不同田边植草带对地表节肢动物群落结构的影响

在耕地边缘构建植草带有利于提升农田生物多样性及其生态系统功能。为探究田边植草带对地表节肢动物的影响及其建植方法,本研究以华北集约化农田为研究区,设置了由不同植物物种组成(分别为2、4、6种和8种植物组合)的人工植草带,通过陷阱法采集地表节肢动物并探究其群落结构特征对不同植物组合的响应。结果表明:本研究中地表节肢动物的优势类群为鼠妇、蜘蛛、蟋蟀和山蛩虫,其中鼠妇为最主要的节肢动物类群,数量占总数的52.06%,而人工植草带中鼠妇的数量及相对丰度均高于荒地和农田处理;与农田对照处理(CKN)相比,人工种植的植草带显著增加了地表节肢动物的多度和类群数,其中6种植物组合(T6)处理和8种植物组合(T8)处理的地表节肢动物的多度与类群数显著高于4种和2种植物组合处理(T4和T2);对地表节肢动物营养功能群分析发现,人工植草带显著提高了地表节肢动物各个营养功能群的数量,特别是食碎屑类动物和捕食类动物,其中T6处理和T8处理的食碎屑类动物分别为荒地处理(CKH)的3.9倍和4.9倍,为CKN处理的6.3倍和7.9倍,而T6处理的捕食类动物分别为CKH和CKN处理的1.6倍和1.9倍;通过相关性分析发现,地表植被大多数生物多样性特征都与地表节肢动物的多度和类群数呈正相关,其中植被的盖度、地上生物量和物种数与地表节肢动物的类群数呈极显著正相关,而植被的多度与地表节肢动物的多度呈负相关,植被的盖度与地表节肢动物的多度不相关。总体而言,在华北地区,构建人工植草带显著增加了地表节肢动物的丰度和丰富度,能够涵养更多的节肢动物,特别是食碎屑动物和捕食类动物,有利于提升农业生态系统中的养分循环功能和生物控害功能。在四种人工建植的植物组合处理中,按照6种植物组合和8种植物组合建植的田边植草带更有利于华北地区地表节肢动物群落的建立和农田生态系统功能的提升。

长期不同施肥对小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响

为研究不同施肥措施对华北潮土区小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响,为华北地区农田合理施肥提供数据支持,本研究以农业农村部环境保护科研监测所长期施肥试验为平台,利用高通量测序技术,研究不施肥对照(CK)、单施有机肥(M)、单施氮肥(N)、无机肥配施(NPK)、有机肥配施无机肥(MNPK)5种不同施肥措施对小麦田土壤固碳细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:MNPK处理的土壤固碳细菌Shannon指数最高,显著高于M、N、NPK和CK处理;M、N和NPK处理的Shannon指数与CK无显著差异。影响固碳细菌α多样性指数的主要影响因素是微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、铵态氮、全氮和pH值。华北平原农田土壤固碳细菌优势菌群相对丰度发生改变,门水平上,变形菌门(Proteobacteria,96.11%~99.97%)为优势菌门;与CK相比,4种施肥处理显著降低了变形菌门相对丰度。在纲水平上,优势菌纲为γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,68.31%~89.14%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,4.29%~27.32%)和β-变形菌纲(Betaproteobacteria,1.62%~7.71%);与CK相比,N、NPK和MNPK处理显著降低了γ-变形菌纲相对丰度,M处理显著增加了γ-变形菌纲相对丰度;NPK、MNPK处理显著增加了α-变形菌纲的相对丰度,而M处理显著降低α-变形菌纲的相对丰度;4种施肥处理显著增加了β-变形菌纲的相对丰度。冗余分析结果显示,不同施肥处理土壤pH值、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮、铵态氮、土壤总有机碳和C/N是影响土壤固碳细菌群落特征变化的主要影响因子。研究表明,长期有机肥配施无机肥处理更有利于土壤微生物固碳,土壤pH降低和养分积累是土壤固碳细菌群落和多样性变化的重要原因。

转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落的影响

为评估转基因玉米连续种植对土壤丛枝菌根真菌群落结构的影响,以转基因玉米DBN9936和其受体玉米DBN318为材料,采用PCR-DGGE技术和PLFA技术分析土壤AM真菌群落结构特征。结果表明:在相同的种植年份和地点下,转基因和非转基因玉米的土壤AM真菌群落结构表现出较高的相似性,其香农-威纳指数、Pielou均匀度指数和丰富度均未出现显著性差异,且优势属均为Clomus(球囊霉属)。聚类分析结果显示,同一种植地点下的2种玉米土壤中AM真菌群落的相似度大多在0.60以上,而不同地点的群落相似度均小于0.60;同时,不同种植地点的两种玉米非常清晰的分布在聚类图的上下两侧,说明土壤AM真菌群落结构受种植地点影响较大,而转基因本身对其影响较为微弱。系统发育分析结果表明,不同地点下种植的两种玉米的特有条带在系统发育树上聚类在不同的类群。土壤微生物PLFA含量结果显示,转基因玉米DBN9936的种植对土壤微生物的总PLFA含量均未产生显著影响,各微生物类群的相对丰度差异也较小;而在不同种植地点下两种玉米土壤微生物的总PLFA含量均有显著性差异,且各微生物类群的相对丰度差异较大。综上,转基因玉米DBN9936较之对应的非转基因玉米对土壤AM真菌群落结构和PLFA含量无显著影响,但不同种植地点之间存在差异。