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。     

不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog-ECO技术对新垦农田不同作物种植模式下土壤微生物群落功能多样性进行了研究。结果表明:不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性均有很大影响。与6年连作小麦相比较,头3年连种大蒜再轮作小麦的土壤微生物对全部碳源的利用能力最强,生理代谢活性最高,在0~144h内其平均颜色变化率(AWCD)变化最显著,土壤微生物群落优势度、多样性指数及均匀度也相对较高,说明该种作物种植模式对土壤微生物群落结构和功能多样性影响最大,可有效改善土壤贫瘠状况。     

覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象,运用Biolog微平板技术,研究不同种类覆盖作物处理(2、4、8种和清耕对照)下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明,覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明,猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力,且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外,4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明,猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子,影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。     

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.     

黄土高原5种造林树种菌根根际土壤微生物群落多样性研究

为了准确评估造林树种在黄土高原生态恢复中的作用,采用BIOLOG检测法,对黄土高原柠条、沙棘、狼牙刺、油松和刺槐5种造林树种菌根根际土壤微生物群落多样性进行了研究。结果显示,各树种根际土壤孔平均颜色变化率AWCD为油松＞沙棘＞狼牙刺＞柠条＞刺槐;不同树种菌根侵染率和菌根根际的微生物功能多样性均有显著差异;群落丰富度、多样性指数分析表明,油松外生菌根根际土壤微生物功能多样性和群落种群结构最丰富,其次为沙棘和柠条;碳源利用中与主成分1和主成分2相关的主要碳源分别是羧酸类、氨基酸类和糖类物质。相关性分析表明,菌根侵染率与土壤微生物功能多样性呈极显著正相关,随着菌根侵染率的提高,根际土壤微生物功能多样性增加。外生菌根树种有利于改善黄土高原退化土壤的微生物群落结构,优于泡囊丛枝菌根树种,油松作为黄土高原植被恢复的先锋造林树种,可以改善该区域干旱贫瘠土壤的微生物群落结构。      

泰山不同类型刺槐人工林林下植被结构与多样性研究

研究了泰山3种类型刺槐人工林林下植被的垂直结构和物种多样性,结果表明:(1)刺槐侧柏混交林下灌木层的高度、盖度及草本层高度为最大,刺槐油松混交林次之,刺槐纯林最小;草本层的盖度表现为刺槐油松混交林>刺槐侧柏混交林>刺槐纯林。(2)刺槐纯林灌木层和草本层的丰富度指数、物种多样性指数最小,而均匀度指数最大;刺槐油松混交林除灌木层的Simpson指数较低外,其丰富度指数、草本层多样性指数、均匀度指数均高于刺槐侧柏混交林。(3)建议营建混交林以提高森林的生态功能。     

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。     

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。     

高粱连作对土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog技术,以玉米—高粱轮作为对照,分别在播种施肥前、拔节期、穗花期及成熟期采集土壤样品,研究连作4 a高粱对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,4个时期连作土壤微生物碳源整体代谢量(AWCD值)都高于玉米—高粱轮作,高粱连作显著提高了土壤微生物多样性。微生物培养96 h时,轮作与连作间Shannon多样性指数和碳源利用丰富度指数均达显著差异(P0.05),连作在播种前、拔节期、穗花期、成熟期4个时期的AWCD值分别是轮作的1.82倍、1.27倍、1.23倍和1.85倍,显著高于轮作,并在96 h以后连作与轮作的AWCD值之间差异均显著。对分类碳源利用数据分析及碳源利用主成分分析显示,不同处理土壤微生物碳源利用特征出现分异,引起分异的主要碳源是羧酸类和氨基酸类碳源,在播种施肥前连作对羧酸类的利用能力显著高于轮作(P0.05),是轮作的3.15倍;在拔节期与穗花期连作土壤微生物对氨基酸类代谢显著高于轮作(P0.05),其中尤其以甘氨酰-L-谷氨酸最为显著(P0.01);成熟期连作对除糖类外的5类碳源利用代谢能力都显著高于轮作,其对氨基酸类、羧酸类的利用能力分别是轮作的2.38倍和5.3倍。综合分析表明,高粱连作4 a土壤中的微生物群落活性较轮作旺盛,尤其对氨基酸类、羧酸类碳源的代谢活性变强,土壤中微生物的功能多样性升高。     

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。     

冬季覆盖作物秸秆还田对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响（英文）

微生物群落功能多样性是土壤质量变化重要的指标,不同作物类型的秸秆还田措施对土壤微生物群落功能多样性具有明显的影响。以位于双季稻主产区不同冬季覆盖作物-双季稻种植模式大田定位试验田为研究对象,以冬闲-双季稻种植模式为对照(CK),应用BiologGN技术开展黑麦草-双季稻(Ry)、紫云英-双季稻(Mv)、油菜-双季稻(Ra)和马铃薯-双季稻(Po)种植模式条件下不同冬季覆盖作物秸秆还田后对双季稻田根际土壤微生物功能多样性影响的研究。研究结果表明,早稻和晚稻成熟期,与CK处理相比,冬季覆盖作物秸秆还田处理增加了稻田土壤碳源平均颜色变化率(AWCD),以Po处理AWCD均为最高,均显著高于Ry和CK处理。不同冬季覆盖作物秸秆还田处理土壤微生物代谢多样性指数表现出明显的差异,早稻成熟期,Po处理的Richness、Shannon和McIntosh指数均为最高,其次为Ry、Mv和Ra处理,CK处理最低;晚稻成熟期,各处理的Richness、 Shannon和McIntosh指数大小顺序均表现为Po>Ra>Mv>Ry>CK。土壤微生物碳源利用的主成分分析结果表明,各冬季覆盖作物秸秆还田处理根际土壤微生物利用的主要碳源为氨基酸类和糖类物质,不同处理间碳源利用类型有差异。冬季覆盖作物秸秆还田措施有利于提高双季稻田根际土壤微生物对碳源的利用能力、物种丰富度和均匀度。     

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。     

四种香草兰根际土壤微生物群落功能多样性解析

植物种类、品种是影响根际土壤微生物群落的重要因素。为了明确不同种香草兰根际土壤微生物群落差异,利用Biolog-ECO微平板技术分析墨西哥香草兰、帝皇香草兰、大香草兰、大花香草兰根际土壤微生物群落功能多样性。结果表明:4种香草兰根际土壤微生物群落利用总碳源能力不同,帝皇香草兰根际土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)增长速率最快,在整个培养周期均显著高于大香草兰及大花香草兰;帝皇香草兰根际土壤微生物群落对碳水化合物、氨基酸、多聚物类碳源利用能力最强,墨西哥香草兰根际土壤微生物群落对酚酸和胺类碳源利用能力最强;墨西哥香草兰和帝皇香草兰根际土壤微生物群落功能多样性指数均显著高于大香草兰及大花香草兰,其中,帝皇香草兰McIntosh指数分别比大香草兰和大花香草兰高39.5%和65.4%,墨西哥香草兰土壤微生物丰富度指数显著高于其他3种香草兰;根际土壤微生物利用碳源的主成分分析结果表明,4种香草兰根际土壤微生物群落结构差异明显,与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率为95.45%,碳水化合物、羧酸和氨基酸是根际土壤微生物群落利用的主要碳源。综上,4种香草兰根际土壤微生物利用碳源能力及群落功能多样性不同,帝皇香草兰根际土壤微生物群落功能多样性最高。     

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。     

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。     

互花米草入侵下红树林土壤微生物群落特征

为了探索互花米草入侵下的红树林土壤微生物的群落特征,运用Biolog微平板技术对闽江河口湿地红树林和互花米草根际的土壤微生物的碳源代谢能力和功能多样性进行了分析,探讨了互花米草根际土壤微生物与红树林植物的差异。结果表明:红树林-互花米草混交区域(MS)的土壤微生物功能多样性和丰富度都要高于红树林群落(MC)和互花米草群落(SC)。Biolog微平板上的平均颜色变化率(AWCD)值整体呈现出随着培养时间的增加而增长的趋势,不同类型的植物变化曲线不同。聚合物类是各植被类型土壤微生物的主要碳源,酚酸类利用率最低。在土壤微生物的Simpson指数、Shannon指数和Richness指数中MS显示出最高,表明其土壤微生物多样性最为丰富。主成分分析表明,31个因素中与碳源利用相关的两大主成分,主成分1(PC1)和主成分2(PC2)分别可以解释变量方差的77.7%和22.2%,酚酸类和胺类在主成分分离中起主要的贡献作用。研究表明,不同植被类型其根系土壤微生物碳源代谢能力不同,MS的土壤微生物功能多样性最为丰富。     

晋西黄土区蔡家川流域不同退耕林地的物种多样性研究

为了研究晋西黄土地区不同退耕林地下的物种多样性,基于14个样方内植被数据,通过丰富度指数、多样性指数、Simpson指数、均匀度指数研究晋西黄土地区主要植被群落的物种多样性.结果表明,14个样地共记录了102种高等植物,草本层种类73种,灌木层包括乔木幼树共31种,乔木层12种;不同类型森林群落内部各层的群落多样性基本都表现为:草本层＞灌木层＞乔木层;但在山杨(Populus davidiana)次生林和山杨辽东栎(Quercus liaotungensi)次生林中灌木层高于草本层.群落之间灌木层物种多样性:次生林＞人工林,以山杨次生林和刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林多样性最高;草本层物种多样性:人工林＞次生林,刺槐侧柏(Platycladus orientalis)混交林和油松(Pinus tabulaeformi)人工林的多样性最高,刺槐人工林和山杨辽东栎次生林草本多样性最低.不同林分灌木层和草本层的丰富度表现为,灌木层:次生林＞混交林＞纯林;草本层:纯林≥混交林＞次生林.β多样性显示,混交林相比较于纯林与次生林之间差异小.研究结果表明混交林比单一树种造林有更高的群落物种多样性,低密度造林能够提高群落物种多样性.创造林隙供灌木和小乔木生长以及营林初期采用乔灌草搭配造林能够加快群落演替,促进植被恢复.     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素。研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平。平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H'')均极显著低于坡地。西坡土壤微生物AWCD值和H''高于南坡,但AWCD和H''与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性。坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力。火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异已不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关。     

生物有机液肥施用对新疆玉米地土壤微生物多样性的影响

为探讨市售的某生物有机液肥对土壤的改良效应,以新疆玉米地土壤为研究对象,采用常规梯度稀释混菌平板法和BIOLOG-ECO分析技术,研究了施用该有机液肥对土壤微生物群落结构及功能多样性的影响。结果表明,施用该有机液肥后,土壤速效P、K含量上升,与对照(不施有机液肥)间差异达极显著水平,其中速效K含量的变化尤为突出,比对照多162mg/kg;土壤可培养微生物数量显著增加,为对照的2.28倍,其中以真菌数量的上升幅度最大,为对照的3.75倍,细菌和放线菌则分别为对照的2.59倍和1.97倍;土壤微生物的代谢能力增强,代谢功能多样性增加,施生物有机液肥后,土壤微生物的AWCD值、碳源利用种数(S)、Shannon指数、McIntosh指数及均匀度均高于对照,其中AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数与对照间差异达极显著水平;土壤微生物对氨基酸类、胺类、多聚物和羧酸类碳源的代谢能力增强,其中对胺类底物的代谢利用变化最为显著,有机液肥处理组中胺类代谢的AWCD值是对照的14.17倍。     

外加镉处理下生物质炭对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响

采用Biolog-Eco微平板法,通过模拟实验探究外源Cd胁迫下不同量(0%、2.5%、10%,W/W)秸秆生物质炭输入后土壤微生物在碳代谢功能方面的响应机制。平均吸光度(AWCD)值、多样性指数、碳源利用特征和主成分分析结果均表明:Cd污染条件下,生物质炭的施用提高了土壤中微生物群落碳源代谢活性及功能多样性,2.5%生物质炭处理下的提高效果尤为显著。土壤微生物Mc Intosh指数上升了70.59%,群落物种均一度发生巨大的变化;土壤微生物对羧酸类、氨基酸类碳源化合物的利用能力分别提高了10倍和5倍,其中2.5%低质量分数生物质炭提高了土壤微生物对羧酸类和糖类碳源化合物利用率,10%高质量分数生物质炭却提高了氨基酸类碳源化合物的利用率。进一步分析显示,羧酸类、其他类和聚合物类碳源化合物促使两个生物质炭处理组与单加Cd对照组在碳源利用率上存在差异。