棉粕对盐碱环境下土壤微生物多样性及土壤结构的影响

以棉粕作为盐碱土改良剂,针对不同程度的盐碱土壤为研究材料,探究棉粕对盐碱环境下微生物多样性及土壤结构的影响。提取土样中微生物总DNA,利用新一代illumina HiSeq高通量测序技术进行相关分析,对于土壤微形态则利用扫描电镜进行观察。结果表明,随着盐碱浓度的提高,氯化钠处理下小团聚体所占比例逐步上升且土壤形态表现为表面疏松多孔;碳酸钠则相反,其大团聚体随碱浓度提高而增加,小团聚体所占比例则下降,土壤形态则呈现表面紧实,孔隙少,盐碱土的这两种土壤结构都不利于微生物的生存活动。通过对土壤样品中微生物多样性分析得出,添加棉粕的所有处理相比CK(常规施肥)可以增加盐碱土中微生物群落数量,其中中度盐(MN)、中度碱(MA)处理Shannon指数最大,Simpson指数最小,说明添加棉粕后MN、MA处理的微生物丰富度最高,盐碱处理下土壤中主要的微生物群落包括10个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺菌门、浮霉菌门、疣微菌门、厚壁菌门。总体而言,通过向盐碱土中添加棉粕可以相应地改善土壤结构,一定程度上增加其微生物群落数量,在中度盐碱情况下添加棉粕使其土壤中微生物丰度最高,而盐碱这种特定的土壤环境中微生物占优势菌门没有太大差异。     

东北苏打盐碱土壤微生物群落对植被进展演替的响应

研究基于Illumina平台的高通量测序技术,深度解析东北苏打盐碱土植被进展演替下的3种土壤和羊草根系内生微生物群落结构和多样性。碱斑土壤(C)、碱蓬根际土壤(S)、羊草根际土壤(A)以及羊草根系(AE)分别得到1864、1693、1793、730个细菌可操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),分别得到432、316、502、143个真核微生物OTU。在门分类水平上,苏打盐碱土壤以及羊草根系内生的细菌类群主要分布于9个门,其中变形菌门为主要菌门;苏打盐碱土壤以及羊草根系内生的真核微生物类群主要分布于9个门,其中子囊菌门占主导地位。研究结果表明:苏打盐碱土壤植被进展演替使得土壤细菌和真核微生物群落结构差异性逐渐增大,使得苏打盐碱土壤质量和功能更加稳固,生态系统更加稳定;Halomonas、Nitrincola和Wellemia与东北苏打盐碱土壤植被进展演替相关性较大,Pseudomonas和Paenibacillus与以羊草为主的顶级群落形成相关性较大。     

修复剂调控铅镉污染棉田对土壤微生物多样性的影响

为探讨重金属铅(Pb)、镉(Cd)污染下棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾修复剂对土壤微生物多样性的影响,采用田间桶栽试验,进行了棉粕腐植酸、聚丙烯酸钾以及两者复合施用修复污染棉田土壤的研究,通过高通量测序分析了土壤微生物多样性的变化,并利用傅里叶红外光谱进行了土壤化学结构的修复响应分析。结果表明:与未施用修复剂处理相比,施用棉粕腐植酸和聚丙烯酸钾减少了表层土壤Pb、Cd含量,其中两者复合处理可分别减少62.6%和52.3%;改变了土壤微环境进而影响了土壤微生物多样性,不同处理共发现土壤细菌25个门,69个纲,149个目,273个科,442个属,其中优势菌门主要为变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门和放线菌门。聚丙烯酸钾处理增加了土壤中变形菌门的相对丰度,棉粕腐植酸和复合修复处理增加了酸杆菌门和芽单胞菌门的相对丰度。由此可见,铅镉复合污染土壤中微生物多样性丰富,优势菌群相对稳定,聚丙烯酸钾和棉粕腐植酸通过改变土壤微环境进而影响菌群丰度。     

杉木人工林土壤微团聚体中铁铝氧化物与微生物的分布及其关系

[目的]探究亚热带红壤区土壤微团聚体中铁铝氧化物与微生物的分布及其关系,为该区域土壤结构的改良提供理论依据.[方法]以亚热带红壤区典型林分杉木人工林为对象,研究不同粒级微团聚体胶结物中铁铝氧化物含量、结合态有机碳含量和微生物群落多样性在不同土层中的分布,并分析各形态铁铝氧化物含量与微生物群落多样性的关系.[结果]微团聚...     

不同类型短期逆境胁迫对蕉园土壤团聚体 组成及酶活性的影响

采集海南蕉园土壤,通过室内模拟试验研究不同类型环境胁迫对土壤团聚体组成及酶活性的影响。土样经干旱、渍水、酸化和病原菌入侵处理后,采用湿筛法筛分不同粒径团聚体,并进行土壤酶活性和微生物检测。结果发现,除酸化处理土壤2 mm团聚体比例高于对照外,其余各处理土样0.25 mm团聚体所占比例与对照相比均显著下降,而0.25 mm小团聚体比例均显著增加。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶等的酶活性与对照相比下降20%~90%。土样经不同处理后细菌数量均显著降低,酸化和病原菌入侵后尖孢镰刀菌数量由原来102 CFU/g分别提高到103 CFU/g及104 CFU/g。Miseq测序结果显示,土壤微生物群落结构也发生了显著变化。结果表明,短期逆境胁迫会影响蕉园土壤结构及功能,降低土壤质量。     

榆林沙区典型林地不同植被类型对土壤微生物群落结构的影响

  目的  掌握榆林沙区典型林地土壤微生物特征,明确地上植被对土壤微生物群落结构的影响。  方法  采集榆林沙区四种林分类型土壤,分析其土壤微生物群落结构。  结果  测序共产生有效操作分类单元（OTU）15,509个,各林分间OTU及各类多样性指数没有显著性差异。优势菌种及其丰度土层间变化较大,但林分间优势细菌种一致,丰度排名前五的分别是变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和绿弯菌门（Chloroflexi）;樟子松、油松林下土壤中,酸杆菌门所占比例最大、分别达到22.32%和29.02%,而在沙柳和小叶锦鸡儿林下土壤中,变形菌门又成为优势菌,比例占到27.64%和28.51%。变形菌门和放线菌门在灌木林土壤中所占比例要高于乔木。  结论  虽然各优势种丰度在林分间略有差别,但差异不显著（P < 0.05）。说明在一定区域内微生物群落结构复杂程度是受土壤本底的影响,不同季节或者土壤温度、湿度的变化对微生物群落结构的影响在一段时间后消除,群落结构归于稳定。     

黄土丘陵区不同植被群落土壤团聚体有机碳及其组分的分布

有机碳是形成土壤团聚体的重要物质,植被群落通过有机残体的输入增加土壤有机碳含量,从而通过影响团聚体的形成而影响土壤结构。为探究不同植被群落对土壤结构改良的意义,对黄土丘陵区森林带和草原带的不同植被群落土壤团聚体中有机碳组分进行了研究。结果表明:(1)研究区域森林带土壤有机碳含量大于草原带,森林带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:辽东栎群落>人工刺槐群落>狼牙刺群落,草原带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:人工沙棘群落>达乌里胡枝子+茭蒿群落>铁杆蒿+达乌里胡枝子群落;(2)土壤活性有机碳和腐殖质碳占土壤总有机碳的比例在两种植被带之间基本相同,相同植被群落土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比例高于腐殖质碳占总有机碳的比例;(3)森林带土壤>0.25 mm团聚体含量显著高于草原带土壤>0.25 mm团聚体含量,各种形态的有机碳随着土壤团聚体粒级的增大有机碳含量呈先增加后减少或者随着团聚体粒级的增大而增大的趋势,2~0.25 mm和<0.25 mm团聚体中有机碳含量最高;(4)草原带每种植被群落土壤活性有机碳含量空间差异性较大,辽东栎群落各种形态土壤有机碳含量的空间差异性都较大,<0.25 mm团聚体腐殖质碳含量大于其他粒径;(5)草原带人工沙棘群落土壤各种形态有机碳在土壤剖面上的含量差异很小,其他各植被群落0~10 cm土层土壤有机碳含量均大于10~20 cm土层。     

籽粕熏蒸对哈密瓜发病土壤真核生物群落组成和变化的影响

本文利用十字花科白菜型和芥菜型籽粕作为土壤绿色熏蒸剂，研究了籽粕对哈密瓜土传病害的防治效果以及该过程中真核微生物群落在哈密瓜整个生育期的动态变化。研究结果表明两种籽粕对病害有显著防控效果，与化学熏蒸剂棉隆效果相似，但对土壤中微生物群落的扰动以及根际微生物的富集方面存在明显不同。白菜型和芥菜型籽粕均能显著降低土壤中真核微生物的丰富度和多样性，并有选择性的促进土壤中某些特定微生物的恢复和富集，使得有益微生物在根际定殖。在整个过程中，子囊菌门（Ascomycota）真菌主导了微生物群落结构的变化，且在根际有益微生物的群落构建中起到了重要作用，其下属曲霉属（Aspergillus）和毛壳菌属（Chaetomium）中的慢性曲霉（Aspergillus lentulus）和未知物种（OTU_213）与发病率间呈现出显著负相关关系，可能抑制了病原菌群在根际的定殖。而棉隆处理对根际有益微生物的富集方面影响较小，对土壤微生物群落结构的作用也不显著。     

连作年限对设施百合土壤微生物多样性的影响

为探究不同年限连续栽培百合的设施土壤细菌和真菌群落组成变化及其与环境因子间的关系,采用Mi Seq高通量测序技术,对连作4年(C4)、连作5年(C5)和连作7年(C7)设施百合红壤中细菌和真菌群落组成和多样性的变化进行了研究。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌有效序列分别是249003和451044个,细菌和真菌OTUs总数分别是906和298个。Alpha多样性分析显示,随连作年限延长设施百合红壤中细菌香农指数和辛普森指数显著升高,真菌香农指数和辛普森指数显著下降。在物种组成分析中,属于细菌优势菌种的有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占细菌总数比例分别是85.17%、81.04%和81.64%;而真菌菌门中,只有子囊菌门(Ascomycota)一个优势菌种,并且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占真菌总数比例分别93.69%、92.20%、84.31%。不同连作年限土壤中,子囊菌门镰刀菌属(Fusarium)丰度比例达44.02%～58.83%。相关性分析显示,p H值、有机碳、总氮与变形菌门、放线菌门、酸杆菌门丰度显著相关;p H与青霉属(Penicillium)显著正相关,与镰刀菌属显著负相关。由此可以认为,连作后土壤细菌微生物群落多样性指数显著上升,真菌微生物多样性显著下降,同时土壤中细菌的优势菌种有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,在真菌群落组成中子囊菌门占主导,连作后子囊菌门中占主导地位的镰刀菌属数量的增长可能是引起设施百合红壤连作障碍的主要原因之一。     

红壤恢复林地微团聚体形成与稳定的影响机制研究进展

微团聚体是土壤团粒结构的基本组成单元,较大团聚体具有更强的稳定性,其形成与稳定对于土壤有机碳的长期吸存起着决定性作用。目前关于微团聚体形成与稳定性的研究多专注于农业土壤,红壤侵蚀地植被恢复后土壤团聚体稳定性、有机碳分布及微生物群落特征研究也主要集中在大团聚体上,而土壤微团聚体的动态变化及其主要影响因素尚不明确,对于其内在机制更缺乏了解。通过总结土壤微团聚体的形成过程及稳定性,综述了凋落物、根系和菌根对土壤微团聚体形成与稳定的影响,阐述了土壤微团聚体内微生物群落、化学结合态有机碳及有机碳结构是土壤有机碳稳定的重要机制,并提出了未来微团聚体研究方向,以期揭示红壤侵蚀退化地森林恢复过程中微团聚体形成和稳定的生物化学机制,从而为深入阐明有机质—土壤团聚结构—微生物—化学耦合作用和森林土壤碳吸存机制提供参考。     

盐碱土壤与非盐碱土壤微生物的抗盐碱特性

为了比较分析盐碱土壤与非盐碱土壤微生物资源抗盐碱性差异,本研究利用含有不同浓度Na2CO3、NaHCO3和pH的培养基对盐碱土壤和非盐碱土壤细菌进行培养计数。结果显示：非盐碱土壤出菌数量随Na2CO3、pH和NaHCO3浓度升高而下降,盐碱土壤细菌出菌数量随着Na2CO3、pH和NaHCO,浓度升高先是升高然后下降,最高值分别出现在200mmol／LNaHCO3、50mmol／LNa2CO3和pH9．0的分离平板上。此外,高Na2CO3、pH和NaHCO3浓度的平板中盐碱土壤出菌数量远高于非盐碱土壤;以上结果可见,耐盐碱细菌资源主要集中分布在盐碱土壤中,在非盐碱土壤中虽有分布,但是仅占有很少一部分。     

石油污染盐碱土壤的淋洗施肥修复

采用淋洗施肥修复方法处理石油污染盐碱土壤,评价该修复方法对石油污染盐碱土壤的修复效果,并且采用最大或然数法和Biolog方法对土壤微生物数量和微生物群落水平生理特性进行研究。结果表明,经过182d的培养,淋洗施肥处理中油和脂的降解率分别比对照处理和施肥处理高（19.7±4.3）%和（13.8±3.4）%,土壤盐分去除率分别比对照处理和施肥处理高（66.5±2.9）%和（41.3±6.2）%,说明该处理是一种修复石油污染盐碱土壤的有效方式。淋洗施肥处理明显提高异养细菌、石油烃降解菌、烷烃降解菌和多环芳烃降解菌数量和土壤微生物活性,促进了微生物对土壤中油和脂的降解。此外,淋洗施肥处理提高了土壤微生物Shannon多样性指数和Simpson指数,促进了微生物种群的稳定,这暗示着土壤微生物种群正在逐渐恢复。     

不同种植方式对温室土壤微形态的影响

以河北曲周长期定位试验站的温室菜田土壤为研究对象,研究常规种植、无公害种植、有机种植3种不同的种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:有机种植下,土壤结构疏松;土壤团聚体发育良好,大团聚体数量较多;有机质含量增加100%;土壤孔隙的面积百分比最大,表层孔隙度达到了32%,当量孔径0.1 mm孔隙比例最高,即有助于提高通气孔隙含量,增加土壤的通气性。因此,有机种植条件下土壤结构疏松、发育良好,易形成适合作物生长的良好土壤结构;常规种植条件下,土壤结构较为紧实,发育程度较低;无公害种植条件下,土壤结构发育程度居于两者之间。     

典型黑土区坡耕地土壤微生物群落数量的空间分布研究

选取土壤侵蚀较严重的黑龙江省宾县宾州河流域为研究区,通过采集流域上、中和下游6个典型坡面的坡上、坡中和坡下部土壤样品,分析了坡耕地土壤微生物群落数量在流域和坡面尺度上的分布规律,并比较了土壤微生物群落数量空间分布与土壤侵蚀空间分布的关系。结果表明,在流域尺度上,土壤微生物总数量和细菌数量均表现为:下游>中游>上游土壤真菌数量表现为:上游>下游>中游土壤放线菌数量表现为中游最大,而上游和下游数量相当。在坡面尺度上,土壤微生物总数量和细菌数量均呈现:坡中部<坡上部<坡下部,土壤真菌数量呈现:坡下部<坡中部<坡上部,土壤放线菌数量呈现:坡中部<坡下部<坡上部。研究表明,流域土壤微生物总数量和土壤细菌数量的空间分布皆与侵蚀-沉积速率的空间分布相对应,反映出侵蚀-沉积速率是影响该流域土壤微生物群落数量的主要因素。     

黄土丘陵区典型草地土壤有机碳及微生物量碳的分布特征

对黄土丘陵区植被恢复中柳枝稷、长芒草和白羊草这3种典型草地土壤有机碳、微生物量碳以及团聚体中有机碳的含量变化和分布特征进行了研究。结果表明,土壤中有机碳、微生物量碳以及不同粒级团聚体中有机碳均集中分布在土壤的表层;不同草地类型下有机碳的含量大小顺序为:柳枝稷草地>长芒草草地>白羊草草地;相同土层深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布表现为2～1mm粒级团聚体中有机碳含量明显高于其它粒级中有机碳的含量;在3种典型草地中,柳枝稷草地土壤中有机碳含量和团聚体中有机碳含量高于长芒草和白羊草草地的含量,柳枝稷草地土壤微生物量碳的含量仅低于长芒草中的含量。     

高寒草地不同退化程度下土壤微生物及土壤酶活性变化特征

为探讨不同退化程度对高寒草地土壤微生物及土壤酶活性的影响,以青藏高原东北缘祁连山3种不同退化程度(轻度退化、中度退化、重度退化)高寒草地为研究对象,测定和分析土壤3大类微生物(细菌、真菌、放线菌)和氮素生理群(氨化细菌、好气性固氮菌、嫌气固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌)数量、微生物量(碳、氮)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)变化特征。结果表明:(1)相同土层不同退化程度,土壤3大类微生物数量、氮素生理群、微生物量以及土壤酶活性随退化程度的加重总体呈减小的趋势,重度退化程度下各指标含量最小,中等退化程度可增加10—20cm土壤放线菌、氨化细菌及反硝化细菌数量和20—30cm土壤细菌、真菌、放线菌、好气性固氮菌、反硝化细菌数量;(2)不同土层相同退化程度,土壤3大类微生物数量、氮素生理群、微生物量以及土壤酶活性随土层深度的加深均逐渐减小。研究结果对评价草地退化程度提供了新思路,同时为高寒草地的恢复和重建提供了重要的理论依据。     

东北黑土旱田改稻田对土壤团聚体微生物群落功能多样性的影响

为了解东北黑土旱田改种稻田后土壤团聚体中微生物群落功能多样性的变化,将东北黑土旱田(种植玉米为主)改种为稻田(简称“旱改稻”),采用Biolog-Eco微平板技术,研究了“旱改稻”后不同粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及其对碳源利用能力的变化。结果表明,“旱改稻”显著增加了黑土土壤水稳性微团聚体数量,增加了不同粒径土壤团聚体内有机碳(SOC)的含量。旱田和稻田不同粒径土壤团聚体内的土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)表现为旱田淤泥+粘土>旱田大团聚体>旱田微团聚体>稻田大团聚体>稻田淤泥+粘土>稻田微团聚体。“旱改稻”明显降低了各粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及碳源利用能力,尤其对氨基酸与碳水化合物最为明显。主成分分析结果表明,旱田和稻田不同粒径土壤团聚体微生物群落功能多样性差异显著。综上,“旱改稻”明显改变了黑土土壤团聚体微生物群落功能多样性,降低了以碳源为底物的土壤微生物代谢活性。本研究结果为东北黑土区土壤可持续利用提供了理论参考。     

改良剂作用下滨海盐化潮土团聚体分布、稳定性及有机碳分布特征

通过对滨海盐化潮土小麦—玉米轮作2年田间定位试验,研究不同改良剂施用对土壤团聚体分布、稳定性及土壤团聚体中有机碳含量、各级团聚体有机碳对总有机碳贡献率的影响。试验共设置3个处理:对照(CK)、有机土壤改良剂(OSA)和有机—无机土壤改良剂(CSA),分析土壤团聚体分布、水稳性大团聚体(R_(0.25))、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、分形维数(D)、有机碳储量(soil organic carbon storage,SOCS)和有机碳贡献率(contribution rate of organic carbon)。结果表明,滨海盐化潮土水稳性团聚体组成主要以0.25 mm粒径为主,改良剂施用后土壤R_(0.25)显著提高,其影响主要集中在5 mm和2～5 mm粒径级,OSA处理2个粒级团聚体含量较CK分别显著增加167.38%和59.00%,CSA处理分别显著增加89.17%和100.66%。施用OSA与CSA同时显著提高了土壤团聚体MWD和GMD值,说明2种改良剂的施用均有利于提高大团聚体数量及稳定性。施用改良剂2年处理土壤各粒级团聚体中有机碳含量均有所提高,OSA处理以1～2 mm粒级提高最多,CSA以2～5 mm粒级提高最多,且前者达显著水平。与CK相比,改良剂可促使土壤有机碳向大团聚体富集,显著提高1～2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率93.62%～109.76%,降低或显著降低1～2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率20.55%～24.92%。在小麦—玉米轮作模式下,改良剂施用不仅可以显著提高滨海盐化潮土水稳性大团聚体含量和稳定性,还可显著增加水稳性大团聚体有机碳含量与储量,是加强盐碱土壤有机碳库积累的有效措施。     

秸秆与氮肥配施对潮土微生物活性及团聚体分布的影响

为了探索秸秆还田与氮肥配施对砂质潮土微生物活性与土壤团聚体的影响.采用室内培养的方法,在定量秸秆条件下,通过控制尿素用量,研究不同氮肥用量与秸秆配施比例对砂质潮土的有机质、土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性以及土壤团聚体的影响.结果 表明:与CK相比,秸秆配施适量氮肥,能显著提高土壤有机质(29.04％～41.90％)...     

盐碱胁迫对黄瓜嫁接苗根际土壤细菌和真菌群落结构及丰度的影响

为了解盐碱胁迫对黄瓜嫁接苗根际土壤细菌和真菌群落结构的影响,本研究以2种耐盐碱砧木‘华砧108’(T1)、‘神力铁木砧’(T2)和2种盐碱敏感砧木‘辉太郎’(S1)、‘京欣砧6号’(S2)为试材,自根苗作为对照,以混合盐(盐分摩尔比为NaHCO_3∶Na_2SO_4∶NaCl∶Na_2CO_3=4∶2∶2∶0.15)浓度为100 mmol·L~(-1)、pH 9.0的处理液处理20 d、30 d、40 d(定植30 d、40 d、50 d),利用PCR-DGGE技术,研究了盐碱胁迫对不同砧木嫁接的黄瓜幼苗根际土壤微生物群落结构和丰度的影响。结果表明,耐盐碱的砧木品种T1、T2根际土壤真菌DGGE图谱条带数显著高于盐碱敏感的S2和自根苗对照CK,并且耐盐碱的品种T2土壤细菌的Shannon-Wiener指数与均匀度指数均显著高于盐碱敏感的品种S1、S2和自根苗对照CK。耐盐碱品种T1的细菌16S rDNA基因拷贝数在定植50 d时显著高于盐碱敏感的品种及自根苗;在定植40 d时,耐盐碱的砧木T2真菌ITS基因拷贝数显著高于盐碱敏感的品种以及黄瓜自根苗;定植50 d时,耐盐碱的砧木真菌ITS基因拷贝数显著高于盐碱敏感的品种,但与自根苗差异不显著。不同耐盐碱性砧木嫁接黄瓜幼苗根际土壤微生物群落结构组成和丰度存在差异。以上研究表明,随着盐碱胁迫时间的增加,耐盐碱性不同的砧木嫁接苗根际土壤微生物群落丰度与结构多样性产生了较大差异,间接改变了土壤微生态环境,致使土壤微生物数量和丰富度也发生改变。耐盐碱的砧木品种可能通过改善土壤微环境来加强其自身的耐盐碱特性。