放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况.研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著.氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6～703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34～92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低.放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化.PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低.围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs(GPPLFAs/GNPLFAs)比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高.PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理.经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关.     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物量碳、氮变化及微生物群落结构ＰＬＦＡ分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6~703.5 mg·kg-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34~92.15 mg·kg-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3 nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏     

磷脂脂肪酸法分析野山参根区土壤微生物群落多样性

应用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析了野山参根区土壤及对照土壤微生物群落结构特征.结果表明,野山参生长的根区土壤与对照土壤相比,微生物总量发生了明显的变化,均有减少的趋势;野山参根区中代表有致病特征的真菌种类18∶2w9,18∶1w9c,18∶1w9t的总量没有增加反而减少,这与以往的研究结果相反.应用主成分分析法从PLF...     

BDE-209对土壤微生物PLFAs特性的影响

采用室内模拟方法,分析了不同浓度BDE-209处理对土壤微生物磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)组成、含量、微生物群落结构和多样性的影响。结果表明,不同浓度BDE-209胁迫下土壤微生物包括内标19∶0在内,共检测出20种磷脂脂肪酸,土壤微生物群落PLFAs种类较丰富,PLFAs组成以饱和脂肪酸为主,其中脂肪酸16∶0含量最高,单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、支链脂肪酸和环丙烷脂肪酸含量较少。不同浓度BDE-209会改变微生物的组成与含量,与对照(CK)相比,1.0 mg·kg-1处理可将不同种类PLFAs的增加或降低的程度分为3类,10 mg·kg-1和100 mg·kg-1处理的分为4类,增加程度最大的都是细菌。BDE-209对以PLFAs表征的土壤细菌、真菌、放线菌和总微生物量都有显著的影响,且真菌对BDE-209更敏感,细菌对BDE-209耐受更强,其中革兰氏阴性菌对BDE-209污染的响应较敏感,革兰氏阳性细菌更容易存活,而含16:1ω7t的微生物比含16:1ω7c的微生物抗逆性更强。主成分分析发现,对照、1.0、10 mg·kg-1处理和第一主成分呈显著正相关,100 mg·kg-1处理和第二主成分呈显著正相关,其中第一主成分以含16:0、18:0、18:1ω7t、18∶2ω6,9的微生物为优势种群,第二主成分以含i17:0、a15:0的微生物为优势种群。PLFAs表征的土壤微生物量和群落结构对BDE-209的响应敏感,可以作为BDE-209污染下指示土壤环境质量变化的有效生物指标。     

耕作方式和秸秆还田对稻田表层土壤微生物群落的短期影响

土壤微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,对农艺措施响应敏感,为此采用磷脂脂肪酸(PLFA)法研究短期耕作和小麦秸秆还田对稻田表层土壤(0～5cm)微生物群落结构和多样性的影响。2011年在湖北省均川镇,设置了免耕(NT)和翻耕(PT)两种耕作方式以及6000kg·hm-2(SR3)、4000kg·hm-2(SR2)、2000kg·hm-2(SR1)、0kg·hm-2(SR0)四种还田量试验。为期两年的试验结果表明,试验田土壤共检测出了21种不同的磷脂脂肪酸类型,以iC15:0、C16:0、10Me17:0、Cyc19:0为主,分别占总磷脂脂肪酸的9.6%～11.6%、16.1%～19.0%、8.7%～13.0%和7.6%～9.8%,各处理土壤总磷脂脂肪酸含量在25.35～43.06nmol·g-1波动;免耕显著提高了表层土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌,显著降低真菌和革兰氏阴性菌的生物量以及真菌/细菌、单不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸和Shannon-Winner指数;秸秆还田显著提高了细菌、真菌、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的生物量以及真菌/细菌、Shannon-Winner指数、Simpson指数和Margalf丰度指数。因此,秸秆还田提高了表层土壤微生物生物量和微生物多样性,短期免耕主要影响微生物群落结构。     

PLFA方法对堆肥化过程中微生物群落结构变化的影响

利用磷脂脂肪酸(PLFA)方法分析堆肥化过程中微生物群落结构的变化,对PLFA数据进行主成分分析显示,随着堆肥温度的升高,嗜热菌浓度增长很快,而嗜温菌浓度却开始降低,到最高温时浓度达到最低。到腐熟期,能利用木质素和纤维素的细菌(i15:0,a15:0,i16:0,16:1wω7c,16:1ω5c,16:0)和放线菌(10 Me16:0,10 Me17:0 and 10 Me18:0)浓度大量增加。堆肥初期,部分饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸占主要地位,部分支链饱和脂肪酸、支链不饱和脂肪酸、含有10 Me的脂肪酸在堆肥后期大量增长,大部分支链饱和脂肪酸在高温阶段大量增长。     

红花根际微生物群落磷脂脂肪酸(PLFAs)特征分析

[目的]研究新疆主栽品种红花根际微生物群落特征,探讨根际土壤微生物对品种响应的差异.[方法]采用磷脂脂肪酸(PLFAs)方法,检测红花根际土壤微生物PLFAs的种类及含量.[结果]在红花根际土壤中共检测到28种PLFAs,其中24种两个品种皆有分布,裕民无刺品种特有PLFAs为:15:1ω6c,a16:0,18:3ω6c(6,9,12),20:4ω6(9,12,15c);红花根际土壤中PLFAs含量细菌＞真菌＞放线菌;脂肪酸18:1ω9c(真菌)在两品种间差异显著.[结论]红花根际土壤微生物的磷脂脂肪酸生物标记种类和含量丰富,代表细菌的PLFA种类和数量最多,细菌在根际土壤中占优势;代表假单胞菌的PLFA(18:1ω7c)含量较高,可能与土壤中的固氮作用及解磷过程密切相关;红花品种间PLFA种类和含量存在一定差异.     

玉米秸秆还田对土壤微生物群落组成的影响

为揭示土壤微生物群落对持续玉米秸秆还田的响应机制,采用单因素随机区组设计,以秸秆不还田(T0)为对照,设3 000 kg/hm2(T1)、6 000 kg/hm2(T2)、9 000 kg/hm2(T3)、12000 kg/hm2(T4)4个秸秆还田量。采用磷脂脂肪酸(PLFAs)指纹图谱的方法,研究了连续6年玉米秸秆还田管理后土壤微生物群落组成的季节性变化特征,分析了土壤基本理化及生物学性状与土壤微生物群落组成、玉米产量间的关系。结果表明:持续秸秆还田后,土壤中全氮、总碳、碱解氮含量和土壤呼吸强度增加,土壤pH值降低。持续秸秆还田能增加土壤微生物群落的PLFAs含量;玉米大喇叭口期对应土壤细菌、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)的PLFAs含量在T0与T1间有显著差异(P0.05),但不同秸秆还田量间无显著差异(P0.05);T3、T4处理在玉米成熟期对应土壤细菌、G+、G-、真菌、放线菌的PLFAs含量与T0间有显著差异(P0.05);不同秸秆还田量下的土壤革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌(G+/G-)比值无显著变化(P0.05),但9 000 kg/hm2(T3)和12 000 kg/hm2(T4)的秸秆还田量显著提高了土壤真菌/细菌(F/B)的比值。Pearson相关分析表明,土壤全氮、总碳、碱解氮、速效钾、pH值及土壤呼吸强度是影响土壤微生物群落组成及玉米产量的主要因素。持续玉米秸秆还田后,以PLFAs表征的土壤微生物群落具有明显的季节性变化特征;土壤全氮、总碳是驱动土壤微生物群落生物量变化的主要因素,连续不同玉米秸秆量还田未对玉米产量产生影响。     

秸秆还田配施生物菌肥对土壤微生物群落的影响

为揭示秸秆还田与生物菌肥配施条件下土壤微生物群落与环境因子间的相互作用机制,进行2年玉米-马铃薯轮作定位试验,设置对照不施肥(CK)、常规施肥(CF)、秸秆还田+常规施肥(SCF)、秸秆还田+常规施肥+生物菌肥(SCBF)4个处理,利用磷脂脂肪酸(PLFA)和Biolog Eco板技术,研究秸秆还田配施生物菌肥对马铃薯根际土壤理化性质、土壤微生物群落结构与功能的影响,探明影响土壤微生物群落的主要驱动因子。结果表明:秸秆还田处理较常规施肥处理显著降低了土壤pH值(P<0.05);与CF处理相比,SCF处理土壤全氮、碱解氮、速效钾含量分别显著增加16.67%、19.75%、9.56%,革兰氏阳性菌PLFA含量显著增加29.60%,SCBF处理土壤有机质、碱解氮、速效磷含量分别显著增加29.74%、11.03%、18.07%,土壤细菌、总菌、革兰氏阳性菌PLFA含量及细菌PLFA含量/真菌PLFA含量、G+PLFA含量/G-PLFA含量分别显著增加31.70%、15.76%、67.60%、40.88%和47.27%;与SCF处理相比,土壤有机质含量显著增加25.97%,革兰氏阳性菌显著...     

秸秆还田和耕作深度对稻田耕层土壤的影响

为了解耕作深度与秸秆还田对稻田耕层土壤酶活性和微生物群落结构的影响,2016年同时在兰溪和金华两地开展油菜秸秆还田与不同耕作深度的稻作田间试验,探讨浅耕(耕深10~12 cm)无秸秆还田、浅耕油菜秸秆还田、深耕(耕深18~20 cm)无秸秆还田和深耕油菜秸秆还田等4个处理对土壤养分含量、土壤酶活性和土壤磷脂脂肪酸(PLFA)组成及土壤微生物群落结构的影响。结果表明,秸秆还田能增加土壤碱解氮和有效磷等含量,但耕深和秸秆还田对土壤pH、速效钾和有机质含量均无显著影响。秸秆还田可提高稻谷产量,而耕深对稻谷产量无明显影响。与浅耕无秸秆相比,深耕或秸秆还田可提高耕层土壤磷酸酶和β-葡糖苷酶的活性,但对生物多样性香农(Shannon)指数无显著影响。秸秆还田可提高土壤磷脂脂肪酸总含量、细菌PLFA含量和真菌PLFA含量,而增加耕深会降低土壤真菌PLFA含量。秸秆还田结合适宜的耕作深度可有效提高稻田土壤养分、酶活性和微生物生物量,改善土壤肥力,进而提高水稻产量。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

水田自然免耕土壤结构状况研究

本文研究了自然免耕土壤的水稳性团聚体、微团聚体和土壤结构的稳定性及其与水分的关系。结果表明:自然免耕促进了>25mm的水稳性团聚体形成,团聚水平、团聚度和结构系数增加,结构稳定性提高,土壤容重稳定。因此,浸润水分有利于土壤结构的形成和稳定。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系。结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈出出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低。     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

苏打盐碱土生态恢复过程中土壤养分与有机质的变化

以乾安县苏打盐碱土为例，探讨了不同生态恢复过程中土壤有机质和养分含量的变化情况．结果表明：4种不同恢复程度苏打盐碱土中的土壤养分和有机质基本呈现随恢复程度不同上、中、下层明显增加的规律；随着土层厚度的增加，土壤中的养分和有机质含量呈现下降的趋势．盐碱土生态恢复过程中土壤养分和有机质呈现正相关关系．