荒漠草原植物骆驼蓬根际土壤细菌群落分析

骆驼蓬(Peganum harmala L.)具有较强耐旱抗寒特性,在维护生态环境中发挥着重要作用。为了解其生态适应及与环境相互作用机制,采用高通量测序和纯培养方法研究了甘肃白银荒漠草原区骆驼蓬根际土壤细菌群落特征,并与周边土壤进行了对比。结果表明:骆驼蓬根际土壤主要优势细菌群为放线菌门(Actinobacteria)30.01%、变形菌门(Proteobacteria)23.98%、拟杆菌门(Bacteroidetes)11.53%、酸杆菌门(Acidobacteria)10.19%。周边荒漠草原土壤主要优势细菌群为放线菌门55.05%、变形菌门21.11%、酸杆菌门6.07%。可培养细菌类群包括厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门、放线菌门,其中根际土壤分离的优势菌为短杆菌属(Brevibacterium)23.53%、芽孢杆菌属(Bacillus)23.53%、假单胞菌属(Pseudomonas)17.65%,周边土壤可培养细菌的优势种群为节杆菌属(Arthrobacter)37.50%、芽孢杆菌属18.75%、假单胞菌属12.50%。骆驼蓬根际微生物群落组成和结构与周边土壤有显著差异,根际土壤微生物数量及多样性指数明显高于非根际土壤。研究结果对了解荒漠植物与根际微生物之间相互作用,揭示土壤微生物促进植物根际土壤物质循环转化作用,筛选促生长有益微生物,为加强荒漠草原生态保护提供科学依据。     

荒漠草原植物骆驼蓬根际土壤细菌群落分析北大核心CSCD

骆驼蓬（Peganum harmala L.）具有较强耐旱抗寒特性,在维护生态环境中发挥着重要作用。为了解其生态适应及与环境相互作用机制,采用高通量测序和纯培养方法研究了甘肃白银荒漠草原区骆驼蓬根际土壤细菌群落特征,并与周边土壤进行了对比。结果表明：骆驼蓬根际土壤主要优势细菌群为放线菌门（Actinobacteria）30.01%、变形菌门（Proteobacteria）23.98%、拟杆菌门（Bacteroidetes）11.53%、酸杆菌门（Acidobacteria）10.19%。周边荒漠草原土壤主要优势细菌群为放线菌门55.05%、变形菌门21.11%、酸杆菌门6.07%。可培养细菌类群包括厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门、放线菌门,其中根际土壤分离的优势菌为短杆菌属（Brevibacterium）23.53%、芽孢杆菌属（Bacillus）23.53%、假单胞菌属（Pseudomonas）17.65%,周边土壤可培养细菌的优势种群为节杆菌属（Arthrobacter）37.50%、芽孢杆菌属18.75%、假单胞菌属12.50%。骆驼蓬根际微生物群落组成和结构与周边土壤有显著差异,根际土壤微生物数量及多样性指数明显高于非根际土壤。研究结果对了解荒漠植物与根际微生物之间相互作用,揭示土壤微生物促进植物根际土壤物质循环转化作用,筛选促生长有益微生物,为加强荒漠草原生态保护提供科学依据。     

荒漠草原不同发育阶段柠条灌丛堆土壤真菌群落多样性特征研究

为了解荒漠草原柠条灌丛堆演化过程中环境微生物多样性变化与形成机理，以宁夏荒漠草原不同发育阶段的柠条灌丛堆为研究对象，采用高通量测序技术分析其土壤真菌的群落结构及多样性特征，探究发育阶段和土壤理化因子对土壤真菌群落结构和功能的影响因素。结果显示：获得的2662个真菌操作分类单元(Operational taxonomic unit, OTU)属于13门40纲524属，其中优势菌门为子囊菌门(Ascomycota,占77.48%～82.07%)、担子菌门(Basidiomycota,占7.42%～10.07%)以及被孢霉门(Mortierellomycota,占5.42%～10.78%);优势菌纲有粪壳菌纲(Sordariomycetes,占27.10%～36.23%)、座囊菌纲(Dothideomycetes,占25.69%～35.30%)、散囊菌纲(Eurotiomycetes,占12.64%～16.33%)、伞菌纲(Agaricomycetes,占7.07%～7.57%)。土壤有机碳、速效磷、总氮、电导率在柠条灌丛堆不同发育阶段不同部位有显著性差异，而总磷、pH无明显差异。在柠条灌丛...     

库布齐沙地柠条根际土壤微生物生物量及其与土壤因子的关系

对库布齐沙地柠条根际、非根际土壤微生物生物量碳、氮分布状况及其与土壤因子的关系进行了研究。结果表明:柠条土壤生物量碳、氮含量的分布趋势均为根际土壤>非根际土壤>流沙,且以表层(0-10cm)最高,随土层加深,呈下降趋势;柠条土壤中微生物量碳、氮对土壤有机质、全氮的贡献率分别为1.55%-4.73%,5.61%-13.39%,微生物量碳氮比为3.10-7.22;微生物量碳氮间呈显著正相关,土壤全氮、有机质含量与土壤微生物生物量碳、氮相关性最大。     

生物有机肥对核桃园土壤细菌群落结构的影响

为了探究生物有机肥对核桃园土壤细菌群落的影响,采用16s rRNA高通量测序技术,研究了不施肥(CK)、常规施肥(TN)和施生物有机肥(TB)3个处理土壤细菌群落多样性和结构组成。结果表明,TB处理中土壤有机质、全氮、全磷比CK处理分别提高了46.3%、30.6%和50.8%。TB处理α-多样性指数均为最高,而TN处理中香浓指数和ACE指数较CK处理分别降低了0.5%和1.2%。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势类群,共占细菌总量的85.2%～90.6%。鞘脂单细胞菌属(Sphingomonas)和节杆菌属(Arthrobacter)为主要属,其相对丰度在TB处理较CK处理分别增加了17.6%和56.6%,较TN处理分别增加了51.5%和104.3%。冗余分析结果表明,环境因子解释了细菌群落变化的94.6%,土壤有机质、碱解氮和速效钾含量是造成核桃园土壤细菌群落结构差异的主要原因。     

高通量测序分析高温覆膜对韭菜根际微生物多样性的影响

为明确高温覆膜对韭菜根际土壤微生物群落多样性和组成的影响。本研究在覆膜前后对韭菜根际土壤中总DNA进行提取，采用Illumina Hiseq 2500高通量测序技术对土壤中细菌的16S rDNA和真菌的ITS基因进行了序列测定，分析了高温覆膜前后韭菜根际土壤中微生物群落结构特征。结果表明，高温覆膜前后分别获得细菌OTUs 1849个和1819个，真菌OTUs 148个和151个，无显著差异。覆膜前后物种分类显示，细菌种类均隶属于24门53纲112目218科322属，其中优势类群为蛋白菌门、厚壁菌门和放线菌门，覆膜前后的相对丰度分别为43.79%、21.70%、21.03%和42.36%、17.55%、23.92%。真菌种类均隶属于4门10纲21目27科34属，优势类群为子囊菌门和担子菌门，覆膜前后的相对丰度分别为62.48%、15.28%和51.13%、40.95%。可见，土壤中细菌群落的多样性和丰富度均高于真菌，覆膜前后微生物总量无显著变化，细菌、真菌在多样性指数上无显著差异，而在结构组成上差异显著。     

玉米线辣椒套作对线辣椒根际、非根际土壤微生物、酶活性和土壤养分的影响

实验旨在研究不同种植模式、作物种间不同的根部隔离处理对线辣椒根际与非根际土壤微生物数量、土壤酶活性及土壤养分有效含量的影响。结果表明：套作栽培的线辣椒根际、非根际土壤微生物数量、酶活性均高于单作栽培。与膜隔处理相比,网隔与无隔处理的根际、非根际土壤微生物数量及酶活性均有提高,其中以网隔处理最高。各处理根际土壤有机质、有效磷、有效钾含量均低于非根际土壤,但碱解氮含量表现为根际土壤高于非根际土壤。网隔处理中尼龙网减缓了玉米根系对线辣椒根系营养的直接竞争,同时玉米根系根际效应使其根际、非根际土壤养分含量在所有处理中最高。土壤微生物主要类群数量是影响土壤酶活性主要因子,与土壤酶活性显著相关。有机质、碱解氮含量与土壤酶活性、微生物数量呈极显著相关,有效磷含量与土壤酶活性、微生物数量呈正相关。土壤真菌数量、脲酶活性与有效钾含量呈负相关。     

玉米线辣椒套作对线辣椒根际、非根际土壤微生物、酶活性和土壤养分的影响

实验旨在研究不同种植模式、作物种间不同的根部隔离处理对线辣椒根际与非根际土壤微生物数量、土壤酶活性及土壤养分有效含量的影响.结果表明:套作栽培的线辣椒根际、非根际土壤微生物数量、酶活性均高于单作栽培.与膜隔处理相比,网隔与无隔处理的根际、非根际土壤微生物数量及酶活性均有提高,其中以网隔处理最高.各处理根际土壤有机质、有效磷、有效钾含量均低于非根际土壤,但碱解氮含量表现为根际土壤高于非根际土壤.网隔处理中尼龙网减缓了玉米根系对线辣椒根系营养的直接竞争,同时玉米根系根际效应使其根际、非根际土壤养分含量在所有处理中最高.土壤微生物主要类群数量是影响土壤酶活性主要因子,与土壤酶活性显著相关.有机质、碱解氮含量与土壤酶活性、微生物数量呈极显著相关,有效磷含量与土壤酶活性、微生物数量呈正相关.土壤真菌数量、脲酶活性与有效钾含量呈负相关.     

生长年限对甘肃贝母根际土壤细菌群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对撂荒地（CK）、生长1 a（BM-1Y）、3 a（BM-3Y）和5 a（BM-5Y）的甘肃贝母根际土壤细菌16S rRNA基因V3-V4可变区进行测序分析，探究不同生长年限甘肃贝母对根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明：生长年限对甘肃贝母土壤理化因子和细菌菌群均有影响，其中BM-5Y处理显著降低了土壤有机质（OM）、水解氮（HN）和速效磷（AP）的含量（P＜0.05），较CK处理分别降低了22.76%、9.28%、51.25%；BM-5Y处理显著降低根际土壤细菌多样性（P＜0.05），其中OUT数、PD值及Chao I指数较CK处理分别降低了7.23%、6.79%、6.47%。生长年限改变了细菌群落在门和属水平的群落组成，但各生长年限中的优势菌门（相对丰度＞5%）相对稳定，均为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi），其在CK、BM-1Y、BM-3Y和BM-5Y处理中的相对丰度总和分别为82.28%、84.16%、83.12%和82.30%。土壤pH、OM、HN、AP及AK含量是驱动根际土细菌群落的主要环境因子，其程度大小为：pH＞AK＞HN＞AP＞OM。土壤理化因子与各优势细菌门的相关性不同，pH与放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）呈显著负相关（P＜0.05），OM、HN和AP均与厚壁菌门（Firmicutes）呈显著负相关（P＜0.05）。综上，甘肃贝母生长年限延长（BM-5Y）会显著降低土壤的养分含量和细菌群落的多样性。     

胡麻-小麦轮作更替土壤的细菌群落多样性分析

采集胡麻-小麦轮作更替土壤,分别为第一年胡麻种植土壤(TC1)、第二年小麦轮作土壤(TR)和第三年胡麻种植土壤(TC2),利用高通量测序技术对不同土壤细菌群落进行测定,旨在揭示胡麻-小麦轮作更替对土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,TC2根际土壤样本细菌OTU数目最多,为1778条,细菌群落丰度指数(Chao指数1700.02和Ace指数1689.03)最低,而细菌群落多样性指数中,shannon指数表现为TC1(6.51)TR(6.42)TC2(6.21),simpson指数表现为TC2(0.0088)TR(0.0049)TC1(0.0030),即随着更替年限而降低。3种不同土壤样本内共获得细菌33门,且优势菌门(相对丰度0.01)均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿湾菌门(Chloroflexi)等11个菌门,各优势菌门在各处理中所占的丰度存在差异。随着种植更替,变形菌门(TC1 31.65%, TR 24.52%, TC2 28.53%)和芽单胞菌门(TC1 8.04%, TR 5.41%, TC2 6.01%)丰度先降低再升高,酸杆菌门(TC1 19.36%, TR 26.13%, TC2 11.18%)和绿湾菌门(TC1 9.69%, TR 12.68%, TC2 10.53%)丰度先增加后降低,放线菌门(TC1 12.14%, TR 13.79%, TC2 22.82%)丰度逐渐增加。细菌群落β多样性分析显示,轮作使土壤细菌的群落结构与TC1保持较小差异,而后续胡麻种植使其发生较大变化。通过Tax4Fun法在更替土壤中检测到细胞新陈代谢、遗传信息加工和环境信息处理等基因功能。大部分功能基因在TR的丰度与TC1相近。这些结果说明,小麦轮作能降低土壤细菌多样性和细菌群落结构组成的改变程度,从而利于下茬胡麻的种植。     

蒙古沙冬青根围土壤微生物分布及与土壤因子相关性研究

为了探明蒙古沙冬青(Ammopiptanthus monglicus)根围土壤微生物分布和土壤因子生态作用,2012年6月选取内蒙古磴口、阿拉善左旗和乌拉特后旗3个样地,按0-10、10-20、20-30、30-40、40-50cm5个土层采集根围土壤样品,系统研究了土壤微生物数量和生态分布。结果表明:五大类土壤微生物数量及分布与蒙古沙冬青及样地生态条件有关,不同样地不同土层微生物数量差异显著,垂直动态分布明显。3样地均是细菌>芽孢菌>放线菌>固氮菌>真菌。0-20cm土层显著高于其它土层,最大值均在10-20cm,并随土层加深,数量有减少趋势。同一土层,磴口的土壤细菌、芽孢菌、固氮菌、放线菌显著高于乌拉特后旗和阿拉善左旗;乌拉特后旗的真菌显著高于磴口和阿拉善左旗。相关性分析表明:土壤细菌、真菌和放线菌均与土壤有机C、碱解N和碱性磷酸酶极显著正相关。     

赣中第四纪红壤区马尾松林下水土流失特征及防治成效分析

马尾松林下水土流失是当前南方红壤区急需解决的环境问题。采用野外自然坡面试验小区监测方式,运用类比以及统计分析等方法,对30场次降雨下的第四纪红壤区马尾松林下水土流失特征以及防治成效进行了分析。结果表明:马尾松纯林小区与裸露对照小区相比,产流量差异不显著,产沙量差异极显著,不同雨型下的降雨对产流、产沙的贡献率存在差异,中雨型下马尾松林下水土流失表现最为突出,马尾松林下降雨、产流以及产沙之间的关系模型为一元二次回归模型;乔草、乔灌组合模式与马尾松纯林小区在产流、产沙方面存在显著性差异(P<0.01),其减流、减沙率均在90%左右,其中以乔草组合模式最优,不同雨型的减流、减沙率由大到小依次为小雨型,中雨型,大雨及以上雨型,各防治模式下的降雨、产流以及产沙之间的关系模型为一元二次回归模型。     

Conversion of four carbamoyloximes in soil samples from above and below the soil water table

2-Methyl-2-(methylsulphinyl)propionaldehyde O-methylcarbamoyloxime (aldicarb sulphoxide), aldoxycarb, oxamyl and methomyl were incubated at 10°C in soil samples taken from layers above and below shallow ground-water tables at four locations in the Netherlands. Soil samples from above the water table were incubated under moist and aerobic conditions. The anaerobic conditions below the water table were simulated by incubating the soil samples under 0.5-1 cm of ground water, and a nitrogen atmosphere. During incubation, the pH and redox potentials were measured. Less than 5% of the oxamyl and methomyl remained after one day in four water-saturated, anaerobic subsoils. The half-lives of aldicarb sulphoxide and aldoxycarb ranged from 5.1 to 131 days in the four anaerobic subsoils. Conversion rates in the aerobic soil layers above the water table were from 8 to more than 100 times lower than in the water-saturated layers in the same soil profile. Half-lives in the aerobic soils ranged from 26 days for oxamyl in loamy fine sand (pH 8.0), to 1100 days for aldoxycarb in fine sand (pH 5.0). When soil from below the water table was incubated aerobically, the conversion rates of oxamyl and aldoxycarb were drastically reduced. The opposite was found when an originally aerobic soil was incubated anaerobically. Autoclaving the incubation systems retarded the conversions.     

Fonofos residues in an organic soil and vegetable crops following treatment of the soil with the insecticide

Fonofos (O-ethyl S-phenyl ethylphosphonodithioate) was applied to an organic soil as band treatment at the rates of 1.12 and 2.24 kg/ha. The persistence of the insecticide and its translocation into onions and two rotation crops (lettuces and carrots) was studied under field conditions. Proportionally more residues persisted in the soil from the higher rate of application. In autumn, 4 months after soil treatment, about 40-48 % of the initially recovered levels of fonofos remained in soil. However, the amount of fonofos present at the harvest time, during the second growing season was only 16–26% of the insecticide concentration found in spring. Onions harvested 4 months after application of fonofos had no detectable residue (> 0.005 mg/kg) whereas lettuces and carrots grown in the following year contained fonofos in various amounts. At the lower rate of application the insecticide residues in lettuces and carrots were < 0.005 and 0.025 mg/kg, respectively, and those from the higher application rate were 0.012 and 0.036 mg/kg. About 72–80% of the residue could be removed by peeling the carrots. No residue of the oxygen analogue, O-ethyl S-phenyl ethylphos-phonothioate (I) was detected in any soil or crop samples.     

The degradation of methazole in soil. I. Effects of soil type,soil temperature and soil moisture content

[¹⁴C]-Labelled methazole was incubated in six soils at 25°C and with soil moisture at field capacity. Under these conditions, methazole was unstable, the concentration declined following first-order kinetics with half-life values in the soils ranging from 2.3 to 5.0 days. The main degradation product was 1-(3,4-dichlorophenyl)-3-methylurea (DCPMU) which was more stable than the parent compound. After about 160 days, DCPMU accounted for 30 to 45% of the initial methazole concentration. Degradation of methazole and DCPMU was affected by soil temperature and moisture content. With methazole, half-lives in one soil at field capacity moisture content and temperatures of 25, 15 and 5°C were 3.5, 8.7 and 31.1 days respectively. The half-life at 25°C was increased to 5.0 days at 50% of field capacity and 9.6 days at 25% of field capacity. A proportion of the initial radioactivity added to the soil could not be extracted and this proportion increased with time. After 160 days this unextractable radioactivity accounted for up to 70% of the amount applied.     

呼伦贝尔天然草地地貌部位对土层厚度和土壤水分的影响

草原开垦破坏草地植被,并且破坏了整个草原的生态环境,这已取得共识。然而,目前还有人想开垦呼伦贝尔天然草地来追求短期的利益。通过调查一个天然草地坡面的土层厚度和土壤水分,分析天然草地地貌部位对土层厚度和土壤水分的影响,以此为根据来阐述开垦天然草地的利害。结果表明:上部样点含水量低,坡脚和坡底样点含水量依次增加;黑土层保水性好,黄粘土层透水性差,砂土层保水性很差;坡面80%的面积黑土层小于或等于30cm,开垦压实以后厚度只能满足暂时耕作的需要。呼伦贝尔草原地形起伏较大,干旱且多大风,易发生土壤侵蚀。开垦以后将会失去保水性好的黑土层,那时,呼伦贝尔草原前景甚忧。因此,建议不应开垦呼伦贝尔草原,并给与适当保护。     

准噶尔东部地区3种土壤类型137Cs与土壤颗粒的关系

为更加深入地了解土壤颗粒对137Cs分布的影响,选取新疆准噶尔东部地区沙土、灰棕漠土和灰漠土3种主要的土壤类型,探讨不同土壤类型及自然地理环境条件下137Cs与土壤颗粒的关系.结果表明:沙土、灰棕漠土和灰漠土均以>50μm的颗粒占据主导地位,其占比介于51.35％～90.22％,中值粒径(D50)表现出风沙土>灰棕漠土...     

生物炭对塿土持水能力的影响

通过连续6年定位试验，探究较长时间施用生物炭对土壤保水作用的影响，以期为塿土区水土保持和土壤改良提供理论参考。田间试验于2011年开始，设4个生物炭施用梯度：对照，不施生物炭（B0）；5 t·hm^-2（B5）；10 t·hm^-2（B10）；20 t·hm^-2（B20）。在2017年测定了土壤含水量、土壤基础理化性质和水分累积蒸发量等。结果表明：生物炭能够显著减小土壤容重、增加土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量，且随着生物炭施入量的增加，各指标变化幅度也增大，B20与B0处理相比，土壤容重减少了8.28%，毛管孔隙度增加了20.17%，饱和含水量与田间持水量分别增加了22.17%和14.86%；生物炭显著增加了土壤团聚体稳定性，B20与B0处理相比，土壤水稳性团聚体含量增加了19.00%，团聚体破坏率和不稳定团粒指数分别降低了11.34%和9.61%；生物炭还可有效抑制土壤水分的蒸发，B10和B20处理的土壤累积蒸发量分别比B0处理减少了7.45%和10.18%。结合逐步回归分析与通径分析发现，生物炭对土壤结构的改良是其促进土壤持水能力的主要原因。土壤孔隙度和有机碳含量是影响土壤饱和含水量的主要因子，影响土壤毛管持水量的主要因子为有机碳含量和土壤毛管孔隙度，而毛管孔隙度与水稳性团聚体含量则解释了绝大部分土壤田间持水量的变化。研究表明生物炭施用可以显著改良土壤结构，提升塿土持水性能，增加干旱半干旱地区土壤的蓄水保墒能力。