内蒙古东部地区乌拉尔甘草根瘤菌遗传多样性研究

为探究乌拉尔甘草共生根瘤菌的微进化历程,温室条件下种植乌拉尔甘草捕捉当地土壤中根瘤菌,共分离得到根瘤菌21株,基于核心基因recA序列鉴定菌株的种属分别为豌豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum)、阿拉米根瘤菌(Rhizobium alamii)、阳陵根瘤菌(Rhizobium yanglingense)、菜豆根瘤菌(Rhizobium phaseoli)、圆明园慢生根瘤菌(Bradyrhizobium yuanming ense)、Rhizobium sp.I和Bradyrhizobium sp.II,其中Rhizobium sp.I为第一优势菌群,Bradyrhizobium sp.II为第二优势菌群,群落结构相对单一,核苷酸多态性(π)较低(范围为0.00205~0.01791,平均值为0.010406),遗传距离(Dxy)较远(范围为0.0688~0.1935,平均值为0.1483),基因交流指数(Nm)较低(范围为0.02~17.10,平均值为3.048)。综上所述,内蒙古东部地区乌拉尔甘草根瘤菌遗传多样性较高,在进化历史上基因交流频率较低,具有较强的遗传稳定性。

连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响

[目的]探究连栽对木麻黄人工林根际土壤古菌群落变化的影响,为探明木麻黄连栽障碍机制提供基础理论依据。[方法]以3个不同连栽代数(第一代First continuous plantation,FCP;第二代Second continuous plantation,SCP;第三代Third continuous plantation,TCP)的木麻黄人工林根际土壤为材料,以未种植木麻黄的天然乔木林根际土壤作为对照(CK),通过Illumina NovaSeq测序平台对古菌群落进行高通量测序。[结果]从3个不同连栽代数木麻黄人工林根际土壤和对照土壤中总共得到1 146 390条有效序列,以100%序列相似度聚类得到998 515个ASV。Alpha多样性分析结果表明,所观察到的物种数和Chao1指数均随着连栽代数的增加呈现下降的趋势,而Shannon指数、Simpson指数和pielou_e均以FCP最高,TCP次之,SCP最低。Beta多样性分析、PCoA分析、UPGMA聚类分析和Anosim分析结果表明,不同连栽代数木麻黄根际土壤古菌群落物种多样性存在差异,但不同组间差异不显著。共检测到5个门,优势菌门为奇古菌门(Thaumarchaeota),且奇古菌门占比随着栽植代数的增加呈现下降的趋势,与对照相比,FCP、SCP、TCP分别下降了17.42%、50.97%、51.51%。古菌群落与土壤理化性质相关性分析结果显示,奇古菌门与pH、全钾(TK)、全氮(TN)、全磷(TP)呈显著正相关,泉古菌门与速效磷(AP)和速效氮(AN)呈显著正相关,不同古菌群落与土壤理化因子之间的相关性存在显著差异。[结论]本研究证实了木麻黄人工林经过多代连续栽植后,根际土壤古菌群落结构发生显著变化,推测古菌群落结构失衡是导致土壤微生态失衡的重要原因之一。研究结果为揭示木麻黄人工林连栽障碍形成的原因提供了理论依据。

黄河三角洲自然保护区土壤多环芳烃赋存与微生物群落结构相关性分析

为探究黄河三角洲自然保护区土壤多环芳烃(PAHs)赋存及其与微生物群落结构之间的相关性,本研究以网格布点法选取黄河三角洲自然保护区60个表层土壤样本测定PAHs,并根据保护区功能区的划分选取6个不同区域测定土壤微生物,利用相关性分析和蒙特卡洛排列检验PAHs和微生物群落的关系。结果表明,在黄河三角洲自然保护区内,西北部土壤PAHs含量高于东南部,土壤PAHs对微生物种群影响较大,且与多数细菌和古生菌在门水平上呈极显著正相关。其中,二苯并[a,n]蒽(DBA)与拟杆菌门、芘(Pyr)与变形菌门、苯并[k]荧蒽(BkF)与厚壁菌门、苯并[g,h,I]芘(BgP)与深古菌门、苯并[b]荧蒽(BbF)与奇古菌门、DBA与广古菌门之间呈极显著正相关,相关系数分别为0.846、0.912、0.710、0.731、0.649、0.596。DBA、Pyr和Phe对细菌影响较大,Phe、Pyr和Ace对古生菌影响较大。可见,在PAHs胁迫下细菌和古生菌丰度皆有不同程度增加,表现出一定的PAHs降解潜力。

盐胁迫对VA菌根形成及接种VAM真菌对植物耐盐性的效应

用盆栽法研究了不同土壤含盐量条件下接种不同ＶＡＭ真菌菌株对棉花、玉米、大豆和甜瓜耐盐性的影响．结果表明，随着土壤中ＮａＣｌ水平提高，真菌对棉花、玉米、大豆和甜瓜的侵染率下降，其生长量亦均呈递减趋势但对ＶＡＭ真菌的依赖性则呈明显递增趋势．接种ＶＡＭ真菌促进了棉花、玉米和大豆的生长，如在ＮａＣｌ施入量为０～３ｇ·ｋｇ－１时，接种Ｍ１菌株使棉花干重提高４．６～８０．９％；在ＮａＣｌ施入量为０～２．５ｇ·ｋｇ－１时，接种Ｍ１菌株的玉米干重比对照增加２０～１０９．６％；ＮａＣｌ施入量为１ｇ·ｋｇ－１时，接种Ｍ１和Ｍ２两菌株使大豆干重分别增加２２．１％和１０．２％．不同的ＶＡＭ真菌菌株对同一植物的耐盐性以及同一种ＶＡＭ真菌菌株对不同植物的耐盐性的影响程度不同．可以认为，ＶＡＭ真菌与植物共生对植物在盐渍环境中的生存起着重要的作用；接种ＶＡＭ真菌可以提高植物在盐渍土壤上的生产能力并减轻植物因盐害造成的产量损失．

红壤小流域不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮的影响

以我国南方红壤丘陵区为背景,研究了红壤小流域花生地、花-橘间作、橘园和板栗园4种不同土地利用方式对土壤微生物量的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中0￣5cm土层土壤微生物量碳依次为板栗园>橘园>花-橘间作>花生地,而土壤微生物量氮则为板栗园>花生地>花-橘间作地>橘园。4种土地利用方式下土壤微生物量碳、氮均呈现出高度的坡位变异,坡麓土壤微生物量碳、氮明显高于坡顶和坡中,且这种分异主要反映在0￣5cm土层,其中从坡顶到坡麓0￣5cm土层土壤微生物量碳增幅依次为板栗园(28%)>花生地(24%)>橘园(13%)>花-橘间作地(7%);而土壤微生物量氮为花生地(29%)>橘园(14%)>板栗园(13%)>花-橘间作地(8%)。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮与土壤容重、含水量、有机碳呈显著相关,而与土壤全磷、有效磷相关性不明显。

矿区废弃地土壤微生物及其生化活性

通过对浙江哩浦铜矿废弃地土壤的微生物、土壤酶活性及生化作用强度研究表明 :矿区土壤微生物总数下降 ,各主要生理类群数量均呈下降趋势 ,土壤酶活性减弱 ,土壤生化作用强度降低。土壤微生物活性降低是矿区复垦土壤微生物的重要生态特征之一。

长期不同土地利用方式下土土壤微生物特性的变化

【目的】土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,研究长期不同土地利用方式对其产生的影响可为该地区选择适宜的土地利用方式,实现培肥土壤和高产高效农业生产提供理论支撑。【方法】以位于陕西杨凌的"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的长期定位试验为基础,利用Biolog分析结合常规分析,研究了4种长期不同土地利用方式[不施肥农田(CK),长期施氮、磷、钾化肥农田(NPK),长期绝对休闲(FL)和撂荒(AL)]对土土壤微生物量、呼吸强度和微生物功能多样性的影响。【结果】AL和NPK处理的土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均显著高于CK和FL处理,其中AL和NPK处理之间差异不显著,CK和FL处理之间差异不显著。NPK处理的SMBC/SMBN值最高,而CK和FL处理最低,两组间差异显著,而AL处理居中但与两组之间均差异不显著。不同土地利用方式下土壤基础呼吸强度的变化趋势是AL>FL>NPK>CK,累积呼吸量的变化趋势为AL>NPK>FL>CK,表明AL处理的土壤微生物活性最高,其次是NPK处理,再者是FL处理,而CK处理的土壤微生物活性最低。Biolog分析的结果显示,AL、NPK和CK处理的平均颜色变化率(AWCD)在开始的24 h变化不大,此后随培养时间的延长而快速升高;而FL处理在72 h之后才快速升高。培养结束时,NPK和AL处理的AWCD最大,其次是CK处理,FL处理最低。NPK和AL处理的Shannon-Wiener物种丰富度指数H、碳源利用丰富度指数S和Simpson指数D均最高,CK其次,FL最低。各处理的Shannon-Wiener均匀度指数E没有明显差异。相比CK、NPK和AL处理能提高土土壤微生物群落的功能多样性,FL处理则会降低土土壤微生物群落的功能多样性。主成分分析共提取了5个主成分,累计贡献率达87.7%,其中第1主成分(PC1)的方差贡献率为52.0%,第2主成分(PC2)为11.6%。NPK处理和AL处理的碳源利用特征相类似,与CK和FL处理存在显著差异,表明不同土地利用方式下土壤微生物群落的结构和功能出现了显著分异。糖类、羧酸类和氨基酸类等三类碳源是区分各处理的主要碳源。【结论】撂荒和合理施肥的农田均可以提高土壤微生物量、土壤呼吸作用和土壤微生物群落结构和功能的多样性,长期的绝对休闲则不利于土壤微生物功能多样性的维持。合理施肥的农田并不会造成土壤微生物量的下降以及土壤微生物结构和功能多样性的退化,相反,合理施肥对于维持农田土壤微生物量以及微生物结构和功能多样性具有显著的积极作用。

乙草胺及铜离子复合施用对黑土农田生态系统土著微生物的急性毒性效应

采用实验室模拟方法研究了乙草胺、铜离子及其复合物在施加12d内对黑土农田生态系统中土著微生物种群数量及其土壤生物学特性的急性毒性效应。结果表明:单独施加乙草胺或铜离子对土壤中主要微生物类群———细菌、放线菌以及作物生长有益微生物类群———自生固氮菌、矿化磷细菌及硅酸盐细菌具有明显的急性毒性作用;这种毒性效应尤以第6d最为显著。单独施加乙草胺或铜离子可使供试土壤中的真菌数量明显提高,第9d时,乙草胺和铜离子处理土壤中真菌数量比对照分别提高20.87倍和3.01倍。乙草胺和铜离子的复合施加在前6d对土壤中所有被检测微生物种群的毒性均比其相应的单因子的毒性强,表现出明显的乙草胺-铜离子协同毒性效应。乙草胺对供试土壤的呼吸强度和脱氢酶活性具有明显的刺激效应。铜离子在前6d刺激供试土壤呼吸强度增强,从第9d开始抑制供试土壤的呼吸强度;而铜离子在处理过程中对土壤脱氢酶活性却表现为强烈的抑制效应。当乙草胺和铜离子复合施加时,对供试土壤的呼吸强度和脱氢酶活性的作用随作用时间呈现不同作用规律。

施肥制度与养分循环对稻田土壤微生物生物量碳氮磷的影响

以红壤性稻田土壤为对象,采用田间试验方法,研究了在不同化肥配施条件下,有机养分循环利用对土壤微生物量C(MB-C)、N(MB-N)、P(MB-P)的影响。结果表明:①稻田土壤能维持较高的土壤微生物生物量。②化肥N、P、K先后引入农田生态系统对土壤MB-C、MB-N、MB-P没有显著的影响;有机养分循环利用能显著提高土壤MB-C;在施化肥NP或NPK基础上实行有机养分循环利用能显著提高土壤MB-N和MB-P,而在不施化肥或只施化肥N的基础上,有机养分循环利用虽也能提高土壤MB-N和MB-P含量,但提高的幅度没有达到统计学显著水平。随着NPK肥配合程度的提高,有机养分循环利用土壤MB-C、MB-N、MB-P的提高幅度有上升的趋势。③土壤MB-C与有机C的年际投入量有极显著的正相关关系,另外土壤微生物生物量C、N、P分别与土壤有机C、土壤全N、速效P有显著的正相关关系。通过有机养分循环利用可大幅度提高微生物对N素和P素的固持量,提高土壤MB-C、MB-N、MB-P占土壤全量C、N、P的比例。

土壤中乐果降解菌的筛选及其特性研究

采用室内培养方法,从长年施用乐果的土壤中分离筛选出一株能在高浓度乐果中生长且能以乐果为惟一碳源的细菌菌株L-39。结果表明,该菌株对乐果的平均降解量为1 306.33 mg.L-.160h-1。经鉴定,该菌株为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),即绿脓杆菌。该菌株能耐受浓度达10 000 mg.L-1的乐果农药,其最适生长温度为28℃左右,在(18￣42)℃的广泛温度范围内仍生长良好,最适生长pH值为7.0左右,同样具有广泛的pH值生长范围(pH6.0￣9.0)。初步确定菌株L-39具有广谱的降解有机磷农药的能力,因其在基础培养基摇瓶培养中可降解辛硫磷446 mg.L-.15d-1,乙酰甲胺磷31 mg.L-.15d-1。田间小区试验表明,菌株L-d的液体摇瓶发酵菌制剂在土壤中有明显的有机磷农药降解效果(15.0 mg.kg-.17d-1),即乐果去除率为63.6%。

四种农药对土壤微生物的影响Ⅰ:土壤呼吸的变化

研究了不同浓度的农药氯氰菊酯，高效氯氰菊酯，多菌灵和丁硫克百威对两种土壤的呼吸强度的影响．结果表明；农药对土壤呼吸强度的影响随农药的品种而异；四种农药可刺激或抑制土壤微生物的活性，其作用随浓度增加而增大。

4种农药对土壤微生物的影响Ⅱ:氮素矿质化的变化

研究农药，氯氰菊酯、高效氯氰菊酯、多菌灵和丁硫克百威对山西省两种土壤氮素矿质化（ 氨化作用和硝化作用） 的影响．结果表明，添加低浓度（ ｗ ＝ １００ ｍｇ／ｋｇ） 的４ 种农药，对土壤氮素矿质化无显著影响． 高浓度（ ｗ ＝ １０００ ｍｇ／ｋｇ） 的菊酯类农药会抑制土壤中硝化细菌的活动，使土壤中氨的含量明显积累；添加高浓度多菌灵的土壤样品出现硝态氮积累的现象，这可能与其对微生物生长影响有关；添加高浓度丁硫克百威在一种土壤样品中使氨的含量有明显积累，但在另一种土壤样品中与对照基本相同．可见，农药对土壤氮素矿质化及微生物活性的影响，因农药品种的不同和浓度的不同而异。

FACE环境下不同秸秆与氮肥管理对稻田土壤产甲烷菌的影响

产甲烷菌是土壤中与甲烷产生和碳素循环有关的微生物菌群,大气CO2浓度升高可能对它们的数量产生影响。利用江都市小记镇的稻-麦轮作FACE平台,采用最大可能(MPN)法,在2004年水稻生长季研究了不同施肥情况(施常规氮量和低氮量)、不同秸秆还田情况(秸秆全还田、秸秆半还田、秸秆不还田)下,土壤中的产甲烷菌数量在大气CO2浓度升高条件下随时间的变化情况。结果表明,大气CO2浓度升高在秸秆全还田情况下对产甲烷菌数有明显的促进作用,在其他2种秸秆还田情况下,FACE与对照差异不显著。常氮处理仅在水稻生长初期促进产甲烷菌数,而在其他生长季不同氮肥处理之间无明显差异。总之,常氮处理产甲烷菌数量FACE比对照平均高104%～116%,低氮处理平均高101%～126%,进一步证实大气CO2浓度升高会促进稻田CH4的排放。

铆钉菇对重金属的耐性及其对油松分泌TOC的影响

为了进一步了解外生菌根真菌抗重金属胁迫机理,采用室内培养方法,研究了在不同pH环境下,纯培养铆钉菇的生长状况和培养环境的变化。结果表明,pH是影响菌根真菌抗重金属能力的重要因素。对照和Cd50μmol·L-1处理下,菌根真菌最佳生长pH条件为5.0;Cu50μmol·L-1处理和Cu25μmol·L-1+Cd25μmol·L-1混合处理下,菌根真菌最佳生长pH条件为4.0。菌根真菌能够通过调节自身的培养环境来缓解过高或过低pH的胁迫作用,使培养体系pH向适于真菌生长的方向改变。这种调节作用在重金属处理条件下更加明显。在此基础上,研究了铆钉菇和油松共生条件下,重金属处理前后菌根分泌物总有机碳含量(TotalOrganicCarbon)的变化。结果表明,在Cu处理后,接种G.viscidus油松分泌物的TOC含量显著高于Cu处理前,说明菌根真菌可以通过分泌有机物质来螯合、固定重金属,影响重金属的生物有效性,从而达到缓解胁迫的目的。

连作及灌溉方式对棉田土壤微生物量碳氮的影响

采用野外采样与室内分析的方法,对不同连作年限及灌溉方式条件下土壤微生物量碳、氮的变化规律进行研究,结果表明:与荒地相比,棉田土壤微生物量碳氮含量均增加,且随种植年限的延长,土壤微生物量碳氮变化规律基本一致,连作2 a的微生物量碳氮含量最低,分别为16.22±0.77和13.08±0.75 mg/kg,随连作年限的延长微生物量碳氮含量不断增加,到连作15 a时达到最高点,分别为38.67±1.22和23.39±0.65 mg/kg,之后微生物量碳氮含量开始下降;相对于地面沟灌而言,滴灌使土壤微生物量碳氮含量明显提高;微生物量碳与微生物量氮呈现极显著正相关性,相关系数为0.951,与土壤全氮、速效氮呈显著正相关,相关系数分别为0.863、0.854;微生物量氮与土壤全氮、速效氮的相关系数分别为0.919、0.945,呈极显著正相关。

石油污染土壤中苯降解菌的筛选及降解特性研究

为了更有效地处理石油污染土壤中的苯系物,实验以苯为惟一碳源和能源进行室内富集培养,对从大庆油田某油井附近的土壤进行分离筛选,得到一株苯降解菌(记为DQ0306),并进一步研究了该菌株的降解特性。通过对其群体和个体形态特征、生理生化特性的分析,初步鉴定该菌株为黄杆菌属(Flavobacterium),降解率为35.7%。该菌株的生长曲线和降解生化曲线形状相似,都在大约20h进入指数增长期,约44h后进入衰亡期。在此基础上,又分析了温度、pH值、接种量、摇床转速、培养时间5个因素对苯转化效率的影响,确定最佳培养条件为温度30℃,pH6.5～6.7,接种量10%,摇床转速为180～220r.min-1,培养时间为32h。本次筛选的苯降解菌为强化难降解石油组分中苯系物的去除提供了可能。

红树林土壤微生物对甲胺磷的降解

连续 3年 (a)的试验结果表明 :红树林土壤微生物对农药甲胺磷有较强的降解能力 ,其降解率是同潮带无红树林土壤微生物的 2 - 3倍 ;红树林土壤中存在着降解甲胺磷的优势细菌类群 ,从中筛选得一株高效降解菌 ,其降解率可达 70 %以上 (12d后 ) ;混合菌的降解能力优于单株菌 ;优势降解菌在一定浓度的甲胺磷、适宜的通气、温度和光照等条件下 ,可发挥更佳的降解作用 ;在降解过程中 ,降解优势细菌类群有着明显菌群变化 ,那种一直占优势的菌株可选育为“工程菌” ;红树林土壤微生物具有多功能的环境效应和经济效益 .图 5表 5参

紫花苜蓿人工草地土壤养分及土壤微生物特性

以不同生长年限的紫花苜蓿（Medicagosativa L.）人工草地为研究对象,于2008年分别测定了生长1~5年的紫花苜蓿人工草地土壤的微生物生物量碳和微生物氮、土壤养分和微生物数量。结果表明：不同生长年限的紫花苜蓿人工草地土壤微生物特性及其养分含量存在差异,其中以生长4年的各项指标为最高;土壤表层微生物碳、氮含量高于土层10~20 cm中的含量,土壤养分存在＂表聚＂现象;表层土壤微生物数量高于10~20 cm土层,固氮菌占优势,真菌的数量较少;土壤有机质含量影响土壤微生物碳、氮含量,微生物碳与土壤速效钾（P〈0.05,r=0.916）、微生物氮与速效磷均存在显著正相关（P〈0.05,r=0.995）。

地膜覆盖及不同施肥处理对土壤微生物量碳和氮的影响

采用培养熏蒸-提取法测定了不同施肥处理和长期地膜覆盖条件下土壤微生物量碳和氮的含量。结果表明:长期不同施肥处理对土壤微生物量碳和氮产生显著影响。长期施有机肥和有机无机肥配合施用使土壤微生物量碳平均提高102.6%和60.1%,使土壤微生物量氮平均提高107%和41.2%;施氮肥处理则使土壤微生物量碳平均降低30.8%,使微生物量氮平均降低1.46%。地膜覆盖对土壤微生物量碳和氮影响不显著,不同施肥处理覆膜后变化趋势不同。其中,对照、N4及M4N2P1处理土壤微生物量碳覆膜后平均升高20.4%、44.6%和12.9%,土壤微生物量氮平均升高22.9%、12.7%和56.5%;而M4处理土壤微生物量碳覆膜后平均降低27.5%,微生物量氮平均降低31.2%。另外,长期施用有机肥可以提高微生物对肥料的利用率,而长期施氮肥则降低其利用率;长期地膜覆盖可使土壤微生物对肥料固作用更加明显。