生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性的影响

在温室盆栽条件下,利用Biolog微平板技术,研究玉米施用无机复混肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性的变化。结果表明,不同施肥处理土壤微生物群落AWCD、Shannon多样性指数(H)和Shannon均匀度指数(E)以生物复混肥处理最高,CK处理最低;土壤微生物群落利用6类碳源的能力随玉米生长期的延长而降低,但是中后期各处理的土壤微生物对6类碳源的利用率差异不显著,土壤微生物利用的碳源主要是糖类、多胺类、氨基酸类和多聚物类。土壤微生物群落主成分分析表明,不同处理土壤微生物碳源利用特征出现分异:生物复混肥处理主要分布在第1主成分正方向,其他处理主要分布于第1主成分的负方向,起分异作用的主要碳源是糖类、羧酸类和氨基酸类。生物复混肥处理能够提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性,无机肥和CK处理土壤微生物碳源利用特征相似。     

施氮水平对塿土微生物群落和酶活性的影响

 【目的】研究不同施氮量对土壤微生物群落功能多样性和酶活性的影响。【方法】通过野外大田定位试验,于2009年7月15至2009年9月30采用微生物自动分析系统BIOLOG微平板分析法,对不同施氮水平下土壤微生物群落功能多样性,及水解酶活性的动态变化进行了研究。研究涉及N0（0 kg·hm-2）、N1（60 kg·hm-2）、N2（120 kg·hm-2）和N3（180 kg·hm-2）4个施氮水平。【结果】低氮（N1）、中氮（N2）和高氮（N3）处理的微生物群落碳源利用率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）和微生物群落丰富度指数（S）均高于零氮（N0）处理,其中N2处理最高。主成分分析表明,不同施氮水平土壤微生物功能多样性差异明显,起分异作用的主要碳源是糖类和氨基酸类。土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均以N2处理最高,分别为24.85 mg glucose·g-1·(24 h)-1、1.04 mg NH3-N·g-1·(24 h)-1 和2.40 mg hydroxybenzene·g-1·(24 h)-1。【结论】氮肥的施用可以提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性。低量和中量氮肥能够提高蔗糖酶和脲酶活性,而中量和高量氮肥可以增加碱性磷酸酶活性。     

生物复混肥施用量对土壤微生物的影响

采用平板计数法和氯仿熏蒸法,以等养分量的有机无机肥做对照,研究了生物复混肥不同施用量对玉米和油麦菜盆栽土壤中微生物数量及土壤微生物生物量的影响.结果表明,在作物生长的前中期,施肥量为0.1和0.2 g·kg-1的生物复混肥处理较等养分量的有机无机肥处理能显著增加土壤中细菌、放线菌和真菌的数量及生物量碳和生物量氮含量,在作物生长中后期可显著提高油麦菜盆栽土壤中生物量磷含量.     

促生菌对土壤养分、酶活性及细菌群落功能多样性的影响

[目的]探讨植物促生菌对土壤理化特性及细菌群落功能多样性的影响,为高效微生物菌肥的制备及应用提供参考依据.[方法]选用5株对植物生长有促进作用的菌株(PAL5、CA1、CN11、DX120E和WZS021),将菌株分别接种至灭菌土壤(以不接种为对照),通过测定土壤pH、氮磷钾养分含量及土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,评价不同促生菌株对土壤肥力的影响;同时运用Biolog测定方法对土壤中的细菌群落功能多样性进行探究.[结果]促生菌处理可显著提高土壤pH及土壤速效和缓效养分含量(P<0.05,下同),同时可促使土壤无机磷向可溶性磷转化,显著降低无机磷含量;促生菌处理的土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性也显著高于对照,其中,CN11处理的碱性磷酸酶活性是对照的3.64倍,DX120E处理的过氧化氢酶和脲酶活性分别是对照的2.34和4.52倍.Biolog测定结果显示,接种促生菌可提高细菌总代谢活性,其中CN11处理的微生物活性最高.各菌株处理后,土壤细菌群落物种丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均显著高于对照;主成分分析结果表明,接种促生菌可调控土壤细菌群落功能多样性及土壤细菌群落结构,其中CN11和DX120E处理的土壤微生物碳源代谢能力较强.[结论]施用促生菌可不同程度地提高土壤养分及土壤酶活性,调控土壤细菌群落结构.CN11和DX120E处理在土壤养分的活化及提高土壤酶活性和细菌群落多样性等方面效果较佳.     

施用茶树菇栽培废料对青菜土壤中微生物学特征的影响

通过温室盆栽实验研究了施用茶树菇栽培废料对青菜生物量及株高、土壤微生物数量、酶活性及碳源利用能力的影响.结果表明,施用茶树菇栽培废料显著增加了青菜生物量及土壤中放线菌、有机解磷菌、无机解磷菌、纤维素降解菌的数量,改善了土壤微生物区系,提高了土壤磷酸酶活性.单碳源利用图谱显示,施用茶树菇栽培废料增加了土壤微生物功能多样性指数(Shannon指数),降低了均一性指数(McIntosh指数).主成分分析结果表明,施用茶树菇栽培废料导致土壤微生物主要对糖类物质的利用能力产生分异.研究表明茶树菇栽培废料可作为一种良好的有机肥料,通过增加非优势土壤微生物的功能多样性而改善土壤微生物特性,从而加速土壤碳、磷等元素循环以促进作物生长和增加产量.     

苄嘧磺隆对水稻田土壤微生物群落功能多样性的影响

采用BIOLOG碳源底物利用法研究了不同浓度苄嘧磺隆(空白对照0 mg·kg-1、田间最大推荐剂量0.4 mg·kg-1和10倍田间最大推荐剂量4mg·kg-1)对水稻田土壤微生物群落功能多样性的影响。对BIOLOG微平板每孔颜色平均变化率(AWCD值)的分析结果表明,低浓度苄嘧磺隆会提高微生物的碳源利用能力,高浓度苄嘧磺隆表现抑制作用,且随着时间延长,苄嘧磺隆对微生物的促进和抑制作用逐渐消失。施药后96 h水稻田土壤微生物群落功能多样性指数(Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数)的数据分析结果表明,苄嘧磺隆会导致水稻田土壤微生物群落的碳源利用能力集中、可利用碳源种类数减少以及碳源利用程度下降。对水稻田土壤微生物群落主成分分析结果表明,苄嘧磺隆改变了水稻田土壤微生物的群落结构,但随着时间延长,苄嘧磺隆对水稻田土壤微生物群落结构的影响逐渐消失。     

长期施肥对大麦-双季稻种植方式中大麦根际土壤微生物群落功能多样性的影响

【目的】微生物群落功能多样性是土壤质量变化的敏感指标,施肥措施与土壤微生物群落功能多样性关系密切。本文的目的在于探明不同施肥措施对土壤微生物群落功能多样性的影响。【方法】以双季稻主产区肥料长期定位试验田为研究对象,应用Biolog技术分析了化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(LOM)、60%有机肥+40%化肥(HOM)、无肥对照(CK)不同施肥处理对大麦成熟期双季稻田根际土壤微生物功能多样性的影响,从根际土壤微生物功能多样性的角度评价施肥对土壤质量的影响。【结果】MF、LOM和HOM处理大麦根际土壤微生物对碳源的利用程度均显著高于其他处理,而RF处理大麦根际土壤微生物对碳源的利用程度低于CK处理。在大麦成熟期,Richness和Shannon指数大小顺序均表现为:HOMLOMRFCKMF,Mc Intosh指数均以HOM和LOM处理为最高,其次为RF和CK处理,MF处理最低。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各施肥处理大麦根际土壤微生物群落利用的碳源主要为氨基酸类和糖类,不同施肥处理间碳源利用类型存在明显的差异。【结论】不同施肥处理对大麦根际土壤微生物功能多样性产生了不同影响,长期有机无机肥配施有利于维持稻田根际土壤微生物群落多样性。     

生物有机肥对青枯病防效及土壤微生物多样性的影响

采用盆栽试验法对3种生物有机肥FBOF1、FBOF2和BOF克服连作土壤青枯病及土壤微生物多样性的影响进行了研究.结果表明,这3种生物有机肥对青枯病均有防治效果,防效达27.6％～69.0％,其中以FBOF1效果最好,40、60d的防治效果分别为63.7％、69.0％;生物有机肥对土壤微生物AWCD值及相关多样性指数具有影响,施肥后25、40d的AWCD值和Shannon、McIntosh指数都高于对照;同时研究发现施用生物有机肥影响土壤微生物利用不同类型碳源底物的能力,提高了对聚合物类、糖类及氨基酸类碳源的利用能力,从而影响了不同类群微生物的生长,改善了土壤微生物群落结构;主成分分析结果进一步表明,施用生物有机肥改变了土壤微生物的特征碳源类型,导致不同处理微生物区系的差异.     

吡虫啉对枸杞土壤微生物群落功能多样性的影响

采用Biolog方法研究吡虫啉对枸杞土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,吡虫啉3 000倍稀释液在施用后1d对土壤微生物群落功能多样性影响显著;在施用后3d对土壤微生物群落功能多样性的影响仍然十分明显,施用后5d开始减弱;即使极低浓度30 000倍稀释液的吡虫啉对枸杞土壤微生物群落多样性仍然会产生影响。施用吡虫啉后不同时间对枸杞土壤微生物群落功能多样性的影响大小为:施用后第1天第3天第5天第7天。施用吡虫啉后物种数量呈现增加趋势,个体数减少,Simpson指数无变化,Shannon指数、均匀度和Brillouin降低,未施药土壤和30 000倍稀释液处理的土壤McIntosh指数相同,3 000倍稀释液处理的McIntosh指数较低。     

榆林沙区人工固沙林土壤养分、微生物数量和酶活性研究

对毛乌素沙地榆林沙区6种不同人工固沙林土壤养分、微生物及酶活性进行了测定和分析,结果表明:建立人工植被后,土壤养分、微生物数量、酶活性均有显著改善.各林地的土壤养分、微生物和酶活性差异显著,花棒和踏郎混交林地土壤有机质含量、微生物数量、脲酶活性高于其他林地,分别为5.15 g·kg-1、21.75×105个·g-1、1.48μg·-1,其中土壤微生物的数量是踏郎纯林的4倍;樟子松林土壤放线菌和真菌数量较多,而土壤有机质和土壤脲酶活性偏低;沙柳林的土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活性较高,达到2.35 mg·g-1和14.10 mL·g-1.土壤微生物和土壤酶与土壤养分关系紧密,其中,土壤细菌数量、土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质相关显著.     

增施生物有机肥对烤烟光合特性及根际土壤微生物的影响

为探讨生物有机肥作用下烤烟光合特性及根际土壤微生物的变化,采用随机区组试验,研究了增施生物有机肥对烤烟光合参数、土壤微生物数量和多样性及碳源利用力的影响.结果 表明,增施生物有机肥改变了烤烟的光合特性,烟叶SPAD值、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度均显著提高,以70％化肥+4500 kg·hm-2生物有...     

复合微生物菌剂对番茄青枯病和土壤微生物多样性的影响

采用微生物培养和BIOLOG GN2微平板培养,研究了施入自制的复合微生物菌剂对番茄青枯病和土壤微生物多样性的影响.平板抑菌试验结果表明,复合菌剂对番茄青枯病菌有一定的拮抗作用;盆栽试验结果显示,施入复合菌剂后,可延缓青枯病发病时间并降低发病率;不同程度地提高了土壤微生物群落的平均每孔颜色变化率(AWCD)和多样性指数;主成分分析表明,施入复合菌剂的处理,在番茄生长中期,土壤微生物群落功能较相似,其菌群特征是对糖类和聚合物优先利用,对羧酸类利用率则较低.     

土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳及代谢特征的影响

以林地、耕地和草地为研究对象,采用氯仿熏蒸结合Biolog-Eco微平板的方法研究土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳和代谢特征的影响,以期为东北丘陵地区白浆土的可持续利用及生态环境重建提供科学依据和理论指导。结果表明:土壤微生物生物量碳和微生物商的变化均表现为草地林地耕地,且3种土地利用方式间均差异显著。Biolog-Eco微平板分析表明,草地土壤微生物的平均颜色变化率值(Average well color development, AWCD)最高,其次为林地,耕地最低,Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化趋势与AWCD相同。3种土地利用方式土壤微生物对6类碳源的相对利用率以糖类、氨基酸类和羧酸类最高,分别为44.63%~53.61%、21.09%~25.45%和8.31%~15.16%。林地对聚合物类碳源的相对利用率在3种土地利用方式中最高,而与林地相比,耕地对糖类和氨基酸类的相对利用率提升明显,草地则增高了对羧酸类、酚酸类和胺类的相对利用率,说明土地利用方式变化改变了土壤微生物对碳源利用的偏好。主成分分析表明,土壤微生物群落代谢特征随土地利用方式变化发生改变,与草地相比,耕地与林地土壤微生物群落代谢特征较为相似。冗余分析发现土壤pH、总氮、有机质、速效磷和硝态氮是影响微生物群落代谢特征变化的关键因子。本研究结果说明土地利用方式变化改变了土壤理化性质,进而导致了土壤微生物生物量碳、活性和代谢特征的变化。     

湘西北小流域植被恢复区土壤酶活性及养分相关性

研究了湘西北女儿寨小流域马尾松天然林、杉木人工林、杜仲人工林、油桐人工林、润楠次生林、毛竹杉木混交林及荒草灌丛7种典型植被恢复模式下的土壤酶活性、综合指数及土壤酶活性与土壤养分的通径相关关系.结果表明:不同植被恢复模式土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶、磷酸酶活性的变化范围分别为0.15～0.59...     

施用微生物菌剂对烤烟经济性状及其根际微生态变化的影响

以烤烟红花大金元为试验材料,在连作5年植烟土壤中施用微生物菌剂,发现该微生物菌剂提高了烤烟的产量、产值、均价和中上等烟比重,在一定程度上克服了烤烟的连作障碍,并初步对其可能的微生物机制进行分析。通过平板计数,发现微生物菌剂处理烤烟根际土壤的细菌、放线菌、真菌分别比对照高128．57％、191．43％、107．61％。BIOLOG 分析表明,施用微生物菌剂对烤烟根际土壤中以糖类、酚酸、氨基酸、胺类、羧酸衍生物为碳源进行生长的微生物有促进作用,且施用微生物菌剂处理的烤烟根际土壤微生物的 SIMPSON （J）指数、SHANNON （H）指数、SHANNON （H）均匀度指数、BRILLOUIN 指数、McIntosh （Dmc）指数均高于对照,表明微生物菌剂处理提高了土壤微生物功能多样性。微生物菌剂处理烤烟根际土壤中纤维素酶、多酚氧化酶、脲酶、脱氢酶和蔗糖酶活性分别比对照增加了52．44％、482．24％、16．28％、203．66％、56．40％,表明施用微生物菌剂有利于提高主要的土壤酶活性。综上所述,施用微生物菌剂改善了烤烟连作植烟土壤根际微生态,促进烟草生长,提高了烟草品质。     

不同施肥措施对华北潮土区玉米田土壤微生物碳源代谢多样性的影响

探讨长期不同施肥措施下华北潮土区玉米田土壤微生物碳源代谢多样性特征，为华北地区可持续性施肥管理提供理论依据和数据支持。以农业农村部环境保护科研监测所建立的武清长期定位试验站为平台，采用Biolog生态板技术，研究6种不同施肥处理[不施肥对照（A0）、单施有机肥（A1）、氮肥减量配施有机肥（A2）、常量化肥配施有机肥（A3）、氮肥增量配施有机肥（A4）和单施化肥（A5）]对华北潮土区土壤微生物碳源代谢多样性的影响。结果表明，与不施肥对照相比，A1、A2、A3、A4和A5处理显著提高了土壤全氮和硝态氮含量，显著降低了土壤碳氮比和pH；施用有机肥处理（A1、A2、A3和A4）显著增加了有机碳和微生物量氮含量。培养96 h时，反映土壤微生物活性的平均颜色变化率（AWCD）变化顺序为： A2 > A3 > A4 > A5 >A1 > A0。A2的土壤微生物Shannon指数H显著高于其他施肥处理。主成分分析表明，不同施肥处理显著影响土壤微生物的碳源利用特征，A2和A3集中在第1主成分正方向，得分系数在1.125~1.473，土壤微生物碳源利用特征相似；A0、A1、A4和A5位于第1主成分负方向，得分系数在-1.157~-0.167。土壤微生物利用的碳源主要为碳水类、羧酸类、氨基酸和聚合物类。相关分析表明，土壤碳氮比、铵态氮、硝态氮、pH和微生物量氮是影响土壤微生物碳源代谢多样性的主要因素。氮肥减量配施有机肥有利于提高土壤微生物代谢活性和碳源代谢多样性。     

Functional diversity of soil microbial communities in response to supplementing 50% of the mineral N fertilizer with organic fertilizer in an oat field

The effects of supplementing 50% of the mineral N fertilizer with organic fertilizer on the metabolism and diversity of soil microbial communities in an oat field were investigated using Biolog-Eco plates. The experiment consisted of five treatments: no fertilizer(CK), mineral N fertilizer applied at 90 and 45 kg ha–1 N in the form of urea(U1 and U2, respectively), and U2 supplemented with organic fertilizer in the form of sheep manure at 90 and 45 kg ha–1 N(U2 OM1 and U2 OM2, respectively). Each treatment had three replications. The experiment was conducted in 2018 and 2019 in Pinglu District, Shanxi Province, China. The carbon source utilization by soil microbial communities, such as amino acids, amines, carbohydrates, carboxylic acids, and polymers, increased when 50% of the mineral N fertilizer was replaced with organic fertilizer in both years. This result was accompanied by increased richness, dominance, and evenness of the microbial communities. The utilization of amino acid, amine, and carboxylic acid carbon sources and community evenness were further improved when the organic fertilizer amount was doubled in both years. Biplot analysis indicated that amines and amino acids were the most representative of the total carbon source utilization by the soil microbial communities in both years. The highest oat yield was achieved at a total N application rate of 135 kg ha–1 in the treatment involving 45 kg ha–1 N in the form of urea and 90 kg ha–1 N in the form of sheep manure in both years. It was concluded that the application of 50% of the conventional rate of mineral N fertilizer supplemented with an appropriate rate of organic fertilizer enhanced both the functional diversity of soil microbial communities and oat yield. Amine and amino acid carbon sources may be used as a substitute for total carbon sources for assessing total carbon source utilization by soil microbial communities in oat fields in future studies.     

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。     

两种生态型蚯蚓对四环素污染土壤中酶活性和细菌群落结构的影响

土壤酶和微生物可参与土壤中诸多复杂生物化学过程,是指示土壤自净能力和土壤肥力的关键生物学指标。本试验以赤子爱胜蚓(表层种)和壮伟环毛蚓(内层种)为工程生物,研究两种不同生态习性的蚯蚓在不同时间段(0、10、20、30d和40d)对四环素污染土壤酶活性的影响,以期明确蚯蚓对四环素污染土壤的自净能力和土壤肥力的影响程度。利用冗余分析明确蚯蚓通过改变何种环境因子影响四环素污染土壤的酶活性,利用高通量测序分析蚯蚓对四环素污染土壤细菌群落结构的影响。结果显示,试验结束时(40 d),添加蚯蚓的土壤中蔗糖酶(2.15~4.98 mg g-1 d-1)、脲酶(0.55~1.70 mg g-1 d-1)、过氧化氢酶(0.54~1.08 mL g-120 min-1)和脱氢酶活性(0.78~5.14 g g-1 d-1),显著高于自然土壤(3.24 mg g-1 d-1、0.66 mg g-1 d-1、0.89 mL g-120 min-1和2.03 g g-1 d-1)和灭菌土壤(0.70 mg g-1 d-1、0.23 mg g-1 d-1、0.24 mL g-120 min-1和0.21 g g-1 d-1),但添加蚯蚓中酸性磷酸酶活性(0.02~0.15 mg g-1 d-1)显著低于自然土壤(0.17 mg g-1 d-1)和灭菌土壤(0.04 mg g-1 d-1)。添加蚯蚓显著改变了土壤原有的细菌群落结构,提高了四环素污染土壤中的变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的微生物群落丰度,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(A ctinobacteria)、酸杆菌门(A cidobacteria)和芽单胞菌门(G emmatimonadetes)中的微生物群落丰度。冗余分析表明,两种生态型蚯蚓主要通过影响土壤pH值、有机质、胡敏酸和胡敏素等环境因子,提高土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性,抑制土壤酸性磷酸酶活性。赤子爱胜蚓对土壤蔗糖酶促进作用显著优于壮伟环毛蚓,而壮伟环毛蚓对脲酶和过氧化氢酶的促进作用优于赤子爱胜蚓。