间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物区系的影响

为探究不同间作栽培模式缓解马铃薯(Solanum tuberosum)连作障碍的可行性及作用机制,以马铃薯单作为对照,研究马铃薯间作玉米(Zea mays)、蚕豆(Vicia faba)和荞麦(Fagopyrum esculentum)3种模式对连作马铃薯根际土壤养分含量及微生物区系的影响。结果表明,间作种植模式下马铃薯根际土壤全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著低于马铃薯单作,根际土壤速效磷降幅最大,达45%以上,土壤pH值明显下降。间作栽培模式改变了马铃薯根际土壤微生物群落结构,降低了根际土壤真菌的数量;间作栽培模式对马铃薯根际土壤微生物群落的碳源利用能力也有明显影响,其中马铃薯间作蚕豆和间作玉米处理马铃薯根际土壤微生物培养120 h的平均颜色变化率分别比对照高13.39%和4.30%。马铃薯根际土壤微生物群落总体上对碳水化合物利用率较高,对芳香化合物的利用率较低。间作蚕豆明显促进了马铃薯根际土壤微生物群落的碳源代谢强度,而且能维持较稳定的产量,因而可能是一种有利于改善马铃薯连作栽培根际微生态环境、缓解连作障碍的栽培模式。

杀虫剂类POPs对土壤中微生物群落多样性的影响

农药类持久性有机污染物(POPs)如DDT和HCH在我国2 0世纪5 0年代到80年代曾广泛使用,在停止使用2 0 a后,在土壤中仍然可以检测到DDT和HCH的残留。利用BIOL OG微平板研究土壤微生物群落功能多样性,意在反映有机氯杀虫剂类POPs对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明,加了HCH后土壤微生物群落的颜色平均变化值(AWCD)的变化速度和最终能达到的AWCD值要高于空白土壤,并且随着农药浓度的加大,AWCD值的变化速率也越来越快,最终能达到的最大值也呈比例增大。加了DDT后的土壤与空白土壤的AWCD变化速度和程度相差不大。方差分析结果表明:空白土壤、HCH0 .5mg/kg、HCH1.5 mg/kg各处理间土壤的AWCD值有显著性差异(p<0 .0 1) ,空白土壤、DDT0 .5 m g/kg、DDT1.5 m g/kg各处理间土壤的AWCD值达不到显著性差异的水平(p>0 .0 5 ) ,表层土壤的AWCD值要高于第2层土壤(p<0 .0 1)。从多样性指数的变化来看,当加入到土壤中的DDT和HCH含量稍低时,微生物会利用农药为碳源进行分解作用,从而刺激了微生物的生长,这时表现出丰富度、均匀性和多样性都呈增长趋势。但当农药的浓度进一步加大时,反而会抑制某些种的微生物生长,另外一些种则对加入到土壤中的农药有一定的耐受性,从而表现出群落的均匀性下降,而丰富度升高。

不同土地利用方式对黑土微生物群落功能多样性的影响

应用Biolog Eco微平板法,研究土壤微生物群落功能多样性对不同土地利用方式的响应。结果表明:细菌数量、平均颜色变化率(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均表现为自然恢复处理(NR)显著高于苜蓿处理(SC)和裸地(BL)处理。NR处理土壤微生物对碳水化合物、酚酸类和氨基酸类的利用显著高于对羧酸类和胺类的利用;SC处理土壤微生物对碳水化合物、多聚物和氨基酸的利用显著高于其它类化合物;BL处理对氨基酸的利用显著高于其它碳源。主成分分析结果表明,NR和SC处理的土壤微生物对碳源的利用情况类似,且与BL处理显著不同。

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.

车八岭山地常绿阔叶林冰灾后土壤微生物群落功能多样性

研究了我国南方冰灾后常绿阔叶林林冠开度及土壤养分的空间异质性对土壤微生物功能多样性的影响。在受冰灾影响的粤北车八岭山地常绿阔叶林2hm2固定样地中按照冠层受损程度选取16个20m×20m的样方,用半球面影像技术获取林冠开度,并取0～20cm的表层土壤混合样品分析土壤的理化性质,同时应用Biolog技术分析微生物功能多样性。按林冠开度梯度对各样方土壤微生物群落利用单一碳源的分析发现,林冠开度大的样方土壤微生物的活性、丰富度、多样性和均匀度都较低,反之则较高。聚类分析的结果与林冠开度的梯度有高度的一致性。主成分分析表明各样方土壤微生物功能多样性具有显著差异(第一轴p<0.005;第二轴p<0.001),其结果与聚类结果基本吻合。冗余分析揭示了土壤全磷、全钾、全氮、速效氮、有机碳、容重、总孔隙度和林冠开度的综合作用对土壤微生物功能多样性有显著影响(p<0.005),其中林冠开度与土壤微生物群落功能多样性的关系最密切。土壤微生物功能多样性受土壤养分的影响,具体表现为:与土壤有机碳呈明显的正相关;与全氮正相关;与速效氮、全磷负相关。研究说明冰灾所造成林冠开度和土壤养分的空间异质性会影响到土壤微生物功能多样性,而土壤微生物功能多样性可用于对生境恢复的指示和评价。

施肥对小麦、玉米和大豆连作土壤微生物群落功能多样性的影响

为了明确长期施肥和不施肥条件下作物连作对土壤微生物群落功能多样性的影响,以典型黑土为研究对象,选取长期定位实验站长期施肥和不施肥条件下的小麦、玉米和大豆连作处理,通过稀释平板法和Biolog Eco微平板法,测定土壤细菌、真菌、放线菌数量、碳源代谢活性等指标,为建立合理的农田管理措施提供数据支撑和理论依据。结果表明:长期施肥条件下大豆、小麦和玉米连作土壤细菌、真菌和放线菌数量均高于不施肥处理,且均以大豆连作处理细菌和真菌数量最高。不施肥条件下小麦和玉米连作土壤细菌总数较大豆连作处理分别下降了24.8%和31.0%,真菌总数分别下降了64.0%和51.2%;施肥条件下小麦和玉米连作土壤细菌总数则较大豆连作处理分别下降了29.0%和45.5%,真菌总数分别下降了26.7%和31.5%。Biolog结果表明,不施肥条件下小麦连作处理的平均颜色变化率(AWCD)高于玉米和大豆连作处理,施肥条件下则是大豆连作处理的AWCD值高于小麦和玉米连作处理。不施肥条件下大豆、玉米和小麦连作处理利用最多的碳源是碳水化合物类,施肥后不同连作处理利用最多的是碳水化合物类和多聚物类。大豆和小麦连作不施肥条件下土壤微生物利用率最高的碳源均是α-D-乳糖,施肥条件下利用率最高的碳源均是D,L-α-甘油,而不论施肥与否,玉米连作条件下土壤微生物利用率最高的碳源均是D-半乳糖醛酸;葡萄糖-1-磷酸盐和γ-羟基丁酸是农田黑土微生物群落特异利用的关键碳源。主成分分析得出,施肥对土壤微生物碳源代谢能力的影响大于作物的影响。

枸杞枝条发酵木质纤维素降解与微生物群落多样性研究

为探讨枸杞枝条基质化发酵中木质纤维素降解、微生物群落代谢能力及多样性特征,采用正交试验设计,以枸杞枝条粉和苦豆子茎秆粉质量比为4∶1混合为试材,采用Biolog-ECO鉴定方法,研究不同发酵因子对枸杞枝条基质化发酵中微生物群落结构和多样性的影响。结果表明:发酵结束时,枸杞枝条基质纤维素、半纤维素和木质素降解率分别在15%、19%及10%以上;木质纤维素降解率在温度为60℃、含水率为60%、添加油饼氮源及接种粗纤维素降解菌处理条件下较高,其中纤维素、半纤维素和木质素降解率分别在18.12%~19.22%、23.55%~25.21%和13.87%~14.24%范围内,显著高于其他处理;该处理增加了枸杞枝条基质发酵高温期时微生物的活性和多样性,平均颜色变化率分别为1.019、1.062、0.943和1.117,微生物多样性香浓指数、优势度指数和丰富度指数分别在2.321~2.365、0.930~0.941和18.78~20.33范围内,提高了枸杞枝条粉堆体中微生物对部分碳源的代谢能力,从而可促使有机质降解。

生物炭对白浆土土壤微生物功能多样性的影响

为探究不同施用量的生物炭对中国东北酸化白浆土土壤微生物群落碳代谢特征的影响,设置了不施用生物炭的对照(C0t)和生物炭用量分别为15 t·hm^(-2)(C1t)、30 t·hm^(-2)(C2t)与60 t·hm^(-2)(C3t)的处理,运用Biolog-Eco微孔板技术分析土壤微生物群落的功能多样性。结果表明:与C0t处理相比,增施生物炭处理土壤微生物平均每孔颜色变化率(AWCD)、Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数和Simpson指数均显著增加。随着生物炭施用量的增加,碳源利用由多聚物类向氨基酸类和羧酸类碳源转变。D-木糖、D-半乳糖醛酸、N-乙酰基-D-葡萄胺、L-天冬酰胺酸、L-苏氨酸、吐温-40、吐温80、肝糖和腐胺的利用能力显著高于C0t处理。主成分分析结果表明,碳水化合物类和胺类是不同处理下微生物利用的主要碳源。综合考虑,认为30 t·hm^(-2)生物炭施用量对玉米连作土壤微生态环境的影响最优。

耕作深度与翻压绿肥对植烟土壤微生物功能多样性及酶活性的影响

【目的】探究耕作深度和翻压绿肥对植烟土壤微生物功能多样性及酶活性的影响,为烟区培肥改土及保障优质生态烟叶生产提供理论依据。【方法】以旋耕深度(浅耕和深耕)和翻压绿肥(油菜、光叶紫花苕和黑麦草)后的0~20 cm耕层土壤为研究对象,以无绿肥土壤为对照,采用Biolog-Eco技术及化学法研究不同时期土壤微生物功能多样性及与土壤氮素循环相关的主要酶活性,分析微生物功能多样性与酶活性的相关性。【结果】不同耕作深度翻压绿肥后植烟土壤微生物利用碳源的平均颜色变化率(AWCD)随绿肥翻压时间的延长整体上呈降低→升高→降低的变化趋势,且整体上表现为光叶紫花苕>黑麦草>油菜>无绿肥对照,绿肥翻压后30~60 d为土壤微生物利用碳源基质的频繁时期。光叶紫花苕深耕处理对糖类、羧酸类和多聚物类碳源基质利用效率较高,AWCD均值分别为0.67、0.69和0.77,多样性较高且种群相对丰富;无绿肥对照对所有碳源基质利用效率都较低,AWCD均值为0.46,多样性和种群丰富度较低。胺类、多聚物类和氨基酸类碳源是不同耕作深度下翻压绿肥的植烟土壤间差异的敏感碳源。耕作深度和翻压绿肥提高了土壤中与氮素循环相关主要酶的活性,翻压光叶紫花苕处理不同时期土壤谷胺酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶活性均处于最高水平,且土壤酶活性与微生物多样性间存在较好的相关性。【结论】耕作深度和翻压绿肥能有效提高贵州黄壤烟区植烟土壤的微生物多样性及与氮素循环相关主要酶的活性,以深耕优于浅耕,光叶紫花苕深耕处理在提高土壤微生物功能多样性及酶活性方面表现较佳,可作为一种有效耕作与栽培模式在贵州烟区推广利用。

不同植被类型对不同土层黑土土壤微生物群落功能多样性的影响

土壤微生物群落功能多样性对评估土壤生态系统稳定性具有重要作用。本文采用Biolog方法,对比研究长期不同植被类型:自然恢复(GL)、农作物(AL)、人工林(FL)及无植被覆盖(BL)对表层(0~15 cm)和亚表层(15~35 cm)土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明:不同土层土壤微生物的平均颜色变化率(AWCD)变化均表现为GL>AL>FL>BL,且0~15 cm土层的AWCD值均高于对应植被15~35 cm土层。GL、AL和FL处理的土壤微生物Shannon指数和McIntosh指数、总的碳源利用能力均显著高于BL处理的,GL处理0~15 cm土层的Shannon指数和McIntosh指数最高,分别为3.38和6.89。在0~15 cm土层AL和FL处理土壤微生物对羧酸类利用相对较高,而GL处理对氨基酸类利用较高;在15~35 cm土层AL和FL处理土壤微生物对氨基酸类利用最高,而GL被对羧酸类利用的最高。通过主成分分析,GL、AL和FL处理在0~15 cm土层土壤微生物的碳源利用方式及代谢功能相似;15~35 cm土层下AL和FL处理的土壤微生物的碳源代谢功能相似。因此不同植被类型下土壤微生物群落功能多样性的差异是植被类型与土层深度共同作用的结果,且植被类型对微生物功能多样性的影响大于土层深度的影响。

不同浓度吲哚乙酸对周丛生物微生物群落代谢特性的影响

周丛生物是重要的初级生产者和分解者,在生态系统中扮演着重要角色。从碳源利用角度探讨了吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)对周丛生物微生物群落代谢特性的影响。以人工培育的周丛生物为材料,在温室培育20 d后施加不同浓度的吲哚乙酸,使用Biology生态测试板在群落水平上对微生物碳源利用特性进行定量分析,测定平均每孔颜色变化率和多功能指数。结果表明:随着培养时间的增加,25、50、100 mg·L^(-1)高浓度IAA处理后,平均每孔颜色变化率显著增加,特定的碳源(如碳水化合物)利用能力发生变化,微生物功能多样性指数(Shannon指数、McIntosh指数)显著升高,说明高浓度IAA可以促进周丛生物的碳代谢活性,为探讨周丛生物的扩大培养与富集方法奠定了基础。

不同培肥方式对马铃薯生长及土壤性状的影响

为探究不同培肥方式对旱作区土壤及作物的影响,揭示土壤肥力演变的规律,试验研究了3种培肥方式下,马铃薯生长发育、产量及土壤的变化规律.结果表明:水分敏感期补充灌溉后,各培肥处理植株叶面积指数、生物量随马铃薯生育期变化总体呈上升趋势,其中以化肥配施羊粪处理,马铃薯叶面积指数及生物量增加较快.不同培肥方式下,土壤真菌所占比例均呈下降趋势,而细菌、放线菌所占比例则上升;与对照相比,单施化肥显著增加了土壤细菌种群数量,增幅达26.05%;化肥配施羊粪显著提高了土壤放线菌种群数量;但对照处理明显有较高的真菌数量.平均颜色变化率(AWCD)随微生物群落培养时间的延长,呈S型变化趋势.培养至168 h时AWCD达最大值,其中单施以化肥、化肥配施羊粪处理土壤微生物对碳源利用能力较强.各处理马铃薯产量明显高于对照,其中化肥配施羊粪处理较对照提高了84.87%.总体而言,有机、无机相结合的土壤培肥方式较好,其对土壤微生物群落结构与功能有较明显的影响,对产量有较大的贡献.

基于Biolog-ECO分析长庆油田土壤微生物群落功能多样性特征

石油的开采造成土壤污染和地表扰动,从而影响土壤微生物群落结构与功能.为进一步明确不同开采强度对土壤微生物的影响,选取长庆油田不同开采年限的6口油井,按照不同距离(3 m、5 m、10 m、20 m和50 m)采取土壤样品,通过Biolog-ECO技术研究油田地区土壤微生物群落功能多样性特征.结果显示,油井作业区(3 m、5 m、10 m和20m)土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)、丰富度指数和Pielou指数显著低于作业区外(50 m)土壤微生物群落功能多样性(P<0.05);不同距离采样点土壤微生物利用碳源方式存在差异;土壤微生物群落AWCD以及各功能多样性指数与土壤含水量和有机碳显著正相关(P<0.05),与pH显著负相关(P<0.01),但与总石油烃(TPH)相关性不显著(P>0.05).不同开采年限油井土壤TPH存在差异,但是土壤微生物群落无显著差异(P>0.05).研究表明油田作业区石油开采对土壤微生物群落功能多样性有一定的影响,但微生物群落功能与油井开采时间不相关,其结果可以为油田地区的污染评价和生物修复提供参考.

连续施肥对农田黑土微生物功能多样性的影响

应用Biolog Eco微平板培养法研究了中国科学院海伦农业生态试验站20余年连续不同施肥处理(对照、氮磷钾、氮磷钾+秸秆、氮磷钾+猪粪1、氮磷钾+猪粪2和氮磷钾+猪粪3)下土壤微生物代谢功能多样性的变化。结果表明:长期施肥条件下,单施化肥和有机肥与化肥配施对土壤细菌、真菌数量影响不明显,但高量有机肥与化肥配施可以显著增加放线菌数量。Biolog结果表明,施用有机肥的平均颜色变化率高于单施化肥和对照。Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均是有机肥和化肥配施高于化肥单施与对照。主成分分析结果表明,对照、NPK与其他几种处理有较明显的距离,说明有机肥的连年施用导致了土壤微生物代谢功能多样性的变化。

水稻种植对黑土微生物生物量和碳源代谢功能的影响

采用磷脂脂肪酸方法和Biolog-ECO微平板检测法,以吉林省长春市双阳区农业技术推广站实验区的土壤为对象,研究了水稻种植对黑土微生物生态结构和功能的影响.结果表明空地中有机质含量最高,其次为田间土,根际土中有机质含量最低;在夏季的样品中有机质含量最高,土壤中全氮的变化趋势与土壤有机质比较相似.土壤微生物群落功能多样性指数则表现为夏季显著高于秋季和春季,春、秋两季差异不明显,冬季最低,空地中微生物群落的Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数高于田间和根际.全部样品微生物生长步入稳定期时间和碳源的颜色平均变化率变化范围不同,时间分别为216、192、216、120 h,范围分别为0.52~0.84、0.82~1.28、0.40~0.84、0.05~0.48,表明春秋季微生物步入稳定期和对碳源的代谢量比较相似,夏季最大,冬季最小.研究结果为科学评价典型水稻种植黑土区土壤生境质量退化与恢复过程中微生物特征的变化提供参考.

杭州市空气微生物群落碳代谢特征研究

利用Biolog技术,研究了杭州市4个样点,即延安路商业街(Yan'an Road Business Street,YRBS)、天目山路与教工路口(Tianmushan Jiaogong Cross Road,TJCR)、浙江工商大学教工路校区(Zhejiang Gongshang University Jiaogong Campus,ZJGUSJC)、西湖曲院风荷(Breeze-ruffled Lotus at Quyuan Garden,BLQG)空气微生物群落碳代谢特征.结果表明,不同样点空气微生物样品平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)在培养240 h后达到稳定,并且4个样点的AWCD值即对单一碳源的利用能力具有显著差异,YRBS>TJCR≈ZJGSUJC>BLQG;YRBS、TJCR、ZJGSUJC和BLQG空气中微生物物种的多样性和丰富度依次减少;不同样点空气微生物对糖类和氨基酸类碳源利用程度较高,对其它碳源利用程度较低,且同一样点对不同单一碳源的利用程度也存在显著差异,YRBS对糖类碳源的利用程度最高,对聚合物类碳源利用程度最低,BLQG对糖类碳源的利用程度最高,对胺类碳源利用程度最低;不同样点空气微生物群落碳代谢基质主成分1(PC1)贡献度为43.8%,主成分2(PC2)贡献度23.4%,YRBS、BLQG和TJCR的空气微生物群落差异较大,碳代谢功能差异显著,而TJCR与ZJGSUJC碳代谢功能无显著差异.