土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳及代谢特征的影响

以林地、耕地和草地为研究对象,采用氯仿熏蒸结合Biolog-Eco微平板的方法研究土地利用方式变化对白浆土微生物生物量碳和代谢特征的影响,以期为东北丘陵地区白浆土的可持续利用及生态环境重建提供科学依据和理论指导。结果表明:土壤微生物生物量碳和微生物商的变化均表现为草地林地耕地,且3种土地利用方式间均差异显著。Biolog-Eco微平板分析表明,草地土壤微生物的平均颜色变化率值(Average well color development, AWCD)最高,其次为林地,耕地最低,Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化趋势与AWCD相同。3种土地利用方式土壤微生物对6类碳源的相对利用率以糖类、氨基酸类和羧酸类最高,分别为44.63%~53.61%、21.09%~25.45%和8.31%~15.16%。林地对聚合物类碳源的相对利用率在3种土地利用方式中最高,而与林地相比,耕地对糖类和氨基酸类的相对利用率提升明显,草地则增高了对羧酸类、酚酸类和胺类的相对利用率,说明土地利用方式变化改变了土壤微生物对碳源利用的偏好。主成分分析表明,土壤微生物群落代谢特征随土地利用方式变化发生改变,与草地相比,耕地与林地土壤微生物群落代谢特征较为相似。冗余分析发现土壤pH、总氮、有机质、速效磷和硝态氮是影响微生物群落代谢特征变化的关键因子。本研究结果说明土地利用方式变化改变了土壤理化性质,进而导致了土壤微生物生物量碳、活性和代谢特征的变化。     

高粱连作对土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog技术,以玉米—高粱轮作为对照,分别在播种施肥前、拔节期、穗花期及成熟期采集土壤样品,研究连作4 a高粱对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,4个时期连作土壤微生物碳源整体代谢量(AWCD值)都高于玉米—高粱轮作,高粱连作显著提高了土壤微生物多样性。微生物培养96 h时,轮作与连作间Shannon多样性指数和碳源利用丰富度指数均达显著差异(P0.05),连作在播种前、拔节期、穗花期、成熟期4个时期的AWCD值分别是轮作的1.82倍、1.27倍、1.23倍和1.85倍,显著高于轮作,并在96 h以后连作与轮作的AWCD值之间差异均显著。对分类碳源利用数据分析及碳源利用主成分分析显示,不同处理土壤微生物碳源利用特征出现分异,引起分异的主要碳源是羧酸类和氨基酸类碳源,在播种施肥前连作对羧酸类的利用能力显著高于轮作(P0.05),是轮作的3.15倍;在拔节期与穗花期连作土壤微生物对氨基酸类代谢显著高于轮作(P0.05),其中尤其以甘氨酰-L-谷氨酸最为显著(P0.01);成熟期连作对除糖类外的5类碳源利用代谢能力都显著高于轮作,其对氨基酸类、羧酸类的利用能力分别是轮作的2.38倍和5.3倍。综合分析表明,高粱连作4 a土壤中的微生物群落活性较轮作旺盛,尤其对氨基酸类、羧酸类碳源的代谢活性变强,土壤中微生物的功能多样性升高。     

外加镉处理下生物质炭对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响

采用Biolog-Eco微平板法,通过模拟实验探究外源Cd胁迫下不同量(0%、2.5%、10%,W/W)秸秆生物质炭输入后土壤微生物在碳代谢功能方面的响应机制。平均吸光度(AWCD)值、多样性指数、碳源利用特征和主成分分析结果均表明:Cd污染条件下,生物质炭的施用提高了土壤中微生物群落碳源代谢活性及功能多样性,2.5%生物质炭处理下的提高效果尤为显著。土壤微生物Mc Intosh指数上升了70.59%,群落物种均一度发生巨大的变化;土壤微生物对羧酸类、氨基酸类碳源化合物的利用能力分别提高了10倍和5倍,其中2.5%低质量分数生物质炭提高了土壤微生物对羧酸类和糖类碳源化合物利用率,10%高质量分数生物质炭却提高了氨基酸类碳源化合物的利用率。进一步分析显示,羧酸类、其他类和聚合物类碳源化合物促使两个生物质炭处理组与单加Cd对照组在碳源利用率上存在差异。     

生物有机液肥施用对新疆玉米地土壤微生物多样性的影响

为探讨市售的某生物有机液肥对土壤的改良效应,以新疆玉米地土壤为研究对象,采用常规梯度稀释混菌平板法和BIOLOG-ECO分析技术,研究了施用该有机液肥对土壤微生物群落结构及功能多样性的影响。结果表明,施用该有机液肥后,土壤速效P、K含量上升,与对照(不施有机液肥)间差异达极显著水平,其中速效K含量的变化尤为突出,比对照多162mg/kg;土壤可培养微生物数量显著增加,为对照的2.28倍,其中以真菌数量的上升幅度最大,为对照的3.75倍,细菌和放线菌则分别为对照的2.59倍和1.97倍;土壤微生物的代谢能力增强,代谢功能多样性增加,施生物有机液肥后,土壤微生物的AWCD值、碳源利用种数(S)、Shannon指数、McIntosh指数及均匀度均高于对照,其中AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数与对照间差异达极显著水平;土壤微生物对氨基酸类、胺类、多聚物和羧酸类碳源的代谢能力增强,其中对胺类底物的代谢利用变化最为显著,有机液肥处理组中胺类代谢的AWCD值是对照的14.17倍。     

广东省不同区域菜园土壤微生物群落功能多样性比较

【目的】了解广东省不同区域菜园土壤微生物碳代谢功能群落结构的特点与差异.【方法】采用Biolog生态微平板方法分析广东的粤北、粤东、粤西和粤中4个不同区域菜园土壤微生物碳代谢群落结构.【结果和结论】4个不同区域的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数、Mc Intosh指数变化趋势均不同,反映微生物活性的AWCD表现为:粤北粤东粤西粤中,表明不同区域菜园土壤微生物在碳源利用能力、微生物丰度等方面存在差异.4个区域土壤微生物对6类31种碳源的利用程度存在差异;主成分分析显示,4个区域土壤微生物代谢基质主成分1的贡献率为54.76%,主成分2为13.25%;主成分1载荷0.18以上的基质有22种,主成分2有15种;碳源在主成分分离中起主要贡献作用的是氨基酸类、羧酸类、酚类和碳水化合物类碳源.表明不同区域菜园土壤微生物群落碳源利用模式及代谢功能不同,即土壤微生物群落功能多样性有差异.     

生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性的影响

在温室盆栽条件下,利用Biolog微平板技术,研究玉米施用无机复混肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性的变化。结果表明,不同施肥处理土壤微生物群落AWCD、Shannon多样性指数(H)和Shannon均匀度指数(E)以生物复混肥处理最高,CK处理最低;土壤微生物群落利用6类碳源的能力随玉米生长期的延长而降低,但是中后期各处理的土壤微生物对6类碳源的利用率差异不显著,土壤微生物利用的碳源主要是糖类、多胺类、氨基酸类和多聚物类。土壤微生物群落主成分分析表明,不同处理土壤微生物碳源利用特征出现分异:生物复混肥处理主要分布在第1主成分正方向,其他处理主要分布于第1主成分的负方向,起分异作用的主要碳源是糖类、羧酸类和氨基酸类。生物复混肥处理能够提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性,无机肥和CK处理土壤微生物碳源利用特征相似。     

橡胶林土壤微生物碳代谢功能多样性及其变化

为了解橡胶林土壤微生物群落功能多样性特征,运用Biolog-ECO技术对海南省大丰农场6个不同林龄橡胶林割胶前后土壤微生物碳代谢功能多样性进行研究。结果表明:随着培养时间延长,土壤微生物碳代谢活性增强,培养144 h后趋于平稳。橡胶林土壤微生物利用羧酸类、氨基酸类、胺类和糖及衍生物类碳源能力较强,而对酚酸类和多聚物类碳源利用能力较差;除未开割的林龄5年橡胶林外,林龄10、13、18、25、30年橡胶林割胶后(11月)土壤微生物AWCD值、Shannon-Wiener指数、Mc Intosh指数和利用碳源能力均低于割胶前(5月),说明割胶引起了橡胶林土壤微生物碳代谢功能多样性下降。不同林龄橡胶林土壤微生物AWCD值、Shannon-Wiener指数、Mc Intosh指数和利用碳源能力的差异在割胶前后均不同。     

生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响

为探究不同施用量的生物炭对烤烟根际土壤微生物群落碳代谢的影响,并明确适宜的生物炭用量。以云烟87为试验材料,设置了不施用生物炭的对照组（CK）和生物炭用量分别为3 000 kg/hm2（T1）、3 750 kg/hm2（T2）与4 500 kg/hm2（T3）的处理组,于烤烟旺长期采集土壤样品,运用Biolog-ECO微孔板技术分析烤烟根际土壤微生物群落的功能多样性。结果表明：施用生物炭能提高土壤微生物AWCD值与微生物多样性各项指数,能显著提高羧酸类和聚合物类碳源的利用能力,且T2处理在这两类碳源利用能力上较CK处理分别显著提高24.82%和70.71%。主成分分析表明,碳水化合物类、羧酸类和氨基酸类碳源是造成各处理土壤微生物碳代谢特征存在较大差异的相关碳源。综合来看,T2处理土壤微生物对碳源的利用能力最强,最适宜的生物炭施用量为3 750 kg/hm2。     

三种罗汉松根际土壤微生物群落功能多样性

利用Biolog微平板技术，研究台湾大叶罗汉松、金钻罗汉松和罗汉松的不同土层深度根际土壤微生物碳代谢及微生物群落功能多样性的差异，分析罗汉松复杂的共生体与土壤环境的相关性，为罗汉松的栽培管理提供依据。结果表明，3种罗汉松根际土壤微生物对碳源的利用在平均颜色变化率(AWCD)指标中0～10 cm>10～20 cm>20～30 cm，其中罗汉松10～20 cm土层AWCD值最大，金钻罗汉松在20～30 cm土层中AWCD值最低；主成分分析表明，同种不同土层深度下，土壤微生物对碳源利用模式差异不显著，但不同种罗汉松在10～20 cm土层下微生物对碳源的利用模式差异显著，主要是糖类、羧酸类、氨基酸类三大碳源。在同种不同土层深度下Shannon多样性指数10～20 cm明显高于0～10 cm、20～30cm土层，而Simpson优势度指数在各土层深度下差异不明显。说明10～20cm土层是罗汉松根际土壤微生物的主要分布层，是微生物发挥根际效应的主要场所。     

转Chi+Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响

为研究转Chi+Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响,揭示其对土壤生态系统的安全性,在大田试验条件下,利用Biolog代谢指纹方法分析了种植转Chi+Glu双价基因棉、转Bt基因棉和常规棉不同生育期土壤微生物群落功能多样性。结果表明,两个转基因棉花土壤微生物数量差异不显著,而转基因棉花土壤细菌和放线菌数量在花期和铃期显著高于常规棉花(P<0.05),真菌数量在花期和铃期却显著低于常规棉花(P<0.05)。与非转基因棉花相比,转基因棉花土壤微生物群落碳源利用能力在花期和铃期显著增加,转基因棉花土壤微生物群落的Shannon指数和McIntosh指数在花期、铃期和吐絮期显著高于常规棉花,Simpson指数在花期和铃期则显著低于常规棉花。主成分分析结果显示,花期转基因棉花和常规棉花对31种碳源的利用差异较大。转基因棉花在苗期和蕾期对羧酸类、氨基酸类和多胺类,花期和铃期对糖类、羧酸类和双亲化合物类的利用分别较常规棉高;吐絮期转基因和常规棉花对所有碳源的利用均较低,其中转基因棉花对糖类和羧酸类的利用高于常规棉花。研究结果显示,种植转Chi+Glu双价基因棉花在花期和铃期对土壤微生物群落影响显著,其与转Bt基...     

Biolog微生物鉴定系统在丝状真菌鉴定碳源同化方面的应用

[目的]探讨Biolog微生物自动分析系统在丝状真菌鉴定碳源同化方面的应用前景。[方法]采用Biolog微生物自动分析系统,选取31株红树林丝状真菌接种于FF微孔板,记录其对19种不同碳源的利用情况。[结果]试验比较了31株真菌对碳源的利用,将它们大致分为曲霉属、青霉属及其他3个类群。[结论]碳源同化可为丝状真菌生理生化鉴定提供有益补充。     

不同腐烂病发病程度核桃根区土壤微生物多样性分析

【目的】 研究土壤微生物数量和功能多样性与核桃腐烂病之间的关系,为核桃腐烂病微生物调控技术研究奠定良好的理论基础。【方法】以健康、轻度、中度和重度4类不同病害程度的12年生核桃树为试材,采用可培养微生物计数和Biolog生态板测定其根区土壤微生物数量和功能多样性的异同,分析其与病害程度之间的相关性。【结果】不同腐烂病发病程度核桃根际土壤三大可培养微生物类群数量差异显著。与健康土壤相比,不同发病程度土壤细菌数量呈先上升后下降趋势, 轻度、中度发病土壤分别提高了15.67%和12.28%,重度发病土壤则下降了33.46%。轻度、中度和重度发病土壤放线菌数量分别下降了47.33%、32.98%和19.27%,真菌数量分别下降了49.32%、22.68%和42.68%。Biolog碳源利用表明,核桃腐烂病不同发病程度土壤微生物多样性也存在显著差异。从144 h的AWCD值可以看出,腐烂病发病较轻的核桃根区土壤中,微生物活性最高,健康土壤降低了12.03%,中、重度发病土壤分别降低了14.56%和18.42%。轻度发病土壤的Shannon丰富度指数(H)高于健康和中、重度发病土壤。健康和轻度发病的土壤微生物对糖类和氨基酸类碳源有较强的利用能力,而腐烂病发病较重的土壤中利用糖类、氨基酸类和酚酸类碳源的微生物在减少。主成分分析表明,发病程度不同的核桃根区土壤微生物群落有一定的差异。31种碳源中,糖类和氨基酸类碳源决定着主成分的分异。【结论】腐烂病发病程度较重的土壤中微生物活性低于健康和腐烂病发病程度较轻的土壤。根据土壤微生物利用的不同碳源,设计出合理的微量元素肥料,将有望减轻核桃腐烂病病害的发生。     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)、丰富度指数(S)和Shannon均匀度指数(E)均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74mgglucose·g-·1(24h)-1和1.15mgNH3-N·g-1·(3h)-1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

淹水和好气条件下东北稻田黑土有机碳矿化和微生物群落演变规律

通过360 d室内恒温(30℃)培养,研究淹水和好气条件下土壤碳的动态变化及微生物群落结构演变规律。结果表明,淹水条件下,土壤TOC(总有机碳)降幅(8.68%)略高于其在好气条件下的降幅(6.23%),但差异不显著(P0.05),DOC(溶解性有机碳)含量显著高于其在好气条件下的含量(P0.05)。土壤有机碳在淹水条件下的矿化速率常数(0.009 5)显著高于其在好气条件下的矿化速率常数(0.007 5)。土壤淹水条件下的AWCD_(96h)(96 h平均光密度)呈现0~15 d显著低于好气条件、30~60 d差异不显著、60~360 d显著高于好气条件的规律(P0.05)。淹水条件下,土壤微生物由以利用氨基酸类碳源为主,演变为以利用酚酸类(30~60 d)和氨基酸类碳源(180~360 d)为主;而在好气条件下则演变为以利用多聚物类碳源(60~360 d)为主。淹水提高了土壤DOC含量,增加了土壤微生物可利用底物和微生物活性,提高了土壤微生物对酚酸类和氨基酸类碳源利用,加快了土壤有机碳矿化。     

外源生物炭对黑土土壤微生物功能多样性的影响1）

以东北典型黑土区表层（0～10 cm）耕地土壤为研究对象,采用盆栽试验和Biolog－ECO微平板法,通过平均颜色变化（ AWCD）、丰富度指数、Shannon－Winner多样性指数、Simpson指数、McIntosh指数和碳源利用率等指标的测定与分析,研究了生物炭添加量对黑土土壤微生物功能多样性的影响。结果表明（：1）黑土耕地土壤微生物群落碳源平均颜色变化,随培养时间呈现对数变化规律,在“拐点”处（168 h）平均颜色变化的范围为0．56～0．98,且以SA2处理（质量分数为2％）最高;（2）土壤微生物McIntosh指数表现出随生物炭添加量的增加,呈先增大后减小的趋势,平均颜色变化范围为5．61～8．53,同样以SA2处理最大;（3）外源生物炭对黑土耕地土壤微生物功能多样性的促进作用,主要是通过提高微生物对碳水类和胺类碳源的利用率得以实现。     

不同农业措施对草莓连作土壤微生物群落特征的影响

[目的]探讨不同农业措施对草莓连作土壤微生物区系、活性、功能多样性及酶活性的影响。[方法]通过田间小区试验,利用土壤酶学方法、微生物培养方法和Biolog微生物自动分析系统,分析了土壤微生物群落特征。[结果]与不施肥相比,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒和石灰氮均显著提高草莓连作土壤细菌所占比例、细菌/真菌、土壤微生物总数、AWCD、土壤脱氢酶活性、Shannon指数、Simpson指数和Mcintosh指数;莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒还能提高土壤脲酶活性。与习惯施肥相比,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒可显著提高草莓连作土壤AWCD、Mcintosh指数,莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒分别显著提高土壤脲酶和脱氢酶的活性。主成分分析表明,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒和石灰氮条件下草莓连作土壤微生物群落碳源利用特征与习惯施肥及不施肥显著不同。[结论]莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒是控制草莓连作土壤生物退化的有效农业措施。     

不同农业措施对草莓连作土壤微生物群落特征的影响

[目的]探讨不同农业措施对草莓连作土壤微生物区系、活性、功能多样性及酶活性的影响。[方法]通过田间小区试验,利用土壤酶学方法、微生物培养方法和Biolog微生物自动分析系统,分析了土壤微生物群落特征。[结果]与不施肥相比,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒和石灰氮均显著提高草莓连作土壤细菌所占比例、细菌/真菌、土壤微生物总数、AWCD、土壤脱氢酶活性、Shannon指数、Simp-son指数和Mcintosh指数;莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒还能提高土壤脲酶活性。与习惯施肥相比,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒可显著提高草莓连作土壤AWCD、Mcintosh指数,莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒分别显著提高土壤脲酶和脱氢酶的活性。主成分分析表明,莓-稻水旱轮作、米糠＋日晒和石灰氮条件下草莓连作土壤微生物群落碳源利用特征与习惯施肥及不施肥显著不同。[结论]莓-稻水旱轮作和米糠＋日晒是控制草莓连作土壤生物退化的有效农业措施。     

长期偏施氮肥对桑树根际土壤微生物碳源利用能力的影响

采用Biolog微生态技术,研究长期(4年-4Y,17年-17Y,32年-32Y)偏施氮肥桑树根际土壤微生物碳源利用能力变化。结果表明,不同施肥年限及不同取样时期桑树根际土壤微生物利用单一碳源能力不同,4Y土壤微生物活性(AWCD)、Shannon多样性指数及对糖类、氨基酸类、胺类碳源的利用能力均高于其他处理土壤,且与32Y土壤均达显著差异水平(P0.05);主成分分析表明,4Y土壤和17Y土壤与32Y土壤间微生物碳代谢功能差异较大;逐步回归分析表明,碳源利用Shannon多样性指数与土壤有机质含量、p H及速效氮含量有一定相关关系。