花生壳生物炭对土壤吸附邻苯二甲酸二甲酯的影响

采用限氧升温法在不同的炭化温度和时间下制备4种花生壳生物炭,考察其对土壤吸附邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)的影响。结果表明,添加生物炭能显著提高土壤对DMP的吸附能力。Langmuir模型和Freundlich模型均能较好的拟合添加生物炭土壤对DMP的吸附,相关系数分别介于0.90~1.00和0.95~0.99之间。随着生物炭添加量的增加,土壤对DMP的吸附能力明显增强且非线性特征更加突出;在生物炭高添加量条件下,炭化温度高且炭化时间长的生物炭对土壤吸附能力的增强作用更为显著。在Ce=0.001 Sw和Ce=0.01 Sw条件下,生物炭对土壤吸附DMP的贡献率分别介于80.80%~98.58%和67.30%~96.37%之间,表明生物炭对土壤吸附DMP发挥着主导作用。     

菌槺对土壤含水量、土壤微生物及马铃薯产量的影响

菌糠是食用菌生产后的废弃物,含有较多的有机物质和一定数量的养分,用于农作物栽培不仅能够改良和培肥土壤、也会提高作物产量。本文于2016年采用随机区组设计、以田间微区试验的方法,研究了添加不同数量的栽培黑木耳后的菌糠对马铃薯不同生育期0～20 cm土层土壤含水量、微生物数量及有机质、全氮含量和马铃薯产量的影响。试验设不施氮肥(CK)、施纯氮120 kg hm-2(T1)、菌糠替代氮肥用量20%(T2)、菌糠替代氮肥用量40%(T3)、菌糠替代氮肥用量60%(T4) 5个处理;菌糠与0～20 cm土层土壤充分混匀,其它田间管理方法相同。结果表明,添加菌糠处理的土壤有机质及全氮含量随菌糠添加量增加表现出增加趋势;土壤的持水能力提高、5～20 cm土层含水量随菌糠添加量增加而增加,各添加菌糠处理与CK差异显著(P<0.05);马铃薯不同生育期各处理土壤微生物总数(平板计数法)均高于CK;施肥和添加菌糠各处理马铃薯产量较CK增加,T1、T2、T3、T4处理较CK分别增产4.61%、0.60%、5.13%和4.53%。由此可以认为替代氮肥氮素40%、60%的菌糠用量是适当的。     

土壤微生物对大气对流层臭氧浓度升高的响应

土壤微生物对大气对流层臭氧浓度升高的响应是全面评价臭氧浓度变化对陆地生态系统影响的关键。本文简要回顾了大气臭氧浓度升高对生态系统的影响概况,介绍了土壤微生物对人工控制微域环境臭氧浓度增高的响应研究进展,并提出了农田生态系统土壤微生物生物量与活性(包括硝化反硝化作用)、群落结构与功能(包括秸秆降解过程)、有益微生物(如菌根真菌)及其调控技术是今后大气臭氧污染研究领域的重要方向。     

峨眉山土壤微生物生物量对海拔梯度的响应

土壤微生物是构成土壤生态系统的重要组成部分,是土壤有机质和养分转化与循环的主要动力,对陆地生态系统发挥着至关重要的功能。以峨眉山土壤为研究对象,对不同海拔梯度下土壤微生物量碳、氮进行研究。结果表明:峨眉山微生物量碳、氮含量总体趋势是随着海拔高度的升高而升高,但由于某些环境因素(如凋落物、微生物数量和酶活性等)对实验结果的综合影响,呈"V"字型变化趋势。     

不同盐渍化土壤中微生物对氮肥的响应

【目的】 研究河套灌区土壤不同盐渍化程度下土壤微生物对氮肥的响应机理,为河套灌区盐渍化土壤中确立适宜的氮肥施用量提供理论依据。 【方法】 2015—2016年在内蒙古磴口县坝楞示范基地进行了两年田间试验,供试土壤为粉沙壤土,供试作物为玉米。设置轻度 (0.77～1.24 mS/cm) 和中度 (1.24～1.77 mS/cm) 盐渍化土壤为主区,副区为施氮水平,共设4个施氮水平为N 0、135、270、405 kg/hm2,研究轻、中度盐渍化土壤下不同施氮水平对土壤微生物的影响,探寻土壤盐渍化和氮肥对微生物的交互作用。 【结果】 土壤盐分随着施氮量的增加而增加;细菌、真菌、放线菌数量和微生物量碳、氮含量均随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,在N 270 kg/hm2处理微生物数量和生物量均达到最高值。回归分析表明,土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,由回归方程各系数可知,在盐渍化土壤中,单独施用氮肥均可以增加土壤微生物,而土壤盐分增加,土壤微生物减少;在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有正效应,即共同促进了土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有负效应,即抑制土壤微生物的增加。 【结论】 土壤盐渍化程度越高,土壤中微生物数量和生物量越少,施氮量为N 270 kg/hm2时微生物数量和生物量均达到最大值;土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥共同促进土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥抑制了土壤微生物的生长和繁殖。      

苹果树根系及土壤微生物对局部配施有机肥的响应

针对当前苹果树氮肥过量施用的问题,比较不同比例和类型的有机肥氮替代化肥氮对苹果树根系生长、果园土壤微生物变化的影响,找出有机肥氮替代化肥氮的最佳替代比例.以多年生红富士苹果(Malus pumila Mill)为研究对象,分别设优化施肥方案全量化肥(Y1)、常规有机肥替代20％氮肥(Y2)、常规有机肥替代40％氮肥(Y...     

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)对黑腹果蝇生长发育及繁殖的影响

研究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)对模式生物黑腹果蝇生长发育及繁殖的影响。结果表明,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)对黑腹果蝇的生长发育有明显抑制和致畸作用,随着其质量浓度升高,黑腹果蝇的蛹化数率和羽化数呈先增加后降低趋势,繁殖性能随着邻苯二甲酸二甲酯(DMP)质量浓度的升高表现出先升高后降低的趋势。     

长白山苔原生态系统土壤酶活性及微生物生物量对增温的响应

采用开顶箱(open-top chamber,OTC)增温方法 (+1.1~1.9℃),研究了长白山苔原生态系统土壤酶活性、土壤微生物生物量、土壤微生物群落结构及土壤微生物呼吸对温度升高的响应。结果表明,连续三个生长季(6-9月)增温,没有明显地改变土壤蔗糖酶(58.1和45.9 mg g-124 h-1)和纤维素酶(0.34和0.26 mg g-172 h-1)的活性,但土壤脲酶活性升高80.1%(0.82和0.46 mg g-124 h-1),过氧化氢酶活性也升高10.1%(1.18和1.07 ml KMnO4g-1h-1)。增温与对照条件下土壤微生物生物量碳含量(0.85和0.75 mg g-1)、氮(0.07和0.06 mg g-1)、磷(0.013和0.011 mg g-1)和土壤微生物呼吸(6.1和6.3μmol m-2s-1)无明显差异。相关分析表明,土壤微生物生物量月际间明显的变化与土壤含水量及土壤有机质的相对变化有关。增温改变了土壤微生物的群落结构。增温并未引起与碳循环相关的酶活性、土壤微生物生物量和土壤微生物呼吸发生明显变化,可能是短期增温及增温幅度不足以使土壤微生物活性产生明显的改变。     

子午岭土壤可培养微生物对植被演替的响应

利用"空间序列代替时间序列"的方法,研究了黄土高原子午岭土壤可培养微生物对植被演替的响应。结果表明:(1)土壤细菌、真菌及微生物总数量按退耕地→草地→灌草地→白桦(Betula platyphylla)林→辽东栎(Quercus wutaishanica)林→辽桦混交林方向递增(p<0.01);放线菌数量呈波动性变化,较高值出现在灌草地和辽东栎林。(2)演替的过程中,土壤微生物综合性指标Shannon—Wiener指数呈波动性变化;真菌数量变化对土壤微生物Shannon—Wiener指数影响较大。(3)随着演替的进行,氨化细菌和硝化细菌数量显著增加(p<0.01);固氮菌数量略有增加,但差异不显著(p>0.05),最大值出现在辽桦混交林;纤维素分解菌数量在辽东栎林和辽桦混交林最高。研究表明,植被演替对土壤微生物3大类群及主要功能群数量影响显著,促进了土壤微生物数量的增加;土壤微生物多样性变化趋势并非总是与植被进展演替方向一致,其大小与植被类型有关,并依植被组成的变化而变化。     

土壤微生物对除草剂乙草胺污染的响应和指示

采用除草剂乙草胺作为土壤污染因子, 在人工可控制条件下, 研究乙草胺对土壤微生物细菌、真菌和放线菌数量及土壤微生物量碳的影响, 并探讨这些微生物学指标对土壤中乙草胺污染状况的指示.研究结果表明: 在整个试验过程中, 除草剂乙草胺在短时间内对微生物区系能产生明显抑制作用, 但随着时间增加和污染物的分解, 微生物数量逐渐得到恢复.在短时间抑制过程中, 细菌、放线菌数量以及微生物量碳与乙草胺浓度的对数之间有很好的剂量效应关系, 第7 d细菌数量与乙草胺浓度对数的拟合公式为y = -2.97x + 12.36, R2 = 0.999 3; 放线菌数量与乙草胺浓度对数的拟合公式为y = -2.13x + 6.67, R2 = 0.956 4; 微生物量碳在第14 d与乙草胺浓度对数的拟合公式为y = -89.25x + 348.90, R2 = 0.995 4; 其相关性都达到显著水平.而真菌在受到乙草胺污染后, 受抑制现象并不明显, 真菌对乙草胺有较强的抗性.总之在短期污染条件下, 土壤中的细菌、放线菌数量以及微生物量碳可以很好地指示土壤中乙草胺的污染状况.     

四环素对芘污染农田土壤微生物修复的影响及响应过程

针对城郊农田土壤中多环芳烃和抗生素复合污染的新特征,通过室内模拟土培实验,研究四环素(Tetracycline,TC)胁迫下,降解菌Sphingobium sp.PHE3对长三角典型农田土壤中芘的降解效果和影响机制。研究表明,接种降解菌处理(B)能明显促进土壤中芘的降解,TC的引入可显著抑制土壤中芘的深度降解过程(P0.05)。经过90天培养后,B处理与接菌+添加TC处理(BTC)的降解率分别为40.1%、25.7%,较对照分别提高了23.0倍、14.1倍。通过土壤微生物群落结构多样性分析发现,降解菌数量在经历90天的土壤环境适应期后逐渐快速增加,其数量变化与污染物芘在土壤中含量消减趋势呈负相关;引入芘和四环素对土壤细菌群落结构多样性和功能稳定性具有显著影响(P0.05),然而对土壤真菌群落影响不显著(P0.05)。此外,B和BTC处理条件下,土壤过氧化氢酶活性、荧光素二乙酸酯酶活性和土壤微生物生物量碳氮值显著高于单独添加芘处理(P)和单独添加TC处理(TC),但P处理与TC处理之间无显著差异(P0.05),说明外源污染物(芘或四环素)对于土壤酶活性和微生物生物量碳氮具有显著抑制作用(P0.05),致使降解菌功能作用受到抑制。综上研究结果表明TC可明显抑制土壤中典型四环多环芳烃的微生物降解过程,针对多环芳烃与抗生素复合有机污染农田土壤的微生物强化修复技术有待深入研究。     

玉米地土壤微生物量碳、氮及微生物熵对不同物料还田的响应

在四川丘陵区紫色土上进行田间试验,以无物料还田为对照,对比分析了蚕豆秸秆、油菜秸秆、猪粪3种物料还田对夏玉米吐丝期和收获期0—20,20—40cm土层土壤有机碳、全氮、微生物量碳氮含量及微生物熵的影响,以期为农业废弃有机物料的综合利用及四川丘陵区土壤质量的提升提供理论参考。结果表明:(1)尽管有机物料还田于0—20cm土层中,0—20,20—40cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)含量均受到有机物料的深刻影响。各处理0—20cm土层SOC、TN、SMBC、SMBN含量均显著高于20—40cm土层,且上下2层土壤SOC、TN、SMBC和SMBN含量在生育时期间均表现为吐丝期>收获期。(2)在2个生育时期,3种物料还田均能提高0—20,20—40cm土层SOC、TN、SMBC、SMBN含量。与对照相比,物料还田处理的SOC、TN、SMBC、SMBN含量分别提高2.6%~141.2%,1.9%~33.0%,5.1%~114.7%,41.5%~98.7%,其中收获期各处理0—20,20—40cm土层SOC、SMBC、SMBN均表现为油菜秸秆>蚕豆秸秆>猪粪>对照,TN表现为蚕豆秸秆>猪粪>油菜秸秆>对照。(3)各处理SMBC/SMBN、qMB、SMBN/TN分别为3.74~10.53,0.86%~2.19%,1.01%~3.41%,且物料还田降低SMBC/SMBN,提高土壤qMB和SMBN/TN值。相关分析表明,SMBC、SMBN与SOC、TN之间均存在极显著正相关关系。因此,农业生产中可通过物料还田提供给微生物足够的碳氮营养,提高土壤SMBC、SMBN、SOC、TN含量和qMB值,维持较高的农田生产力,提升土壤质量,但具体施用物料时还需寻求土壤肥力提升、玉米产量增加以及环境效益之间的平衡。     

土壤微生物对大气CO_2浓度升高的响应研究

土壤微生物对大气CO2浓度升高的响应是全面评价大气CO2浓度变化对陆地生态系统影响的关键。文章简要回顾了人工控制微域生态环境CO2浓度增高的研究技术及其发展,并着重介绍了新兴的FACE(Free-air CO2enrichm ent,开放式空气CO2浓度增高)研究手段,进而从土壤微生物区系和生物量、微生物呼吸和酶活性、菌根菌侵染和根瘤共生、土壤硝化和反硝化四个方面综述了大气CO2浓度升高影响土壤微生物的试验报道结果,最后结合新兴的土壤微生物分子生态学研究手段论述了该领域今后应关注开展的主要方向。     

高寒草甸土壤微生物功能多样性对氮肥添加的响应

采用Biolog-ECO生态板法研究了4个施N水平[0 g/m²（CK）,10 g/m²（N₁₀）,20 g/m²（N₂₀）,30 g/m²（N₃₀）]下土壤理化性质和微生物功能多样性的变化规律。结果表明:中高水平氮肥添加显著增加了速效氮、速效磷含量和根土比,但降低了土壤含水量。施N肥0-10 cm土层平均颜色变化率降低,而10-20 cm土层则被提高,且N₂₀最大。施N肥后降低了0-10 cm土层土壤微生物Shannon-Wiener指数、Pielou指数和McIntosh指数,但10-20 cm土层则被提高。PCA分析表明,施N肥改变了土壤微生物代谢功能类型,糖类、氨基酸、酸类是土壤微生物主要利用的碳源类型。RDA分析表明,在0-10 cm土层,土壤含水量和全氮是影响土壤微生物功能多样性的主要因子,而10-20 cm土层主要受土壤含水量和速效磷的影响。综上,施N肥增加了土壤的有效养分含量,进而改变土壤微生物功能多样性、碳源利用能力和数量。     

土壤微生物群落结构对凋落物组成变化的响应

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程,明确凋落物多样性如何影响土壤微生物群落构成和多度,继而潜在地改变凋落物分解的微生物学机制有助于认识生物多样性和森林生态系统功能的关系。通过小盆模拟试验,应用磷脂脂肪酸谱图的方法研究了我国南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合,与单一针叶凋落物分解时相比,针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的变化,结果显示:(1)针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落磷脂脂肪酸(Phospholipidfatty acids,PLFA)总量低于单一针叶处理,细菌和放线菌的相对多度高于单一针叶处理,真菌则相反,群落真菌/细菌低于单一针叶处理,土壤微生物生物量的差异主要来自于真菌;(2)主成分分析表明:针阔混合凋落物分解与单一针叶凋落物分解的土壤微生物群落结构差异显著,两个时期(分解9个月和18个月)主成分一分别可以解释65.74%和89.63%的变异,第一主成分主要包括18∶2ω6,9、18∶1ω9c、17∶0和10Me18∶0等磷脂脂肪酸;(3)土壤微生物群落结构受凋落物初始C/N和木质素/N调控,土壤微生物群落细菌的相对多度与凋落物初始C/N和木质素/N显著负相关,真菌则与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关,群落真菌/细菌与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关。针阔凋落物混合分解通过改变凋落物C/N和木质素/N,提供了对分解者更为有利的微环境。     

盐化土壤微生物区系及理化性状对不同改良剂的响应研究

系统分析了脱硫废弃物、专用改良剂和不同量菌肥对盐化土壤的改良效应,结果表明:单施脱硫废弃物对土壤细菌和放线菌数量影响很小,但可以有效增加真菌数量;单施专用改良剂或菌肥后微生物数量增幅相对较大,改良剂效果优于菌肥;脱硫废弃物、改良剂和菌肥同时施用可以显著增加土壤微生物数量;单施脱硫废弃物和菌肥对土壤有机质和养分含量、作物收获后的指标影响很小;3种物料同时施用则可以显著提高土壤有机质和养分含量,向日葵的株高、径粗、盘径、实粒数和百粒重都有显著增加。在施用脱硫废弃物和改良剂的前提下,菌肥施用量为45 kg hm-2的处理对盐化土壤改良效果最佳,但与施用量为30 kg hm-2的处理差异不显著。     

温室菜园土壤氮矿化和微生物群落对水分的响应

Soil drying and wetting impose significant influences on soil nitrogen (N) dynamics and microbial communities. However, effects of drying-wetting cycles, while common in vegetable soils, especially under greenhouse conditions, have not been well studied. In this study, two greenhouse vegetable soils, which were collected from Xinji (XJ) and Hangzhou (HZ), China, were maintained at 30% and 75% water-holding capacity (WHC), or five cycles of 75% WHC followed by a 7-day dry-down to 30% WHC (DW). Soil inorganic N content increased during incubation. Net N mineralization (Nmin), microbial activity, and microbial biomass were significantly higher in the DW treatment than in the 30% and 75% WHC treatments. The higher water content (75% WHC) treatment had higher Nmin, microbial activity, and microbial biomass than the lower water content treatment (30% WHC). Multivariate analyses of community-level physiological profile (CLPP) and phospholipid fatty acid (PLFA) data indicated that soil moisture regime had a significant effect on soil microbial community substrate utilization pattern and microbial community composition. The significant positive correlation between Nmin and microbial substrate utilization or PLFAs suggested that soil N mineralization had a close relationship with microbial community.     

模拟条件下土壤硝化作用及硝化微生物对不同水分梯度的响应

以江苏滨海县一植稻土壤为研究对象,在微宇宙培养条件下设置了不同水分处理(最大持水量的30%、60%、90%和淹水2 cm深),研究了硝化作用及硝化微生物对水分变化的响应特征。结果表明:淹水处理显著降低了土壤的氧化还原电位(Eh),但所有处理土壤Eh变化范围为330~500 m V,土壤整体处于氧化态。在每7天向土壤加入10 mg kg-1NH+4-N的连续培养过程中,各个水分处理均观察到明显的NH+4-N降低和NO-3-N累积的现象,60%WHC处理下土壤硝态氮累积最显著和迅速,90%WHC处理次之,随培养时间延长,30%WHC和淹水处理也观察到明显的硝化作用。淹水处理中氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的数量显著高于非淹水处理,且淹水处理中AOB在DGGE图谱上的条带更加清晰明亮,而氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)的群落组成和数量在不同水分处理间无明显变化。表明该土壤中AOB对水分条件变化响应灵敏,是该土壤的硝化作用、尤其是淹水条件下硝化作用发生的主要原因。     

醋糟菌糠对3种作物土壤微生物及酶活性的影响

为研究醋糟菌糠作为一种生物肥料对土壤肥力的影响,为解决食用菌菌糠对环境污染及其有效利用提供科学依据,本文通过田间试验,对玉米、高粱、糯玉米3种作物基施醋糟菌糠后不同生育期的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,细菌、放线菌和真菌数量,及微生物量碳、氮含量进行测试。研究结果表明:1)醋糟菌糠显著提高了作物根际土壤细菌、放线菌和真菌的数量。在作物整个生育期,加入醋糟菌糠的土壤细菌数量比对照提高32%~54%;放线菌数量在成熟期提高明显,玉米田土壤放线菌数量增幅最大,为101%;真菌数量变化总体趋势呈现先升高后下降的趋势。2)醋糟菌糠的施入增加了作物根际土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶的活性。种植高粱、玉米和糯玉米土壤的脲酶活性增长率分别为239%、189%和185%;3种作物的土壤过氧化氢酶活性在抽穗期最高,最大增长率为40%;3种作物的土壤蔗糖酶活性在不同生育期变化趋势不同,玉米各生育期土壤蔗糖酶活性变化较为稳定,其增长率分别为38%、28%、48%。3)醋糟菌糠的施入增加了作物根际土壤微生物碳氮的含量,不同生育期3种作物的土壤微生物碳含量增幅为58.10~407.67 mg·kg-1,微生物氮含量增幅为11.98~27.55 mg·kg-1。由此可见,醋糟菌糠的施用可以增强土壤生产力的可持续性,从而达到保护和改善土壤环境的效果。同时该研究也为醋糟菌糠的有效利用提供了一定的科学依据。     

乙草胺对土壤微生物数量及土壤呼吸的影响

通过室内瓶培养试验,研究了不同浓度(0.3、3、30μgkg-1干土)乙草胺对土壤呼吸、土壤细菌、放线菌和真菌数量的影响,结果表明乙草胺在培养初期促进土壤呼吸强度,之后土壤呼吸强度恢复到对照水平,甚至有降低的趋势;对细菌数量有先增长后抑制的趋势;对放线菌数量具有促进-抑制-恢复的趋势;对土壤真菌数量具有先抑制-恢复-促进的趋势。其研究结果为合理施用乙草胺提供理论依据。