橡胶林土壤微生物碳代谢功能多样性及其变化

为了解橡胶林土壤微生物群落功能多样性特征,运用Biolog-ECO技术对海南省大丰农场6个不同林龄橡胶林割胶前后土壤微生物碳代谢功能多样性进行研究。结果表明:随着培养时间延长,土壤微生物碳代谢活性增强,培养144 h后趋于平稳。橡胶林土壤微生物利用羧酸类、氨基酸类、胺类和糖及衍生物类碳源能力较强,而对酚酸类和多聚物类碳源利用能力较差;除未开割的林龄5年橡胶林外,林龄10、13、18、25、30年橡胶林割胶后(11月)土壤微生物AWCD值、Shannon-Wiener指数、Mc Intosh指数和利用碳源能力均低于割胶前(5月),说明割胶引起了橡胶林土壤微生物碳代谢功能多样性下降。不同林龄橡胶林土壤微生物AWCD值、Shannon-Wiener指数、Mc Intosh指数和利用碳源能力的差异在割胶前后均不同。     

竹荪间作对橡胶园土壤微生物区系与群落功能多样性的影响

为考察竹荪间作对橡胶园土壤微生物特性的影响,采用培养法和BIOLOG ECO微平板法对间作前后橡胶园土壤微生物区系和群落功能多样性进行分析。结果表明,间作竹荪后,橡胶园土壤细菌、放线菌和5类微生物特殊生理类群数量增加,真菌数量减少。土壤微生物群落平均吸光度(AWCD)随培养时间的延长而增大,变化速率和最大值表现为采后采收种前。间作后,土壤微生物Shannon-Wiener、Simpson、Mc Intosh功能多样性指数显著增加。橡胶园土壤微生物利用的主要碳源是碳水化合物、氨基酸类,其次为羧酸和多聚物,酚酸和胺类的利用率最低。31种碳源主成分分析表明,间作竹荪后橡胶园土壤微生物碳源利用特征出现分异,在分异中起主要作用的是羧酸类、酚酸类、多聚物类和碳水化合物类碳源。间作竹荪提高了橡胶园土壤6类碳源的相对利用率、土壤微生物群落碳源代谢活性、碳源利用多样性和土壤肥力,促进了微生物类群向更好的趋势发展。     

凋落物配比对杉木土壤微生物碳代谢多样性的影响

在4、15和32年生杉木人工林内采用网袋法布设不同配比杉木-火力楠凋落物网袋和空白对照样地,采用Biolog技术分析不同林龄杉木人工林内凋落物配比对表层(0~5 cm)土壤微生物的碳源利用以及土壤微生物碳代谢多样性的影响。结果表明,各林分土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)表现为32 a>15 a>4 a;杉木-火力楠1∶2处理下4年生幼林表层土壤中整体代谢活性最强。3个林分土壤微生物的丰富度(Shannon指数)以及多样性(Simpson指数)差异较小,杉木-火力楠1∶2处理对土壤微生物的均一度(Mc Intosh指数)影响达极显著水平(P=0.001)。3个林分都以碳水化合物、氨基酸以及聚合物作为主要的碳源利用类型,其中4、15和32年生杉木人工林中杉木-火力楠2∶1、纯杉木处理下的土壤微生物对碳源的利用聚为一类,杉木-火力楠1∶2、杉木-火力楠1∶1与纯火力楠处理在15、32年生杉木人工林中聚为一类。     

外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响

以东北典型黑土区表层(0~10 cm)耕地土壤为研究对象,采用盆栽试验和Biolog-ECO微平板法,通过平均颜色变化(AWCD)、丰富度指数、Shannon-Winner多样性指数、Simpson指数、Mc Intosh指数和碳源利用率等指标的测定与分析,研究了生物炭添加量对黑土土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:(1)黑土耕地土壤微生物群落碳源平均颜色变化,随培养时间呈现对数变化规律,在"拐点"处(168 h)平均颜色变化的范围为0.56~0.98,且以SA2处理(质量分数为2%)最高;(2)土壤微生物Mc Intosh指数表现出随生物炭添加量的增加,呈先增大后减小的趋势,平均颜色变化范围为5.61~8.53,同样以SA2处理最大;(3)外源生物炭对黑土耕地土壤微生物功能多样性的促进作用,主要是通过提高微生物对碳水类和胺类碳源的利用率得以实现。     

广东省不同区域菜园土壤微生物群落功能多样性比较

【目的】了解广东省不同区域菜园土壤微生物碳代谢功能群落结构的特点与差异.【方法】采用Biolog生态微平板方法分析广东的粤北、粤东、粤西和粤中4个不同区域菜园土壤微生物碳代谢群落结构.【结果和结论】4个不同区域的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数、Mc Intosh指数变化趋势均不同,反映微生物活性的AWCD表现为:粤北粤东粤西粤中,表明不同区域菜园土壤微生物在碳源利用能力、微生物丰度等方面存在差异.4个区域土壤微生物对6类31种碳源的利用程度存在差异;主成分分析显示,4个区域土壤微生物代谢基质主成分1的贡献率为54.76%,主成分2为13.25%;主成分1载荷0.18以上的基质有22种,主成分2有15种;碳源在主成分分离中起主要贡献作用的是氨基酸类、羧酸类、酚类和碳水化合物类碳源.表明不同区域菜园土壤微生物群落碳源利用模式及代谢功能不同,即土壤微生物群落功能多样性有差异.     

黑土区不同林龄落叶松人工林土壤微生物群落功能多样性的对比研究

采用Biolog-ECO微平板检测法,以21、30、40和52年生落叶松人工林土壤为对象,研究了典型黑土区0～20 cm土层范围内土壤微生物群落碳源代谢的多样性变化特征。结果表明:1）在培养168 h时,落叶松人工林地上层（0～10 cm）和下层（10～20 cm）土壤的微生物碳源平均颜色变化率（AWCD）的变化范围分别为0.41～1.40和0.20～0.69,且均随林龄的增加而逐渐增大。2）落叶松人工林微生物群落功能多样性指数随林龄的增加呈逐渐升高的趋势,即52 a40 a30 a21 a,且上层土壤的微生物功能多样性高于下层。上层和下层土壤的丰富度指数、Shannon Weiner多样性指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为12～25和6～14、2.55～3.12和1.83～2.62、0.89～0.95和0.76～0.91、4.22～9.49和2.52～6.18。3）落叶松人工林土壤微生物群落对6类碳源的利用率均随林龄的增加而增大,且碳水类、多聚物类和胺类是导致上层土壤微生物代谢差异的敏感碳源,碳水类、羧酸类和胺类是导致下层土壤微生物代谢差异的敏感碳源。4）落叶松人工林土壤微生物多样性指标与土壤理化性质相关性极为密切。可以认为,随着林龄的增加,落叶松人工林微生物功能多样性逐渐提高,这为进一步揭示其林地土壤质量的演变提供了参考。      

放牧对冷蒿根际土壤微生物数量和群落功能多样性的影响

为揭示放牧扰动对内蒙古典型草原植物冷蒿Artemisia frigida根际土壤微生物的影响,运用平板计数法和Biolog-ECO板技术,对不同放牧强度[对照(ck),轻度放牧(LG),重度放牧(HG)]下冷蒿根际(ARS)和非根际(NRS)土壤微生物群落特征及其功能多样性进行了研究。结果表明:不同放牧强度下冷蒿根际土壤微生物数量均显著高于非根际土壤(P0.05),土壤微生物均以细菌占优势。Biolog分析显示,土壤微生物群落代谢活性(AWCD)随培养时间延长而逐渐增加,不同放牧强度处理后AWCD值差异显著(P0.05),大小顺序依次为LG-ARSck-ARSckNRSLG-NRSHG-ARSHG-NRS。土壤微生物群落Shannon指数、Simpson指数、Mc Intosh指数和丰富度指数的总体趋势为ck-ARS和LG-ARS最高,ck-NRS,LG-NRS和HG-ARS次之,HG-NRS最低。不同放牧强度的土壤微生物对不同碳源利用强度存在较大差异(P0.05),其中LG-ARS利用率最高,HG-NRS利用率最低,糖类和氨基酸类碳源是各放牧强度下土壤微生物的主要碳源。聚合物类和氨基酸类碳源在主成分分离中发挥了主要贡献作用。总之,放牧处理能够降低土壤微生物群落多样性,但冷蒿根际微生物种群密度和群落多样性均高于非根际,说明冷蒿生长能够提高土壤微生物群落功能多样性,削弱放牧干扰;冷蒿根际丰富的土壤微生物有利于改善土壤微生态,进而促进冷蒿生长,使它们成为草场退化的阻击者。     

磷高效转基因水稻连续种植对土壤微生物功能多样性的影响

为评价磷高效转基因水稻对土壤微生物功能多样性的影响,以磷高效转基因水稻OsPT4为研究对象,设施磷和不施磷两种处理,基于Biolog生态平板法,分析比较了4个生育时期的OsPT4及其亲本‘日本晴’对土壤微生物功能多样性的影响。结果显示:OsPT4和‘日本晴’的土壤微生物群落平均吸光值AWCD均随培养时间的延长而增加,但不同生育时期AWCD最大值和生长趋势有所不同。土壤微生物多样性指数分析结果显示,OsPT4和‘日本晴’的Shannon多样性指数和Simpson优势度指数在全生育时期均表现为施磷处理高于不施磷处理;OsPT4的Shannon指数在分蘖期和拔节期差异显著,抽穗扬花期和成熟期则差异不显著,Simpson指数则表现为前3个生育时期差异不显著,而在成熟期出现显著差异;Os PT4和‘日本晴’的Mc Intosh均匀度指数均在分蘖期最大,且远高于其他3个生育时期;OsPT4的Mc Intosh指数在全生育时期均无显著差异。不同类型碳源利用显示,OsPT4和‘日本晴’均以糖类、羧酸类和氨基酸类为主要碳源。主成分分析显示,‘日本晴’呈聚集分布,OsPT4呈分散分布,表明二者在土壤微生物群落碳源的代谢利用上存在差异。综上所述,OsPT4与非转基因水稻相比,不同施磷条件和不同生育时期对土壤微生物群落活性、多样性指数、优势度指数和碳源主成分分布有所影响。     

南疆野生黑果枸杞果实抗氧化成分与土壤理化性质、微生物特征的相关性

【目的】黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)是一种耐盐小灌木,其果实富含花青素和多糖等抗氧化成分,经济价值高。影响黑果枸杞抗氧化成分含量的因素较多,测定南疆不同生态条件下野生黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分的组成情况,分析三者之间的相关性,为黑果枸杞开发利用提供依据。【方法】采用常规测定方法、Biolog微平板和分光光度计法分别测定土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分,运用统计学方法对这三者之间的相关性进行分析。【结果】黑果枸杞根际土壤理化性质、微生物特征和果实抗氧化成分含量不同地区差异较大,但存在着一定的相关性。(1)根际土壤p H、电导率的变化幅度分别为8.86~8.04和16.43~0.06 ms/cm,二者与微生物活性(AWCD)、Shannon丰富度指数之间呈显著负相关;电导率与Simpson优势度指数、Mc Intosh均匀度呈显著正相关。(2)144 h Biolog碳源利用表明,黑果枸杞的根际土壤微生物的AWCD值阿克陶和野云沟分别为2.04和1.62,库尔楚园艺场为0.71,其余均较低。土壤养分含量与AWCD和Shannon指数呈负相关;与Simpson指数和Mc Intosh指数呈正相关。载荷因子分析表明,影响黑果枸杞根际土壤微生物的碳源类型为碳水化合物、羧酸类和多聚物类碳源。(3)果实中花青素、还原糖和多糖含量分别变化于46.88~11.75、351.16~229.19和176.34~169.52 mg/g。土壤p H、电导率、有机质、全氮与黑果枸杞果实花青素呈正相关。p H和多糖呈显著正相关;但电导率和养分与多糖呈负相关。Shannon指数与花青素和多糖含量呈显著正相关。【结论】提高p H、盐分含量和微生物丰富度能增加果实抗氧化成分的累积。     

生石灰对酸性土壤pH值及微生物群落功能多样性的影响

【目的】通过盆栽试验探讨了在施加不同水平的生石灰时,酸性土壤p H值及微生物群落功能多样性的变化量。【方法】本实验采用Biolog-ECO检测法,探究了在4种不同生石灰施用量CK、T1、T2、T3(0、1125、2250、3375 kg/hm2)下酸性土壤微生物群落碳源代谢的多样性变化。【结果】(1)在240 h的培养期内,施加不同量生石灰条件下微生物群落单孔平均颜色变化率AWCD值从高到低依次是T2T1T3CK。(2)土壤p H值与AWCD值相关分析表明,两者呈中度正相关。(3)土壤微生物群落功能多样性指数结果显示,T1、T2、T3处理的Simpson指数显著高于CK处理,而Shannon指数与Mc Intosh指数在各处理之间的差异不显著。(4)主成分分析结果表明,T3、CK处理土壤微生物碳源利用方式相似,而T1、T2处理有不同的碳源利用方式。【结论】由此可见,每公顷施加2250 kg的生石灰(T2处理)能提高土壤p H值、土壤AWCD值、物种优势度指数与微生物群落碳源利用能力,对微生物多样性的提高有较大的促进作用。