土壤微生物生物地理学：国内进展与国际前沿

土壤微生物生物地理学是研究土壤中微生物空间分布格局及其随时间变化的一门科学,是土壤微生物学和微生物生态学等领域的研究前沿。近年来,尽管土壤微生物生物地理学研究取得了巨大进展,目前仍面临诸多难题与挑战。本文简要回顾了土壤微生物生物地理学的发展历程,重点介绍近年来我国在森林、草地和农田生态系统中土壤微生物生物地理学研究的主要进展。同时进一步阐述了目前土壤微生物生物地理学研究的国际前沿方向,包括微生物群落空间分布及其驱动机制、群落构建过程与共存网络、微生物地理分布与生态系统功能的关联以及预测微生物群落对全球变化的响应。最后,对土壤微生物生物地理学未来的研究方向进行了展望,强调了清晰的微生物物种定义、微生物群落的时间动态、多组学与合成生物学技术以及高精度的预测模型在土壤微生物生物地理学研究中的重要性。     

土壤微生物生物量和呼吸强度对大气CO2浓度升高的响应

随着全球环境变化对陆地生态系统的影响逐渐成为公众和科学界关注的热点,CO2作为一种重要的温室气体受到格外重视.大气CO2浓度升高将直接影响陆地植物的光合作用[1].植物的光合产物约有20% ～ 50%被运送到地下,通过根系分泌及死亡输入土壤[2],因此大气CO2浓度升高将会间接影响土壤生态系统.长期以来,关于大气CO2浓度升高对农作物地上部分的研究较多,但关于大气CO2浓度升高对土壤特别是土壤微生物的影响的研究报道较少.     

外源镧的吸附对红壤阳离子交换量和溶液组成的影响

采用不同用量外源锋土镧,研究其在红壤上的吸附及对红壤阳离子交换量和溶液组成的影响。结果表明,红壤对Ｌａ＾３＋具有较大的吸附容量和具有较高的可解吸性。当外源Ｌａ＾３＋浓度小于４００ｇｍ／ｋｇ时,被吸附的Ｌａ＾３＋具有较高的非交换性。阳离子交换量受外源镧的影响不显著;当外源镧浓度大于３００ｍｇ／ｋｇ时,土壤盐基饱和度与有效阳离子交换量显著降低,而交换性酸和交换性铝显著增加。浸出液中的盐基离子浓度随外源     

水溶液及红壤提取液中镧的生物毒性研究

利用发光细菌法研究了水溶液及红壤提取液中镧的生物毒性。水溶液中镧有较高的生物毒性并随浓度的升高而增强 ,EC50 值为21.1mg·L-1。土壤提取液中的镧有一定的生物毒性 ,并随镧浓度的升高不断增强。随着培养时间的延长 ,土壤提取液中镧的生物毒性逐渐减小。镧在土壤中的生物毒性是直接的     

大气CO_2浓度升高对稻田中小麦秸秆分解的影响

利用在江苏无锡运行的农田开放式空气C O2浓度升高(FA C E)系统平台,研究了FA C E条件对稻田中小麦秸秆分解的影响。结果表明,大气C O2浓度升高对秸秆的分解与土壤中氮肥的施用有关。在常规氮肥施用处理中大气C O2浓度升高显著降低小麦秸秆分解速率,而在高氮施肥处理中FA C E对秸秆分解没有显著影响;在常氮施肥处理中,大气C O2浓度升高显著降低秸秆中含碳物质的分解,而在高氮施肥处理中,大气C O2浓度升高的影响不显著;不论是在高氮还是常氮施肥处理中,大气C O2浓度升高对秸秆中含氮物质的分解没有显著影响;大气C O2浓度升高有增加土壤中脱氢酶活性的趋势。     

稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响

通过室内培养和水稻盆栽试验研究了稀土元素镧对红壤脲酶、酸性磷酸酶活性的影响。结果表明 ,在培养试验中 ,镧对土壤脲酶活性表现为刺激作用并随浓度的升高而增强 ,在300mg/kg时 ,刺激作用达到显著水平 ,镧对土壤酸性磷酸酶活性作用不明显 ;在盆栽试验中 ,镧对土壤脲酶、酸性磷酸酶均产生强烈的刺激作用 ,在30mg/kg时 ,刺激作用达到显著水平 ;土壤脲酶和酸性磷酸酶活性是评价稀土农用效应的有效指标。     

古水稻土与现代水稻土的供氮差异及其氮肥效应

根据最新的考古发现，中国种植水稻的历史可以追溯到公元前4000多年。据考证，位于长江三角洲的昆山市正仪镇绰墩山古水稻土遗址的地下42～57cm与100～116cm均为古水稻土层，历史耕作时间分别距今约3320a和6280a。氮素是作物生长发育所需的重要营养元素，稻田土壤的供氮能力是影响水稻生长的关键因子，     

种植水稻对古水稻土与现代水稻土微生物功能多样性的影响

通过温室盆栽试验，研究种植水稻对长江三角洲绰墩山遗址的古水稻土与现代水稻土的微生物功能多样性和氨氧化细菌数量的影响。在60d的试验期内观察发现，现代水稻土含有0．416～1、235MPN mg^-1的氨氧化细菌，古水稻土在温室培养后也检测到0．013—0、055MPN mg^-1的氨氧化细菌，但数量远远低于现代水稻土；在不施氮的条件下种植水稻会降低古水稻土与现代水稻土中氨氧化细菌的数量，但施加硫酸铵在种植水稻30d时增加了其数量，而施加硝酸钠对其数量没有显著影响。现代水稻土的碳底物利用能力明显弱于古水稻土，微生物群落的Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数也不同程度的低于古水稻土；种植水稻60d后，现代水稻土中微生物群落的整体活性显著提高，三种多样性指数也达到与古水稻土相同的水平，但施加氮肥又减缓了种植水稻对微生物整体活性的增强作用。种植水稻和施用氮肥对古水稻土微生物群落的三种多样性指数均没有显著影响，而且3320a古水稻土和6280a古水稻土的微生物功能多样性也没有显著差异。     

缺硼对甘蓝型油菜亲本及其F1代CAT和POD活性的影响

采用水培试验研究了缺硼对甘蓝型油菜亲本及其F1代过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性的影响。结果表明,缺硼降低叶片中CAT活性,而增有中CAT活性,缺硼增强叶片和根中POD活性,甘蓝型油菜利用硼高效品种CAT活性明显高于低效品种,F1代CAT和POD活性多介于双亲之间。