黄河三角洲刺槐根际与非根际细菌结构及多样性

为精确分析黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌群落定殖情况,本研究采用高通量测序方法对刺槐根际与非根际土壤细菌结构及多样性进行了研究。研究表明,根际土壤细菌共有36门214属,非根际土壤细菌共有33门153属。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)细菌丰度超过15%,是根际与非根际土壤中的优势菌落。根际与非根际土壤中酸杆菌门、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度差异显著。根际土壤中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、热单胞菌属(Thermomonas)、链霉菌属(Streptomyces)及非根际土壤中红游动菌属、溶杆菌属、链霉菌属、Kaistobacter细菌丰度超过4%。根际土壤中固氮菌丰度显著高于非根际土壤,解磷、解钾细菌丰度差异不显著。根际与非根际土壤细菌Chao丰富度分别为2 054、2 376,差异显著。根际与非根际土壤细菌之间的权重(Weighted Unifrac)距离在0.12~0.25之间。综上所述,黄河三角洲刺槐根际与非根际土壤细菌结构具有一定差异,多样性差异显著。     

东北地区四种农作物根际磷细菌的分布

从小麦、水稻、玉米,大豆根际土壤中磷细菌数量及其群落结构、多样性和相似性等几个方面,对东北地区代表性农作物根际磷细菌生态分布规律进行了系统研究.结果表明,4种作物根际土壤中分布大量解磷菌和溶磷菌,其中解磷菌达到2.15～6.68×105cfu·g-1、溶磷菌达到0.7～3.9×104cfu·g-1,解磷菌数量多于溶磷菌;作物根际土壤有效磷含量与磷细菌数量问无直接相关性;东北地区农作物根际磷细菌种群结构复杂,小麦、玉米、水稻、大豆根际土壤解磷菌分别涉及9个、11个、13个、12个菌属,溶磷菌分别涉及9个、8个、9个、7个菌属:4种主要农作物根际土壤中分布的磷细菌具有较高的多样性指数,且一般来说根际土壤中解磷菌多样性更高;作物根际磷细菌组成相似性系数在0.50～1.00之间,总体处于较高水平,且溶磷菌的相似性系数高于解磷菌.     

十种湿生植物根际真菌群落参数和土壤肥力的比较

【目的】利用人工湿地是目前我国进行点源污水处理的一项重要技术,人工湿地的湿生植物及其根际微生物对污水处理有重要影响。目前人们普遍关注的是湿生植物根际细菌的群落结构和功能,而对根际真菌群落结构的信息较少。本文主要研究10种湿生植物根际的土壤肥力、真菌数量、生物量和真菌的碳代谢,目的在于筛选出根际土壤真菌生物量和活性均较大的植物种类,为今后人工湿地的建设提供参考依据。【方法】采用"向后抛石法"随机选取采样点,收集10种湿生植物根际土壤。采用常规方法测定土壤有机碳、全氮和全磷含量;真菌数量采用稀释平板法,真菌生物量(麦角固醇含量)采用高效液相色谱法(HPLC)测定;真菌碳代谢指纹采用FF板进行分析。【结果】银边石菖蒲、花叶香蒲和黄菖蒲根际土壤分别有较高的有机碳、全氮和全磷含量(P0.05)。黄菖蒲根际土壤真菌数量和生物量最大(P0.05)。相关分析表明,土壤全磷与真菌数量和生物量有极显著的正相关关系(P0.05),是制约土壤真菌分布的重要因素。碳代谢指纹分析表明,水生美人蕉土壤真菌对95种碳源的平均利用活性以及对6种碳源群的利用强度均大于其它植物,土壤全氮显著地影响了真菌群落对碳水化合物的利用(P0.05)。【结论】10种湿生植物根际土壤肥力和真菌群落有显著性差异,因而土壤肥力和真菌群落可以作为筛选人工湿地植物的重要依据,但这一结论还有待从分子生物学的角度进一步验证。     

不同林龄油松根际土壤微生物群落多样性及其影响因子

为了探究不同林龄油松根际与非根际土壤微生物群落多样性及其与土壤环境因子之间的关系,利用Illumina-MiSeq高通量测序技术对不同林龄油松根际与非根际土壤中细菌的16SrDNA基因V3—V4区片段和真菌18SrDNA基因V4区片段进行测序,为油松的人工培育林提供有益借鉴和参考。结果表明:(1)油松根际土壤pH值显著低于非根际(p0.05),根际土壤有机碳、全氮、有效氮和有效磷均显著高于非根际(p0.05),土壤中根际和非根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值。(2)土壤中根际土壤酶活性(蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性)显著高于非根际,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,过熟林有所降低。(3)油松根际土壤细菌和真菌多样性指数均高于非根际,其中随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,丰富度指数、Shannon-Wiener指数、ACE、Chao 1指数均显著高于非根际(p0.05);而根际土壤细菌和真菌覆盖度、均匀度和Simpson指数指数与非根际差异并不显著(p0.05)。(4)主坐标分析(PCoA)分析表明,油松土壤根际和非根际细菌和真菌群落具有很好的相似性,并且根际和非根际细菌群落产生明显的分离效应。(5)冗余分析显示,土壤环境因子对油松土壤细菌和真菌多样性有显著影响。其中对土壤细菌和真菌多样性影响较大的有SOC和TN,而pH值对土壤细菌和真菌多样性影响为负。     

柑桔根际土壤微生物种群动态及根际效应的研究

在柑桔根际土壤微生物的种群结构中，细菌占优势，最高达76871×10⁷个每克干土；真菌次之，达17549个每克干土；放线菌最少，达12462个每克干土。三种菌的根际效应非常显著，根际细菌最高约为对照的67.6倍，真菌约为12.4倍，放线菌约为26.9倍，柑桔中，温州密柑根际土壤细菌最多，年平均为6490×10⁷个每克干土；红桔的放线菌及真菌最多，年均分别为1326个每克干土及1728个每克干土。柑桔根际土壤微生物区系的种群结构和数量变动，受土壤理化性质的影响，并随树种、树龄、砧木及季节而变化。柑桔根部及根颈部对脚腐病、根腐病及线虫病的感病性和耐病性同柑桔同柑桔根际土壤微生物区系中，有益微生物与有害微生物的种类、数量及分布有密切的关系。柑桔根际土壤有益微生物有促进生长发育和保护的作用。     

苗期干旱胁迫下施氮对玉米氮素吸收和土壤生物化学性质的影响

研究苗期干旱胁迫下施氮对东北春玉米氮素吸收利用和土壤生物化学性质的影响,为区域玉米养分管理与逆境调控提供依据。研究设置水、氮二因素盆栽试验,土壤水分包括3个水平:田间持水量的30%(W0),50%(W1)和70%(W2);施氮量包括2个水平:不施氮(N0)和施氮0.24 g/kg(N1),测定不同水氮条件下玉米苗期的植株干重和氮素吸收、根际和非根际土壤的化学性质、微生物量碳、氮(MBC、MBN)及土壤酶活性。结果表明:干旱胁迫显著降低玉米苗期植株干重和氮素吸收量,其中W0条件降幅最大(分别为51.1%,43.8%)。施氮促进各水分条件下植株生长,且与水分存在显著交互作用,W2条件下施氮后植株干重和氮素吸收量的增幅最高(分别为53.7%,83.2%)。干旱胁迫提高植株的水分利用效率,但降低氮肥利用效率。施氮显著提高W2条件植株的水分利用效率,但干旱条件下则无显著影响。水、氮及其交互作用对土壤性质的影响较为复杂。总体上,苗期干旱胁迫暂时提高了根际和非根际土壤pH,显著增加根际土壤的铵态氮和硝态氮含量。MBC、MBN对干旱胁迫的响应在根际与非根际土壤之间存在相反趋势,根际土壤随干旱程度增加而提高,非根际土壤则随之下降。土壤酶活性方面,干旱胁迫显著影响根际土壤的硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性。施氮增加所有水分条件下根际和非根际土壤的pH和铵态氮、硝态氮含量,其中根际土壤的增幅高于非根际土壤。施氮显著增加各水分条件下根际和非根际土壤的MBC、MBN、脲酶和硝酸还原酶活性,但显著降低根际和非根际土壤亚硝酸还原酶活性。水氮交互作用显著影响根际土壤的亚硝酸还原酶、非根际土壤的脲酶、亚硝酸还原酶和FDA水解酶活性。根际、非根际土壤各生物化学性质之间均存在显著的相关关系,而且根际土壤除土壤亚硝酸还原酶外的各指标均与植株氮素吸收和氮肥利用效率呈正相关。苗期干旱显著抑制玉米植株生长和氮素吸收,并对土壤生物、化学性质造成显著影响。施氮对植株和土壤性质的影响在不同水分条件下存在差异,而且植株表现与土壤生物、化学性质之间存在显著相关关系。     

覆盖模式及小麦根系对土壤微生物区系的影响

采用平皿分离培养法研究了5种栽培模式和小麦根系对土壤细菌、真菌及放线菌数量的影响。连续2年的定位测定结果表明:覆膜有利于土壤微生物数量增加。5种栽培模式中,小麦根区、根外土壤细菌数量均以覆膜模式下最高,分别为116.8×106cfu·g-1和86.7×106cfu·g-1;土壤真菌和放线菌数量均以垄沟覆膜(垄上覆膜、垄沟播种)模式下最高,分别为3.0×103cfu·g-1、1.4×103cfu·g-1和18.9×105cfu·g-1、19.7×105cfu·g-1。不同模式下小麦根系对土壤细菌和真菌数量影响较大,表现为根区高于根外;而根系对放线菌影响较小,只有补灌和覆膜2种模式为根区高于根外。多重比较结果显示,覆膜与其他模式之间细菌数量差异极显著,根区土壤细菌和真菌数量与根外存在显著差异。覆盖和根系能大幅度增加根区细菌、真菌和放线菌的数量,强化小麦根区根外细菌和真菌的数量差异。     

玉米?水稻轮作和水稻连作土壤根际和非根际氮含量及酶活性

【目的】以水稻连作为对照,研究玉米?水稻水旱轮作模式对稻田作物根际和非根际土壤氮素含量及酶活性的影响,为稻田系统玉米?水稻轮作对土壤氮素转化与稻田土壤质量的影响提供科学依据。【方法】利用根际袋盆栽试验进行水稻连作与玉米?水稻轮作,在玉米喇叭口期、抽穗期及成熟期,水稻分蘖期、孕穗期及成熟期分别采取根际与非根际土样,测定土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量与脲酶、硝酸还原酶活性变化。【结果】两种种植模式及作物生育期对土壤氮素含量和酶活性均有显著影响。不同种植模式下土壤酶活性变化趋势基本相同。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作土壤铵态氮减少了24.7%;土壤硝态氮含量增加了153.4%,主要表现在第一季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作条件下两季作物成熟期土壤全氮含量降低,土壤脲酶活性整体提高24.3%,土壤硝酸还原酶活性整体降低34.6%。水旱轮作对各个指标的影响可持续到第二季。根际土壤铵态氮含量及脲酶活性整体低于非根际土壤,玉米根际土壤硝态氮含量低于非根际,水稻根际土壤硝态氮含量高于非根际土壤,根际土壤硝酸还原酶活性高于非根际土壤。【结论】在本试验中,轮作在第一季对土壤氮素及酶活性的影响可持续至第二季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作可以提高作物根际与非根际土壤的脲酶活性及硝态氮含量,有利于氮素有效性的提高。     

返青前后草地早熟禾草坪根际微生物区系动态

根际是土壤-植物生态系统物质及能量交换的活跃界面,根际微生物不仅直接影响植物对水分、养分的吸收,而且也同时影响植物对不良环境的抵抗能力。利用选择性培养基对草地早熟禾（PoapratensisL.）返青前后根际与非根际的细菌、真菌以及放线菌类群进行分离测数,拟从根际及非根际土壤微生物区系动态变化方面来阐述草地早熟禾返青前后其根际微生态的变化规律。结果表明：（1）草地早熟禾草坪的返青后,根际及非根际细菌、真菌数量明显增加,但放线菌数量呈减少趋势;（2）无论返青前后或者根际以及非根际,细菌的数量都占整个土壤微生物量的绝大部分,细菌数量的变化代表了整个微生物类群数量的变化趋势,使得草地早熟禾返青后根际土壤由“真菌型”向“细菌型”转化;（3）返青前后,各微生物类群都表现出明显的根际效应。     

南方稀土矿区水土保持植物根际土壤碳氮及pH特征

选取南方稀土矿区芒萁、宽叶雀稗、枫香和木荷四种典型水土保持植物,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素和有机碳含量特征以及pH的变化。研究表明,根际较非根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮平均分别高出79.7%、34.2%和30.7%,土壤有机碳平均高出164.9%,pH平均高出0.13个单位。除pH外,根际土壤与非根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮和有机碳之间均差异显著(p0.05)。四种植物根际土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机碳的含量均较非根际土壤含量高。宽叶雀稗的根际土壤pH大于非根际土壤,而木荷、芒萁和枫香的根际土壤p H与非根际土壤无显著差异。在根际与非根际土壤中,土壤全氮与土壤有机碳之间呈显著正相关,而土壤全氮与土壤铵态氮、土壤全氮与土壤硝态氮之间均无相关性。即稀土矿区四种植物对碳氮主要养分均具有较强的截存效应,可作为稀土矿区生态恢复的主要植物。     

Identification of organically bound iodine in soil humic substances by size exclusion chromatography / inductively coupled plasma mass spectrometry (SEC / ICP-MS)

Abstract

Sulfur transformation in riee rhizosphere was investigated. Soil enzyme arylsulfatase in rhizosphere and non-rhizosphere soil, whieh is responsible for mineralization of organic sulfur to sulfate sulfur, was studied. The Michaelis constants of arylsulfatase from Maahas c1ay and Pila c1ay loam were 3.04 × 10^-4 M and 3.97 × 10^-4 M, respectively. The arylsulfatase of rhizosphere soil showed higher activity than that of non-rhizosphere soil. Applieation of sulfate had no marked elTect on the enzyme aetivity either in rhizosphere or non-rhizosphere soil under the submerged condition. This indieates that arylsulfatase activity under the submerged condition is not inhibited by applieation of sulfate. The amount of HI-reducible sulfur in the rhizosphere and non-rhizosphere soi! inereased with time. However, rhizosphere soil had a higher amount of HI-reducible sulfur than did non-rhizosphere. Thc ditl'erence in arylsulfatase activity between the rhizosphcre and non-rhizosphere soil was not directly associated with thc number of sulfur-redueing and -oxidizing bacteria.     

4种湿地植物的生理性状对人工湿地床设计的影响

野外调查分析了4种常见湿地植物的最长根长,根系体积,植物密度,植株的氮、磷和锌含量等对人工湿地去除污染物、人工湿地设计和人工湿地使用寿命的影响。结果表明,最长根长以美人蕉为最长（43.73cm）,芦苇其次（32.50cm）,黄花鸢尾最短（12.57cm）;根系体积以美人蕉最大（66.72cm^3）,芦苇其次（17.42cm^3）,黄花鸢尾最低（4.70cm^3）;密度以芦苇最高（257株·m^-2）,美人蕉其次（61株·m^-2）,茭白最低（54株·m^-2）;单位面积上芦苇、美人蕉、茭白和黄花鸢尾地上部分生物量分别是4.27、2.12、0.94和0.78kg·m^-2。相应地,单位面积上植物地上部分对氮、磷和锌的吸收量以芦苇最高,美人蕉其次,黄花鸢尾最低。不同植物对人工湿地的使用寿命没有显著影响,但植物的最长根长和密度可作为人工湿地基质深度设计和植物数量配置的依据。     

黄土丘陵沟壑区典型林地土壤微生物、酶活性和养分特征

通过对陕西吴起县黄土沟壑区退耕还林地不同林分(沙棘、刺槐、油松、小叶杨)根际与非根际土壤养分、酶活性和微生物特征进行研究,比较4种典型林分及退耕草地“根际效应”及根际对养分的截留效应,评价根际效应对土壤特性产生不同改良效果,为黄土沟壑区退耕地人工林科学选择造林树种提供理论支持。研究表明:1根际与非根际土壤中有机质含量、有效磷含量、碱解氮含量和速效钾含量表现出显著差异,有机质、有效磷、速效钾含量均呈现明显的根际聚集现象。2根际土壤微生物数量和土壤酶活性总体高于非根际,仅油松样地中过氧化氢酶活性和小叶杨样地中脲酶活性根际低于非根际。3根际土壤中脲酶活性与细菌和真菌数量相关性达到显著水平,过氧化氢酶活性与真菌相关性达到显著水平;有机质含量与细菌、放线菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平;碱解氮、有效磷含量均与细菌、真菌数量和脲酶活性相关性达到显著水平。在非根际土壤中,土壤养分含量与土壤微生物、土壤酶活性的相关性明显降低。4从土壤肥力综合水平看,根际土壤肥力水平综合得分总体上大于非根际土壤,其中根际土壤中沙棘小叶杨油松刺槐草地。沙棘能大幅度提高土壤肥力,具有较好的土壤改良效果。     

水体苯胺、N和P生物修复研究

利用水培试验研究了6种常见适于水栽植物和EM菌在处理含苯胺、N、P废水的效果。结果表明对水体苯胺修复效率为50.7%～97.3%。植物对苯胺、N、P的修复能力因植物不同而异。植物修复苯胺的能力排序为蕹菜〉水葫芦〉水浮莲〉美人蕉〉水花生〉香蒲,而植物修复N的能力排序为水花生〉水葫芦〉蕹菜〉香蒲〉美人蕉〉水浮莲。美人蕉和蕹菜对P修复能力高于其他植物。抗生素抑菌试验表明,水体中原有微生物在苯胺修复中起了显著作用。EM菌的加入增加对水体N的去除能力。EM菌对水体P修复无直接作用,EM菌促进水浮莲和水葫芦吸收P。     

Characterization of copper-resistant bacterial community in rhizosphere of highly copper-contaminated soil

The characteristics of copper (Cu)-resistant bacterial communities in a rhizosphere and a non-rhizosphere of the ditch reed, Phragmites, in a highly Cu-contaminated area near a copper mine were investigated. The total Cu concentration was 720 μg·g^–1 in the rhizosphere soil and 5 680 μg·g^–1 in the non-rhizosphere soil. In the rhizosphere, the multiplication of bacteria, particularly non-resistant bacteria, was promoted as compared with the non-rhizosphere. The properties of the bacterial community in the rhizosphere were quite different from those in the non-rhizosphere in terms of Cu sorption ability, growth rate and exopolymer production. Both the Cu-resistant bacteria and non-resistant bacteria in the rhizosphere grew more rapidly in media than those in the non-rhizosphere. For almost all the isolated Cu-resistant bacteria, exopolymer production was prompted by Cu stimuli especially for the isolates from the rhizosphere. The adverse effect of Cu on the growth rate was found to be small for the Cu-resistant bacteria producing exopolymers in a large quantity, suggesting the involvement of exopolymers in the detoxification of Cu. The role of Cu resistance in the bacterial chemotactic migration in the Cu-contaminated soils was not evident.     

不同林龄杉木根际与非根际土壤微生物群落特征

为探究中亚热带杉木土壤微生物群落随林龄变化特征,以中亚热带7,24,34 a生杉木人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其根际和非根际土壤微生物数量和群落结构及驱动土壤微生物变化的主要土壤环境因子。结果表明:随着杉木林龄的增长,非根际土壤各类微生物数量不断减少,根际土壤微生物数量不断增加,34 a生杉木人工林细菌含量、革兰氏阴性菌含量、Cy:MONO根际土壤显著高于非根际土壤,而其他各类微生物在根际和非根际土壤间均没有显著差异。相关分析和冗余分析结果表明:土壤环境因子对杉木土壤微生物群落有显著影响,其中有效磷和铵态氮含量对土壤微生物群落的影响较大,有效磷含量与土壤微生物群落呈正相关,土壤铵态氮含量与其呈负相关。因此,在杉木人工林管理过程中,可适当增加磷的输入,以增加土壤微生物数量,提高土壤质量,促进杉木的生长。     

一株在微生物燃料电池中可以利用喹啉发电的产电假单胞杆菌Q1的产电特性研究

A rhizobox experiment was conducted to compare iron (Fe) oxidation and changes of pH, redox potential (Eh) and fractions of zinc (Zn) and lead (Pb) in rhizosphere and non-rhizosphere soils of four emergent-rooted wetland plants (Echinodorus macrophyllus, Eleocharis geniculata, Hydrocotyle vulgaris and Veronica serpyllifolia) with different radial oxygen loss (ROL) from roots. The results indicated that all these wetland plants decreased pH and concentration of Fe(Ⅱ) but increased the Eh in the rhizosphere soils. Pb and Zn were transformed from unstable fractions to more stable fractions in the rhizosphere soils, so decreasing their potential metal mobility factors (MF). Among the four plants, E. macrophyllus, with the highest ROL and root biomass, possessed the greatest ability in formation of Fe plaque and in the reduction of heavy metal MFs in the rhizosphere soil. Wetland plants, with higher ROLs and root biomass, may thus be effective in decreasing potential long-term heavy metal bioavailabilities.     

烟蒜轮作与套作对土壤微生物类群数量的影响

采取田间试验方式,以单作烤烟为对照,研究了不同年度和烤烟生育时期烟蒜轮作、烟蒜套作对根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌、解钾菌和解磷菌数量变化的影响。结果表明:随生育时期推进,烟蒜轮作和烟蒜套作处理根际土壤细菌含量高于单作烤烟的趋势越来越明显。2014年,上部叶成熟期烟蒜轮作、烟蒜套作根际土壤细菌数量是单作烤烟的1.41倍和1.24倍。中部叶成熟期和上部叶成熟期,烟蒜轮作处理根际土壤真菌数量最少,但2014年烟蒜轮作和烟蒜套作处理下非根际土壤真菌数量高于单作烤烟处理。烟蒜轮作、烟蒜套作处理根际土壤放线菌数量高于单作烤烟,上部叶成熟期分别是单作烤烟2.01倍和2.93倍(2013年)、1.12倍和1.28倍(2014年)。烟蒜轮作、烟蒜套作处理根际土壤解钾菌和解磷菌含量在烤烟生长发育的中后期显著高于单作烤烟,且非根际土壤的解磷菌含量也呈现相同的趋势。不同年度,烟蒜轮作与烟蒜套作处理烟叶产量和上中等烟率均显著高于单作烤烟处理。烟蒜轮作和烟蒜套作种植模式能改良土壤根际环境微生物结构,维持良好的土壤质量状态。