秦岭落叶阔叶林不同空间尺度下土壤微生物特征

在秦岭佛坪国家级自然保护区内的固定样地,设置3种不同空间尺度(大:20 m×20 m,中:5 m×5 m,小:1.25 m×1.25 m)的样方,采用野外调查和室内分析的方法,对固定样地土壤微生物特征及其环境因子进行研究,探讨不同空间尺度下土壤微生物特征(磷脂脂肪酸(PLFAs)生物量、土壤微生物群落结构和基础土壤呼吸)对环境因子的响应。结果显示,土壤全磷、溶解性有机碳和溶解性总氮含量在3种空间尺度间有显著差异(P<0.05)。对微生物PLFAs生物量的研究显示,放线菌生物量在小空间尺度下显著低于大、中空间尺度(P<0.05),其他微生物PLFAs生物量都没有显著差异。支链/单不饱和PLFAs的比值在大空间尺度下显著高于中、小空间尺度(P<0.05),其他微生物群落结构特征都没有显著差异。基础土壤呼吸在大空间尺度和小空间尺度间的差异显著(P<0.05);单位PLFAs的基础土壤呼吸则表现出中、小空间尺度显著高于大空间尺度(P<0.05)。相关性分析和冗余分析表明,不同空间尺度下,环境因子对微生物特征的解释度也存在明显差异。大空间尺度下,解释度最高的环境因子是土壤有机碳、含水率和溶解性氮;中空间尺度下,解释度最高的是含水率、土壤有机氮和溶解性有机碳;小空间尺度下,解释度最高的是pH、全磷含量和土壤有机氮。本研究结果表明由于尺度效应的存在,导致随着取样尺度的缩小,环境因子的交互作用增强和空间自相关程度增大,从而表现出在不同空间尺度下环境因子对土壤微生物的影响存在差异。

铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)生物扰动对藻华水体沉积物微生物群落结构的影响

应用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定了不同密度铜锈环棱螺生物扰动下沉积物表层微生物群落结构的变化。结果表明,与对照组相比,含螺处理组PLFAs总生物量有了明显的升高,且与底泥总有机碳(TOC)含量变化趋势有很高的相关性(r=0.541)(P<0.05)。实验过程中细菌/真菌值发生显著变化,中密度处理组的细菌/真菌值显著高于其它实验组(P<0.05),说明中密度螺影响下细菌生长较真菌更快,细菌生物量显著升高。主成分分析(PCA)显示,低、高密度螺处理下沉积物的微生物群落结构与对照组相似,而中密度螺处理组(3个螺/培养柱)(相当于196ind/m2)能够使沉积物微生物群落结构产生明显变化。

缙云山柑橘林土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)及酶活性的季节变化特征

土壤微生物和土壤酶作为土壤生态环境最重要的组成成分,对环境变化敏感.本文以缙云山柑橘林为研究对象,采用磷脂脂肪酸法并结合主成分分析方法,分析季节更替对柑橘林土壤表层(0~20 cm)的土壤微生物数量、群落结构特征及酶活性等的影响.结果表明:1季节更替对土壤微生物有显著影响(P<0.05),16:0、i17:0、16:1 2OH、18:0、cy19:0ω8c、i17:1ω9c或16:0 10-methyl为4个季节共有PLFAs,含量之和分别占PLFAs的49.57%、41.63%、35.41%和38.05%.各微生物种类中,细菌PLFA比例最高,其次为真菌PLFA,放线菌PLFA比例最低,且均具有显著的季节变化特征,柑橘林土壤PLFAs总量变幅为6.868~24.085 nmol·g-1,大小顺序为春季>秋季>冬季>夏季,细菌PLFAs、G-、G+及放线菌PLFAs也呈现一致的变化规律,但真菌PLFAs则表现为秋季最高,其次是冬季和夏季,春季最低.季节更替对微生物群落多样性指数亦产生显著影响,丰富度指数(R)随季节变化依次为春>冬>秋>夏,多样性指数(H')随季节变化表现出冬>秋>春>夏,均匀度指数(J)表现为夏>秋>冬>春,优势度指数(D)则随季节表现为直线升高的变化趋势.2土壤脲酶随季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季;土壤蔗糖酶、土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性随季节变化均表现为秋季最高,其次是春季、夏季,冬季最低.3主成分分析结果表明细菌PLFAs、G+、G-、放线菌PLFAs和总PLFAs对土壤肥力贡献最大,其次是蔗糖酶、过氧化氢酶、酸性磷酸酶和真菌PLFAs,贡献最小为脲酶.

不同降水下覆盖与缓释肥减量对油菜土壤微生物群落结构的影响

为探讨沟垄集雨、秸秆覆盖和减量缓释肥集成技术对油菜土壤微生物群落结构的影响,在大田定位试验条件下,设置3种栽培方式(秸秆覆盖、沟垄集雨、传统平作)和4种施肥水平(习惯施肥、缓释肥减量20%、缓释肥减量40%、不施肥),比较分析2016~2017年(多雨年份)和2017~2018年(季节性干旱年份)这2种不同降水年型下油菜土壤微生物群落结构对集成技术的响应.结果表明,不同降雨条件下,秸秆覆盖+缓释肥减量20%(J80)与沟垄覆盖+缓释肥减量20%(M80)较习惯栽培(PC)更利于土壤微生物生长.在多雨年型和季节性干旱年型下,J80与M80能平均分别提高微生物量碳9.94%和10.32%;提高土壤微生物量氮2.38%和1.19%.多雨年型下,土壤微生物磷酸脂肪酸(PLFA)总量较干旱年型降低30.75%,覆盖能有效提高土壤PLFA质量摩尔浓度.多雨年型下土壤细菌、真菌PLFA质量摩尔浓度较干旱年型平均减少33.67%和53.21%;而放线菌PLFA增加13.04%.微生物群落对异常降水具有敏感响应.多雨气候会造成细菌/真菌升高;干旱气候则会增加直链饱和脂肪酸/直链单不饱和脂肪酸及直链单不饱和脂肪酸/环丙烷脂肪酸.通过秸秆覆盖与缓释肥的集成技术,能稳定异常降水下的土壤微环境,缓解水分和养分胁迫,为油菜稳产和可持续发展提供有效途径.

氮沉降对缙云山柑橘林不同季节土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物积极参与生态系统的物质循环和转化.人类活动造成全球氮沉降量激增,引起土壤微生物群落结构和功能的改变,进而导致生态系统失衡.2014年6月—2015年5月在缙云山柑橘林建立野外模拟氮沉降试验样地,原位设置4个施肥水平:对照(N0,0 g·m^(-2)·a^(-1))(以N计,下同)、低氮(N20,20 g·m^(-2)·a^(-1)),中氮(N4 0,40 g·m^(-2)·a^(-1))和高氮(N60,60 g·m^(-2)·a^(-1)).施氮处理2 d后,采用磷脂脂肪酸(PLFA)标记法和ACE(Automated Soil CO_2Exchange Station,UK)自动土壤呼吸监测系统对土壤微生物群落结构、土壤温湿度进行测定.研究表明:(1)不同季节土壤微生物对氮沉降的响应各异,春季氮沉降抑制土壤微生物量,夏、秋、冬季N40处理提高了土壤微生物量,N20、N60表现为抑制土壤微生物量;氮沉降对土壤温度有显著影响,但对土壤湿度影响不明显(p<0.05).(2)土壤微生物丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数在中氮沉降条件下达最大;Pielou均匀度指数则表现不一致,春季和夏季在中氮浓度下最大,秋季在高氮处理下最大,冬季则在低氮处理下最大.(3)土壤温度与放线菌呈显著负相关(p<0.01);土壤湿度与细菌和总PLFA呈显著正相关(p<0.01),与放线菌呈显著正相关(p<0.05).综合分析表明,土壤微生物受土壤温度和含水量的共同影响,氮沉降降低了土壤微生物含量,此研究结果支持了氮沉降抑制土壤微生物的认识.