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1.
在地球化学元素循环中,氮素是最重要、最活跃的营养元素之一。农田生态系统中的氮素很大程度上决定农作物的产量和品质。然而,在全球气候变化背景下,随着大气CO2浓度和温度升高,作物-土壤氮循环的变化可能显著影响农田生态系统中的作物生产。因此,研究作物-土壤氮循环对大气CO2浓度和温度升高的响应,能够为科学合理地预测未来气候条件下,农田生态系统中作物的氮素需求,以及保障农作物产量的稳定供应提供理论依据,对于全面认识全球气候变化背景下的农田生态系统氮素循环过程及土壤可持续利用具有重要意义。本文综述了大气CO2和温度升高对作物氮素吸收和分配,以及与氮有效性密切相关的土壤氮转化的影响,并系统总结了二者对作物-土壤氮循环过程产生的交互作用。总结以往研究发现,在大气CO2浓度升高条件下,作物的蒸腾作用减弱,但光合作用增强,生物量加大,根系分支和根表面积增加,豆科作物的根瘤固氮能力提高,因此整体上促进作物对氮的吸收,并且增加作物向籽粒中分配氮的比例,但作物的平均氮浓度降低。此外,高CO2浓度提高了土壤酶活性,增强了土壤有机氮矿化作用、硝化及反硝化作用,加速了土壤氮转化。升温和CO2浓度升高对作物-土壤氮循环产生正向或负向的交互作用,主要表现在:高温和高CO2浓度对作物的生物量、光合作用、地下部氮分配、根系分支以及根表面积具有协同促进作用,升高温度减轻了高CO2浓度对作物蒸腾作用和作物氮浓度的抑制作用。然而,升温抑制了高CO2浓度对作物向籽粒中氮分配、氮吸收以及产量的促进作用;升温虽然能进一步增强高CO2浓度对土壤酶活性和有机氮矿化的促进作用,但是对于土壤硝化和反硝化作用,二者的交互作用以及相关的分子机制尚不明确。大气CO2升高和温度升高对土壤微生物,以及微生物与作物之间的耦合关系的研究比较薄弱,特别是由微生物主导的氮循环过程及其对全球气候变化的反馈机制是未来研究的重点。本文提出利用16S rRNA、DGGE、T-RFLP、qPCR、RT-PCR技术、蛋白组学以及稳定性同位素探针原位研究技术,可以将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能进行耦合分析,揭示大气CO2浓度与温度对作物-土壤氮循环过程的交互作用机理,增强对气候变化下农田生态系统氮素循环响应的预测能力,为农田生态系统有效地适应气候变化提供科学的理论依据。  相似文献   
2.
为发掘对林木生长发育有利的优良微生物资源,并筛选适合叶表微生物的收集方法,以马尾松针叶为试验材料,分别用悬摇法和超声波法收集马尾松叶表微生物,用扩增子高通量测序技术、MUSCLE和Qiime软件研究马尾松叶表微生物的多样性。结果表明:扫描电镜观测结果显示,马尾松针叶表面定殖有大量微生物,包括真菌(菌丝及孢子)和细菌。扩增子高通量测序结果表明,马尾松叶表微生物物种丰富,包含细菌运算分类单位(OTUs)490个,真菌OTUs 1273个。马尾松叶表细菌以未分类的蓝细菌属(unidentified_Cyanobacteria)(36.53%)、未分类的拜叶林克氏菌属(unidentified_Beijerinckia)(28.60%)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(2.35%)为优势属;叶表真菌以枝孢属(Cladosporium)(2.45%)、拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)(0.92%)、无头孢菌属(Capnobotryella)(0.91%)为优势属。针对叶表细菌多样性的研究表明,悬摇法和超声波法均有较高的物种检出度;在叶表真菌多样性的研究中超声波法优于悬摇法,但超声波法样品间数据变异性较大,测定结果不稳定。  相似文献   
3.
根据近年来国内外关于高粱根际微生物的研究成果,综述了高粱根际微生物的多样性、主要影响因素、高粱根际微生物对高粱生长的影响、根际促生菌对高粱重金属携带能力的影响及土壤的生物修复等最新研究进展,这些研究成果分析了高粱根际微生物多样性对植株生长、生态环境等的影响意义及交互作用,并展望了今后高粱根际微生物方向需要深入研究的问题,从多组学、功能性状和全球变化等多角度认识高粱根际微生物,为高粱的科学生产种植及利用提供更多思路。  相似文献   
4.
复垦年限及植被模式对煤矿复垦土壤微生物多样性的影响   总被引:3,自引:2,他引:1  
了解露天煤矿区复垦状况及其对土壤微生物的影响机制,对于估算受损生态系统的恢复程度至关重要。该文以采用多种模式复垦的安太堡露天煤矿为研究区域,通过野外调查与采样分析,借助于Biolog EcoPlatesTM方法对复垦区和原地貌(对照)表层土壤中的微生物功能多样性状况进行了探索,评价了复垦年限和复垦植被模式对土壤微生物特征的恢复效应;并从土壤物理化学性质(土壤容重、pH值、土壤有机碳、总氮、速效氮、速效磷和速效钾)和生物性质(土壤微生物量碳和微生物量氮)中筛选可反映土壤微生物功能多样性变化的代表性指示物质。结果表明:1)露天煤矿复垦年限和复垦植被模式均对土壤微生物的功能多样性有明显影响。复垦年限越长的样地中土壤微生物有较高的活性和均匀度,但丰富度较低;若样地的复垦年限较长,复垦植物种植模式对土壤微生物多样性的作用强于复垦时长对其的影响。2)从土壤微生物多样性恢复层面分析,单一植物复垦配置的优化次序为杏树、榆树和柠条,混交林配置较优的选择为柠条×刺槐。3)土壤微生物生物量碳的含量与土壤微生物功能多样性指标Shannon-Wiener指数(ρ=–0.69,P0.01)和McIntosh指数(ρ=–0.69,P0.05)显著负相关,在一定程度上可作为复垦区生物多样性指示物质。研究成果将为露天煤矿及其所在区域的生态恢复、治理和监测提供参考。  相似文献   
5.
放牧是最主要的草地利用模式,直接或间接地影响草地物质循环和能量流动,放牧强度对草地的健康状况和演替方向起决定作用。本文基于40篇内蒙古草原放牧相关文献数据,通过meta分析探讨温带草原对放牧强度的响应特征。结果表明,与未放牧草地相比,轻度放牧草地对群落植物地上、地下生物量和土壤全氮和全磷含量无显著影响,而土壤有机碳、微生物生物量碳、细菌和真菌数量分别显著上升3.60%、7.80%、11.40%和10.83%(P<0.05);中度放牧下群落植物地下生物量和土壤微生物数量无显著变化,而地上生物量和土壤有机碳、全氮、全磷和微生物生物量氮含量分别显著降低21.62%、4.44%、2.15%、8.35%和6.76%(P<0.05);重度放牧下群落植物地上和地下生物量,土壤有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳含量,细菌和放线菌数量分别显著下降39.72%、16.30%、7.62%、6.46%、8.03%、8.76%、12.92%和18.27%(P<0.05)。以上结果表明轻度放牧有利于土壤肥力和草地生产力的保持和提升,而当放牧干扰超出一定的限度时,草地各项功能均显著下降而发生退化。本研究可为内蒙古温带草原的合理利用和适应性管理提供理论基础。  相似文献   
6.
ABSTRACT

The exploitation of phosphate mines generates an important quantity of phosphate sludge that remains accumulated and not valorized. In this context, composting with organic matter and rhizospheric microorganisms offers an interesting alternative and that is more sustainable for agriculture. This work aims to investigate the synergetic effect of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), phosphate-solubilizing bacteria (PSB) and phospho-compost (PC), produced from phosphate-laundered sludge and organic wastes, and their combination on plant growth, phosphorus solubilization and phosphatase activities (alkaline and acid). Inoculated mycorrhizae and bacteria strains used in this study were selected from plant rhizosphere grown on phosphate-laundered sludge. Significant (p < .05) increases in plant growth was observed when inoculated with both consortia and PC (PC+ PSB+ AMF) similar to those recorded in plants amended with chemical fertilizer. Tripartite inoculated tomato had a significantly (p < .05) higher shoot height; shoot and root dry weight, root colonization and available P content, than the control. Co-inoculation with PC and AMF greatly increased alkaline phosphatase activity and the rate of mycorrhizal intensity. We conclude that PC and endophytic AMF and PSB consortia contribute to a tripartite inoculation in tomato seedlings and are coordinately involved in plant growth and phosphorus solubilization. These results open up promising prospects for using formulate phospho-compost enriched with phosphorus-solubilizing microorganisms (PSM) in crop cultivation as biofertilizers to solve problems of phosphate-laundered sludge accumulation.  相似文献   
7.
目前化学农药的缺点日益突显,研发环保的生防菌剂是当前绿色安全的一种方法,筛选具有抑制橡胶树炭疽病的生防菌株,为研发新型生防菌剂储备资源。本文采用组织培养法分离纯化橡胶树内生菌,平板对峙筛选拮抗菌株;通过菌株培养特征、生理生化、根据16S rRNA和gyrA基因序列构建系统发育树确定其分类地位;采用平板对峙法研究内生菌株的抗菌持久性、稳定性、广谱性;采用牛津杯法研究拮抗内生菌对杀菌剂的敏感性。从橡胶树健康的根组织中分离得到4株对橡胶树炭疽病具有抑制作用的细菌(Bac RZS3D4-1、Bac RZS3D4-2、Bac RZS3D4-3、Bac RZS3D4-4),系统发育树分析结果显示这4株细菌与解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)亲缘关系很近,且培养性状和生理生化特征也与解淀粉芽孢杆菌相似。这4株内生菌的抗菌持久性强,抗菌稳定性好;对尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)DFMP1E和MLZZP3、小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsis microspora)MF375898均有较强的抑菌能力,对茄类镰刀菌(Fusarium solani)XJ160901的抑制作用较弱;对多菌灵、异菌脲、百菌清、苯醚甲环唑4种杀菌剂均不敏感,有望开发为生防菌剂。  相似文献   
8.
为明确冀西北地区玉米/大豆间作模式(简称玉豆间作模式)对青贮玉米产量、品质及土壤微生物群落的影响,以青贮玉米中原单32与大豆绥农41为材料,于2017—2018年进行了5种不同间作模式种植试验,测定了青贮玉米产量、品质以及土壤营养与微生物的变化。结果表明,与玉米单种(CK)相比,玉豆间作能明显提高青贮玉米产量、品质,改善土壤营养和微生物菌落。玉豆2:1模式为该地区最佳间作模式,该模式青贮玉米产量为68.53 t·hm-2,粗蛋白(CP)、淀粉含量明显增加,分别比CK多0.5和3.2个百分点;每吨干物质可生产的牛奶量达到1 539.00 kg·t-1。与CK相比,玉豆间作下根瘤菌固氮作用明显,其中玉豆2:1模式下灌浆期根际土壤碱解氮含量为124.3 mg·kg-1。此外,在玉豆间作模式中,玉米根际土壤中子囊菌门真菌表达丰度增加,担子菌门真菌表达丰度降低;出现柄孢壳菌、Harpophora radicicola等新真菌类型。玉豆2:1模式下玉米根际土壤微生物OTU最多,达到318个。本研究为冀西北地区开展高产、优质玉豆栽培技术模式提供了理论依据。  相似文献   
9.
Antioxidants prevent ageing and are usually quantified and screened using the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay. However, this assay cannot be used for salt-containing samples, such as the cell-free supernatants of marine microorganisms that are aggregated under these conditions. Herein, the DPPH solvent (methanol or ethanol) and its water content were optimized to enable the analysis of salt-containing samples, aggregation was observed for alcohol contents of >70%. The water content of methanol influenced the activities of standard antioxidants but did not significantly affect that of the samples. Based on solution stability considerations, 70% aqueous methanol was chosen as the optimal DPPH solvent. The developed method was successfully applied to the cell-free supernatants of marine bacteria (Pseudoalteromonas rubra and Pseudoalteromonas xiamenensis), revealing their high antioxidant activities. Furthermore, it was concluded that this method would be useful for the screening of marine microorganism–derived antioxidants, which also has numerous potential applications, such as salt-fermented foods.  相似文献   
10.
以内蒙古荒漠区短脚锦鸡儿灌木为研究对象,采用野外调查法分析灌丛对植物群落的影响,采用传统培养法,结合分子鉴定法分析灌丛对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)灌丛内植物群落多度和总生物量显著大于灌丛外,但是物种丰度和Shannon-Wiener指数灌丛内外无显著差异;(2)随土壤深度的增加,表层土与深层土的土壤可培养细菌丰度和真菌多度差异不显著,其余土壤微生物群落多样性特征均表现为:表层土显著大于深层土;(3)灌丛对土壤微生物群落具有正效应,且表层土正效应最大;(4)灌丛对植物群落的促进作用大于对土壤微生物群落的作用。  相似文献   
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