长期不同施肥对农田土壤养分与微生物群落结构的影响

为了阐明长期不同施肥对土壤养分与微生物群落的影响及影响机理,以杭嘉湖平原典型稻麦轮作区长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid, PLFA)分析方法,研究了施用化肥(NPK)、秸秆(Straw)、栏肥(Manure)、化肥与秸秆配施(S+NPK)、化肥与栏肥配施(M+NPK)5种不同施肥方式对土壤主要养分指标与微生物量及微生物群落结构的影响,试验以不施肥处理为对照。结果表明,所有施肥处理均提高了土壤有机碳,其中秸秆与化肥配施、栏肥无论是单独施用还是与化肥配施所提高的有机碳含量均达到显著水平;施用化肥、有机肥、秸秆+化肥及有机肥+化肥均可在一定程度增加土壤氮、磷、钾养分。施用秸秆和栏肥显著提高了土壤中总PLFA、细菌、真菌、放线菌等含量以及微生物群落Shannon指数(P＜0.05),但施用化肥可引起土壤微生物量和多样性指数的下降。相关分析结果表明,土壤微生物PLFA含量及Shannon指数与土壤碳氮比呈显著正相关(P＜0.05)。典范对应分析结果表明,土壤有机碳含量(F=2.18,P=0.027)是影响微生物群落结构的主要环境因子。可得出结论,长期秸秆还田或施用栏肥可显著提高土壤微生物量并改变其群落结构,土壤有机碳含量及碳氮比对于土壤质量和肥力的提高具有至关重要的作用。     

不同施肥方式对烤烟土壤群落多样性的影响

通过研究不同施肥处理对云南大理植烟土壤群落的影响,为生物有机肥的合理配施及改善土壤提供依据。采用Illumina Miseq高通量测序技术,对不同有机肥配施(祥云管盛有机肥,弥渡国发有机肥、福建三炬提供的固体微生物菌肥(耕多邦)以及福建三炬提供的液体微生物菌肥(耕多邦))下的大理烟区植烟土壤菌相分析。研究得出,植烟植株土壤中微生物多样性丰富,包括42个门、93个纲、307个目、386个科、804个属;其中子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门、球菌门、罗氏菌门、乳杆菌门是土壤样品中物种丰度较高的7个门类。与常规对照组相比,施加微生物菌肥可明显增加植烟根际土壤微生物群落结构多样性,其中施加液体为生物菌肥土壤样本微生物多样性指数Chao指数最高,Simpson指数最小,表明施用液体微生物菌肥土壤样本微生物群落多样性最高。物种丰度Heatmap表明,与对照相比,施肥处理的土壤微生物组成明显增加,且随着移栽时间的增加施肥处理的群落丰富度也逐渐上升。不同施肥处理间的微生物结构聚类具体表现为施肥处理间的结构聚类较紧密,而对照较为分散,说明施加生物有机肥可以改变土壤微生物结构,且子囊菌门为连作土壤优势...     

双季稻区稻田不同土壤类型的微生物群落多样性分析

土壤微生物在地球化学循环、土壤有机质周转以及土壤肥力与质量方面发挥重要作用。选取双季稻区6种主要的水稻土类型,应用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析方法,研究土壤类型对土壤微生物的结构和多样性的影响。结果表明,6种不同的土壤类型中共检测出了21种不同的磷脂脂肪酸类型,其中紫色土磷脂脂肪酸总量最高,达到107.05 ng g^-1干土,河沙泥磷脂脂肪酸含量最低,为59.75 ng g^-1干土。从革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌及相互间的比值变化看,6种土壤类型间差异较大。主成分分析结果表明,第一主成分和第二主成分可以解释总变异的76.7%,除C16:0外,大部分的非饱和脂肪酸和环式脂肪酸的变异可以在第一主成分中反映出来,第二主成分主要反映含羟基的脂肪酸变异。     

不同施肥对农田土壤微生物功能多样性的影响

为了研究华北农区施肥管理对农田（玉米-小麦轮作）土壤微生物群落功能多样性的影响。应用Biolog-ECO技术,借助中国农业科学院武清农田生态系统野外观测站,对农田（玉米-小麦轮作）土壤微生物群落功能多样性进行研究。结果表明：（1）单施有机肥(A1)土壤微生物对碳源利用率明显高于对照不施肥(A0)处理。（2）单施有机肥土壤微生物群落丰富度(H)和优势度指数(D)分别为2.413和0.902,显著高于推荐施肥(A2)与不施肥处理;均匀度指数(E)在推荐施肥处理下最高,显著高于单施化肥处理(A4)与其他处理间无显著差异。（3）主成分分析结果表明,推荐施肥与习惯施肥处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,单施有机肥和单施化肥处理下土壤微生物碳源利用方式独特。糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物为土壤微生物主要利用的碳源。总之,有机肥的添加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。     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

化学固沙剂对退化沙地植物多样性与微生物多样性的影响

化学-生物固沙是一种有效固沙技术。为了解化学固沙剂对沙地植物多样性与微生物多样性的影响,以450、600、750 kg/hm²固沙剂和未喷施固沙剂(CK)为研究处理,生物、微生物多样性分析结果表明：应用固沙剂后群落重要值随着优势度增加而增加,随着优势度降低而降低;各处理均比对照群落高度、盖度、生物量有提高,表明应用固沙剂后对群落的生长具有促进作用,以600 kg/hm²处理最好。固沙剂喷施量的增加植物、微生物多样性都表现为减少,而植物、微生物优势度都表现为增加。植物多样性与微生物线性相关,同样植物优势度与微生物优势度存在线性相关。植物通过影响土壤环境,进而影响土壤微生物群落结构和多样性。     

复合微生物肥料对羊草草原植物群落特征的影响

为了探究复合微生物肥料在草地改良中的作用,以退化羊草草原为研究对象,设定CK(对照)、F(腐殖酸肥)、T(糖蜜发酵肥)、H(海藻酸肥)、A(腐殖酸+糖蜜发酵+海藻酸肥)5种复合微生物肥料施肥处理,分析不同处理下群落物种和群落多样性的变化。试验结果表明:施用复合微生物肥料对于羊草地上生物量均有所提高,处理H较对照增产效果最好,且存在显著性差异(P0.05),同时,处理H也显著提高羊草地下生物量;处理A和H显著降低了群落优势度,提高了群落主要物种的重要值,但不显著;Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数、E.Pielou均匀度指数都显著正相关。短期内,施用复合微生物肥料,群落的建群种和优势种没有改变,海藻酸复合微生物肥料对羊草的地上生物量增产效果最好,对地下生物量促进作用最佳。     

有机肥与化肥配施对烤烟土壤微生物群落PLFAs动态的影响

通过田间试验,应用PLFAs方法,并结合生物多样性指数测度法,研究有机肥与化肥配施对烤烟土壤微生物群落动态变化及一些特征PLFA生物标记含量的影响。研究结果表明：与纯化肥相比,有机肥与化肥配施可明显提高土壤微生物Shannon-Wiener（H）多样性指数、丰富度指数（S）和Pielou均匀度（J）及Simpson优势度指数（D）,且25%鸡粪+化肥的处理优于25%饼肥+化肥的处理;在烤烟整个生长发育过程中,各处理土壤中总PLFAs和各特征PLFA,如：16:0、18:1w9c、17:0 10Me、16:0 10Me、16:1w5c和18:1w7c等的相对生物量,均在烤烟生长后期达到最高值;且配施有机肥的处理总是高于纯化肥处理（CK）。除甲烷氧化菌的特征PLFA 16:1w5c含量是25%饼肥+化肥的处理大于25%鸡粪+化肥处理外,其它特征PLFA,如：硫酸还原细菌（SRB）PLFA 16:0 10Me和厌氧细菌PLFA 18:1w7c生物含量皆为25%鸡粪+化肥处理大于25%饼肥+化肥处理。     

绿肥套作对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响

以Biolog技术研究了套作绿肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,为绿肥与烟草套作栽培模式的应用提供理论依据,结果表明:团棵期和成熟期表征土壤微生物碳代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)均为套作草木犀套作黑麦草对照,说明套作绿肥对土壤微生物利用碳源的能力影响显著。土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为套作草木犀套作黑麦草对照,且套作草木犀的土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为最大值,说明套作绿肥影响了植烟土壤的微生物群落结构,提高了植烟土壤微生物群落多样性。不同碳源的代谢强度分析表明,不同绿肥及不同生长时期土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用程度明显高于氨/胺类、其他化合物类和聚合物类碳源。主成分分析表明,套作绿肥及不同生长期植烟土壤的微生物群落功能多样性具有明显的差异,糖类、其他化合物类和羧酸类对微生物碳代谢差异起主要作用。套作绿肥增强了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了植烟土壤的微生物群落结构和群落功能多样性,并且套作草木犀的效果更为明显。     

生物质炭配施有机肥对旱地红壤酶活性及其微生物群落组成的影响

研究生物质炭配施有机肥对旱地的土壤养分的影响,可为旱地农作物的土壤改良提供理论依据。针对中亚热带第四纪红黏土发育的旱地红壤,本研究通过室内培养试验,向土壤中施用生物质炭配施有机肥,探索土壤微生物生物量碳和氮(MBC、MBN)、酶活性（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶）和微生物群落组成的变化。试验共设置5种处理,分别为对照(CK,0 g/kg)、水稻生物质炭配施有机肥(RM,50 g/kg)、玉米生物质炭配施有机肥(CM,50 g/kg)、小麦生物质炭配施有机肥(WM,50 g/kg)和单施有机肥(M,40 g/kg)。为尽量消除误差,试验数据采用归一化处理,即实测值减CK值后除以各处理所添加的C、N量。结果表明：生物质炭配施有机肥(RM、CM、WM)处理均显著降低了旱地红壤MBC、MBN含量、脲酶活性和总PLFAs量,以WM处理的降幅最大,降幅分别是单施有机肥（M处理）的33.89%、69.03%、47.62%和23.30%;RM处理显著提高了蔗糖酶和过氧化氢酶活性,升幅分别是M处理的91.49%和28.94%。相比单施有机肥,生物质炭配施有机肥降低了土壤总PLFAs含量（平均为-16.89%）、真菌PLFA (-38.17%)、土壤真菌PLFA/细菌PLFA比值(F/B)(-40.63%)和土壤革兰氏阴性菌PLFA/革兰氏阳性菌PLFA比值(G^-/G⁺)(-4.3%),而提高了土壤细菌PLFA (+5.18%)、Shannon-Wiener多样性指数(+0.38%)和土壤细菌压力指数(BSI,+11%)。主成分分析表明RM处理与其他处理之间差异较大。综之,不同物料生物质炭配施有机肥引起土壤微生物量、酶活性和微生物群落组成的变化差异较大,其中影响最大的是水稻生物质炭配施有机肥处理,可为温室气体减排提供参考。     

绿肥还田对双季稻根际土壤产甲烷古菌群落结构的影响

利用PCR-DGGE技术及克隆文库构建方法研究,尿素、紫云英鲜草翻压还田、黑麦草鲜草翻压还田和不施氮肥4种处理对双季稻不同生育时期(早稻季:分蘖期,拔节期,成熟期;晚稻季:分蘖期,扬花期,成熟期)稻田根际土壤中产甲烷群落结构的影响。结果表明,双季稻不同取样时期和各处理中产甲烷古菌群落结构稳定且相似,早稻季和晚稻季的优势群落均为甲烷微菌目(Methanomicrobiales)、Rice Cluster I(RC-I)、甲烷鬃菌科(Methanosaetaceae)、甲烷杆菌属(Methanobacterium),但早稻季产甲烷古菌群落的Shannon-Weiner指数(H)和丰富度指数(R)整体低于晚稻季。紫云英和黑麦草鲜草翻压还田处理较尿素处理更为明显地提高了双季稻(一年)稻田根际土壤中产甲烷古菌群落的Shannon-Weiner指数和丰富度指数,但均暂未对产甲烷群落结构产生决定性影响。     

玉米马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

纳帕海沼泽化草甸不同季节土壤真菌群落结构与理化性质的关系

为阐明纳帕海湿地沼泽化草甸土壤真菌群落结构的季节变化规律及其与理化性质的关系,采用稀释培养结合形态鉴定比较,分析旱季和雨季土壤真菌群落结构的季节变化,并探讨其与土壤理化性质的相互关系。结果表明：（1）土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾和速效磷在0~20 cm土层为雨季>旱季;20~40 cm土层除全氮外,为旱季>雨季。土壤容重和自然含水率在0~20 cm土层和20~40 cm土层为雨季>旱季。（2）旱季和雨季土壤真菌多样性均具有明显季节变化,0~20 cm土层除均匀度指数JSW外,真菌数量、多样性指数H'和丰富度指数DMA为旱季>雨季。20~40 cm土层,多样性指数H'和丰富度指数DMA为旱季>雨季,真菌数量和均匀度指数JSW为雨季>旱季。（3）经形态鉴定,旱季和雨季分别分离到12 属和11 属真菌,群落结构组成相似性极高,但也表现出一定差异性。曲霉属和腐霉属同为旱季和雨季沼泽化草甸的优势类群;枝孢菌属和壳囊孢属是旱季特有属,链孢菌属是雨季特有属。（4）经Pearson 相关性分析：在旱季和雨季,土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾、速效磷、容重和自然含水率与土壤真菌群落结构组成相关性大。不同季节土壤真菌多样性和群落组成有明显的季节变化特征,土壤理化性质与真菌群落结构组成密切相关,为研究真菌群落对纳帕海湿地生态系统的影响提供参考依据。     

脐橙园区果实品质-土壤元素-微生物相关性分析

以纽荷尔脐橙果园区为研究对象，采用相关性及多元线性回归分析法研究土壤养分、土壤微生物及脐橙果实品质间三联关系。结果表明：土壤有机质与脐橙果实品质、还原糖、可溶性固形物呈显著线性正相关，水解性N与糖酸比、固酸比呈显著线性正相关，TP与可溶性固型物、有效P与固酸比呈显著线性正相关；脂肪酸标记10Me18:0（放线菌）、i11:0（细菌）、16:0（假单胞杆菌）、17:0（节杆菌）、11 Me 18:1 w7c（纤维素菌）、18:0（嗜热解氢杆菌）、20:4w6,9,12,15c（真菌）、18:1 w9c（原生生物）、16:1 2OH（雷尔氏菌属）、16:1w5c（甲烷氧化菌）、cy19:0 w8c（伯克霍尔德菌）等与土壤TP、有效P、有效K、有机质呈显著正相关，少数指示细菌的脂肪酸标记及生态指数与果实品质存在相关性；土壤元素、微生物群落与脐橙果实品质间存在直接、间接关联，有效多元线性回归方程可为均衡营养施肥提供提论依据，使三者间达到利于脐橙果实生长和品质提高的动态平衡关系。     

横断山北部高山区土壤真菌群落多样性研究

采用物种丰富度（S）、 Shannon-Wiener指数（H′）、Pielou指数（E）和优势度指数(D)等指标,对横断山北部高山区土壤真菌群落多样性进行了测定。结果表明,该区域土壤真菌的物种丰度、多样性指数、均匀度指数和优势度指数分别为6.7714±2.9415、1.6956±0.4110、0.9302±0.0719、0.2290±0.1052。折多山地区土壤真菌数量最多,物种丰富度（S）和Shannon-wiener指数（H′）最高,分别达8.5000和1.8702。利用极点排序,结合垂直带的气候类型,可将横断山北部高山区土壤真菌区系划分为3个垂直生态类群：山地寒温带及高山亚寒带气候类型（海拔2900~4400m）、高山寒带气候类型（海拔4400~4600m）和高山永冻带气候类型（海拔4600~4800m）。     

三江平原农田土壤动物组成与结构分析

摘 要：土壤动物是农田生态系统的重要组成部分,在农田生态系统的能量流动与物质循环过程中起着重要的作用。三江平原农田主要分布于草甸土,黑土,白浆土,沼泽土,从生态地理学角度出发,通过野外取样与室内实验结合对三江平原农田4个代表性土类的土壤动物进行了系统调查和分类鉴定。共获得土壤动物7031只,51类,隶属于4门7纲16目39科,其中优势类群3类,常见类群8类,稀有类群40类。各样地大、中小型土壤动物的数量和种类组成存在差异,草甸土大型土壤动物的数量和种类最多,白浆土的大、中小型土壤动物的数量和种类都是最少。在多样性分析中,大型土壤动物多样性指数大小为沼泽土＞草甸土＞黑土＞白浆土,与丰富度指数和均匀性指数呈正相关,与优势度指数呈负相关;中小型土壤动物多样性各指数间没有显著的相关性。四个土类间土壤动物的相似程度均较高,大多为中等相似,只有沼泽土和草甸土为极相似。     

转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤酶活性及微生物的影响

【研究目的】转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤酶活性和微生物的影响。【方法】利用BIOLOG Ecoplate? 微平板(BIOLOG Inc., USA)结合微生物的平板培养及相关的土壤酶活性分析。【结果】结果表明：转基因甘蔗显著(p<0.05)降低了土壤脱氢酶的活性，提高了土壤的纤维素酶、蛋白酶和脲酶活性(p<0.01)，而对蔗糖酶和磷酸单脂酶没有影响；转基因甘蔗显著增加了根际土壤可培养的细菌和真菌数量（CFUs），但对放线菌影响很小。转基因甘蔗并没有增加土壤中对卡那抗性的微生物数量（CFUs）；BIOLOG Ecoplate研究表明转基因甘蔗稍微提高了根际土壤细菌的代谢活力，细菌多样性分析表明，根际土壤细菌的Simpson指数(D’)、Shannon-Wiener指数(H’)、细菌生理群分布的均匀度、Mclntosh指数(DMc)差异不明显。【结论】转基因甘蔗对根际土壤酶和土壤微生物有一定影响，但没有增加对卡那抗性的微生物数量（CFUs）；BIOLOG实验未发现转基因甘蔗对土壤细菌的多样性有影响。