长期施用不同肥料塿土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。     

长期施肥对黄棕壤性水稻土生物学特性的影响

【目的】土壤生物肥力是土壤质量的直接反映,研究长期施肥对土壤生物学特性的影响可以为提高土壤质量及农田可持续利用提供理论依据。【方法】本文以长期不施肥(CK)为对照,研究长期单施氮肥(N)、氮、磷配施(NP)、氮、磷、钾配施(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥+氮磷钾(MNPK)配施对黄棕壤性水稻土磷脂脂肪酸含量(PLFA)、微生物量碳、微生物量氮和微生物量磷(SMBC、SMBN、SMBP)、及与氮磷转化有关的水解酶活性的影响。【结果】长期施用有机肥显著提高了土壤总PLFA含量、真菌/细菌比值、真菌PLFA相对含量、SMBC、SMBN、SMBP含量,及土壤碱性磷酸酶、蛋白酶和脲酶活性,促进AM菌根的生长;而长期单施氮肥处理抑制了磷酸酶活性及大多数菌群生长。通过对PLFA进行主成分分析,配施有机肥的处理与单施化肥及CK处理微生物群落结构显著不同;PLFA载荷值分析表明,真菌特征脂肪酸及不饱和脂肪酸易受有机肥施用的影响,而放线菌特征脂肪酸更易受施用化肥的影响。【结论】化肥与有机肥长期配施提高了PLFA总含量、真菌PLFA含量、真菌PLFA/细菌PLFA比值,显著改善了土壤生物肥力状况,有利于土壤健康。     

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。     

红花根际微生物群落磷脂脂肪酸(PLFAs)特征分析

[目的]研究新疆主栽品种红花根际微生物群落特征,探讨根际土壤微生物对品种响应的差异.[方法]采用磷脂脂肪酸(PLFAs)方法,检测红花根际土壤微生物PLFAs的种类及含量.[结果]在红花根际土壤中共检测到28种PLFAs,其中24种两个品种皆有分布,裕民无刺品种特有PLFAs为:15:1ω6c,a16:0,18:3ω6c(6,9,12),20:4ω6(9,12,15c);红花根际土壤中PLFAs含量细菌＞真菌＞放线菌;脂肪酸18:1ω9c(真菌)在两品种间差异显著.[结论]红花根际土壤微生物的磷脂脂肪酸生物标记种类和含量丰富,代表细菌的PLFA种类和数量最多,细菌在根际土壤中占优势;代表假单胞菌的PLFA(18:1ω7c)含量较高,可能与土壤中的固氮作用及解磷过程密切相关;红花品种间PLFA种类和含量存在一定差异.     

赣南毛竹根际土壤微生物群落结构的PLFA分析

根际土壤微生物是土壤生态系统中最活跃的组分,在养分循环、有机质分解等生态过程中起着重要作用,对根际微生态系统具有重要意义。以赣南毛竹林为对象,利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)法分析了不同年龄毛竹根际土壤微生物群落结构特征。结果表明:赣南毛竹根际土壤PLFA含量为3.97±0.51μg/g,不同菌群微生物PLFA含量表现为细菌(2.74±0.35μg/g)真菌(0.48±0.07μg/g)放线菌(0.33±0.05μg/g)。毛竹根际土壤PLFA单体含量间的结构格局不受年龄的影响,但各PLFA单体含量、各类群微生物PLFA含量、真菌/细菌(F/B)、饱和支链/单不饱和脂肪酸(SAT/MONO)随着年龄的增加呈现先增加后降低的变化趋势,以II度竹根际土壤最高(表征原生生物的20∶4ω6,9,12,15c以III度竹最高),cy/pre变化趋势与之相反。根际土壤总PLFA含量、真菌和G-在不同年龄间差异显著。毛竹根际土壤微生物群落结构在不同年龄间差异显著,表现为II度竹根际土壤微生物群落结构明显区别于其他年龄。i14∶0、a15∶0、cy17∶0和18∶1ω7c(细菌生物标记)对主成分1的贡献率最大,20∶4ω6,9,12,15c(表征原生生物)、18∶1ω9c和18∶2ω6,9c(表征真菌)及i16∶0(表征细菌)对主成分2的贡献率较高。造成以上变化规律的原因可能是由于不同年龄毛竹鞭根活力特性不同引起,II度竹根际土壤微生物PLFA量和结构明显区别于其他年龄毛竹。因此,II度竹根际土壤微生物状况可能对竹林地土壤环境状况变化更敏感,可用其指示毛竹林地土壤环境状况。     

耕作方式和秸秆还田对稻田表层土壤微生物群落的短期影响

土壤微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,对农艺措施响应敏感,为此采用磷脂脂肪酸(PLFA)法研究短期耕作和小麦秸秆还田对稻田表层土壤(0～5cm)微生物群落结构和多样性的影响。2011年在湖北省均川镇,设置了免耕(NT)和翻耕(PT)两种耕作方式以及6000kg·hm-2(SR3)、4000kg·hm-2(SR2)、2000kg·hm-2(SR1)、0kg·hm-2(SR0)四种还田量试验。为期两年的试验结果表明,试验田土壤共检测出了21种不同的磷脂脂肪酸类型,以iC15:0、C16:0、10Me17:0、Cyc19:0为主,分别占总磷脂脂肪酸的9.6%～11.6%、16.1%～19.0%、8.7%～13.0%和7.6%～9.8%,各处理土壤总磷脂脂肪酸含量在25.35～43.06nmol·g-1波动;免耕显著提高了表层土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌,显著降低真菌和革兰氏阴性菌的生物量以及真菌/细菌、单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸和Shannon-Winner指数;秸秆还田显著提高了细菌、真菌、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生物量以及真菌/细菌、Shannon-Winner指数、Simpson指数和Margalf丰度指数。因此,秸秆还田提高了表层土壤微生物生物量和微生物多样性,短期免耕主要影响微生物群落结构。     

贝加尔针茅草原土壤微生物功能多样性对养分添加的响应

为揭示养分添加对草原土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-Eco技术,研究了在无养分添加对照(CK)和7种不同氮磷钾养分添加方式(单养分添加:N、P、K,不同组合添加:PK、NK、NP、NPK)下贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:(1)不同养分添加条件下土壤微生物群落单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development)AWCD值从高到低依次为NPPNPKNKNCKKPK。(2)含磷添加处理(PK除外,NP、P、NPK)和含氮添加处理(N、NK)的丰富度指数H均显著高于CK、K、PK,而均匀度指数E和优势度指数D在各处理间差异不显著。(3)主成分分析结果表明,CK、K、PK、NK处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,而NP、P和N、NPK分别具有不同的碳源利用方式。据此可知,NP、P、NPK、N养分添加方式可以提高土壤微生物代谢活性、物种丰富度指数和微生物群落碳源利用能力,有利于土壤微生物群落功能多样性的提高。     

不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系

 以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台，系统研究了长期不同施肥制度对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤肥力的关系。结果表明：（1）长期单施化肥，农田土壤细菌、真菌数量低于长期撂荒土壤，但放线菌数量多于撂荒土壤或与之相当。（2）长期单施化肥与不施肥（CK）比较，土壤放线菌数量增加，细菌和真菌数量略有增加或与之相当。（3）总体看，NPK均衡施肥，土壤细菌、真菌和放线菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理略有增加或与之相近。（4）NPK配施有机肥或秸秆，可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量，不仅明显高于单施化肥和不施肥农田，而且细菌、放线菌数量也高于撂荒土壤，真菌数量略低于撂荒土壤或与之相当。（5）长期单施化肥农田，土壤固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌、反硝化细菌数量低于长期撂荒土壤，但硝化细菌数量比撂荒土壤多。单施化肥，土壤固氮菌、硝化细菌、纤维分解菌数量高于不施肥的CK，而氨化细菌、反硝化细菌数量却低于CK。NPK均衡施肥土壤氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理增加，固氮菌数量二者相当，反硝化细菌数量减少。NPK配施有机肥或秸秆，土壤中固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量大都高于单施化肥处理，尤其明显高于非均衡施用化肥的处理。与撂荒土壤比较，NPK配施有机肥或秸秆，土壤固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌数量增多，但纤维分解菌数量降低。（6）土壤中大多数微生物种类的数量与养分含量、作物产量具有正相关关系。     

长期稻-稻-油菜轮作对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

为探究南方丘陵地区稻-稻-油菜轮作对土壤理化性质和微生物群落结构的影响,采用常规土壤农化分析和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法,以安仁县长期稻-稻-油菜轮作(DDY)和稻-稻连作(DD)土壤为研究对象,比较长期(30 a)DDY和DD处理后3个时期(早稻成熟期、晚稻成熟期、油菜成熟期)土壤理化性质和微生物群落结构的差异。结果表明,DDY处理土壤全氮、全磷含量及pH值均低于DD处理,其中,全氮含量在3个时期均差异显著,全钾含量增加但与DD处理差异不显著,有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量呈动态变化。轮作对土壤全氮含量影响较大,3个时期DDY处理全氮含量分别较DD处理降低50.76%、46.67%、49.62%。土壤微生物PLFA分析结果表明,与DD处理相比,DDY处理土壤微生物PLFA总量显著提高,3个时期分别提高19.69%、20.20%、49.12%,其中,DDY处理土壤细菌PLFA量显著增加,真菌PLFA量显著降低,真菌与细菌PLFA量比值显著降低。对土壤微生物PLFA进行主成分分析表明,轮作对微生物群落结构产生明显影响,2种种植方式主要影响土壤中细菌和真菌的数量。总之,长期稻-稻-油菜轮作促进了土壤全氮和全磷的分解,显著提高微生物生物量,尤其是细菌生物量,显著降低真菌生物量,提高两者的比值。     

不同林下套种模式对油茶幼林根区土壤化学特性及微生物的影响

采用磷脂脂肪酸方法评估套种圆叶决明(YY1)、羽叶决明(YY2)、花生(HS)、黄豆(HD)、豇豆(JD)、绿豆(LD)和对照(CK)7种不同措施对油茶幼林根区土壤微生物群落结构的影响.结果表明:不同套种模式间土壤养分和微生物群落结构存在差异.各模式中真菌(18∶1ω9c)和细菌(16∶0、i16∶0和18∶0)均为优势种群.与CK相比,套种圆叶决明和羽叶决明模式显著提高了土壤总PLFA、细菌和真菌的含量;细菌/真菌的比例在套种圆叶决明、套种羽叶决明模式中提高,其余均低于CK.相关分析表明,土壤PLFA总量、细菌和革兰氏阳性菌等与土壤有机质、有效磷、有效氮和全氮显著相关.     

有机肥与化肥配施对烤烟土壤微生物群落PLFAs动态的影响

通过田间试验,应用PLFAs方法,并结合生物多样性指数测度法,研究有机肥与化肥配施对烤烟土壤微生物群落动态变化及一些特征PLFA生物标记含量的影响。研究结果表明:与纯化肥相比,有机肥与化肥配施可明显提高土壤微生物Shannon-Wiener(H)多样性指数、丰富度指数(S)和Pielou均匀度(J)及Simpson优势度指数(D),且25%鸡粪 化肥的处理优于25%饼肥 化肥的处理;在烤烟整个生长发育过程中,各处理土壤中总PLFAs和各特征PLFA,如:16:0、18:1w9c、17:010Me、16:010Me、16:1w5c和18:1w7c等的相对生物量,均在烤烟生长后期达到最高值;且配施有机肥的处理总是高于纯化肥处理(CK)。除甲烷氧化菌的特征PLFA16:1w5c含量是25%饼肥 化肥的处理大于25%鸡粪 化肥处理外,其它特征PLFA,如:硫酸还原细菌(SRB)PLFA16:010Me和厌氧细菌PLFA18:1w7c生物含量皆为25%鸡粪 化肥处理大于25%饼肥 化肥处理。     

磷脂脂肪酸(PLFA)法检测内蒙古沙化梁地不同坡位羊柴(Hedysarum laeve Maxim)根围土壤微生物群落结构

本研究于2015年在内蒙古正蓝旗青格勒图选取典型沙化梁地,设置坡底、坡中和坡顶3个样地,按0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm、40～50cm等5个土层采集羊柴(Hedysarum laeve Maxim)根围土壤样品。通过磷脂脂肪酸(PLFA)技术和Sherlock微生物鉴定系统,研究了不同样地土壤微生物群落结构以及土壤因子的生态功能。结果表明:(1)不同样地土壤微生物PLFA具有较高的多样性,在3个样地分别检测到30、31和26种磷脂脂肪酸(PLFA),构成土壤微生物群落的主要磷脂脂肪酸有15∶0anteiso、18∶1ω7c、18∶1ω9c、17∶0iso、17∶1ω7c10-methyl、18∶2ω6c、20∶0 10-methyl、17∶0anteiso、18∶1ω7c10-methyl、17∶1ω8c、18∶3ω6c、17∶0 10-methyl、16∶1ω5c、19∶3ω6c和19∶0anteiso。(2)羊柴根围土壤微生物主要有AM真菌(AMFungi)、革兰氏阴性菌(Gram Negative)、真核生物(Eukaryote)、真菌(Fungi)、革兰氏阳性菌(Gram Positive)、厌氧菌(Anaerobe)和放线菌(Actinomycetes)。各类微生物的含量表现为坡底>坡中>坡顶。(3)在3个样地中,以15∶0iso、15∶0anteiso、16∶0iso、16∶1ω7c、16∶1ω5c、16∶0 10-methyl、17∶0iso、17∶0anteiso、17∶0cycloω7c、17∶1isoω9c、18∶1ω9c、18∶1ω7c和19∶0cycloω7c等具有较高的丰富度和优势度。(4)坡底、坡中和坡顶样地AM真菌分别占到真菌生物量68.7%、67.7%和68.4%,表明AM真菌是沙化梁地土壤微生物系统中真菌的主要组成部分。(5)真核生物和革兰氏阴性菌与土壤总氮和有机碳显著正相关;AM真菌、真菌、放线菌和革兰氏阳性菌与有机碳、pH和湿度显著正相关;厌氧菌与土壤湿度显著正相关;各类微生物均与土壤总磷和速效磷显著负相关。     

新疆农田不同施肥区土壤昆虫群落丰富性与多样性

 【目的】在新疆国家灰漠土土壤肥力与肥料效益长期监测基地，对10种施肥处理，即（1）撂荒（不施肥、不耕作、不种植，Aband.）、（2）对照（种植、不施肥，CK）、（3）施氮肥（N）、（4）施氮磷肥（NP）、（5）施氮钾肥（NK）、（6）施磷钾肥（PK）、（7）施氮磷钾化肥（NPK）、（8）施氮磷钾化肥+有机肥（有机氮和化肥氮的比例为7﹕3）（MNPK）、（9）化肥用量增加50%配施有机肥（1.5 MNPK）、（10）化肥配施秸秆(SNPK)与新疆灰漠土区农田土壤昆虫群落之间的关系进行研究。【方法】采用改良干漏斗（Modified Tullgren）分离土壤（0～20 cm）中的土壤昆虫，同时利用陷阱法收集活动在地表的各类土壤昆虫。【结果】两种方法共获得土壤昆虫4 915只（未知标本128只），隶属9目33科。大型土壤昆虫个体数和类群数在Aband.处理中分布最多，中小型土壤昆虫则分别在N和PK处理中分布最多；MNPK处理土壤动物组成最丰富，N处理土壤动物分布最均匀。农田土壤昆虫类群分布受施肥影响极其显著（X0.05（9）=23.38，P＜0.005），Aband.区土壤昆虫群落与其它施肥处理土壤昆虫群落差异极显著（P＜0.01）。利用非度量多维标度分析法对土壤昆虫群落分类排序，则灰漠土土壤昆虫群落划分为5组，即NPK、MNPK、1.5MNPK和CK为一组，NP和PK为一组，NK和N为一组，SNPK和Aband.各为一组，表明土壤昆虫分布与肥料性质有关。主成分中前两个主成分解释总变量的98.51%，其中第一主成分反映了单施N肥和SNPK还田对土壤昆虫群落具有促进作用；第二主成分反映了1.5MNPK对土壤昆虫群落促进作用，表明施肥处理对土壤昆虫类群影响不平衡。【结论】新疆灰漠土区，肥料的种类与性质影响着土壤昆虫类群多样性与丰富性，且其影响具有不均衡性。     

生物炭及炭基肥对土壤微生物群落结构的影响

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P0.01),含水量和全钾有显著影响(P0.05)。【结论】生物炭和炭基肥长期施用明显改善了土壤理化性质;相较猪厩肥,施用生物炭不利于真菌和革兰氏阴性细菌的积累,而且施用生物炭和炭基肥对土壤微生物群落的影响不同,施用生物炭有利于细菌群落的繁殖,施用炭基肥有利于土壤真菌/细菌比和土壤微生物群落结构多样性的提高;土壤pH、全氮、有机质、含水量和全钾依次是影响土壤微生物群落的重要因子。     

长期不同施肥对(土娄)土细菌群落多样性的影响

为探索长期不同施肥对(土娄)土微生物群落多样性的影响及其机制,以"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的24a长期定位试验为基础,采用末端限制性片段长度多态性分析技术(T-RFLP),结合其他常规分析,研究(土娄)土不施肥(CK)和3种常用施肥方式[单施氮肥(N)、平衡施化肥(NPK)、高量有机无机肥配施(M2)]对土壤主要化学性状及细菌群落多样性的影响。结果表明,3种施肥方式均对土壤主要化学性质影响显著,其中施M2能明显改善土壤肥力;与CK处理相比,M2和NPK处理的土壤微生物量碳质量分数和微生物量氮质量分数显著增加,而N处理无显著变化;N处理的Shannon指数和Evenness指数较CK处理分别显著降低6.1%、5.8%,施NPK和M2有利于维持土壤微生物丰富度和均匀度。M2处理对(土娄)土微生物群落结构有积极影响,而N处理效果相反。RDA分析表明,与CK处理相比,N和M2处理土壤细菌群落结构发生显著变化,且M2处理变化程度较大。长期不同施肥可对(土娄)土细菌群落结构产生显著影响,土壤主要化学性状的改变是其主要原因。总之,NPK和M2处理都能较好地维持(土娄)土微生物生态系统。     

黄土丘陵区人工林土壤微生物PLFA标记多样性分析

为研究不同植被下土壤微生物群落结构多样性的差异,采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法,对山西吉县黄土丘陵区典型人工林刺槐、油松以及荒草地的土壤微生物群落结构多样性进行分析研究。结果表明:不同植被下土壤微生物PLFA标记含量存在显著差异,刺槐人工林的土壤微生物PLFA总量最大,细菌、真菌、放线菌的PLFA含量均大于油松人工林和荒草地;细菌PLFA含量在3种样地中的差异显著;2种人工林的真菌PLFA含量接近,而与荒草地差异显著,与荒草地相比,人工林的种植可明显提高土壤中真菌的比例;革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌呈现相同的变化趋势,油松人工林与荒草地2种菌群的PLFA含量接近,而与刺槐人工林差异显著。通过相关性分析发现,不同植被下土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌各总PLFA与土壤养分因子之间密切相关;不同植被下土壤微生物群落多样性差异显著,刺槐人工林更为丰富,且各个菌群分布更为均匀,油松人工林土壤的微生物群落多样性及菌群分布均匀度与刺槐人工林土壤较为接近,荒草地土壤微生物群落多样性和均匀程度较2种人工林明显偏低。因此从微生物群落结构多样性的角度看,人工林的种植能够明显改善微生物群落结构,改善土壤质量;刺槐人工林是黄土丘陵区人工植被恢复的较好选择。      

施氮肥对东北帽儿山云杉人工林土壤微生物生物量和群落结构的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究了施氮肥对东北帽儿山地区云杉人工林的土壤微生物生物量和群落结构的影响。结果表明:与对照相比,施肥使土壤微生物总生物量在表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)分别下降了28.5%和11.5%。施肥也使细菌、真菌、革兰氏阳性菌生物量比对照显著降低,但是革兰氏阴性菌比对照组显著增加,而对放线菌无显著影响。施肥导致土壤部分理化因子也发生了显著改变,特别是施肥处理下硝态氮质量分数在表层和亚表层分别提高了10倍和6倍,而p H值在表层和亚表层显著下降。因此,施氮肥可以显著改变云杉人工林土壤的理化性质,导致土壤微生物生物量下降和土壤微生物群落结构的改变。     

长期耕作与长期定位施肥对农田土壤动物群落多样性的影响

【目的】2003年8月至2004年9月,选取撂荒、耕作10年、50年与100年的吉林黑土、新疆灰漠土和撂荒、耕作20年与100年江西红壤及其长期定位施肥试验中的撂荒、CK、N、NP、NK、NPK、MNPK和1.5MNPK处理,研究长期耕作、定位施肥与土壤动物群落多样性关系。【方法】采用改良干漏斗(Modified Tullgren)法分离土壤0-20cm的土壤动物。【结果】共采集农田土壤动物26571只,其中大型土壤动物1632只、中小型土壤动物24939只,隶属4门5纲26目。弹尾目、膜翅目、蜱螨目为农田土壤动物中的优势类群。Kruskal-Wallis方差分析显示,长期耕作条件下不同土壤类型间仅农田土壤动物群落均匀性差异显著(x均匀性(2)=6.045,P0.05);长期定位施肥条件下,不同土壤类型间农田土壤动物个体数、类群数以及群落多样性差异性(x个体数(2)=17.26,x类群数(2)=14.03,x多样性(2)=15.61,P0.001)。长期耕作条件下,土壤动物类群一般在撂荒处理中数量最多、耕作早期中小型土壤动物类群最少;长期定位施肥条件下农田土壤动物个体和类群数在撂荒、有机肥配施处理中最高。长期耕作与长期定位施肥对农田土壤动物群落影响不均衡,其中对农田土壤动物个体总数影响最大,对均匀性影响最小。研究时段,长期耕作条件下土壤有机质和全氮与农田主要土壤动物群落之间典型相关关系不显著(P0.05);长期定位施肥条件下土壤有机质和全氮与农田主要土壤动物群落之间存在显著典型相关关系(P0.01),其中土壤全氮对蜱螨目、弹尾目、膜翅目和土壤动物个体总数影响最大,而土壤有机质对蜱螨目、弹尾目、膜翅目、土壤动物个体总数、类群数和群落多样性影响最大。土壤动物主要类群因素对由长期定位施肥引起的土壤有机质和土壤全氮变化具有很好的预测能力。【结论】农田土壤动物群落多样性改变与长期耕作与长期定位施肥有关。农田主要类群因素能够较好地预测长期定位施肥引起的土壤主要养分变化。     

蘑菇培养料发酵中微生物群落变化及其与温室气体排放的关系

稻草和牛粪堆制发酵是生产双孢蘑菇的重要环节,分析发酵过程中微生物群落动态变化有助于揭示培养料发酵的机理以及探讨其与温室气体排放之间的关系。以稻草和牛粪为原料,采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法分析不同碳氮比(C/N=28、33、38、43)条件下发酵料在不同发酵阶段(第1次高温期、第2次高温期、一次发酵结束、二次发酵结束)的微生物群落变化。结果表明,发酵过程中共分离到24种碳链长度在12～24的PLFA;随发酵进程加深,不同C/N处理的微生物PLFA种类和丰度都有变化,但丰度最高的9个生物标记均为i16∶0和a17∶0[革兰氏阳性菌,Gram(+)],15∶0和18∶0(细菌),18∶2ω6t,9t和18∶1ω9c(真菌),16∶1ω7c、16∶1ω9c和cy19∶0[革兰氏阴性菌,Gram(-)]。不同C/N处理的特征脂肪酸含量在发酵过程中均呈现出细菌Gram(+)真菌、Gram(-)放线菌,并且总PLFA、细菌和Gram(+)PLFA含量均呈现出先降低后增加的趋势,然而Gram(-)和放线菌呈现出逐渐增加的趋势。在第1次和第2次高温期,随着C/N增加,总PLFA、细菌和Gram(+)PLFA含量均有增加的趋势。二次发酵结束时,C/N=33处理的总PLFA、细菌、Gram(-)、放线菌PLFA含量显著高于其他处理,C/N=38处理次之。相关性分析表明,放线菌与发酵温度、N_2O排放速率均呈显著负相关。     

长期不同施肥塿土对外源Cr（Ⅲ）形态转化的影响

以23年长期不同施肥处理(不施肥CK,施氮磷钾化肥NPK,有机肥配合化肥MNPK)土壤为材料,外源添加浓度为500mg·kg-1Cr,经过90 d的室内培养,研究了土壤pH、有效态Cr及各个形态Cr含量随培养时间的变化。结果表明:外源添加Cr导致土壤pH下降了0.4~0.6个单位;施肥显著降低了土壤有效Cr含量,在培养结束后,NPK处理土壤有效态Cr较CK下降了约34%,MNPK处理土壤有效态Cr的含量几乎为零。长期施用NPK处理土壤铁锰氧化物结合态Cr和有机结合态Cr含量分别较CK提高了12%和38%,而可交换态Cr含量却较CK下降了约27%,但碳酸盐结合态和残渣态Cr含量与CK相比无显著差异;长期施用MNPK土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态Cr含量分别较NPK处理降低了100%、44%和29%,而有机结合态和残渣态Cr含量却分别提高了72%和17%。研究表明长期合理施肥,尤其是化肥配合有机肥施用可以显著提高塿土恢复力,降低塿土重金属Cr污染的危害。