间作模式下作物根际土壤代谢物对微生物群落的影响

间作可通过根系互作改变土壤微生物群落结构,影响作物产量。本研究结合Eco-Biolog微平板法和液相色谱-串联质谱法(LC-MS),综合分析了玉米和高粱与大豆两种间作系统中不同年限作物产量、根际土壤理化性状、根际土壤微生物群落变化特征及根际土壤代谢物的差异,旨在探究不同种间互作影响复合作物群体产量的原因。结果表明:间作显著提高作物产量,且较第一年,产量上的间作优势在第二年中表现得更明显。与单作相比,间作能够增加速效养分的积累和吸收;间作玉米根际土壤中速效磷和速效钾、间作高粱根际土壤中碱解氮、速效磷和速效钾、玉米间作大豆中的大豆根际土壤中速效磷和速效钾以及高粱间作大豆中的大豆根际土壤中速效磷和速效钾含量均显著增加。与单作相比,间作条件下玉米、高粱和大豆的微生物量碳氮含量显著升高,根际土壤微生物的活性更强,微生物群落组成更加丰富。通过代谢组分析初步鉴定出不同作物根际土壤中可能影响土壤微生物富集的关键差异代谢组分,其中具有促进作用的差异代谢物在玉米、高粱和大豆中分别鉴定出4、2和1种,具有抑制作用的差异代谢物在玉米、高粱和大豆中各鉴定出1种。综合分析认为,玉米间作大豆和高粱间作大豆可通过种间根系互作改变根际土壤微环境,并重塑其中的微生物群落结构,进而加速根际土壤中速效养分的沉积,促进作物养分的吸收,提高作物产量。

草酸青霉复配羟基磷灰石对萝卜生长和土壤代谢活性的影响

由于传统磷肥的不可持续性和二次污染,亟待开发新型绿色磷肥.本研究将草酸青霉与羟基磷灰石联合使用,构建微生物-无机磷矿的复配体系,通过盆栽试验探讨该体系对萝卜幼苗生长特性和土壤代谢活性的影响.结果表明,萝卜幼苗经复配处理后的根、茎长、叶片叶绿素含量分别显著增加46.8%、31.8%和50.4%,根系活力提高至空白处理的1.49倍,萝卜生长状况明显改善.接种草酸青霉将复配体系中柠檬酸可提取磷和酶矿化磷分别降低5.5%和31.9%,可能是萝卜和微生物对其同化加强.复配处理有效地提高土壤有机质和有效磷含量,与萝卜幼苗生长特性显著正相关.此外,复配处理显著提高的土壤代谢物中的糖类含量,有益于植物根际与土壤微生物之间物质交换和互惠.本研究为草酸青霉联合羟基磷灰石作为新型生物磷肥的前景提供理论依据.

水田自然免耕土壤代谢特征研究

水田自然免耕土壤呼吸强度和纤维素分解强度分别比淹水平作增加１２％～３８％和４％～３５％。在各种土壤类型中，脲酶、转化酶、脱氢酶和过氧化氢（Ｈ＿２Ｏ＿２）酶活性均比淹水平作高。在同一土壤和相同的耕作方式下，表层土壤酶活性高于下层。因此，自然免耕土壤代谢增强，促进了土壤中养分的转化。作垄规格和水位高低均影响土壤的代谢性。

基于根际土壤真菌和代谢物的广东梧桐山金线兰垂直分布驱动因子分析

采用高通量测序和非靶向代谢组学技术,对广东梧桐山金线兰〔Anoectochilus roxburghii(Wall.)Lindl.〕核心分布区根际土壤和非分布区土壤中真菌和代谢物进行研究。结果显示:海拔875 m的金线兰核心分布区根际土壤中注释到15门401科905属真菌,海拔775 m金线兰非分布区土壤中注释到13门385科860属真菌,海拔675 m金线兰非分布区土壤中注释到15门407科890属真菌。金线兰核心分布区根际土壤与非分布区土壤真菌群落的物种丰富度和均匀度无显著差异,但群落结构与物种组成差异显著。除未知菌属外,金线兰核心分布区根际土壤中绿僵菌属(Metarhizium Sorokīn)、隔指孢属(Dactylella Grove)、被孢霉属(Mortierella Coem.)、酵母属(Saccharomyces Meyen ex E.C.Hansen)、树粉孢属(Oidiodendron Robak)、粗糙孔菌属(Trechispora P.Karst.)和Pseudophacidium P.Karst.的相对丰度高于金线兰非分布区土壤。共发生网络分析结果显示:绿僵菌属、青霉属(Penicillium Link)和弯颈霉属(Tolypocladium W.Gams)对维持金线兰核心分布区根际土壤真菌群落的结构和功能可能具有重要作用。金线兰核心分布区根际土壤和非分布区土壤中得到1886种代谢物,正离子模式鉴定到1089种代谢物,其中561种代谢物得到注释;负离子模式鉴定到935种代谢物,其中528种代谢物得到注释。金线兰核心分布区根际土壤中显著上调的差异代谢物主要有N 6,N 6,N 6-三甲基-L-赖氨酸、茯苓酸、14,15-脱氢萜烯酸、3-异丙基苹果酸、4-胆甾烯-3-酮、乙酸香茅酯和正癸酸,这些差异代谢物富集的代谢通路主要与氨基酸和脂质代谢有关,可为金线兰及其菌根真菌提供碳源和氮源。相关性分析结果显示:金线兰核心分布区根际土壤显著差异代谢物含量与主要菌属相对丰度存在密切的正相关作用。综上表明:金线兰根际土壤中非菌根真菌与菌根真菌间存在密切的相互作用,并通过碳源、氮源的营养流动影响金线兰的生长发育,进而驱动其垂直分布。

不同遮荫处理对杉木幼苗生长及土壤碳氮代谢酶活性的影响

遮荫是苗木培育的关键措施,它可以通过影响根系向土壤释放分泌物的量改变土壤碳氮酶活性,进而影响土壤碳氮循环过程。然而,有关遮荫对土壤碳氮酶活性的影响及其与苗木生长之间的关系如何,研究较为缺乏。以杉木1年生幼苗“洋061”为研究对象,设置五个不同遮荫处理:不遮荫(CK)光强1157.82μmol m^(-2)s^(-1)、30%遮荫(T1)光强856.31μmol m^(-2)s^(-1)、55%遮荫(T2)光强542.68μmol m^(-2)s^(-1)、70%遮荫(T3)光强382.08μmol m^(-2)s^(-1)、85%遮荫(T4)光强219.56μmol m^(-2)s^(-1),比较不同遮荫处理对杉木幼苗生长、土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量和土壤碳氮代谢酶活性的影响。结果表明:(1)杉木苗高、不同器官生物量、根冠比和苗木质量指数均随光强减弱呈先升后降的趋势,除苗高和根冠比分别在T3和T1时最大,其余指标均在T2时最大,而地径则随光强的减弱逐渐变小;(2)土壤SOC含量对遮荫响应存在差异,T3处理下SOC含量显著低于CK,而在T4时显著高于CK,遮荫不同程度降低土壤TN含量,但不同处理间不存在显著差异;(3)土壤碳氮代谢酶对不同遮荫处理的响应存在一定的差异。与CK相比,不同遮荫处理显著改变土壤酶活性,其中土壤纤维素酶(S-CL)、土壤蔗糖酶(S-SC)、土壤酸性转化酶(S-AI)、土壤木质素过氧化物酶(S-LiP)活性在T4处理时最高;土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(S-NAG)、土壤几丁质酶(S-C)则在T3达到最大值;土壤多酚氧化酶(S-PPO)活性在T1处理下最大;T2遮荫强度时,土壤淀粉酶(S-AL)、土壤亚硝酸转化酶(S-NiR)活性最高;但遮荫还不同程度的降低了土壤脲酶(S-UE)、土壤硝酸转化酶(S-NR)活性。冗余分析发现,土壤酶活性对SOC、TN的解释度高达76.61%,表明S-LiP、S-AL、S-AI、S-PPO、S-CL与SOC具有较强的正相关关系,S-UE、S-NR对TN影响较大。综上所述,30%—55%遮荫即光照强度为542.68—856.31μmol m^(-2)s^(-1)是较适宜杉木幼苗生长的光照条件,这与该处理下提高土壤碳氮酶活性进而改善碳氮养分循环密切相关。

添加菜籽饼或菜籽油对植烟土壤差异代谢物的影响

为明确施用菜籽饼或菜籽油对植烟土壤代谢物的影响,采用拟靶向代谢组学技术,分析土壤差异代谢物的变化特征。结果表明:与未施用菜籽饼或菜籽油的对照土壤比较,施用菜籽饼筛选出43种土壤差异代谢物,施用菜籽油共筛选出9种。施用菜籽饼培养的土壤,土壤差异代谢物主要为谷氨酰胺、脯氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸、亮氨酸、L-异亮氨酸、焦谷氨酸和赖氨酸8种氨基酸,上调表达14.72~207.94倍;施用菜籽油培养的土壤,土壤差异代谢物主要为油酸、油酸异构体、十六烯酸异构体、二十酸和海松酸5种有机酸,上调表达1.73~225.97倍,另有乳糖和松二糖2种糖类分别上调表达3.12和16.91倍。综合可知,施用菜籽饼增加土壤中氨基酸等高氮代谢物积累,施用菜籽油提高土壤中有机酸、糖等高碳代谢物积累。

基于代谢组学分析耐盐碱水稻根际土壤特异代谢物

探究耐盐碱水稻种植对滨海盐渍土代谢变化。基于超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)法的广泛靶向代谢组学研究,采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)、热图分析等方法对海水稻倒灌土壤进行分析。结果表明,与未种植耐盐碱水稻的海水倒灌土壤(HC)相比,种植耐盐碱水稻的海水倒灌土壤(HR)和种植耐盐碱水稻+土壤改良剂的海水倒灌土壤(HT)根际土壤特异代谢物呈明显的分离状态。从3种土壤样品中共检测出121种代谢产物,其中HC与HR之间筛选出23个差异代谢物,分别是上调代谢物16种、下调代谢物7种;在HC与HT之间筛选出21个差异代谢物,分别是上调代谢物12种、下调代谢物9种。HR和HT的土壤特异代谢物主要集中在脂质、糖类、杂环化合物、胺类、氨基酸类等。表明种植耐盐碱水稻丰富了盐渍土中的代谢物种类。

古尔班通古特沙漠梭梭冠下裸斑形成土壤学机制

古尔班通古特沙漠梭梭与齿肋赤藓共生区域中,梭梭冠下常形成藓类结皮裸露斑块。为研究梭梭冠下裸斑形成机理,以裸斑内土壤、裸斑外藓类结皮土壤、背景裸地土壤以及背景藓类结皮土壤为研究对象,测定四类土壤营养物质含量和理化因子,并测定土壤代谢组以及分析其之间差异。结果表明,裸斑内土壤养分及生态化学计量比与裸斑外藓类结皮和背景藓类结皮土壤并无显著性差异,土壤养分及生态化学计量并非造成梭梭冠下藓类裸斑的原因。裸斑内土壤Na+、K+、Mg^(2+)、SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)、HCO_(3)^(-)含量显著高于裸斑外土壤、背景裸地土壤和背景结皮土壤,总盐含量最高为1.705 g/kg。这个含量不足以对齿肋赤藓正常生长造成影响,因此裸斑内土壤中较高的离子浓度也并非藓类裸斑产生的原因。土壤代谢组结果显示不同土壤代谢物具有极显著差异,油酰胺等酰胺类化合物相对丰度最高,占总代谢物的72.68%,且在裸斑内土壤中相对丰度显著高于裸斑藓类结皮土壤、裸地土壤和背景结皮土壤,因此推测裸斑内土壤中油酰胺等酰胺类化合物可能是抑制齿肋赤藓生长的主要原因,是造成古尔班通古特沙漠梭梭冠下藓类裸斑产生的主要土壤学机制。

向海湿地不同植被土壤碳代谢相关酶活性分布特征

在向海湿地内选择芦苇(Phragmites australis)、碱草(Leymus chinensis)、碱蓬(Suaeda glauca)、黄花蒿(Artemisia annua Linn)4种植被,以其土壤为研究对象,通过采取4个不同深度(0~10,10~20,20~40,40~60 cm)的土壤样品,测定了土壤碳代谢相关酶的活性,运用单因素多重分析及相关分析探讨了其分布特征及与土壤环境要素的相关性.结果表明:4种植被下的土壤蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶活性大体呈现为黄花蒿植被土壤最高、芦苇植被土壤最低的现象,3种酶活性差异显著(P<0.05);芦苇和碱蓬土壤蔗糖酶和纤维素酶活性从土壤表层至深层(0~40 cm)逐渐升高,芦苇、碱草和黄花蒿土壤淀粉酶活性从土壤表层至深层逐渐递减;土壤含水量:芦苇土壤>碱草土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,土壤电导率:碱草土壤>芦苇土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,土壤pH值:芦苇土壤>碱草土壤>碱蓬土壤>黄花蒿土壤,随着土层深度的增加土壤电导率和pH值逐渐升高但土壤含水量逐渐降低;3种土壤酶活性与土壤含水量和pH值均呈负相关关系,土壤蔗糖酶和纤维素酶活性与土壤电导率均呈负相关关系,但土壤淀粉酶活性与土壤电导率呈正相关关系.

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0~15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15~30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15~30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0~15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0~15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15~30 cm土层分别提高了11.87%、3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15~30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。

外来植物入侵对乡土植物土壤氮素及其代谢酶活性的影响

[目的]探究外来植物入侵对乡土植物土壤氮素及其代谢酶活性的影响的微生物学机制,为中国入侵植物的有效防治和生态管理提供科学依据。[方法]采用田间小区控制试验,通过连续5 a的观测,研究了4种外来入侵植物(独行菜、紫茎泽兰、小飞蓬和黄顶菊)和乡土植物矮牵牛(对照)土壤氮素、酶活性及微生物学特征。[结果]①植物入侵降低了叶片、茎和根氮含量,其大小依次表现为:矮牵牛>紫茎泽兰>独行菜>黄顶菊>小飞蓬;②植物入侵降低了土壤氮素含量(包括全氮、硝态氮、铵态氮),其大小依次表现为:矮牵牛>紫茎泽兰>独行菜>小飞蓬>黄顶菊;而土壤pH值呈相反的变化趋势,植物入侵增加了土壤pH值。③不同入侵植物土壤蛋白酶、脲酶和硝酸还原酶活性表现出一致的变化趋势,其中土壤蛋白酶大小依次表现为:矮牵牛>紫茎泽兰>独行菜>小飞蓬>黄顶菊,矮牵牛、紫茎泽兰、独行菜显著高于小飞蓬和黄顶菊(p<0.05),小飞蓬和黄顶菊差异不显著(p>0.05)。④不同入侵植物土壤微生物量碳和氮表现出一致的变化趋势,其中土壤微生物量碳和氮大小依次表现为:矮牵牛>紫茎泽兰>独行菜>小飞蓬>黄顶菊,矮牵牛、紫茎泽兰、独行菜显著高于小飞蓬和黄顶菊(p<0.05),土壤微生物量磷大小依次表现为:矮牵牛>紫茎泽兰>独行菜>小飞蓬>黄顶菊,不同植物差异均不显著(p>0.05)。⑤主成分分析结果表明,土壤硝态氮、铵态氮和pH值是入侵植物主要影响因子。[结论]不同入侵植物可以改变土壤氮素形态、酶活性和微生物特征,较强的氮素同化能力与加速土壤氮素的转化可能是植物成功入侵的重要机制之一。

香葱伴生番茄对青枯病及根际微生态特征的影响

【目的】为明确香葱伴生对番茄青枯病及根际微生态特征的影响,揭示香葱伴生番茄降低青枯病发病率的机理。【方法】通过田间试验设置番茄单作和香葱伴生番茄2个处理,分别采集单作发病番茄(QK)、单作健康番茄(NBS)和香葱伴生番茄(BS)的根际土壤,应用16S rDNA高通量测序和液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术,探究香葱伴生对番茄根际微生态特征的影响。【结果】田间试验结果表明,番茄单作处理和香葱伴生番茄处理的青枯病平均病株率分别为50.48、31.43%,香葱伴生番茄处理对番茄青枯病的防治效果为37.74%。16S rDNA高通量测序结果表明,BS、NBS根际土壤细菌群落相对丰度和多样性均显著高于QK;与QK相比,BS和NBS根际土壤细菌茄科雷尔氏菌属相对丰度显著降低,而芽孢杆菌属相对丰度升高;与NBS相比,BS根际土壤细菌茄科雷尔氏菌属相对丰度降低,芽孢杆菌属相对丰度显著提高。利用LC-MS技术共鉴定出番茄根际土壤代谢物586种,其中正离子模式代谢物320种,负离子模式代谢物266种,并将代谢物的功能注释至新陈代谢、遗传信息加工和环境信息加工等代谢通路;与NBS相比,BS根际土壤代谢物中的缬氨酸、L-天冬酰胺和柠檬酸的含量均显著降低,L-赖氨酸、谷氨酸、D-谷氨酰胺和异亮氨酸的含量也低于NBS,但差异未达到显著水平。【结论】香葱伴生番茄显著降低番茄青枯病田间发病率,改变了番茄根际土壤中细菌群落结构和番茄根际土壤代谢物含量。

冀北辽河源油松天然林土壤微生物碳代谢特征研究

本文以冀北辽河源地区不同林龄油松天然林为研究对象,研究其土壤微生物生物量碳、微生物呼吸及微生物代谢熵随油松林龄的变化趋势。结果表明:随着油松天然林林龄的增加,土壤微生物生物量碳逐渐增加;而土壤微生物呼吸则呈现出先减小后增加的趋势;微生物代谢熵表现为随油松林林龄的增加而降低。相关性分析表明,土壤微生物生物量碳、微生物呼吸分别与微生物代谢熵之间呈现高度的极显著线性负相关。微生物生物量碳与微生物呼吸呈极显著正相关,但线性相关程度较弱。土壤微生物生物量碳和微生物呼吸与土壤温度和含水量均呈极显著正相关,而土壤微生物代谢熵则与土壤温度、土壤含水量呈极显著负相关。上述结果表明,在冀北辽河源地区,土壤微生物生物量碳、微生物呼吸、微生物代谢熵与油松天然林林龄密切相关。随着油松天然林林龄的增加,其土壤微生物活性增强,碳代谢效率增加,土壤质量及可持续利用潜力更高,土壤生态体系更加成熟。

不同返青休牧期土壤微生物碳代谢特征及其影响因素研究

返青期休牧可以有效保护草地生态环境,研究不同休牧期可对休牧措施进行可行性分析,尤其是在三江源区高寒草甸生态系统。土壤微生物碳代谢功能对不同返青休牧期的响应及其与土壤和微生物的作用机制研究,可为评估休牧措施及草地土壤环境提供科学依据。在返青期设置了放牧(CK)和4个休牧期(20、30、40、50 d)共5个试验处理,采用Biolog-Eco微平板的方法分析了不同返青休牧期下土壤碳代谢的变化,同时测定了土壤性质和土壤微生物生物量碳氮等指标。结果表明:不同返青期休牧下土壤微生物利用碳源能力有CK>30 d>40 d>50 d>20 d的趋势,但差异不显著。对不同种类碳源的利用能力依次为羧酸类>氨基酸类>糖类>酯类>醇类>胺类,且不同返青期休牧处理下微生物对醇类的代谢差异显著(P=0.028),休牧20 d显著高于40 d和50 d。培养第1天在休牧20 d处理下Simpson(D)、Shannon(H)、McIntosh指数(U)都较其他处理高。培养第11天CK处理下,碳代谢功能多样性较高。土壤理化性质及微生物生物量碳氮解释了微生物群落碳代谢的91.1%的变异,其中土壤有机碳解释了8%的变异,且显著影响微生物群落碳代谢(P=0.038)。在试验初期,不同休牧期土壤碳代谢特征差异不显著,且放牧措施有提高碳源利用活性,仅醇类代谢差异显著。土壤有机碳是显著影响微生物群落碳代谢的因素。

水稻不同生育期的土壤微生物量和酶活性的变化

研究了全生育期淹水栽培条件下,水稻不同生长阶段的土壤微生物生物量C、土壤微生物生物量N、呼吸作用强度、代谢商、土壤酶活性及水稻叶绿素、脯氨酸、过氧化物酶(POD)活性的变化特征。随着水稻生长,土壤微生物生物量C、土壤微生物生物量N、呼吸作用强度表现为先升后降,到成熟期有所回升的变化规律,且在水稻不同生育阶段差异显著,而土壤微生物代谢商一直下降。土壤脲酶活性表现为先升后降,而酸性磷酸酶与脱氢酶活性则表现为先降后升再降的变化规律。脲酶及酸性磷酸酶活性在水稻移栽后的30 d左右形成峰值,而脱氢酶活性则在50 d左右形成峰值,且在水稻不同生育阶段差异显著。随着水稻生长,水稻叶片中的叶绿素含量表现为先降后升的变化规律,在移栽后70 d左右形成峰值,然后急剧下降,POD的活性则表现为逐渐增强,而脯氨酸含量表现为逐渐下降,不过上述水稻生理指标与土壤各生物化学指标间不存在显著的相关性。试验结果表明在水稻-土壤-微生物相互作用的体系中,土壤微生物量和酶活性明显受到水稻生长发育的影响。

薇甘菊入侵对土壤微生物生物量和土壤呼吸的影响

在野外实验样地中选取了薇甘菊入侵程度不同的4个样地,测定了土壤理化因子、土壤微生物生物量(C、N、P)以及土壤基础呼吸和基质诱导呼吸等指标的变化.结果表明,薇甘菊入侵后土壤微生物生物量(C、N、P)显著增加,土壤呼吸加快,土壤代谢熵(qCO2)下降,改善了入侵地土壤的养分供应状况,这可能是薇甘菊入侵成功的一个重要原因.

低质量分数Pb对冬小麦幼苗根微域土壤酶活性、微生物量C及土壤呼吸的影响

通过土壤盆栽试验,研究不同w(Pb)(0、50、120、180、230mg/kg)对冬小麦幼苗期根微域土壤酶活性、土壤微生物量C和土壤呼吸强度的影响。结果表明,在小麦幼苗期,Pb对土壤脱氢酶产生极显著(P<0.01)抑制作用,对脲酶、碱性磷酸酶和转化酶的抑制作用相对较弱,对多酚氧化酶的影响表现为激活-抑制-激活的作用,土壤酶活性对Pb的敏感程度为脱氢酶>脲酶>转化酶>多酚氧化酶>碱性磷酸酶;麦苗生长24d时,土壤微生物量C和土壤呼吸强度与未处理土壤相比有所增加,随后则降低,土壤代谢商与土壤微生物量C的变化趋势相反;土壤w(Pb)在低于国家"土壤环境质量标准"规定的Ⅱ类土壤环境基准值时仍会显著影响冬小麦幼苗根微域土壤生理生化功能。

DOM对米槠次生林不同土层土壤微生物呼吸及其熵值的影响

可溶性有机质(Dissolved organic matter,DOM)作为土壤可溶性有机碳的重要来源,进入土壤之后通过改变土壤微生物数量和活性影响土壤矿化。DOM输入对土壤微生物呼吸和熵值的研究多集中在表层土壤,但对深层土壤微生物呼吸和熵值的影响关注较少。通过室内培养实验(120 d)研究米槠(Castanopsis carlesii)鲜叶DOM添加对表层土壤(0—10 cm)和深层土壤(40—60 cm)微生物呼吸及其土壤代谢熵和微生物熵的影响,为揭示DOM输入对亚热带森林土壤碳过程的影响提供理论依据。结果表明,在培养第1天,添加DOM的表层和深层土壤CO_2瞬时排放速率均显著高于对照(P<0.001),分别是对照(不添加DOM)的3.58倍和6.93倍,之后显著下降。就累积排放量而言,无论是DOM添加处理还是对照,表层土壤显著大于深层土壤;在米槠鲜叶DOM添加后,表层土壤累积排放量显著大于对照的表层土壤(P<0.001),但DOM添加处理深层土壤累积排放量与对照的深层土壤无明显差异。就微生物生物量碳而言,表层土壤微生物生物量碳含量在培养期间显著大于深层土壤。在整个添加DOM培养期间,表层土壤微生物生物量碳含量显著大于表层对照土壤,深层土壤微生物生物量碳含量显著大于深层对照土壤(第3天除外)。培养结束时(120 d),米槠鲜叶DOM添加处理下,表层土壤和深层土壤有机碳含量与第3天相比分别减少26%和19%。米槠鲜叶DOM添加处理后的深层土壤代谢熵(qCO_2)显著低于对照的深层土壤和DOM添加处理的表层土壤qCO_2(P<0.001),说明外源DOM进入深层土壤后提高了土壤微生物对碳的利用效率。米槠鲜叶DOM添加处理后的深层土壤微生物熵是培养第3天的1.58倍,显著大于培养初期(P<0.05),而DOM添加处理的表层土壤、对照的表层土壤与深层土壤的微生物熵分别是培养第3天的68%、79%和21%,说明DOM添加提高了深层土壤质量。

含水量对Cd污染菜地土壤中微生物多样性的影响

应用BIOLOG试验技术,结合土壤和植物的相关指标,在研究水分对广州市郊区Cd污染菜地土壤影响的基础上,进一步研究水分对微生物群落代谢方式的影响。结果表明,在Cd污染土壤中,水分对土壤微生物群落活性的影响从大到小分别为W3(田间持水量65%)、W1(田间持水量85%)、W2(田间持水量75%)、W5(田间持水量45%)、W4(田间持水量55%)。W3水分处理对提高土壤微生物的代谢多样性具有显著效果。在W3水分处理下,土壤微生物不仅对各类碳源的利用能力均高于其他4种水分处理,而且对糖类碳源的利用能力更加显著,是其他处理的1.55～3.87倍。土壤Cd有效态含量与微生物对碳源的利用能力呈负相关(p<0.05)。在不同水分条件处理下,土壤微生物群落对6类碳源利用能力的增强能降低土壤中Cd有效态的含量。微生物对纤维素、果胶酸、几丁质/黏多糖/糖蛋白等不同类型碳源利用能力的增强有利于植物根际环境微生物功能多样性的改善。

不同施肥管理措施对土壤碳含量及基础呼吸的影响

连续7年试验研究了施用15t/hm2和7.5t/hm2有机肥(包括EM堆肥、EM鸡粪肥和传统堆肥)、化肥和对照处理对土壤碳含量与基础呼吸的影响,结果表明:随有机肥施用量的提高,土壤可溶性碳、总有机碳、微生物生物量碳和土壤的基础呼吸随之增加。施用化肥可一定程度提高土壤可溶性碳、总有机碳、微生物生物量碳和土壤的基础呼吸。不同施肥措施对土壤有机碳、微生物生物量碳和土壤基础呼吸的影响趋势为EM堆肥处理>传统堆肥处理>化肥处理>对照,施肥对土壤微生物代谢商的影响趋势为EM堆肥处理<传统堆肥处理<化肥处理<对照。土壤微生物生物量碳与可溶性碳、总有机碳及土壤基础呼吸之间呈极显著正相关。土壤微生物代谢商与土壤可溶性碳、总有机碳、微生物生物量碳及基础呼吸之间呈极显著负相关。