Biochar has been shown to influence soil microbial communities in terms of their abundance and diversity.However,the relationship among microbial abundance,structure and C metabolic traits is not well studied under bi...Biochar has been shown to influence soil microbial communities in terms of their abundance and diversity.However,the relationship among microbial abundance,structure and C metabolic traits is not well studied under biochar application.Here it was hypothesized that the addition of biochar with intrinsic properties（i.e.,porous structure）could affect the proliferation of culturable microbes and the genetic structure of soil bacterial communities.In the meantime,the presence of available organic carbon in biochar may influence the C utilization capacities of microbial community in Biolog Eco-plates.A pot experiment was conducted with differenct biochar application（BC）rates：control（0 t ha^-1）,BC1（20 t ha^-1）and BC2（40 t ha^-1）.Culturable microorganisms were enumerated via the plate counting method.Bacterial diversity was examined using denaturing gradient gel electrophoresis（DGGE）.Microbial capacity in using C sources was assessed using Biolog Eco-plates.The addition of biochar stimulated the growth of actinomyces and bacteria,especially the ammonifying bacteria and azotobacteria,but had no significant effect on fungi proliferation.The phylogenetic distribution of the operational taxonomic units could be divided into the following groups with the biochar addition：Firmicutes,Acidobacteria,Gemmatimonadetes,Actinobacteria,Cyanobacteria andα-,β-,γ-andδ-Proteobacteria（average similarity〉95%）.Biochar application had a higher capacity utilization for L-asparagine,Tween 80,D-mannitol,L-serine,γ-hydroxybutyric acid,N-acetyl-D-glucosamine,glycogen,itaconic acid,glycyl-L-glutamic acid,α-ketobutyricacid and putrescine,whereas it had received decreased capacities in using the other 20 carbon sources in Biolog Eco-plates.Redundancy analysis（RDA）revealed that the physico-chemical properties,indices of bacterial diversity,and C metabolic traits were positively correlated with the appearance of novel sequences under BC2 treatment.Our study indicates that the addition of biochar can increase culturable microbial abundance and shift bacterial genetic structure without enhancing their capacities in utilizing C sources in Biolog Eco-plates,which could be associated with the porous structure and nutrients from biochar.展开更多
为了确定Biolog Eco方法分析养殖水体微生物多样性时合适的培养时间点,分别以1个鲢鱼单养池塘和4个南美白对虾精养池塘水样为研究对象,考察水样微生物群落颜色平均变化率(average well color development,AWCD)、6类碳源利用情况、多样...为了确定Biolog Eco方法分析养殖水体微生物多样性时合适的培养时间点,分别以1个鲢鱼单养池塘和4个南美白对虾精养池塘水样为研究对象,考察水样微生物群落颜色平均变化率(average well color development,AWCD)、6类碳源利用情况、多样性指数和主成分分析达到没有显著差异的时间点,以及不同时间点对5种水样的区分情况.结果显示,每个水体样品微生物群落的AWCD、6类碳源利用情况、多样性指数和主成分分析达到没有显著差异的时间不同.5种水样微生物群落各项功能指标均没有显著差异的时间点分别为144、192、168、168和120 h,均为水样AWCD值达到没有显著性差异的时间点或之后的24~48 h.ANOSIM分析证实72~192 h各时间点5种水样的群落底物利用特征(community substrate utilization profile,CSUP)均存在显著差异(P<0.05),5种水样均可被区分.SIMPER分析表明随着培养时间的延长各水样之间CSUP的差异百分比逐步降低.总之,微生物群落的各项功能指标在AWCD值达到没有显著差异的时间点趋于稳定,AWCD曲线指数增长期时间点水样的差异度高于稳定期.展开更多
为探讨不同预处理方法对养殖池塘底泥Biolog Eco板分析结果的影响,以南美白对虾养殖池塘周边底泥1#和中部底泥2#为研究对象,考察了文献中常用的5种预处理方法底泥微生物群落平均颜色变化率( Average well color development,AWCD)、碳...为探讨不同预处理方法对养殖池塘底泥Biolog Eco板分析结果的影响,以南美白对虾养殖池塘周边底泥1#和中部底泥2#为研究对象,考察了文献中常用的5种预处理方法底泥微生物群落平均颜色变化率( Average well color development,AWCD)、碳源利用模式和多样性指数的差异。结果表明,培养3 d后周边底泥1#样品异养细菌总数(7.73×10^5 CFU·mL^-1)显著低于中部底泥2#样品(3.48×10^7 CFU·mL^-1)(P<0.05)。不同预处理方式底泥微生物群落的AWCD值、六类碳源利用情况、多样性指数及主成分分析差异较大。240 h时,1#底泥方法4和方法5除对胺类碳源的利用(方法5显著高于方法4)外,微生物群落的上述其他指标差异均不显著(P>0.05),但有多项指标显著优于方法1、2、3(P<0.05);2#底泥方法5处理微生物群落的多项指标显著优于方法1~4;且无论在1#底泥还是2#底泥,方法5主成分分析的平行点均较为集中,说明其平行性较好。因此建议采用方法5进行养殖池塘底泥的预处理,即10%底泥稀释液在250 r·min^-1转速下振荡30 min,经600 r·min^-1离心10 min,离心上清液直接接入Biolog Eco板。展开更多
以采自湖北省荆州市和黄冈市的农田土壤作为供试土样,分别采用土壤样品冰浴后上清液100倍稀释、冰浴后悬浊液1 000倍稀释和离心去碳源3种方法,利用多功能酶标仪间隔12h检测D值,并计算AWCD(average well color development,每孔平均颜色...以采自湖北省荆州市和黄冈市的农田土壤作为供试土样,分别采用土壤样品冰浴后上清液100倍稀释、冰浴后悬浊液1 000倍稀释和离心去碳源3种方法,利用多功能酶标仪间隔12h检测D值,并计算AWCD(average well color development,每孔平均颜色变化)值来探究分析土壤肥力高、富含有机质、可利用碳源丰富的农田土壤微生物代谢功能的BIOLOG-ECO微平板技术适宜方法。结果表明,土样冰浴后上清液100倍稀释的方法不能有效去除土壤中可利用碳源,不能准确反映土壤微生物对碳源的利用程度。而冰浴后悬浊液1 000倍稀释、离心去碳源都能准确显示土壤微生物的活性变化,但是两者AWCD的标准差有极显著的差异,比较而言,离心去碳源的方法能更稳定地检测土壤微生物群落的代谢能力。研究结果为利用BIOLOG-ECO微平板技术检测富含有机质的农田土壤微生物代谢功能多样性提供了有价值的信息。展开更多
为研究城市发展对土壤微生物功能多样性的影响，以北京市建成区为例，采用Biolog-ECO微平板技术分析不同环路内3种类型绿地（居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地）土壤微生物群落功能多样性的变化．结果表明：二环内各绿地类型土壤...为研究城市发展对土壤微生物功能多样性的影响，以北京市建成区为例，采用Biolog-ECO微平板技术分析不同环路内3种类型绿地（居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地）土壤微生物群落功能多样性的变化．结果表明：二环内各绿地类型土壤微生物群落的AWCD（average well color development，平均颜色变化率）相对较高，分别为1．107、1．192、1．007，表明其土壤微生物群落代谢活性较高，利用碳源能力较强，其他环路土壤微生物群落利用碳源能力相对较弱；其中，各绿地类型土壤微生物群落对羧酸类碳源的利用能力最弱．城市环路梯度下居民区对土壤微生物群落多样性的影响相对较大；街道对土壤微生物群落功能多样性无显著影响（或者城市环路梯度下街道边绿地土壤微生物群落功能多样性趋同）；四环一五环公园内绿地土壤微生物群落功能多样性与其他环路之间存在显著差异．对土壤微生物群落碳源利用能力进行主成分分析的结果显示，居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地提取的与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率分别为86．79％、87．09％、84．92％，对主成分分离起主要作用的碳源主要是氨基酸类、糖类、多聚物类和羧酸类物质．冗余分析（RDA）表明，pH、土壤含水量是影响土壤微生物群落代谢能力和功能多样性的主要因素．城市绿地类型和环路因子对土壤微生物利用碳源分异存在一定影响，但对碳源代谢能力变异的解释量（5．91％）低于土壤理化因子的解释量（16．26％）．研究显示，城市环路对土壤微生物功能多样性产生一定影响，但各环路街道边绿地土壤微生物功能多样性元显著差异，并且二环内、二环一三环、三环-四环各绿地类型土壤微生物多样性也无显著差异，说明城市发展可能使土壤微生物群落功能多样性趋于同质化．展开更多
以猪粪和麦秆为原料,向原料中添加不同浓度硫酸铜溶液模拟原料铜污染堆制有机肥,通过小白菜盆栽试验施用堆制腐熟的有机肥,研究其对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。结果表明,与CK处理(Cu质量分数10.35mg/kg)相比,L处理(Cu质量分数30...以猪粪和麦秆为原料,向原料中添加不同浓度硫酸铜溶液模拟原料铜污染堆制有机肥,通过小白菜盆栽试验施用堆制腐熟的有机肥,研究其对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。结果表明,与CK处理(Cu质量分数10.35mg/kg)相比,L处理(Cu质量分数300.00mg/kg)的脱氢酶活性下降了64.75%,H处理(Cu质量分数900.00 mg/kg)的脱氢酶活性下降了90.66%。在Biolog生态测试板(ECO Microplate)温育过程中,CK处理的AWCD值(Average Well Color Development)始终大于L处理和H处理。与CK处理相比,L处理和H处理96h的AWCD值分别下降了3.55%、36.59%,CK处理显著高于H处理(P<0.01)。多样性指数对含Cu有机肥有不同的响应,L处理的shannon指数最高,H处理的simpson指数最高,CK处理的Mclntosh指数及Mclntosh均匀度最高。主成分分析结果表明,对3个处理起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。展开更多
【目的】底泥中的微生物群落对维持池塘生态系统平衡具有重要意义。探讨罗非鱼高密度养殖池塘底泥微生物的碳氮代谢特征与季节变化规律。【方法】在养殖季采集罗非鱼养殖池塘底泥样品,检测底泥中的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和总氮含量...【目的】底泥中的微生物群落对维持池塘生态系统平衡具有重要意义。探讨罗非鱼高密度养殖池塘底泥微生物的碳氮代谢特征与季节变化规律。【方法】在养殖季采集罗非鱼养殖池塘底泥样品,检测底泥中的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和总氮含量,并通过Biolog-ECO平板技术分析底泥微生物对含氮碳源、含磷碳源和只含碳的碳源代谢的平均颜色变化率(Average Well Colour Development,AWCD)。【结果】养殖中期和末期底泥中的总氮和氨氮含量显著高于养殖初期;底泥中的微生物能较好地利用β-甲基-D-葡萄糖苷、丙酮酸甲酯、D-半乳糖醛酸、吐温80、D-甘露醇、肝糖、D-纤维二糖等只含碳的碳源和L-天门冬酰胺、N-乙酰-D-葡萄糖胺(AWCD>0.5)等含氮碳源,也可以利用D,L-α-磷酸甘油、葡萄糖-1-磷酸(AWCD<0.5)等含磷碳源,不能利用2-羟基苯甲酸、衣康酸和α-丁酮酸。养殖初期罗非鱼养殖池塘底泥微生物对只含碳的碳源和含氮碳源的利用率高于养殖中期和末期。底泥微生物对含氮碳源和只含碳的碳源的利用率与底泥中的硝酸盐含量呈正相关。【结论】可以尝试利用Biolog-ECO平板技术分析底泥微生物的氮利用指数,评估底泥菌群对氮的利用能力。展开更多
基金funded by the National Natural Science Foundation of China (41401325 and 31501250)the Key Technologied R&D Program of China during the 12th Five-Year Plan period (2014BAD02B06-02)+1 种基金the Special Fund for Agro-scientific Research in the Public Interest, China (201303095)the Excellent Talent Support Program of Ministry of Liaoning Education, China
文摘Biochar has been shown to influence soil microbial communities in terms of their abundance and diversity.However,the relationship among microbial abundance,structure and C metabolic traits is not well studied under biochar application.Here it was hypothesized that the addition of biochar with intrinsic properties（i.e.,porous structure）could affect the proliferation of culturable microbes and the genetic structure of soil bacterial communities.In the meantime,the presence of available organic carbon in biochar may influence the C utilization capacities of microbial community in Biolog Eco-plates.A pot experiment was conducted with differenct biochar application（BC）rates：control（0 t ha^-1）,BC1（20 t ha^-1）and BC2（40 t ha^-1）.Culturable microorganisms were enumerated via the plate counting method.Bacterial diversity was examined using denaturing gradient gel electrophoresis（DGGE）.Microbial capacity in using C sources was assessed using Biolog Eco-plates.The addition of biochar stimulated the growth of actinomyces and bacteria,especially the ammonifying bacteria and azotobacteria,but had no significant effect on fungi proliferation.The phylogenetic distribution of the operational taxonomic units could be divided into the following groups with the biochar addition：Firmicutes,Acidobacteria,Gemmatimonadetes,Actinobacteria,Cyanobacteria andα-,β-,γ-andδ-Proteobacteria（average similarity〉95%）.Biochar application had a higher capacity utilization for L-asparagine,Tween 80,D-mannitol,L-serine,γ-hydroxybutyric acid,N-acetyl-D-glucosamine,glycogen,itaconic acid,glycyl-L-glutamic acid,α-ketobutyricacid and putrescine,whereas it had received decreased capacities in using the other 20 carbon sources in Biolog Eco-plates.Redundancy analysis（RDA）revealed that the physico-chemical properties,indices of bacterial diversity,and C metabolic traits were positively correlated with the appearance of novel sequences under BC2 treatment.Our study indicates that the addition of biochar can increase culturable microbial abundance and shift bacterial genetic structure without enhancing their capacities in utilizing C sources in Biolog Eco-plates,which could be associated with the porous structure and nutrients from biochar.
文摘为探讨不同预处理方法对养殖池塘底泥Biolog Eco板分析结果的影响,以南美白对虾养殖池塘周边底泥1#和中部底泥2#为研究对象,考察了文献中常用的5种预处理方法底泥微生物群落平均颜色变化率( Average well color development,AWCD)、碳源利用模式和多样性指数的差异。结果表明,培养3 d后周边底泥1#样品异养细菌总数(7.73×10^5 CFU·mL^-1)显著低于中部底泥2#样品(3.48×10^7 CFU·mL^-1)(P<0.05)。不同预处理方式底泥微生物群落的AWCD值、六类碳源利用情况、多样性指数及主成分分析差异较大。240 h时,1#底泥方法4和方法5除对胺类碳源的利用(方法5显著高于方法4)外,微生物群落的上述其他指标差异均不显著(P>0.05),但有多项指标显著优于方法1、2、3(P<0.05);2#底泥方法5处理微生物群落的多项指标显著优于方法1~4;且无论在1#底泥还是2#底泥,方法5主成分分析的平行点均较为集中,说明其平行性较好。因此建议采用方法5进行养殖池塘底泥的预处理,即10%底泥稀释液在250 r·min^-1转速下振荡30 min,经600 r·min^-1离心10 min,离心上清液直接接入Biolog Eco板。
文摘以采自湖北省荆州市和黄冈市的农田土壤作为供试土样,分别采用土壤样品冰浴后上清液100倍稀释、冰浴后悬浊液1 000倍稀释和离心去碳源3种方法,利用多功能酶标仪间隔12h检测D值,并计算AWCD(average well color development,每孔平均颜色变化)值来探究分析土壤肥力高、富含有机质、可利用碳源丰富的农田土壤微生物代谢功能的BIOLOG-ECO微平板技术适宜方法。结果表明,土样冰浴后上清液100倍稀释的方法不能有效去除土壤中可利用碳源,不能准确反映土壤微生物对碳源的利用程度。而冰浴后悬浊液1 000倍稀释、离心去碳源都能准确显示土壤微生物的活性变化,但是两者AWCD的标准差有极显著的差异,比较而言,离心去碳源的方法能更稳定地检测土壤微生物群落的代谢能力。研究结果为利用BIOLOG-ECO微平板技术检测富含有机质的农田土壤微生物代谢功能多样性提供了有价值的信息。
文摘为研究城市发展对土壤微生物功能多样性的影响，以北京市建成区为例，采用Biolog-ECO微平板技术分析不同环路内3种类型绿地（居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地）土壤微生物群落功能多样性的变化．结果表明：二环内各绿地类型土壤微生物群落的AWCD（average well color development，平均颜色变化率）相对较高，分别为1．107、1．192、1．007，表明其土壤微生物群落代谢活性较高，利用碳源能力较强，其他环路土壤微生物群落利用碳源能力相对较弱；其中，各绿地类型土壤微生物群落对羧酸类碳源的利用能力最弱．城市环路梯度下居民区对土壤微生物群落多样性的影响相对较大；街道对土壤微生物群落功能多样性无显著影响（或者城市环路梯度下街道边绿地土壤微生物群落功能多样性趋同）；四环一五环公园内绿地土壤微生物群落功能多样性与其他环路之间存在显著差异．对土壤微生物群落碳源利用能力进行主成分分析的结果显示，居民区内绿地、街道边绿地、公园内绿地提取的与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率分别为86．79％、87．09％、84．92％，对主成分分离起主要作用的碳源主要是氨基酸类、糖类、多聚物类和羧酸类物质．冗余分析（RDA）表明，pH、土壤含水量是影响土壤微生物群落代谢能力和功能多样性的主要因素．城市绿地类型和环路因子对土壤微生物利用碳源分异存在一定影响，但对碳源代谢能力变异的解释量（5．91％）低于土壤理化因子的解释量（16．26％）．研究显示，城市环路对土壤微生物功能多样性产生一定影响，但各环路街道边绿地土壤微生物功能多样性元显著差异，并且二环内、二环一三环、三环-四环各绿地类型土壤微生物多样性也无显著差异，说明城市发展可能使土壤微生物群落功能多样性趋于同质化．
文摘以猪粪和麦秆为原料,向原料中添加不同浓度硫酸铜溶液模拟原料铜污染堆制有机肥,通过小白菜盆栽试验施用堆制腐熟的有机肥,研究其对土壤酶活性及群落功能多样性的影响。结果表明,与CK处理(Cu质量分数10.35mg/kg)相比,L处理(Cu质量分数300.00mg/kg)的脱氢酶活性下降了64.75%,H处理(Cu质量分数900.00 mg/kg)的脱氢酶活性下降了90.66%。在Biolog生态测试板(ECO Microplate)温育过程中,CK处理的AWCD值(Average Well Color Development)始终大于L处理和H处理。与CK处理相比,L处理和H处理96h的AWCD值分别下降了3.55%、36.59%,CK处理显著高于H处理(P<0.01)。多样性指数对含Cu有机肥有不同的响应,L处理的shannon指数最高,H处理的simpson指数最高,CK处理的Mclntosh指数及Mclntosh均匀度最高。主成分分析结果表明,对3个处理起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。
文摘【目的】底泥中的微生物群落对维持池塘生态系统平衡具有重要意义。探讨罗非鱼高密度养殖池塘底泥微生物的碳氮代谢特征与季节变化规律。【方法】在养殖季采集罗非鱼养殖池塘底泥样品,检测底泥中的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮和总氮含量,并通过Biolog-ECO平板技术分析底泥微生物对含氮碳源、含磷碳源和只含碳的碳源代谢的平均颜色变化率(Average Well Colour Development,AWCD)。【结果】养殖中期和末期底泥中的总氮和氨氮含量显著高于养殖初期;底泥中的微生物能较好地利用β-甲基-D-葡萄糖苷、丙酮酸甲酯、D-半乳糖醛酸、吐温80、D-甘露醇、肝糖、D-纤维二糖等只含碳的碳源和L-天门冬酰胺、N-乙酰-D-葡萄糖胺(AWCD>0.5)等含氮碳源,也可以利用D,L-α-磷酸甘油、葡萄糖-1-磷酸(AWCD<0.5)等含磷碳源,不能利用2-羟基苯甲酸、衣康酸和α-丁酮酸。养殖初期罗非鱼养殖池塘底泥微生物对只含碳的碳源和含氮碳源的利用率高于养殖中期和末期。底泥微生物对含氮碳源和只含碳的碳源的利用率与底泥中的硝酸盐含量呈正相关。【结论】可以尝试利用Biolog-ECO平板技术分析底泥微生物的氮利用指数,评估底泥菌群对氮的利用能力。
