水稻土微生物群落、酶活性及理化性质对有机肥、石灰连续施用的响应

【目的】探究水稻土微生物群落、酶活性及理化性质对有机肥、石灰连续施用的响应规律,为培育健康水稻土提供理论依据。【方法】于2014年冬季,选取湘东双季稻区典型酸紫泥田,分别进行了连续施用鸡粪发酵商品有机肥、生石灰的大田试验。每年早、晚稻翻耕前各撒施一次有机肥、石灰,施用量均为2.25 t/hm^(2),分别以不施有机肥、石灰的处理为对照。在处理后第3年(2017年)和第7年(2021年)晚稻黄熟期,采集表层(0—15 cm)混合土壤样品,测定土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)含量、酶活性及理化性质,筛选指示性强、响应敏感的土壤指标。基于土壤理化性质与生物学性质间的相互关系,构建结构方程模型,解析土壤PLFAs含量与酶活性对有机肥、石灰处理的响应机理。【结果】与对照相比,有机肥连施3年后,土壤革兰氏阴性菌(G^(-))PLFAs含量提高23%,革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌值(G^(+)/G^(-))因而降低29%;连施7年后,总PLFAs、细菌、革兰氏阳性菌(G^(+))和放线菌PLFAs含量分别提高16%、13%、28%和38%,腐生真菌PLFAs含量降低19%,而G^(-)菌PLFAs含量、G^(+)/G^(-)均与对照无显著差异。石灰连施3年后,土壤微生物类群PLFAs含量平均降低30%,连施7年后,平均降幅增至36%。有机肥施用3年后,土壤脲酶活性提高了29%;施用7年后,土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性分别显著提高了63%、82%和39%。连施石灰3年,脲酶活性显著提高25%,连续施用7年则显著降低39%,对其他酶活性无显著影响。有机肥连施3、7年,土壤通气孔隙度分别增加了14%、33%,有机质总量分别增加了12%、7%,3个活性有机碳组分平均分别提高29%、69%;pH和碱解氮、有效磷、速效钾含量无显著变化;连续施用石灰3、7年,土壤pH分别提高0.6、0.6个单位,而通气孔隙度分别显著降低了47%、28%,总有机质和易氧化有机碳含量无显著变化,细颗粒有机碳含量分别提高了24%、9%,粗颗粒有机碳含量分别提高了100%、21%,施用石灰3年对速效养分含量无显著影响,施用石灰7年土壤碱解氮含量显著降低而有效磷含量显著增加。土壤物理、化学、生物学指标对连续施用有机肥的响应比值以正值为主,对连续施用石灰的响应比值以负值为主,土壤生物、化学指标对连续施用有机肥7年的响应比值较3年趋向更高正值,而对施用石灰趋向更高负值,达到17%~149%。结构方程分析结果表明,连续施用有机肥主要通过增加粗颗粒有机碳含量提升土壤易氧化有机碳,提升微生物总PLFAs含量和脲酶活性,而随着石灰累积用量的增加,降低土壤通气孔隙度、粗颗粒有机碳和碱解氮含量,降低土壤微生物总PLFAs、脲酶活性。【结论】长期连续施用有机肥可持续改善土壤通气性,增加有机质积累,提高土壤物理、化学和生物学性质,短期施用石灰有利于改善土壤物理、化学和生物学性状,但长期连续施用则降低石灰的正向效果。粗颗粒有机碳对土壤生物和化学性状响应有机肥、石灰连续施用的影响最为关键,具有预测土壤健康的潜能。

土壤微生物群落磷脂脂肪酸PLFA生物标记多样性

磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法是一种可定性和定量分析土壤中微生物群落多样性的方法。研究以烟田土壤为例,应用生态学评价方法,即丰富度(S)、均匀度(J)、Simpson优势度(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)和McIntosh(H3)多样性指数等测度方法,分析土壤中微生物群落PLFAs生物标记的多样性。研究结果表明,供试土壤微生物群落中,先后出现了43种PLFAs,将其聚类分析,可以将所获得的PLFAs分成五大类:第Ⅰ类为高含量、高频次和多样性,PLFA为18:1ω9c的真菌生物标记;第Ⅱ类为高含量、高频次和多样性,PLFA为16:0的假单胞菌生物标记;第Ⅲ类为高含量、高频次,多样性中等,PLFA为16:1ω5c的甲烷氧化菌生物标记;第Ⅳ类为中等含量,频次较高,多样性中等,含有表征好氧菌的i15:0、a15:0、i16:0和a17:0的PLFA,还有表征厌氧菌的18:1ω7c以及硫酸盐还原菌的16:0 10Me;第Ⅴ类为低含量,低频次和多样性,其特征生物标记有表征好氧菌的i15:0 3OH、15:1iG、a16:0、i16:1 G、i16:1 H、17:0、i17:0、15:0 2OH、15:0 3OH、17:0和17:0 2OH的PLFAs,存在有表征真菌的18:3ω6c(6,9,12)、放线菌的17:0 10Me和18:0 10Me以及表征原生动物的20:4ω6,9,12,15c。说明供试土壤中能够起主导作用的功能菌依次是真菌、假单胞菌、甲烷氧化菌和部分的好氧菌、厌氧菌及硫酸盐还原菌,将为合理调节土壤微生态系统提供指导,是一种可行的评价土壤微生物群落多样性的新方法。

武夷山不同海拔植被带土壤微生物PLFA分析

运用磷脂脂肪酸标记法(PLFA)研究武夷山不同海拔植被带(常绿阔叶林EBF、针叶林CF、亚高山矮林SDF、高山草甸AM)土壤微生物群落结构特征。结果表明:从不同海拔土壤中共检测到25种PLFA生物标记,EBF土壤微生物PLFA生物标记种类和总量明显高于其他植被类型,随着海拔的升高,土壤微生物种类和含量逐渐下降。4个海拔土壤中含量最高的PLFA生物标记是18:1ω9c,16:1ω7c,16:00和cy17:0。3种特征微生物相对生物量在不同海拔土壤中分布不同,细菌分布量最大,其次是真菌,放线菌分布量最小。不同海拔植被带土壤微生物群落多样性用不同指数表示,均呈现相似规律,即EBF>CF>SDF>AM。主成分分析表明:与土壤微生物PLFA群落多样性相关的2个主成分分别解释变量方差的59.23%和35.46%,基本能够区分不同海拔土壤微生物群落特征。对第1主成分起主要作用的磷脂脂肪酸为16:1ω9c,a17:0,18:1ω9c和16:1ω7c,对第2主成分起主要作用的为i17:0,16:1ω5c和cy17:0。不同海拔土壤细菌、真菌、放线菌、原生动物各总PLFA与土壤理化性质和酶活性之间存在相关性,总有机碳、全氮和过氧化氢酶对细菌、放线菌和原生动物总PLFA呈极显著正相关。土壤微生物群落多样性随着海拔上升、土层加深而逐渐下降的原因,可能是生物量、林分凋落物、土壤养分、微小动物、植物根系等多种因素共同作用的结果。

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6-703.5mg·kg^-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34-92.15mg·kg^-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs（GPPLFAs/GNPLFAs）比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高。PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理。经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关。

化肥有机肥配施比例对油菜根际土壤利用光合同化碳微生物的影响

【目的】利用同位素标记方法,研究化肥有机肥施用配比对油菜根际土壤利用光合碳细菌和真菌群落结构和多样性的影响,以了解有机肥改善根际土壤微生态环境的主要途径。【方法】盆栽试验在湖南中国科学院桃源农业生态试验站温室内进行,供试油菜品种为湘杂油6号,土壤为红壤。在等氮磷钾投入量下,设置3个化肥有机肥配施比例处理:3∶1(OF25)、1∶1(OF50)、1∶3(OF75),以及单施有机肥(OF100)、单施化肥(CK)处理,共5个处理。于油菜移栽40天(蕾薹期)进行土壤^(13)CO_(2)标记,连续标记20天后采集根际土壤,用气相色谱-燃烧-同位素比率质谱联用仪测定各类磷脂脂肪酸PLFA种类及其^(13)C值(^(13)C-微生物),用于分析微生物种类及其相对丰度,共获得15种PLFA单体脂肪酸结构,依据^(13)C值计算各类微生物相对丰度和绝对含量,以其总和作为微生物总量。【结果】油菜根际土壤共测得12种利用光合同化碳细菌和3种真菌,细菌包括革兰氏阳性菌(G^(+))a15:0、i17:0,革兰氏阴性菌(G^(-))2OH 14:0、3OH 14:0、cy17:0;14:0、16:0、15:0、18:0、19:0、20:0、17:0;真菌为18:1w9tans、18:2w6c、18:1w9c。OF75和OF100处理^(13)C标记G^(+)细菌、真菌PLFA量与CK无显著差异,G^(-)菌分别比CK提高36.41%和62.03%。^(13)C标记真菌和G^(+)菌是利用光合同化碳的主要群落,随着有机肥比例的增加,细菌相对丰度增加,真菌相对丰度减少;G^(-)菌相对丰度增加,G^(+)菌相对丰度减少。土壤有机碳、全磷、全氮以及氨基酸总量显著影响根际土壤微生物和利用光合沉积碳土壤微生物群落分布,而根际分泌物氨基酸量只与根际^(13)C土壤微生物多样性呈显著正相关。【结论】化肥有机肥配施比例引起土壤有机碳、全氮含量以及根系分泌物中氨基酸含量的变化,进而影响根际土壤中利用光合沉积碳微生物群落组成和多样性。当化肥和有机肥配施比例达到1∶3时,油菜根际土壤微生物特征性PLFA含量和多样性明显优于单施化肥,表明此配比为根际土壤微生物提供了更友好的微生态环境。

利用PLFA方法研究不同土地利用方式对潮棕壤微生物群落结构的影响

目的研究不同土地利用方式对潮棕壤微生物群落结构的影响。方法以中国科学院沈阳生态实验站的长期定位试验为平台,利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究农田、裸地、割草和休闲4种土地利用方式对微生物群落结构的影响,其中农田土地利用方式又包括对照处理(CK)、循环猪圈肥处理(M)、化肥处理(NPK)和化肥+循环猪圈肥处理(NPK+M)。结果细菌脂肪酸和真菌脂肪酸与总PLFA变化规律相似,均为休闲和割草处理最高,农田居中,裸地最低;农田各处理间PLFA含量差异较小,其中M处理最高,其次为CK和NPK+M处理,NPK处理最低;自然撂荒和有机肥的施用有利于微生物的生长,而施用化肥则降低了微生物PLFA量;自然生态系统中土壤具有较高的G+PLFA/G-PLFA比值(革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的PLFA比值),而耕作和施用化肥则降低了这个比值;休闲和割草处理具有较低的细菌与真菌的PLFA比值,农田生态系统和裸地细菌PLFA/真菌PLFA比值则较高;土壤PLFA与土壤养分的相关性分析表明,土壤微生物量与土壤有机质和全氮显著相关。结论长期土地利用方式的不同明显导致了土壤微生物量和群落结构的差异。

利用PLFA方法研究转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响

在大田条件下,用3个转Bt基因棉花品种和一个常规品种,利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法研究转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化的影响。试验结果表明,转基因棉花增加了土壤微生物PLFA的含量。转基因棉花降低了棉田土壤格兰氏阳性细菌的比例,提高棉田土壤的真核生物、真菌和放线菌的比例;转基因棉花在蕾期提高了土壤原生动物比例,在吐絮期比例反而降低;转基因棉花在蕾期提高了棉田土壤格兰氏阴性细菌的比例,吐絮期则降低了格兰氏阴性细菌的比例。主成分分析和聚类分析表明,转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构变化有明显影响。PLFA方法可作为转基因生态安全评价的一种方法。

长期施用氮、磷及有机肥对农田黑土PLFA的影响

研究黑土长期肥料定位站CK、N、P、NP、单施有机肥(MCK)、有机肥与氮肥(MN)、有机肥与磷肥(MP)、有机肥与氮磷肥(MNP)等8处理土壤磷脂脂肪酸(PLFA)和基本理化性质.结果表明,有机肥及单施P处理显著促进真菌、细菌生长,提高真菌/细菌比值;单施N对细菌或真菌无显著影响;与MCK相比,有机肥配施化肥对真菌、细菌影响不同:总细菌脂肪酸由大到小依次为MCK(54.7 nmol·g-1)>MP(49.7nmol·g-1)>MN(44.8 nmol·g-1)>MNP(42.6 nmol·g-1);而真菌生物量则随化肥施用而增加,表现为MP(28.5 nmol·g-1)>MN(26.0 nmol·g-1)>MNP(22.8 nmol·g-1)>MCK(22.0 nmol·g-1).多元线性回归分析表明,总微生物群落或总细菌受速效钾与硝态氮含量影响最为显著,硝态氮与总氮是G+菌生长的主要限制养分,而速效钾是影响G-菌的最主要因素,真菌更易受有效磷与铵态氮含量影响.

PLFA法研究稻草固态发酵中的微生物群落结构变化

在稻草固态发酵体系中同时接种土壤微生物和黄孢原毛平革菌,用磷脂脂肪酸（PLFA）谱图分析法研究发酵过程的微生物群落和生物量变化,同时监测木质纤维素降解率的变化.结果表明,发酵后木质纤维素的降解率可达44%.根据标记性脂肪酸的变化,在发酵第6 d,革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌的含量都达到了最高值,其中,革兰氏阳性菌的含量较低;真菌和细菌的脂肪酸含量比值变化范围为0.2～0.5,说明真菌是降解木质纤维素的主要群落.主成分分析结果显示,发酵后期以18碳不饱和脂肪酸为主,与标记性脂肪酸分析结果一致,同时跟木质纤维素降解率的变化趋势对应,因此PLFA分析法可以较好地反映稻草固态发酵过程中的微生物群落结构和生物量的变化.

PLFA法和DGGE法分析堆肥细菌群落变化

同时采用PLFA(Phospholipid fatty acid)谱图分析法和DGGE(Denaturing gradient gel electrophoresis)法分析农业废物堆肥化过程中细菌群落的变化。结果表明:(1)单体PLFA数据显示样品之间的群落结构有明显差异,随着堆肥进程的进行,群落在不断演替,PLFA数据可以较为明确地表征微生物生物量的变化,但不能给出具体的物种变化信息;(2)DGGE分析显示堆肥过程中的样点和DGGE条带数据都存在3大主要类别,堆肥过程中细菌群落结构至少经历了3个阶段的演替,即嗜温细菌群落、高温细菌群落和腐熟期细菌群落。堆肥过程是微生物群落结构与堆肥温度相互制约的过程;(3)虽然两类方法显示的信息并不完全一致,但也因此说明了不同方法显示的信息并不是绝对的,采用各类方法组合研究堆肥微生物的信息变化是很有必要的。

应用PLFA方法分析长期不同施肥处理对玉米地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化,决定着土壤的生态功能。为了探讨长期施肥处理（1987～2004年）对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸（PLFA）法测定了沈阳农业大学棕壤长期定位试验站玉米地不同施肥土壤微生物生物量的活性部分及群落结构的变化情况。结论：长期施肥处理都能提高土壤微生物总生物量、细菌生物量及真菌生物量,特别是有机肥和有机无机肥配施在整个生育期对微生物总生物量的增加作用比较明显。真菌的生长与季节变化和玉米生育的关系较为密切,各施肥处理土壤真菌含量在抽雄期都明显降低。长期不同施肥处理可以改变土壤微生物群落结构,单施氮肥处理土壤微生物群落结构与长期不施肥处理较为相似,没有明显的优势种群。施用有机肥和有机无机配施的土壤微生物群落均以含a15：0,i15：0,cy17：0,i16：0,16：1w7 t,10M e18：0和15：0的微生物为优势种群。土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾是微生物生长和活性的主要能源和营养因子。

长期施用不同肥料土PLFA指纹特征

【目的】土壤微生物群落结构的组成与活性的变化是衡量土壤肥力的重要指标,研究长期不同施肥和土壤管理方式对塿土微生物群落结构的影响,对于指导塿土施肥和土壤管理,实现农田可持续利用具有重要意义。【方法】以陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"长期肥料定位试验为基础,运用磷脂脂肪酸标记法(PLFA),研究了塿土长期不同施肥及土地利用方式下土壤微生物群落结构及其与土壤理化性质的关系。处理包括:长期不施肥(CK)、单施氮肥(N)、长期配合施用氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷(NP)、有机肥和氮磷钾(MNPK)以及长期休闲(FL)和撂荒(AB)。【结果】与对照相比,MNPK、NP和撂荒处理土壤总PLFA分别增加218.8%、73.9%和74.3%,细菌分别增加188.3%、80.8%和82.6%,真菌分别增加了315.8%、111.5%和167.0%,放线菌分别增加了23.7%、21.3%和16.3%,同时也显著增加了真菌/细菌比;N、NK和PK土壤总PLFA、细菌、真菌差异不显著,但PK显著降低放线菌的含量;与农田施肥相比,休闲和撂荒显著降低G^+和G^-含量。多样性指数结果表明,长期有机无机配施明显提高土壤微生物群落的Shannon-Winner多样性指数、Simpson优势度和Pielou均匀度指数,撂荒和NP也能显著增加Shannon-Winner多样性指数和Pielou均匀度指数,而长期休闲处理均明显降低了这些指数。主成分分析表明,MNPK、NP、撂荒和休闲土壤微生物群落结构发生较大变化;MNPK显著提高G^-(18:1ω5c,cy19:0ω7c)、细菌(16:0、10Me22:0饱和脂肪酸)及真核生物(18:3ω6c、16:3ω6c,22:2ω6c)的多度值,撂荒(AB)和NP显著提高细菌(15:0,18:0,22:0,17:0饱和脂肪酸)的多度值。RDA分析表明,土壤理化性质对微生物菌群影响的重要性依次为有机质>全氮>含水量>速效磷>pH>容重>速效钾,这些理化因子均是微生物生长的关键因子。【结论】长期有机无机肥配施、氮磷配施和撂荒提高了土壤微生物群落结构多样性,从而改善了土壤生态环境,而长期休闲不利于土壤生态系统的稳定和健康。

坡耕地-桑树系统土壤微生物群落结构的PLFA分析

土壤微生物群落对土壤生态环境敏感,能够指示土壤质量变化,决定土壤的生态功能。利用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析了不同配置模式的坡耕地-桑树系统对旱坡地紫色土土壤生态系统微生物群落结构的影响。结果表明,种植桑树篱能显著提高土壤Phospholipid-derived fatty acids(PLFA)含量,改善微生物群落结构:T1处理(两带等高桑)土壤微生物的PLFA总量(20.54nmol/g)显著高于CK处理(常规农作);T1处理显著提高了土壤细菌含量,T5处理(两带纵坡桑)土壤中真菌的丰富度相对较高。T1的多样性指数(H')和均匀度指数(J)最高,T2(三带等高桑)的丰富度指数(R)最高。主成分分析表明,第一主成分(PCI)主要包括a17:0、16:1ω5c和17:0等直链饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸,占PC1的58.15%;第二主成分(PC2)包括i12:0 3OH、20:1ω9c和cy19:0ω8c等直链单不饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸,占PC2的77.50%;T1与T2微生物群落结构相似,与CK差别较大。冗余分析(RDA)表明:微生物群落结构主要受全磷、p H、全氮、有机质、硝态氮含量影响;全磷、全氮对支链饱和脂肪酸、G+、细菌等影响较大,p H对G-影响较大。相关性分析表明,径流量与i16:0、10Me17:0、a17:0、18:3ω6c(6,9,12)呈显著正相关,与20:1ω9c呈极显著正相关;泥沙量与i16:0、i17:0呈显著正相关,与18:3ω6c(6,9,12)呈显著负相关,与20:1ω9c呈极显著正相关。

北方农牧交错带林地、耕地和草地土壤微生物群落结构特征的PLFA分析

从内蒙古武川县采集了林地、雨养耕地、灌溉耕地和草地等4个不同利用方式的土壤，研究了土壤微生物磷酯脂肪酸的分布特征。结果表明，土壤总脂肪酸含量19．82～47．28ng g^-1，以指示G^-细菌的单烯脂肪酸和指示G^＋细菌的支链脂肪酸为主，其含量分别占脂肪酸总量的29％～37％和15％～20％，灌溉耕地和草地土壤明显高于林地和雨养耕地土壤，差异最大接近3倍。主成分分析表明，第一主成分（PCI）主要包括14：03OH、cy19：0、12：0、br17：0和18：2009，12等直链及支链脂肪酸；第二主成分（PC2）包括16：0、16：10ω11、18：1ω9、19：0和a15：0等不饱和及支链脂肪酸；灌溉耕地、雨养耕地、草地土壤有相似的微生物群落结构，与林地土壤有明显差异。

芭蕉属植物内生细菌磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记特性研究

【目的】分离、鉴定芭蕉属植物内生细菌,了解内生细菌的种群结构及其脂肪酸生物标记特性。【方法】采用平板分离纯化芭蕉、威廉斯蕉和野生蕉植株内生细菌,利用细菌脂肪酸鉴定技术进行鉴定。【结果】共获得内生细菌11属14种,野生蕉植株分离得到9种,威廉斯蕉植株7种,芭蕉植株3种。共检测到35个磷脂脂肪酸生物标记,这些生物标记分为4种类型,即(1)高频次分布:在14株细菌中出现10—14次,属于细菌总体类群(general)的生物标记。(2)中频次分布:在14株细菌中出现4—6次,可以用于代表细菌属类群(genus)识别生物标记。(3)低频次分布:在14株细菌中出现2—3次,可以用于指示特定细菌种间差异的生物标记。(4)微频次分布:仅在一种细菌种类出现,是细菌种(species)特征生物标记。利用磷脂脂肪酸生物标记分析内生细菌群落结构,可将14种细菌分为3类;运用多样性、丰富度、均匀度及优势度指数等生态学概念,分析了磷脂脂肪酸生物标记总量与各生态学参数之间的关系,结果表明,磷脂脂肪酸生物标记16:0、18:1W7C、14:0、12:0、18:0、17:0CYCLO的丰富度皆相对较高;磷脂脂肪酸生物标记的Response值总和较高,均匀度(J)较低,其Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)、Mcintosh(H3)多样性指数也相对较高。【结论】芭蕉属植物内生细菌及其磷脂脂肪酸生物标记存在多样性。

长期氮肥施用对农田黑土NLFA与PLFA特性的影响

以不施肥与休闲处理为对照,通过对土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)、中性磷脂脂肪酸(NLFA)、NLFA/PLFA比值及各菌群特定PLFA比值的测定,研究不同氮肥处理条件下东北黑土微生物群落变化规律。PLFA测定结果表明,氮磷配施能促进土壤微生物生长;氮磷钾配施未表现出促进土壤微生物生长的作用;单施氮肥处理因有效磷等养分过度消耗而抑制真菌生长。不同菌群之间PLFA比值表明,真菌较细菌更能适应养分贫瘠条件,而氮肥与磷肥的施入则能促进细菌生物量增加。不同氮肥处理NLFA含量及个别NLFA/PLFA比值存在较大差异,可用来说明土壤微生物生理状态和土壤养分水平。

土壤微生物群落磷脂脂肪酸生物标记分析程序PLFAEco

【研究目的】磷脂脂肪酸(PLFAs)是一个良好的生物标记物,可应用于土壤微生物群落多样性的定性定量分析。为提高研究分析效率,编写了生物标记辅助分析程序PLFAEco,提供基于PLFAs的微生物群落分析功能。【方法】基于MIDI公司的Sherlock脂肪酸微生物鉴定系统,采用Perl为编程语言。【结果】程序PLFAEco可计算样品的微生物群落特性,包括Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)、McIntosh多样性指数(H3)、丰富度指数(S)、Pielou均匀度(J)、Simpson优势度指数(D)计算,执行聚类分析,主成份分析;计算对象可分别为样品或PLFAs;也可依用户设定以PLFAs组合代替单一PLFA为计算单元便于比较真菌、放线菌、细菌等微生物类群之间的关系;根据样品重复、处理信息进行均值和标准差计算;计算结果以包含图表的网页形式显示,提供CSV格式的数据文件供其它软件使用。【结论】程序PLFAEco扩展了Sherlock系统在微生物群落分析方面的功能,避免了手工利用该系统带来的磷脂脂肪酸数据提取、数据矩阵构建、统计计算等复杂而繁重的工作。具有操作方便、速度快的特点,能满足大多数情况下的需求,已在烟田土壤、发酵床养猪场垫料的微生物群落分析中得到了验证。程序及手册、示例位于网站www.dagri.org。

土壤微生物群落表征中磷脂脂肪酸(PLFA)方法研究进展

土壤是生物圈的主要成员之一,而土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化。磷脂脂肪酸(PLFA)方法是一种新兴的用来表征微生物群落结构的方法,已在土壤微生物学研究中得到广泛应用。对其研究进展进行了综述。

不同有机肥与化肥配施对植烟土壤微生物群落PLFAs和烤烟品质的影响

采用田间试验,在等氮、磷、钾施用量,有机氮占总施氮量25%的条件下,应用PLFAs方法,研究饼肥、鸡粪与化肥配施对植烟土壤微生物群落PLFAs和烤烟品质的影响。研究结果表明,各处理土壤中总PLFAs个数和各特征PLFA,如:16:00、18:1ω9c、10Me17:0、10Me 16:0、16:1ω5c、18:1ω7c等的相对生物量,均为配施有机肥的处理高于纯化肥处理(CK)。除甲烷氧化菌的特征PLFA 16:1ω5c含量是饼肥+化肥的处理大于鸡粪+化肥处理外,其它土壤微生物各特征PLFA的生物含量皆为鸡粪+化肥处理大于饼肥+化肥处理。结果还表明,与对照纯化肥相比,有机肥与化肥配施可提高烟株的抗病能力,提高烟叶中钾含量,降低烟叶氮含量,尤其是上部烟叶氮和烟碱的含量。饼肥、鸡粪与化肥配施,生产出的烟叶化学成分含量适中,可明显改善烟叶香气质,增加烟叶香气量,可提高上中等烟叶比例,增加烟叶产值。

硝酸钾和有机肥添加对土壤中十六烷的降解效果及微生物类群活性变化研究

向污染土壤中加入外源氮进行生物刺激修复是目前广为采用的土壤有机污染修复技术.然而,目前对于修复过程中土壤微生物类群对组分烃的代谢特征尚不清楚.本文以^(13)C标记的十六烷污染土壤为研究对象,利用稳定同位素标记-磷脂脂肪酸技术(stable isotope labeling-phospholipid fatty acid technology,^(13)C-SIP-PLFA)研究了加入硝酸钾和有机肥对石油污染土壤进行修复时,不同微生物类群对十六烷的利用特征.结果表明,与自然降解(CC)相比,加入KNO_(3)(CN)和施入有机肥(CY)的处理均可提高土壤中十六烷的去除效率.修复30 d时,土壤中十六烷的去除率由6.14%(CC)提高至13.6%(CN)和15.0%(CY).加入硝酸钾修复使得土壤微生物总量略有降低(总PLFAs由82.8 nmol·g^(−1)(CC)降低至79.7 nmol·g^(−1)(CN)),但被微生物同化为细胞组分的十六烷含量(^(13)C-PLFA)由81.12 ng·g^(−1)(CC)增加至92.84 ng·g^(−1)(CN),硝酸钾生物刺激修复提高了革兰氏阳性菌和真菌对十六烷的同化代谢作用.加入有机肥修复的土壤中,微生物总量(总PLFAs为99.3 nmol·g^(−1))和微生物同化代谢十六烷的含量均明显增加(^(13)C-PLFA为142.67 ng·g^(−1)),土壤中革兰氏阳性菌和放线菌对十六烷的同化代谢作用明显增强.在不同修复处理的土壤中,可利用十六烷的主要微生物有G^(+)菌i15:0和a15:0、G^(-)菌16:1ω5c和16:1ω7c、真菌18:1ω9c、放线菌16:0(10Me)和Unspecific菌16:00.结果表明,革兰氏阳性菌是不同修复处理中最主要的十六烷降解菌,两种修复剂对土壤不同微生物类群的代谢激活作用存在差异.