不同施肥处理对长期不施肥区稻田土壤微生物生态特性的影响

采用室内恒温培养方法,研究了不同施肥处理对水稻长期肥料试验中不施肥区（CK）和全肥区（NPK）土壤酶活性及微生物群落结构的变化。结果表明,施肥处理（单施化肥、施猪粪和施秸杆）可以显著提高土壤的微生物量碳以及脲酶、酸性磷酸酶的活性,施用有机肥的效果明显大于单施化肥; 有机肥在无肥区（CK）的施用效果与在全肥区（NPK）的效果接近。PLFA分析表明,施肥使无肥区（CK）土壤微生物群落结构发生了显著的变化,施用有机肥显著增加了土壤微生物群落结构的多样性。与不施肥和单施化肥相比,施有机肥主要增加了细菌和真菌的特征脂肪酸如不饱和脂肪酸、环状脂肪酸cy19∶0等的相对含量,而降低了放线菌标记性脂肪酸10Me18∶0的相对含量。     

重金属复合污染对水稻土微生物生物量和群落结构的影响

以浙江富阳小冶炼厂附近水稻土为例,采用氯仿熏蒸法、稀释平板培养法和磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究了重金属复合污染对水稻土微生物生物量和群落结构的影响。结果表明,自然状态下铜、锌、镉、铅复合污染降低了土壤微生物量。土壤微生物群落结构对重金属复合污染产生了响应,约41.82%的土壤微生物群落结构的改变可由重金属污染来解释。污染程度高的土壤中,含脂肪酸12∶0,i15∶0,i17∶0,18∶0,i16∶0,19∶0相对较高的微生物占优势,而在污染程度低的土壤中,含脂肪酸20∶2ω6,9 c,20∶0,16∶1ω9 c,a15∶0,a16∶0,18∶1ω7,10M e16∶0,10M e19∶0的相对含量较高的微生物占优势。反映在具体类群上,随着污染程度的增加,微生物向着Cm ic/Nm ic低、真菌相对含量增加,放线菌与革兰氏阴性菌含量相对减少的趋势发展。     

施肥与覆膜对棕壤Olsen-P剖面分布及动态变化的影响

利用沈阳农业大学长期定位试验站裸地和覆膜的不同施肥处理(不施肥、单施氮肥、有机肥、有机无机肥配施)及其附近不同土地利用方式,探讨了不同施肥处理和覆膜对整个生长季的棕壤Olsen-P剖面(0—100.cm)分布及动态变化的影响。结果表明,耕地棕壤各施肥处理土壤剖面Olsen-P含量均表现为0—20.cm和60—100.cm大于20—60.cm;而自然草地、自然林地棕壤Olsen-P含量则随深度加深(0—100.cm)而逐渐增多。施用有机肥或有机无机肥配施处理的Olsen-P含量在60.cm土层以上均远大于不施肥或单施氮肥处理;覆膜后不施肥、有机肥、有机无机肥配施处理土壤0—40.cm土层的Olsen-P含量略有降低(0—20.cm土层有机肥处理除外),但差异未达到显著水平。说明施有机肥或有机无机肥配施,是补充土壤Olsen-P的有效措施;但施肥时应深施以补充表层以下土壤Olsen-P含量。覆膜未对本研究的棕壤Olsen-P含量产生显著的负面影响。     

施肥与覆膜对棕壤Olsen-P剖面分布及动态变化的影响

利用沈阳农业大学长期定位试验站裸地和覆膜的不同施肥处理（不施肥、单施氮肥、有机肥、有机无机肥配施）及其附近不同土地利用方式，探讨了不同施肥处理和覆膜对整个生长季的棕壤Olsen-P剖面（0—100 cm）分布及动态变化的影响。结果表明，耕地棕壤各施肥处理土壤剖面Olsen-P含量均表现为0—20 cm和60—100 cm大于20—60 cm；而自然草地、自然林地棕壤Olsen-P含量则随深度加深（0—100 cm）而逐渐增多。施用有机肥或有机无机肥配施处理的Olsen-P含量在60 cm土层以上均远大于不施肥或单施氮肥处理；覆膜后不施肥、有机肥、有机无机肥配施处理土壤0—40 cm土层的Olsen-P含量略有降低（0—20 cm土层有机肥处理除外），但差异未达到显著水平。说明施有机肥或有机无机肥配施，是补充土壤Olsen-P的有效措施；但施肥时应深施以补充表层以下土壤Olsen-P含量。覆膜未对本研究的棕壤Olsen-P含量产生显著的负面影响。     

施肥对植烟土壤微生物的影响

利用7年的定位施肥试验,研究了不施肥（CK）、 单施化肥（CF）和有机无机肥配施（MCF）对植烟土壤微生物的影响。平板计数、 微生物碳、 氮含量和磷脂脂肪酸的测定结果均表明,土壤微生物数量以有机无机配施的处理最多,单施化肥次之,不施肥最少。在3种施肥处理的土壤中,分别检测出20（CK）、 27（CF）和31种（MCF）磷脂脂肪酸; 施肥提高了代表细菌（1220碳）和放线菌（10Me17: 0和10Me18: 0）的磷脂脂肪酸; 但是,代表真菌的磷脂脂肪酸18: 19c无显著变化（CF）或显著降低（MCF）。有机无机肥配施处理显著提高了土壤微生物的多样性指数和优势度指数,说明有机无机配施改善了土壤生态环境,微生物种群丰富,优势种群突出。在土壤自生固氮菌、 磷细菌和钾细菌中,分离率最高的是芽孢杆菌属,在26%50%之间变化。有机无机肥配施还提高了这3种有益微生物的数量,单施化肥则无显著影响。此外,在有机无机肥配施的土壤中,自生固氮菌、 磷细菌和钾细菌的多样性指数、 均匀度指数和优势度指数均较高。从土壤微生物的角度看,生产上采用有机无机肥配施很有必要。     

林下参根区土壤微生物群落结构的研究

为了解林下参的生长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5,10,15,20,25年生林下参根区土壤的微生物量的活性部分及群落结构的变化情况。结果表明:林下参根区土壤微生物群落均以i15:0,a15:0,18:1ω9t,16:0,16:1ω9c,18:1ω9c,br17:0,18:2ω6,i16:0,16:1ω9t的微生物为优势种群;林下参生长根区土壤微生物总量、细菌生物量、真菌生物量及放线菌生物量与对照相比均有提高,且15a以后提高的幅度更加明显;在菌群结构变化上,与对照相比20a及25a放线菌占有总生物量的比率有所提高,真菌占有比率有所下降。15年后的林下参土壤微生物结构朝着有利于人参生长的微环境方向发展,野山参在深山密林中健康生长几十年而不死亡可能与其土壤微生物群落结构有直接关系。     

长期施肥对农田黑土微生物活力与群落结构的影响

以黑土长期肥料定位站CK、N、P、NP、MN(有机肥+氮)、MP(有机肥+磷)、MNP(有机肥+氮+磷)等处理为供试土样,研究氮、磷及有机肥不同配施条件下土壤基本理化性质、磷脂脂肪酸(PLFA)、中性磷脂脂肪酸(NLFA)、酸(碱)性磷酸酶、微生物量碳或氮(SMB-C或N)等变化规律。结果表明,26年有机肥-化肥配施明显提高土壤有机质(OM)、总氮(TN)以及速效氮、磷、钾等养分含量,其SMB-C或N、SMB-C/OM比值、磷酸酶活力以及各菌群PLFA含量显著高于CK和各化肥处理。长期N处理微生物活力明显低于CK,而P处理对微生物活力与结构影响最小。NLFA在各菌体相对含量与活体生物标识物变化趋势相反,表明养分充足的有机肥处理中各菌群休眠体或贮存物质积累有限。PLFA、NLFA与NLFA/PLFA主成分分析表明,有机肥与化肥处理微生物群落结构显著不同。个别PLFA或NLFA载荷值分析表明,真菌C18∶2ω6,9受有机肥施用影响显著;而G+菌iC15∶0、iC17∶0、iC16∶0等更易受化肥施用影响。与PLFA或NLFA相比,NLFA/PLFA比值PC分析能更有效地区分不同施肥处理。     

多氯联苯复合污染土壤的微生物群落结构多样性变化

土壤微生物群落结构多样性是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。采用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acids,PLFAs）方法,对长江三角洲地区某POPs高风险区PCBs长期复合污染土壤的微生物群落结构多样性进行了初步研究。结果表明,PCBs重度污染土壤中格兰氏阴性菌（16：1w9、cy17：0等）和厌氧微生物（18：1w7）的PLFAs组分含量较多,而格兰氏阳性菌（如i15：0、i17：0等）、放线菌（16：0（10Me））及真菌（18：2ω6,9）和好氧性微生物的PLFAs含量较低,表明PCBs污染土壤中微生物群落结构与组成发生了明显变化。这一结果为PCBs降解微生物资源的定向筛选提供了科学依据。     

长期不同施肥条件下红壤性水稻土微生物群落结构的变化

以位于江西省红壤研究所内长期定位试验的水稻土(始于1981年)为研究对象,运用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)和BIOLOG分析技术研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及有机肥与化肥混施(NPKM)三种施肥方式对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:长期施化肥和有机肥与化肥混施处理的PLFA总量均高于未施肥处理,两者分别较未施肥处理高91%和309%;PLFA主成分分析(PCA)显示施肥促进了土壤微生物群落结构的变化,其中NPKM处理增加了革兰氏阴性细菌(G-细菌)、真菌、放线菌和原生动物的数量,NPK处理增加了革兰氏阳性细菌(G+细菌)的数量,不施肥处理较施肥处理提高了真菌/细菌比例,CK和NPK处理的微生物群落结构更为相似;各施肥处理间土壤的AWCD值(平均每孔颜色变化率,average well color development,AWCD)表明,NPKM处理能够促进土壤微生物群落对碳源的利用能力,进而增加土壤中微生物的整体活性,而NPK处理减弱了土壤微生物的活性。代谢功能多样性分析同时表明,NPKM处理增加了微生物群落的多样性,而NPK处理使土壤微生物的多样性降低;土壤PLFA与土壤养分的相关性分析显示,土壤总PLFA量与土壤有机质和全氮呈极显著相关(p0.01),与速效养分相关性不大。     

长期施肥对植烟土壤微生物的影响

【目的】微生物是土壤的重要组成分,与土壤养分转化供应密切相关。本研究利用12年肥料定位试验研究了云南植烟土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、标记性磷脂脂肪酸（PLFAs）、微生物种群特征及有益微生物的变化。【方法】试验设置不施肥（CK）、单施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CFM）处理,在烟株旺长期,采集020 cm耕作层土壤,测定了微生物量碳、氮含量,微生物标记磷脂脂肪酸（PLFAs）含量和可培养微生物数量;鉴定自生固氮菌、磷细菌和钾细菌的数量;根据PLFAs计算了微生物种群特征值。【结果】有机无机肥配施处理的土壤中,可培养细菌比不施肥土壤增加了6.14倍、 真菌增加了2.30倍、 放线菌增加了1.56倍,增幅显著高于化肥处理;施肥显著提高土壤微生物量碳、氮量。化肥和有机无机肥配合处理土壤的微生物量碳分别比CK增加了71.8%和246%;不同施肥处理土壤微生物量碳/氮比值显著不同,分别为14.8（CK）、13.3（CF）和11.2（CFM）。微生物标记性PLFAs含量以化肥有机肥配合处理最高,化肥处理次之,CK最低。化肥、化肥配施有机肥处理土壤细菌PLFAs比对照分别增加了25.41%和87.66%,真菌PLFAs分别增加了15.59%和39.24%,化肥处理代表放线菌的PLFAs降低了24.63%,化肥配施有机肥处理增加了83.86%,表明施肥尤其是化肥配施有机肥改善了土壤环境,促进了微生物的生长繁殖,并改变了土壤微生物种群结构;施肥处理土壤中微生物群落多样性指数上升,化肥处理还提高了微生物的优势度指数,说明施肥有益于增加微生物的种群数量, 化肥配施有机肥处理显著提高了无机磷细菌和钾细菌的数量,两者分别比对照增加了1.15倍和1.02倍,化肥处理则相反,自生固氮菌和无机磷细菌数量分别比CK降低了56.69%和41.30%;化肥配施有机肥处理土壤中的自生固氮菌、磷细菌和钾细菌共有20个属,CK土壤有19个属,化肥处理土壤仅16个属。 【结论】CFM促进微生物生长繁殖,增加种群多样性,有益于微生物固氮、溶磷、解钾,对于提高肥料利用率和保持土壤健康有重要意义。在烟叶栽培过程中,提倡化肥与有机肥配合施用很有必要。     

施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析

【目的】 施肥能直接或间接改变农田生态系统的养分平衡,从而影响土壤的物理、化学和生物学特性。本研究探讨不同种植制度和土壤条件下施肥对农田土壤生物学特性的影响程度,为合理施肥和土壤肥力提升提供科学依据。 【方法】 通过收集近10年 (2008—2018年) 来发表的文献,建立了包含185组微生物量及群落结构等相关内容的数据库。采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析了施肥对土壤微生物量、群落结构以及酶活性的影响。 【结果】 与不施肥相比,施肥显著提高了土壤微生物磷脂脂肪酸 (PLFA) 和微生物量碳、氮含量,提高幅度分别为28.5%、30.9%和41.6%。施用 (单施或配施) 有机物料对土壤微生物总PLFA含量及微生物量碳、氮含量的提高幅度分别为47.3%、50.4%和58.7%,相当于施用化肥的2.8、2.4和3.9倍。与不施肥相比,施肥均能增加各类微生物菌群PLFA含量,对细菌、真菌及放线菌的提高幅度为23.8%～30.4%,对革兰氏阴性菌(G–)和革兰氏阳性菌 (G+) 的提高幅度为37.8%～43.2%,且施用有机物料处理对各类微生物菌群PLFA含量的提高幅度显著高于施化肥处理。施用化肥对土壤微生物总PLFA含量的提高幅度在一年两熟制区为17.9%,在水田和水旱轮作条件下为18.3%～27.6%,而在一年一熟制区及旱地条件下对土壤微生物总PLFA含量无显著影响。在不同pH的土壤中,施用有机物料对微生物总PLFA的提高幅度均显著高于施化肥处理。在pH < 6与pH > 8的土壤上施用化肥对微生物总PLFA含量无明显影响。施肥显著提高了与土壤有机质分解相关的β-葡萄糖苷酶(42.4%)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(174.5%)的活性,对与氮循环相关的亮氨酸氨基肽酶活性无显著影响。统计分析还表明,施肥并未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G +∶G–)。 【结论】 在不同种植制度、土地利用类型和土壤pH下,施肥显著改变了土壤微生物量和与有机质分解相关的酶活性,但未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G+∶G–)。单施或配施有机物料均有利于提高农田土壤微生物总量及各类菌群的生物量,效果显著好于单施化肥。      

秸秆和地膜覆盖条件下玉米农田土壤有机碳组分生长季动态

基于黄土高原8 a的春玉米覆盖定位试验,研究了秸秆和地膜覆盖下土壤有机碳、微生物量碳、潜在可矿化碳及颗粒有机碳在作物不同生育期的季节变化特征,探讨旱作农田不同碳组分对地表覆盖的响应规律。结果表明:1)秸秆和地膜覆盖下土壤有机碳及其各组分含量在玉米生长期间总体呈苗期下降、拔节期上升、大喇叭口—抽雄期下降、灌浆和收获期回升的变化趋势。2)与不覆盖对照相比,秸秆覆盖在大部分作物生育期均显著提高了土壤有机碳各组分含量,有助于培肥地力和土壤固碳;而地膜覆盖在作物生育后期导致土壤有机碳及各组分含量显著下降。3)秸秆覆盖下表层土壤颗粒有机碳对总有机碳变化具有重要贡献,地膜覆盖后土壤有机碳变化可能主要来自于潜在可矿化碳和颗粒有机碳,而土壤微生物量碳相对含量在不同处理间差异不大。4)对照和地膜覆盖处理土壤潜在可矿化碳和颗粒有机碳的相对含量在大喇叭口—抽雄期均有显著下降,而秸秆覆盖下两种组分的相对含量则保持平稳,表明秸秆覆盖对生育后期土壤潜在可矿化碳和颗粒有机碳有重要的补给作用。总之,黄土高原的春玉米田秸秆覆盖具有明显的提升土壤有机碳及组分含量的作用,地膜覆盖则无明显效果,且在春玉米生育后期降低了土壤总有机碳及各组分的含量。     

长期秸秆覆盖对免耕稻-麦产量、土壤氮组分及微生物群落的影响

为探究长期秸秆覆盖对免耕区作物产量、土壤氮素组分及微生物群落特征的影响,以稻–麦定位免耕试验为研究对象,选取了其中免耕且秸秆移除和免耕且秸秆覆盖2个处理,于试验开展第12年 (2018年) 小麦收获后,统计分析近五年产量数据,并采集各处理0~5、5~10、10~20、20~30 cm的土壤样品,测定土壤全氮及活性氮组分,利用磷脂脂肪酸 (PLFA) 方法表征土壤微生物群落。结果表明： (1) 秸秆覆盖显著提高了小麦产量 (增幅为6.49%),对水稻产量影响不显著。 (2) 秸秆覆盖对土壤氮组分的影响略有差异：它显著提高了土壤0~5 cm 全氮、硝态氮和铵态氮以及0~10 cm 颗粒有机氮、0~5 cm和10~20 cm 可溶性有机氮含量,对微生物生物量氮无显著影响;它提高了0~5 cm 和10~20 cm 可溶性有机氮占全氮的比例,对其他组分占全氮比例无显著影响。 (3) 秸秆覆盖显著提高了土壤微生物总PLFA和细菌PLFA丰度,对真菌PLFA和放线菌PLFA无影响,降低了土壤真菌/细菌比;微生物生物量氮、土壤全氮、颗粒有机碳/颗粒有机氮比是显著影响土壤微生物群落组成的关键土壤环境因子。 (4)无论秸秆覆盖与否,土壤全氮、活性氮组分含量和微生物组分均表现出显著的深度效应。综上所述,秸秆还田提升了土壤氮素含量,提高了小麦产量,增加了土壤微生物总量,可在四川免耕稻–麦轮作区推广应用。     

两种施肥处理下不同有机质含量农田黑土微生物群落结构PLFA分析

土壤有机质含量和施肥是影响黑土微生物群落结构的重要因素,但是受气候影响,很难单独明确有机质含量或施肥对土壤微生物群落的影响。本研究利用黑土生产力长期定位试验,将有机质含量不同的5个黑土(SOM1.7、SOM3、SOM5、SOM6、SOM11)置于相同气候条件下,通过分析磷脂脂肪酸,系统地研究了施肥与有机质含量对农田黑土微生物群落结构的影响。研究结果表明,5个有机质含量农田黑土中,土壤磷脂脂肪酸总量为10.6~31.5 nmol·g^-1,细菌磷脂脂肪酸含量为6.23~18.4 nmol·g^-1,真菌磷脂脂肪酸总量为1.78~4.57 nmol·g^-1。土壤有机质含量升高和施肥会显著提高土壤中总微生物量、细菌生物量和真菌生物量,但施肥和有机质含量对真菌/细菌比值无显著影响。非度量多维尺度分析(NMDS)分析表明,有机质含量和施肥是导致微生物群落结构差异的重要因素,但施肥可能会遮蔽有机质含量对微生物群落的影响。     

地膜覆盖对黄土高原旱作春玉米田土壤碳氮组分的影响

基于2年田间试验,研究了地膜覆盖对旱作春玉米田土壤有机碳、全氮及其组分的影响,试验包括地膜覆盖玉米田、无覆盖玉米田和裸地休闲3个处理,分层测定了0—40cm土层有机碳、全氮、颗粒有机碳氮、潜在矿化碳氮和微生物量碳氮含量。结果表明:在0—40cm土层,各处理间土壤有机碳和全氮含量均无显著差异。与不覆盖相比,地膜覆盖处理0—40cm土层颗粒有机碳氮及其所占比例分别降低了29.0%,33.3%,29.9%,35.7%;0—10cm土层潜在可矿化碳及其所占比例分别降低了17.8%和16.1%,潜在可矿化氮和微生物量碳及其所占比例无显著差异,但在0—10cm土层地膜覆盖微生物量氮含量及其所占比例分别较不覆盖处理提高了10.6%和10.5%(p0.05)。与裸地休闲相比,无覆盖处理0—40cm土层潜在可矿化碳氮分别提高了12.8%和14.7%,地膜覆盖处理则分别提高了7.8%和6.5%(p0.05),但种植玉米降低了微生物量碳氮含量及其所占比例。在0—40cm土层覆盖与否对潜在可矿化碳氮和微生物量碳氮影响不显著。总体来看,地膜覆盖能够在一定程度上提高表土微生物量氮组分及其所占比例,但显著降低了中活性碳氮组分含量及其比例,不利于长期的土壤碳氮固定。     

秸秆与地膜覆盖春玉米和春小麦耕层土壤碳氮动态

采用田间试验研究了秸秆和地膜覆盖处理春玉米和春小麦生育期耕层土壤有机碳、全氮和硝态氮的动态变化。结果表明:秸秆覆盖处理明显提高了春玉米和春小麦生育期土壤有机碳含量,而地膜覆盖处理土壤有机碳含量呈下降趋势;灌溉同时降低了春小麦地膜覆盖处理土壤有机碳的降低幅度和秸秆覆盖处理土壤有机碳的增加幅度;秸秆和地膜覆盖处理土壤全氮与硝态氮含量在春玉米和春小麦生育期的动态变化都呈"增加-降低-增加"的趋势,但土壤全氮变化幅度较小,处理间差异不显著,而硝态氮变化剧烈,处理间差异达显著或极显著水平;灌溉对不同覆盖处理春小麦生育期土壤全氮含量影响较小,但灌溉显著降低了不同覆盖处理春小麦拔节期土壤硝态氮的增加幅度。     

秸秆与地膜覆盖条件下旱作玉米田土壤氮组分生长季动态

研究不同覆盖措施下农田土壤全氮及其活性和半活性组分在作物生长季的动态变化,有助于深入理解农田土壤氮循环过程。基于黄土高原8年春玉米覆盖定位试验,系统分析了土壤全氮、矿质氮、微生物量氮、潜在可矿化氮以及颗粒有机氮在玉米不同生育期的动态特征。试验包括全生育期9 000kg/hm2秸秆覆盖、全生育期地膜覆盖和不覆盖对照3个处理。结果表明:(1)除硝态氮和铵态氮在苗期上升外,秸秆和地膜覆盖下土壤全氮及其组分含量在春玉米生育期基本呈苗期下降、拔节期上升、大喇叭口—抽雄期下降、灌浆和收获期回升的变化趋势;(2)与对照相比,秸秆覆盖提高了大多数生育时期0—40cm土层全氮和硝态氮含量及0—20cm土层铵态氮含量,提高各生育时期0—40cm土层微生物量氮、潜在可矿化氮以及颗粒有机氮含量;(3)地膜覆盖较对照提高大多数生育时期0—40cm土层硝态氮和0—20cm土层铵态氮含量,降低作物生育后期0—20cm土层全氮和0—40cm土层颗粒有机氮含量,降低大多数时期0—40cm土层微生物量氮和10—20cm土层潜在可矿化氮含量;(4)除了地膜覆盖下20—40cm土层颗粒有机氮相对含量在作物不同生育期差异不显著外,秸秆和地膜覆盖下0—40cm土层微生物量氮、潜在可矿化氮、颗粒有机氮对土壤全氮的动态均有重要贡献。总之,黄土高原的春玉米田秸秆覆盖具有明显的提升土壤全氮及其组分含量的作用,有助于培肥地力和土壤固氮;地膜覆盖则降低了作物生育后期土壤全氮及其组分含量,同时显著提高了土壤硝态氮水平,导致农田土壤氮素淋溶风险提高。     

地膜覆盖对杨树林下土壤生物学特征的影响

在大田条件下,研究了地膜覆盖对杨树林下0-20cm和20-40cm土层的土壤理化性质、土壤微生物数量、酶活性、微生物量碳及活跃微生物量的影响。结果表明,在0-20cm土层,覆膜处理可显著增加土壤含水量和碱解氮含量,而有机质、全氮、速效磷和pH值却明显降低土壤细菌数和真菌数分别增加了44.89%和42.58%,放线菌数变化不明显土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性分别提高了29.25%,83.66%和28.95%,而脲酶活性却降低了13.02%土壤微生物量碳和活跃微生物量分别增加了27.44%和31.87%,有利于土壤养分的分解和有效化。20-40cm土层与0-20cm土层土壤表现出基本一致的变化规律,但覆膜与对照之间的差异变小,表明随着土层深度的增加,覆膜的影响作用减小。综合分析认为,地膜覆盖对杨树林下土壤,尤其是表层土壤的生态环境具有明显的改善作用。     

Experimentally induced effects of heavy metal on microbial activity and community structure of forest mor layers

This study compared the toxic effects of adding chromium (Cr), zinc (Zn), lead (Pb), molybdenum (Mo), nickel (Ni), and cadmium (Cd) at three dose levels to mor layer samples in laboratory experiments. Microbial activity in the form of soil respiration was monitored for 64 days. At the end of the experimental period, the composition of the soil microbial community structure was analysed by phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. The metals added induced changes in the microbial community structure and affected respiration negatively, indicating toxicity. The microbial community structure (principal component analysis of the PLFA pattern) for all metals was significantly related to microbial activity (cumulative respiration), indicating intimate links between microbial community structure and activity. The most striking result in this study was that the shift in the microbial community because of metal stress was similar for all metals. Thus, the PLFA i16:0 increased most in relative abundance in metal-polluted soils, followed by other PLFAs indicative of Gram-positive bacteria (10Me16:0, 10Me17:0, 10Me18:0, a17:0 and br18:0). The PLFA 16:1ω5 was consistently negatively affected by metal stress, as were the PLFAs 18:1, 18:1ω7 and 19:1a. However, a significant separation between Cr- and Cd-polluted soils was observed in the response of the PLFA cy19:0, which decreased in abundance with Cr stress, and increased with Cd stress. Furthermore, the PLFA 18:2w6, indicating fungi, only increased with Cr and Zn stress. The effective doses of the metals, ranked with regard to background metal concentrations, decreased in the order: Zn > Cr > Pb > Mo > Ni > Cd. We concluded that interpretation of results of microbial activity from experiments of metal toxicity should include microbial structural patterns and background metal concentrations.