生物覆盖对山地杨树人工林根际土壤氮动态的影响

通过不同覆盖量和覆盖材料对山地杨树人工林根际土壤氮动态的影响的研究,结果表明:随着覆盖量的增加,杨树根际全氮含量呈增长趋势,经2.5、5.0、7.5 kg/m2覆盖处理后,杨树根际土壤全氮量分别比CK高7.60%、25.15%和43.86%;4种覆盖材料间,根际土壤全氮量蕨类马桑白栎白茅CK。覆盖量越大,杨树根际土壤水解性氮提高效果越明显;采用不同覆盖材料对杨树地表进行覆盖后,根际土壤水解性氮含量有一定的差异。不同覆盖材料对杨树根际土壤氮动态变化的影响与不同覆盖量处理结果相似,覆盖以后杨树根际土壤全氮含量及水解性氮含量有先下降后上升的趋势。     

生物覆盖对山地杨树人工林根际土壤磷动态的影响

以山地杨树人工林为对象,研究了不同覆盖量和覆盖材料对杨树根际土壤磷动态的影响.结果表明:覆盖后杨树根际全磷含量随着覆盖量的增加而增加,2.5、5.0、7.5 kg/m2覆盖处理的杨树根际土壤全磷量分别比CK高10.77%、13.85%和52.31%;4种覆盖材料间差异不大,但均大于对照.覆盖能有效提高杨树根际土壤有效磷含量,覆盖量越大,效果越明显;不同覆盖材料对根际土壤有效磷的影响有较明显的差异,对杨树根际土壤磷动态变化的影响与不同覆盖厚度处理结果相似,覆盖以后杨树根际土壤全磷含量及有效磷含量有先下降后上升的趋势.     

低含量Pb对Cd处理下冬小麦幼苗根际微生物群落的影响*

采用Biolog Eco微生物分析法,分析了土壤盆栽试验条件下低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值每kg干土350 mg(土壤pH>7.5)的Pb对Cd处理下冬小麦幼苗根际土壤微生物群落的影响特征.结果表明:土壤Pb含量低于国家土壤环境基准值时,会显著影响Cd对冬小麦幼苗根际土壤微生物碳源利用率、代谢功能多样性指数及群落结构的影响特征,主要表现为土壤低含量Pb增强了Cd对微生物利用不同碳源能力的抑制效应,同时亦加强了Cd对微生物代谢功能多样性指数的影响特征;冬小麦幼苗根际土壤微生物代谢功能多样性指数与根系分泌物酚酸和简单糖类之间的相关性特征在低含量Pb-Cd处理与Cd处理之间明显不同,且相关方向和显著性水平均发生了明显变化.     

钴对黑麦草根际微生物种群的影响

为了探索钴(Co)对植物根际微生物的毒性效应,以黑麦草作为供试植物,采用Biolog技术测定了钴对黑麦草根际微生物种群的影响,并测试根际微生物对31种碳源的利用情况.结果发现:低浓度钴处理(20mg/kg和100 mg/kg)促进了根际微生物的活性,培养40 d后根际微生物的Biolog板每孔平均颜色变化率显著高于对照组和高浓度(1 000 mg/kg)处理组(P0.05),高浓度钴处理对根际微生物活性没有明显的促进作用.不同浓度钴处理组黑麦草根际微生物的ShannonWiener指数和Simpson指数变化规律表明,低浓度钴处理(20 mg/kg和100 mg/kg)能够提高黑麦草根际微生物种群的系统稳定性.碳源利用结果表明,L-丝氨酸、β-甲基-D-葡萄糖苷、D-甘露醇等19种碳源对黑麦草根际微生物作用明显.     

用Biolog-FF解析木霉制剂对番茄根际土壤微生物的影响

将木霉制剂作用于番茄根际土壤微生物,利用Biolog技术检测分析了FF微平板中95种碳源的利用程度,并根据24-192 h单孔平均颜色变化率（AWCD）,分析了木霉菌对土壤微生物生理活性的影响,同时鉴定了供试土壤中的真菌种类.结果表明,木霉制剂可在番茄根际土壤中定置并生长繁殖,能有效抑制土壤中病原真菌（厚孢镰刀霉厚孢变种Fusariumchlamydosporum var. chlamydosporum,球孢枝孢霉Cladosporiumsphaerospermum,葡萄状单隔霉Ulocladiumbotrytis）的生长,降低土壤中有害生物的生理活性,改变土壤微生物循环,从而达到防治番茄土传病害的目的.     

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。     

杨树多代连作对土壤养分特征和生物活性的影响

以江苏丰县大沙河林场杨树多代连作人工林为对象,研究根际、非根际土壤的养分特征、酶活性及微生物数量变化,探讨多代连作对人工林地力的影响。结果表明:1杨树根际土养分含量、土壤酶(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)活性以及微生物(真菌、放线菌、细菌)数量均高于非根际土壤,而根际土pH和多酚氧化酶活性则低于非根际土;2土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性的增强以及微生物数量的增加有利于土壤有机质的累积及多数养分元素的转化,但多酚氧化酶活性越大,养分含量越低;土壤pH的下降对多数土壤酶活性及微生物有不利影响;真菌与土壤酶活性的整体相关性要比放线菌和细菌密切;3杨树多代连作,会造成根际土壤pH相对于非根际的降低,并且逐代连作后根际土壤pH下降更多,而杨树多代连作会造成根际土壤多酚氧化酶活性逐代的升高,还会造成根际土壤中养分、脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶及微生物的逐代减弱,其中有些指标甚至会低于非根际土壤。综上,在江苏丰县应避免杨树连作,可更换品种或进行树种轮栽以缓解连作对地力带来的不利影响,注重维系土壤酶活性和微生物数量水平,同时采取措施减弱土壤的酸化程度。     

杨树多代连作对土壤养分特征和生物活性的影响

以江苏丰县大沙河林场杨树多代连作人工林为对象,研究根际、非根际土壤的养分特征、酶活性及微生物数量变化,探讨多代连作对人工林地力的影响。结果表明:1杨树根际土养分含量、土壤酶(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)活性以及微生物(真菌、放线菌、细菌)数量均高于非根际土壤,而根际土pH和多酚氧化酶活性则低于非根际土;2土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性的增强以及微生物数量的增加有利于土壤有机质的累积及多数养分元素的转化,但多酚氧化酶活性越大,养分含量越低;土壤pH的下降对多数土壤酶活性及微生物有不利影响;真菌与土壤酶活性的整体相关性要比放线菌和细菌密切;3杨树多代连作,会造成根际土壤pH相对于非根际的降低,并且逐代连作后根际土壤pH下降更多,而杨树多代连作会造成根际土壤多酚氧化酶活性逐代的升高,还会造成根际土壤中养分、脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶及微生物的逐代减弱,其中有些指标甚至会低于非根际土壤。综上,在江苏丰县应避免杨树连作,可更换品种或进行树种轮栽以缓解连作对地力带来的不利影响,注重维系土壤酶活性和微生物数量水平,同时采取措施减弱土壤的酸化程度。     

海拔对黄山松阔叶混交林土壤微生物功能多样性的影响

【目的】研究浙江凤阳山黄山松阔叶混交林土壤理化性质以及微生物对碳源的利用状况,明确海拔变化对黄山松阔叶混交林林地土壤微生物功能多样性的影响。【方法】以黄山松在凤阳山的主要海拔分布范围(1 000～1 800 m)为准,选取中海拔(1 200 m)、中高海拔(1 500 m)、高海拔(1 800 m)3个海拔梯度,在每个海拔梯度的阳坡内选取排水较好、坡度较缓、长势适中的3个标准样地(20 m×20 m),采用Biolog Eco法研究该林分类型在不同海拔梯度下土壤微生物对碳源的利用特征,同时对土壤微生物利用各类碳源的特性进行非度量多维标度(NMDS)排序,进一步分析土壤微生物对各类碳源的利用情况。【结果】①在中高海拔处的土壤微生物活性最强,土壤微生物多样性指数随着海拔变化并无显著变化(P>0.05); ②研究区内土壤微生物主要利用的碳源类型为碳水化合物(CH)、氨基酸类(AA)、聚合物类(PM),各海拔处土壤微生物对酚酸类(PA)和胺类(AM)碳源的利用率均较低,而对羧酸类(CA)碳源的利用存在显著差异; NMDS排序显示,随海拔变化,土壤微生物对6类碳源的利用出现显著差异(P<0.05); ③土壤养分含量在中高海拔处最大,冗余分析显示土壤理化性质与土壤微生物对碳源的利用之间有较强的相关关系。【结论】中高海拔处土壤微生物对各类碳源的利用率都较高,土壤理化性质的改变是影响土壤微生物对碳源利用的重要因素。     

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     

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.     

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.     

控释肥膜壳对土壤酶活性及微生物量碳氮磷的影响

选用硫膜和树脂膜两种肥料膜壳,每种设置3个浓度梯度,研究了控释肥膜壳对土壤酶活性及微生物量碳氮磷的影响。结果表明,施用硫膜和树脂膜一定程度上对土壤生物学性质产生了影响。膜壳对土壤酶活性的影响主要表现在对脲酶和过氧化氢酶活性上,而对土壤磷酸酶活性影响不大。成熟期施用硫膜和树脂膜处理显著提高了土壤脲酶活性,这与结荚期有所不同,说明硫膜能提高花生成熟期土壤脲酶活性。树脂膜和硫膜处理均以中等量(2 g/kg)处理时微生物量碳和氮含量最大,施用控释肥残膜处理显著降低了微生物量磷含量。     

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.     

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。     

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。     

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。