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。     

土壤调理剂对植烟土壤微生物碳代谢指纹的影响

为探究土壤调理剂对植烟土壤微生物功能多样性的影响,以烤烟品种云烟87为材料,采用Biolog-ECO检测法探究了土壤调理剂在CK（0 kg/hm2）、T1（1 500 kg/hm2）、T2（3 000 kg/hm2）、T3（4 500 kg/hm2）四种不同施用水平下植烟土壤微生物碳代谢指纹的差异。结果表明：①当土壤调理剂的施用量为3 000 kg/hm2时,烤烟成熟期羧酸类、胺类、聚合物类、其他类这4类碳源的利用能力最强。②主成分分析结果显示,糖类、羧酸类、氨基酸类、胺类这4类碳源是区分施用土壤调理剂的敏感碳源,而聚合物类和其他类碳源是区分土壤调理剂施用量的敏感碳源。③土壤微生物群落功能多样性指数结果显示,T2处理的均一性指数最高,较对照提高了82.85%,而各处理间的丰富度指数与优势度指数差异不显著。由此可见,施用土壤调理剂可显著提高植烟土壤微生物碳代谢强度、群落功能多样性,3 000 kg/hm2的施用量表现最优。上述结果为植烟土壤中土壤调理剂的施用提供一定的理论依据。     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响.结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高.宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6％和34.6％.由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生.     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响。结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高。宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6%和34.6%。由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生。     

格氏栲林窗土壤微生物群落功能多样性季节动态特征

  目的  林窗作为森林生态系统中的小尺度干扰，对森林土壤养分循环与微生物群落功能多样性维持起着重要作用。明确不同林窗大小土壤养分和微生物群落功能多样性及其季节动态响应机制，有助于改善格氏栲林土壤生态环境。  方法  以格氏栲天然林林窗为对象，采用Biolog微平板法，研究不同林窗大小土壤理化性质、碳源利用能力和代谢特征的季节动态变化规律。  结果  （1）林窗生长季土壤温度、速效钾含量显著高于非生长季，pH值、速效磷含量显著低于非生长季。林窗形成促进了土壤pH值升高与速效钾积累，加速了微生物对碱解氮与速效磷的吸收和利用。（2）林窗生长季土壤微生物平均颜色变化率在培养的中后期显著高于非生长季。林窗内土壤微生物在生长季中主要利用碳源为羧酸、多聚物和氨基酸类，在非生长季中主要利用碳源为氨基酸类和羧酸类。（3）林窗土壤微生物功能多样性指数中，生长季Shannon-Wiener和Pielou指数显著高于非生长季，Simpson指数显著低于非生长季。林窗面积对生长季土壤微生物群落功能多样性指数影响不明显。非生长季小林窗Simpson指数最高，中林窗Shannon-Wiener指数和Pielou指数最高。（4）广义线性模型表明，林窗生长季的土壤温度和土壤速效钾含量升高有利于土壤微生物常见种优势度升高；非生长季土壤碱解氮含量降低，速效钾含量升高有利于微生物功能多样性升高。  结论  生长季林窗内土壤微生物群落功能多样性保持较高水平，土壤养分循环效率高；非生长季非林窗土壤环境有利于土壤微生物生长代谢，维持土壤生态系统功能。林窗形成导致土壤温度与速效养分含量的异质性是影响土壤微生物群落代谢特征和功能多样性的主要因素。      

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响（英文）

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响。结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高。宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6%和34.6%。由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生。     

畜禽粪肥添加及干湿交替强度对土壤微生物功能多样性的影响

水肥管理是农业土壤田间管理的重要措施,对农业土壤质量和生态稳定性具有重要的影响。以长期施用化肥的稻麦轮作低有机碳含量的犁底层土壤为供试土壤,通过设置添加畜禽粪肥处理和干湿交替强度处理的室内培养实验,研究水肥管理对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,添加畜禽粪肥显著提高了土壤微生物群落对碳源的利用能力,添加鸡粪肥和猪粪肥处理土壤总AWCD值分别为空白对照的4.5倍和5.9 倍;土壤微生物群落丰富度指数、辛普森指数和香农指数均显著高于对照。干湿交替强度对微生物群落功能多样性也产生了明显影响,表现出对土壤微生物群落功能多样性的激发作用,其中强干湿交替最为明显。因子分析、对应分析和聚类分析结果表明,添加畜禽粪肥是土壤微生物群落功能多样性变化的主控因子,而干湿交替胁迫是第二控制因子。综合分析结果表明,添加畜禽粪肥和干湿交替主要是通过改变土壤中碳水化合物和氨基酸类碳源等影响土壤微生物群落功能多样性。     

有机肥中重金属对菜田土壤微生物群落代谢的影响

基于慈溪掌起镇的蔬菜施肥试验,结合常规理化分析和Micro RESPTM方法,在2年4次施肥后,分析不施肥(CK)、重金属达标商品有机肥(T1)和Pb-As-Cu-Zn添加有机肥(T2)施用土壤的基本理化性质、重金属累积以及微生物群落代谢特征,探讨重金属对施用有机肥土壤微生物群落代谢特征的影响。结果表明,T1和T2显著提高了旱地蔬菜轮作土壤有机质和部分养分含量,且二者无显著差异。但从重金属含量上看,T2土壤Cu、Zn全量以及有效态Cu、Zn、As含量显著高于T1和CK土壤。基于Micro RESPTM的微生物群落代谢特征分析指出,与CK相比,T1显著促进了土壤基础呼吸作用和微生物代谢功能多样性,T2却无类似的促进效果,可见T2土壤Cu、Zn和有效态As含量的大幅增加削弱了有机肥中有机质等养分对土壤微生物的促进作用。主成分和聚类分析进一步表明,T1与T2土壤的微生物群落水平生理指纹图谱(CLPP)存在明显差异,T2土壤中重金属及其有效性的增加诱导柠檬酸、苹果酸和草酸等羧酸代谢利用增强。综上,畜禽粪便有机肥对菜田土壤微生物群落代谢的作用同时受到有机肥本身及其残留重金属的影响,有机肥中过高的重金属残留会改变有机肥养分对土壤微生物代谢的影响。     

陕西云阳蔬菜大棚土壤养分及微生物群落功能多样性研究

为了探讨蔬菜大棚种植年限对土壤养分和微生态环境的影响,以陕西省泾阳县云阳镇0(大田土壤)、5、10 a和20 a棚龄土壤为研究对象,对不同年限蔬菜大棚土壤养分和微生物群落功能多样性进行研究。结果表明:随着种植年限增加,土壤电导率、全氮、全磷、速效养分和有机质含量均先升高后降低;10 a棚龄土壤的微生物群落碳源利用能力最强,土壤微生物群落的AWCD值、Shannon、Simpson、McIntosh和丰富度指数均显著高于其他种植年限,20 a棚龄土壤微生物群落碳源利用能力和微生物总体活性降低,仅高于0 a棚龄土壤。主成分分析结果显示,10、20 a和0 a棚龄土壤微生物群落碳源利用能力存在显著差异,起分异作用的主要碳源是糖类和氨基酸类。综上所述,与10 a棚龄土壤相比,20 a棚龄土壤表现为土壤肥力水平下降,微生物群落功能多样性降低。     

黄顶菊(Flaveria bidentis)入侵对土壤微生物功能多样性的影响

外来植物入侵对土壤生物多样性的影响已成为生态学领域的研究热点之一。运用Biolog技术和氯仿熏蒸浸提法研究了黄顶菊入侵对土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的影响。结果表明,黄顶菊入侵后土壤微生物代谢活性显著升高;土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)的变化趋势为:入侵地根际土(RPS)>入侵地根围土(BS)>未入侵地(CK),且差异显著;而CK的功能多样性指数(H)高于BS,RPS亦高于BS,差异均显著(P<0.05)。主成分分析结果表明,黄顶菊入侵使土壤微生物群落的碳源利用方式和代谢功能发生改变。对不同碳源利用的分析结果表明,糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物为土壤微生物利用的主要碳源。入侵样地BS和RPS的微生物量碳分别比CK高27.05%、121.52%;BS和RPS的微生物量氮分别比CK高37.40%、79.80%。相关性分析表明,AWCD与微生物量碳和微生物量氮均呈极显著正相关(P<0.01)。由此可知,黄顶菊入侵增强了入侵地土壤微生物代谢活性,降低了土壤微生物群落的功能多样性,增加了土壤微生物量碳、氮水平。     

添加不同养分培养下水稻土微生物呼吸和群落功能多样性变化

 【目的】研究不同养分培养条件下水稻土（黄泥土）微生物量碳、氮,呼吸强度及微生物功能多样性等指标,为正确认识集约化农业利用条件下,施肥特别是大量施用化肥对土壤质量以及农业可持续发展的影响提供参考依据。【方法】采用发育于河湖相沉积物的黄泥土表层土壤,通过室内培育试验,观测了不同施肥处理下微生物量碳氮、呼吸强度,分析了不同施肥处理对水稻土微生物群落功能多样性的影响。【结果】整个培养过程中,微生物碳含量情况为：化肥配施2%秸秆或2%猪粪＞对照及化肥配施0.5%秸秆或0.5%猪粪＞单施化肥处理;土壤微生物量氮：化肥配施2% 秸秆＞对照、化肥配施2% 猪粪或0.5% 秸秆＞单施化肥处理;不同施肥处理的土壤呼吸强度和代谢熵总体上呈波动下降趋势;整个培养过程中,化肥配施2% 秸秆或者猪粪处理的土壤呼吸强度大于其它施肥处理;微生物代谢熵的关系为：化肥配施2%秸秆或者2%猪粪及单施3倍常规化肥＞化肥配施0.5% 秸秆或0.5%猪粪及单施0.5倍常规化肥＞对照及常规施肥量处理;BIOLOG分析表明,大量施肥,特别是大量施用化肥处理降低了微生物对碳源的利用能力和微生物多样性。【结论】土壤微生物生物量,土壤呼吸及微生物多样性可以灵敏地反映集约利用下土壤质量的变化,在高度集约利用农业下,大量的施肥,特别是化肥降低土壤的生物量及活性,不利于土壤肥力的保持和农业的可持续发展。     

棉秆炭配施生物有机肥对连作棉花根际土壤微生态和棉花生长的影响

为了研究棉秆炭配施生物有机肥对棉花连作障碍的防控效果,采用盆栽试验,以连作棉田土壤为试验材料,设计连作土壤(CK)、连作土壤+棉秆炭(T1)、连作土壤+生物有机肥(T2)、连作土壤+棉秆炭+生物有机肥(T3)共4个处理。采用常规方法、Biolog微平板和高通量测序技术,分析不同处理对连作棉花根际土壤养分、微生物数量、功能多样性和病原真菌数量、棉花长势和与抗病性相关的叶片防御性保护酶活性的影响。结果表明:棉秆炭、生物有机肥以及二者配施可显著提高连作棉花根际土壤养分含量和可培养微生物数量,以二者配施(T3处理)的提升效果最好。与CK处理相比,T3处理土壤有机质、速效磷和速效钾含量分别显著提高46.09%、19.71%和144.75%;细菌、放线菌和真菌数量分别显著提高62.32%、63.46%和11.74%。Biolog微生物碳源利用试验表明,T3处理并没有显著增加Biolog微平板上碳源的利用,但提高了土壤微生物多样性,且不同处理间有较明显差异,糖类和氨基酸类是决定主成分分异的主要碳源。高通量测序结果表明,T3处理显著降低了Fusarium病原真菌的数量。棉秆炭、生物有机肥以及二者配施对棉花生长均起促进作用,以T3处理的效果最好,棉花的株高、茎粗、根长分别比CK处理显著增加18.24%、13.89%和14.53%,叶片多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase,PAL)活性分别显著提高116.28%和182.55%。综上,与对照、单施棉秆炭或生物有机肥相比,棉秆炭与生物有机肥配合施用改善了连作棉花根际土壤微生态环境,促进棉花生长,同时提高棉花的防御酶活性,能更好防控棉花连作障碍。结果为棉秆科学高效利用和棉花产业健康可持续发展提供理论依据。     

栽培甘草对盐碱地土壤理化性质及微生物功能多样性的影响

为探讨在盐碱地区种植甘草对土壤理化性质及微生物功能多样性的影响。本文以未种植胀果甘草的裸地(CK)为对照,测定土壤的理化性质,并采用BilogECO微平板技术研究了人工栽培甘草对盐碱地微生物功能多样性的影响。研究结果表明：与裸地(CK)相比,种植甘草能显著提高盐碱土中全氮、碱解氮及有机质等养分的含量（P＜0.05）,其含量分别比裸地(CK)增加了38%、48%和33%,且土壤的电导率值与裸地(CK)相比降低了262%,达到显著水平（P＜0.05）。甘草样地的AWCD值（反应土壤微生物活性）显著高于裸地(CK),在培养72 h后甘草样地的AWCD值比裸地(CK)显著增加了28%（P＜0.05）。甘草样地中土壤微生物对糖类碳源的利用率与对照相比增加28%（P＜0.05）,其土壤微生物多样性亦显著高于裸地(CK)（P＜0.05）。主成分分析表明,种植甘草后改变了土壤微生物的群落组成,导致此种差异的主要碳源为糖类和氨基酸类,其次是羟酸类及多聚物类。综上所述,在盐碱地种植甘草有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性,因此人工栽培甘草是盐碱地生态恢复的一项有效措施。 关键词：胀果甘草;盐碱地;土壤微生物;群落功能多样性     

施肥和土壤调理剂对酸性旱地红壤的修复效应

采用连续4年盆栽试验,研究了无机和有机肥及土壤调理剂对强侵蚀红壤的培肥效应。结果表明,施氮磷钾化肥(NPK)、NPK+有机肥(NPKM)、NPK+土壤调理剂1(NPKR1)和NPK+土壤调理剂2(NPKR2)施肥处理与不施肥对照(CK)比较均可提高土壤养分含量,其中,NPKM处理显著提高土壤有机质和碱解氮含量,NPKR2处理显著提高土壤有效磷和速效钾含量。各施肥处理均可提高土壤阳离子交换量(CEC)和有效阳离子交换量(ECEC),以NPKR2和NPKM处理提高土壤ECEC效果最显著。各施肥处理均明显提高土壤酸碱缓冲容量,以NPKR1和NPKR2处理效果最佳。各施肥处理的大豆和油菜生物产量均明显高于CK处理,且NPKM处理的作物生物量极显著高于对照(CK)和其他3种施肥处理,但不同季别的作物产量不稳定。说明施肥与土壤调理剂在短期内难以使退化红壤达到作物高产的理想修复效果。     

不同施肥方式对冬春茬甘蓝根际土壤酶活性、土壤养分及品质的影响

施肥是影响土壤养分、土壤生物学特性及农作物品质的重要因素。为了探明西南紫色土地区冬春茬甘蓝露地栽培条件下，增施有机肥对甘蓝栽培的影响，以早熟耐抽薹的2个春甘蓝品种为试验材料，设置100%化肥(CK)、70%化肥+30%有机肥(T1)、50%化肥+50%有机肥(T2)及100%有机肥(T3)共4种不同有机肥与化肥配比处理，系统比较了增施有机肥对春甘蓝根际土壤酶活性、土壤养分及甘蓝品质的影响。结果显示，增施有机肥对土壤酶活性、土壤养分含量及甘蓝品质均有明显影响。同一甘蓝材料，根际土壤转化酶、β 葡萄糖苷酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶的活性均表现为T3>T2>T1>CK，大量增施有机肥的处理T3、T2土壤酶活性均显著高于CK；处理T3、T2的土壤有机质、速效磷、速效钾含量也明显高于CK，以T3含量最高，而不同施肥处理的土壤速效氮含量则无显著差异；根际土壤酶活性与土壤有机质、速效磷、速效钾等养分指标间均存在显著相关关系。此外，T3处理的春甘蓝综合品质最高，T2与T1次之。同种施肥处理下，不同甘蓝品种间的土壤酶活性、土壤养分含量无显著差异，但品质差异显著。由此说明，减少化肥投入、增施有机肥可以提高西南紫色土地区的土壤质量，促进甘蓝综合品质的提高，研究为生产安全优质的蔬菜产品及发展可持续农业提供了依据。     

西北典型荒漠样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性

运用Biolog-ECO方法分析西北荒漠带7个典型样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性的变化和土壤因子的生态作用。结果表明:由东至西,土壤微生物活性总体呈下降趋势,即乌海磴口安西民勤鄂尔多斯沙坡头阿拉善,不同样地土壤平均颜色变化率AWCD值差异明显。主成分分析(PCA)表明,各样地土壤微生物群落代谢功能特征差异显著,起主要贡献作用的是碳水化合物类和羧酸类碳源。典范对应分析(CCA)表明,土壤有机碳、氨氮、脲酶和碱性磷酸酶显著影响土壤微生物群落功能多样性,其中有机碳、脲酶和碱性磷酸酶与土壤微生物功能多样性密切相关。     

柠条堆肥和改良剂对黄瓜连作土壤理化性质、酶活性和微生物数量的影响

为解决宁夏设施土壤连作障碍、碱化度高等问题,以连作黄瓜10 a的土壤为研究对象,探讨施用鸡粪(CK)、鸡粪+有机酸性改良剂(T1)、含氮量与鸡粪相等的柠条堆肥(T2)、含氮量相当于鸡粪75%的柠条堆肥(T3)、含氮量相当于鸡粪50%的柠条堆肥(T4)、含氮量与鸡粪相等的柠条堆肥+有机酸性改良剂(T5)、含氮量相当于鸡粪75%的柠条堆肥+有机酸性改良剂(T6)、含氮量相当于鸡粪50%的柠条堆肥+有机酸性改良剂(T7)对连作土壤理化性质、酶活性及微生物数量的影响。结果表明,总体上添加有机酸性改良剂可降低土壤pH值,提高土壤EC及全氮、速效氮、速效钾含量,增强土壤酶活性,增加土壤微生物数量。缓苗期,T1、T5、T6处理土壤pH值较CK显著下降;T1、T7处理土壤EC较CK显著提高;T6处理土壤全氮含量最高,较CK显著增加106.61%,T5处理次之;T6处理土壤速效氮含量最高,较CK显著提高42.78%,T7处理次之;T7处理土壤速效钾含量最高,较CK显著增加103.54%,T1、T6处理次之;T6处理土壤脲酶活性较CK显著增加;T6、T7处理土壤蔗糖酶、磷酸酶活性均较高,均显著高于CK;T7和T1处理土壤过氧化氢酶活性显著高于CK;T5处理土壤细菌数量最多,T7处理次之,均显著高于CK;T7处理放线菌数量最高,T2、T6处理次之,均显著高于CK;T1处理土壤真菌数量最多,T7、T6处理次之,均显著高于CK。盛果期,T6处理土壤pH值最低,T7处理次之,均显著低于CK;T6处理土壤EC最高,T1、T7处理次之,均显著高于CK;T7处理土壤全氮、速效氮含量均最高,T6处理较高,均显著高于CK;T6处理土壤速效钾含量最高,T7处理次之,均显著高于CK;T1和T7处理土壤脲酶活性最高,T6处理次之,均显著高于CK;T7处理土壤蔗糖酶活性较高,T6和T7处理土壤磷酸酶活性最高,均显著高于CK;T6处理土壤放线菌数量最高,T7处理次之,均显著高于其他处理;T6处理土壤真菌数量最高,T5处理土壤细菌数量最高,T6、T7处理次之,均显著高于CK。拉秧期,T5处理土壤全氮含量最高,T7处理次之,均显著高于CK;T7和T3处理土壤速效氮含量较高,均显著高于CK;土壤蔗糖酶活性以T1处理最高,T7处理次之,均显著高于CK;T6和T7处理土壤脲酶和过氧化氢酶活性均与CK差异不显著;T7处理土壤细菌数量最高,T6处理次之,均显著高于CK;真菌数量T6处理最高,T7处理次之,均显著高于CK;放线菌数量T5和T7处理较高,T6处理次之,均显著高于CK。综上,柠条堆肥和有机酸性改良剂配合施用的T6和T7处理可以有效调节土壤理化性质,提高土壤养分含量、酶活性以及微生物数量,综合成本考虑,以T7处理最佳。