结构。腐解后土壤中可识别的优势菌群功能主要集中在对纤维素、半纤维素、木质素的降解和铀的浸出。热酸菌属(Acidothermus)和软盘菌属(Mollisia)可能是降解凋落物和浸出铀较好的微生物组合。     

Nitrogen limitation of microbial decomposition in a grassland under elevated CO2

Carbon accumulation in the terrestrial biosphere could partially offset the effects of anthropogenic CO2 emissions on atmospheric CO2. The net impact of increased CO2 on the carbon balance of terrestrial ecosystems is unclear, however, because elevated CO2 effects on carbon input to soils and plant use of water and nutrients often have contrasting effects on microbial processes. Here we show suppression of microbial decomposition in an annual grassland after continuous exposure to increased CO2 for five growing seasons. The increased CO2 enhanced plant nitrogen uptake, microbial biomass carbon, and available carbon for microbes. But it reduced available soil nitrogen, exacerbated nitrogen constraints on microbes, and reduced microbial respiration per unit biomass. These results indicate that increased CO2 can alter the interaction between plants and microbes in favour of plant utilization of nitrogen, thereby slowing microbial decomposition and increasing ecosystem carbon accumulation.     

围栏封育对重度退化草地土壤养分和生物活性的影响

为探讨围栏封育对科尔沁退化草甸草地土壤质量的影响,选择典型重度放牧场草地及其毗邻的围封7年的草地的土壤pH值、含盐量、养分、微生物生物量和酶活性进行了对比研究.结果表明:围栏封育有利于改善土壤的理化性质和生物活性,土壤含盐量、pH值显著下降,而土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷等养分含量显著增加.微生物生物量C,N...     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

耕作措施对新疆绿洲棉田土壤微生物量及酶活性的影响

研究了新疆典型植棉区不同耕作措施对连作棉田土壤微生物量碳、氮和酶活性的影响,旨在揭示连作棉田耕地质量的变化,以及为新疆棉区维持棉田高产、高效的土壤可持续生产能力提供依据。结果表明,棉田长期连作,随着连作年限的延长,土壤微生物量碳、氮和脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性呈现出递增的趋势。长期连作的棉田经过水旱轮作后土壤微生物量碳、氮和脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性又能明显升高;而经深翻的处理后土壤微生物量碳、氮含量和酶活性在表层0～20cm土层有所下降,而在20—40cm土层明显升高。     

添加豆科植物对弃耕地土壤微生物多样性的影响

采用氯仿熏蒸法和BIOLOG检测法,分别研究了黄土高原地区弃耕地在演替早期人工添加豆科植物紫花苜蓿(Medicago sativa)、草木樨(Melilotus suaveolen)、沙打旺(Astragalus huangheensis)后土壤微生物生物量和生物多样性的变化.结果表明:添加豆科植物后,土壤微生物量碳(MBC)显著增加(除草木樨外);MBC质量分数与土壤有机碳质量分数的比率、土壤微生物在BIOLOG微平板上的平均每孔颜色变化率和碳源利用能力及其代谢多样性指数均显著提高.     

Research progress on algae of the microbial crusts in arid and semiarid regions

Microbial crusts are attracting much interest in view of their possible uses in environmental conservation and ecological restoration of the arid and semiarid regions.Because algae play an irreplaceable important role in the early formation and the strengthening of microbial crusts,they are paid much more attention to than other cryptogams.In this paper,an overview of the current knowledge on the fine structure and development of microbial crust,focusing on the algal biomass,vertical distribution,succession,influential factors on algae,cohesion of soil stabilization,cementing mechanism for soil particles and the microalgal extracellular polymers is given,with particular emphasis on the authors' researches,and some prospects are put forward as well.     

Effect of land use on microbial biomass－C, －N and －P in red soils

Eleven red soils varying in land use and fertility status were used to examine the effect of land useon microbial biomass -C, -N and -P. Microbial biomass-C in the red soils ranged from about 68 rag C/kg to 225 mg C/kg, which is generally lower than that reported from other types of soil, probably because of low or-ganic matter and high acidity in the red soils. Land use had considerable effects on the amounts of soil Cmic.The Cmic was the lowest in eroded fallow land, followed by woodland, tea garden, citrus grove and fallow grassland, and the highest in vegetable and paddy fields. There was significant correlation between Cmic and organic matter content, suggesting that the influence of land use on Cmie is mainly related to the input and ac-cumulation of organic matter. Microbial biomass-N in the soils ranged from 12.1 Nmg/kg to 31.7 Nmg/kg andwas also affected by land use. The change of Nmic with land use was similar to that of Cmic. The microbial C/N ratio ranged from 5.2 to 9.9 and averaged 7.6. The Nmic was significantly correlated with soil total N and available N. Microbial biomass-P in the soils ranged from 4.5 mg P/kg to 52.3 rag P/kg. The microbial C/P ratio was in the range of 4-23. The Pmic was relatively less affected by land use due to differences in fertili-zation practices for various land use systems.