东北丘陵区林地、耕地和草地土壤真菌群落代谢特征

以东北丘陵区的林地、耕地和草地为研究对象,采用Biolog FF微平板技术对这三种土地利用方式的土壤真菌代谢特征进行研究,以期为东北丘陵区的生态重建提供科学依据。结果表明:耕地土壤真菌的平均颜色变化率(Average well color development,AWCD)低于林地,但差异不显著,而草地土壤真菌的AWCD显著高于耕地和林地;4种多样性指数均表现出与AWCD一致的变化规律,即草地林地耕地。林地、耕地和草地的Shannon指数(H′)间差异显著,Simpson指数(D)的分析结果与Shannon指数(H′)相同,草地的Mc Intosh指数(U)和丰富度指数(S)同样显著高于林地和耕地,但林地与耕地间无显著差异。耕地土壤真菌对碳源的总利用强度比林地低16.9%,但差异不显著,而草地土壤真菌对碳源的总利用强度比林地高48.6%,且差异显著。与林地相比,草地土壤真菌对糖类、羧酸类、其他类、氨基酸类碳源的利用能力显著升高;耕地土壤真菌对聚合物类碳源的利用能力显著提高,而对其他5种碳源的利用能力有所降低,但均无显著差异。3种土地利用方式土壤真菌对6类碳源的相对利用率以羧酸类、糖类和氨基酸类最高,分别为29.87%~35.77%、22.27%~23.79%和18.24%~19.30%。土壤真菌对碳源利用的偏好因不同土地利用方式而改变。主成分分析表明,不同土地利用方式明显改变了土壤真菌群落对底物碳源的代谢特征。冗余分析表明土壤总氮、含水量、有机质、p H、速效磷和硝态氮是驱动真菌群落代谢特征变化的关键因子。     

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。     

黑土区水土保持林对表层土壤微生物群落碳代谢多样性的影响

采用Biolog-ECO 微平板检测法,以典型黑土区美青杨林、水曲柳林、落叶松林和樟子松林土壤为对象,研究了 不同类型水土保持林表层土壤(0 ~10 cm)微生物群落碳代谢多样性的变化特征。结果表明:1)培养144 h 时,4 种 林地土壤碳源平均颜色变化率(AWCD)的变化范围为0.11 ~ 0.62,且表现为美青杨林最高,依次分别为水曲柳林 和落叶松林,樟子松林最低;2)土壤微生物群落碳代谢多样性丰富度指数、Shannon-Winner 指数、Simpson 指数和 McIntosh 指数的变化范围分别为4 ~22、1.37 ~3.00、0.62 ~0.94 和1.46 ~5.21,同样表现为美青杨林最高、其他依 次分别为水曲柳林、落叶松林和樟子松林的规律;3)4 种林地土壤微生物均以多聚物类为主要利用碳源,除此之外, 阔叶林土壤微生物主要利用的碳源类型还包括氨基酸类和羧酸类;4)土壤微生物群落碳代谢多样性指标与土壤理 化性质相关性极为密切。可以认为,阔叶林提高土壤微生物群落碳代谢多样性的作用优于针叶林,研究结果可为 典型黑土区水土保持林的构建提供参考。      

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。     

不同园林植物根际土壤微生物群落代谢差异性研究

为了分析园林植物根际土壤微生物对碳源代谢活性及利用特征的差异性,本文以济南市植物园样地中海棠、樱花、月季、牡丹和腊梅5种不同植物根际土壤为研究对象,通过Biolog-ECO微平板法进行了碳源利用能力研究。结果表明,反映土壤微生物碳源利用活性的指标--平均颜色变化率（AWCD）呈现先增加后逐渐变缓的趋势。此外,5种植物的根际土壤微生物均表现出对糖类、羧酸类和多聚类碳源具有较强的代谢能力。5种植物微生物群落间碳代谢存在显著差异,樱花的根际土壤微生物群落利用底物碳源的能力最强,牡丹和海棠相对较低。樱花3种多样性指数也明显高于其他植物。本研究结果将有助于在城市绿化中选择固碳效果更好的园林植物,为建设低碳园林提供一定的科学依据。     

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。     

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.     

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。     

竹荪间作对橡胶园土壤微生物区系与群落功能多样性的影响

为考察竹荪间作对橡胶园土壤微生物特性的影响,采用培养法和BIOLOG ECO微平板法对间作前后橡胶园土壤微生物区系和群落功能多样性进行分析。结果表明,间作竹荪后,橡胶园土壤细菌、放线菌和5类微生物特殊生理类群数量增加,真菌数量减少。土壤微生物群落平均吸光度(AWCD)随培养时间的延长而增大,变化速率和最大值表现为采后采收种前。间作后,土壤微生物Shannon-Wiener、Simpson、Mc Intosh功能多样性指数显著增加。橡胶园土壤微生物利用的主要碳源是碳水化合物、氨基酸类,其次为羧酸和多聚物,酚酸和胺类的利用率最低。31种碳源主成分分析表明,间作竹荪后橡胶园土壤微生物碳源利用特征出现分异,在分异中起主要作用的是羧酸类、酚酸类、多聚物类和碳水化合物类碳源。间作竹荪提高了橡胶园土壤6类碳源的相对利用率、土壤微生物群落碳源代谢活性、碳源利用多样性和土壤肥力,促进了微生物类群向更好的趋势发展。     

西北典型荒漠样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性

运用Biolog-ECO方法分析西北荒漠带7个典型样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性的变化和土壤因子的生态作用。结果表明:由东至西,土壤微生物活性总体呈下降趋势,即乌海磴口安西民勤鄂尔多斯沙坡头阿拉善,不同样地土壤平均颜色变化率AWCD值差异明显。主成分分析(PCA)表明,各样地土壤微生物群落代谢功能特征差异显著,起主要贡献作用的是碳水化合物类和羧酸类碳源。典范对应分析(CCA)表明,土壤有机碳、氨氮、脲酶和碱性磷酸酶显著影响土壤微生物群落功能多样性,其中有机碳、脲酶和碱性磷酸酶与土壤微生物功能多样性密切相关。     

农业利用对毛乌素沙地土壤碳氮含量及微生物量的影响

为研究毛乌素沙地不同农业利用类型和方式对土壤碳氮及微生物特征的影响,以位于毛乌素沙地的圪丑沟流域为研究地点,选取了不同农业利用类型及方式的传统农业（小麦、水稻、旱稻）、设施农业（黑莓、蓝靛果花楸、葡萄）、集约化农业（马铃薯）为研究对象,以明沙为对照,分析长期不同农业利用类型及其方式对毛乌素沙地土壤碳、氮、呼吸和微生物的影响。结果表明：不同农业利用类型和不同农业利用方式对土壤微生物生物量碳、氮均有一定影响,其中农业利用类型影响更为显著。微生物生物量碳在设施农业中表现出最高水平,微生物生物量氮在集约化农业中表现出最高值（8.45 mg·kg^-1）,且均显著高于其余农业利用类型。与沙地相比,7种农业利用方式土壤全碳、全氮、矿化氮含量均显著提高;3种农业利用类型土壤全碳、有机碳、全氮含量均表现为设施农业各样地最高,均值分别是沙地的6.32、3.82、10.14倍;土壤硝态氮、矿化氮均表现为集约化农业最高,均值分别是沙地的6.46、8.21倍。不同农业利用方式下,除水稻地和蓝靛果花楸地外,其他农业利用方式土壤铵态氮含量较沙地显著降低了8.70%~56.32%;除旱稻地外,其他农业利用方式土壤呼吸速率较沙地显著提高了60.17%~194.07%。通过相关性分析得出全碳、有机碳、全氮、微生物生物量碳两两之间呈显著正相关关系,硝态氮与微生物生物量氮呈显著正相关关系。研究表明：沙地农业利用对微生物的生命活动产生了不同程度地影响,降低了土壤铵态氮含量。传统和集约化农业加快土壤有机质分解,促进了土壤氮素的矿化作用,而设施农业在增加土壤碳、氮含量方面具有明显优势。     

重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响——以坡度和坡向为例

通过对大兴安岭重度火烧迹地不同坡度和坡向的土壤微生物群落进行调查研究,旨在揭示重度火烧迹地过火6a后森林恢复过程土壤微生物群落的变化规律与影响因素。研究结果表明:平地土壤微生物生物量碳含量(MBC)和土壤微生物生物量碳氮比(MBC/MBN)均高于坡地,其中MBC/MBN达到差异极显著水平。平地土壤微生物的代谢活性AWCD值、对31种4类碳源(糖类、脂类、氨基酸、代谢物)的利用能力和Shannon-Winner多样性指数(H'')均极显著低于坡地。西坡土壤微生物AWCD值和H''高于南坡,但AWCD和H''与土壤养分、pH值、EC无显著相关关系,说明坡向可能与土壤微生物代谢活性和多样性的关系并不密切,反映了两坡向土壤微生物群落结构的相似性。坡度由于影响了土壤养分和水分条件,进而影响了土壤微生物的生物量、群落结构、物种多样性和碳源利用能力。火烧迹地恢复初期平地土壤微生物量碳高于坡地,西坡高于南坡;恢复6a后,土壤微生物量碳的差异已不显著,但土壤微生物群落结构、物种多样性以及代谢特性仍具有显著差异,这可能与地形坡度仍然显著影响土壤水分含量的因素有关。     

藏东南林芝地区典型农业土地利用方式对土壤微生物群落特征的影响

为研究藏东南林芝地区土壤微生物群落对农业土地利用方式的响应特征及其关键影响因素,可深入认识农业土地利用对该区域生态系统稳定性的影响,并为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。采集藏东南林芝地区2种典型农业土地利用方式(农田及放牧草地)土壤样品,以自然森林土壤样品为对照,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)和MiSeq高通量测序分析不同土地利用方式下土壤微生物数量、多样性和群落组成的差异性,并结合土壤理化指标探讨影响土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明:与自然森林相比,农田和放牧草地土壤中微生物PLFA总量降低了38.7%~51.8%,其中革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、放线菌和真菌的生物量分别降低了26.1%~47.6%、40.0%~61.1%、44.1%~60.6%和5.2%~31.3%。农田种植显著降低土壤真菌的多样性,其丰富度、香农多样性相比于森林土壤分别降低了53.0%和71.4%,而细菌群落的丰富度、香农多样性则显著降低了15.7%和5.1%。农田种植显著增加土壤细菌中放线菌门(A ctinobacteria)的相对丰度,但是显著降低了浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度,放牧草地则显著促进拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)的生长。农业土地利用显著提高土壤真菌群落中担子菌门伞菌纲(A garicomycetes)的优势度,其在农田和放牧草地土壤中的相对丰度分别是自然森林土壤的23倍和19倍,而子囊菌门(A scomycota)和接合菌门(Zygomycota)的相对丰度则分别降低了67.7%~89.6%和58.7%~67.4%。基于距离矩阵的冗余分析表明,土壤细菌和真菌的群落结构在3种土地利用方式下有显著差异。土壤微生物的数量、多样性和群落组成受到土壤pH值、土壤有机碳、土壤C/N等理化性质的显著影响,并且土壤真菌对环境因子改变的响应比细菌敏感。研究表明,典型农业土地利用方式导致藏东南林芝地区土壤微生物群落的数量和多样性相比于自然植被显著降低,并改变细菌和真菌的群落组成和结构,而且真菌对农业土地利用方式的响应比细菌敏感。     

黑土区不同林龄落叶松人工林土壤微生物群落功能多样性的对比研究

采用Biolog-ECO微平板检测法,以21、30、40和52年生落叶松人工林土壤为对象,研究了典型黑土区0～20 cm土层范围内土壤微生物群落碳源代谢的多样性变化特征。结果表明:1）在培养168 h时,落叶松人工林地上层（0～10 cm）和下层（10～20 cm）土壤的微生物碳源平均颜色变化率（AWCD）的变化范围分别为0.41～1.40和0.20～0.69,且均随林龄的增加而逐渐增大。2）落叶松人工林微生物群落功能多样性指数随林龄的增加呈逐渐升高的趋势,即52 a40 a30 a21 a,且上层土壤的微生物功能多样性高于下层。上层和下层土壤的丰富度指数、Shannon Weiner多样性指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为12～25和6～14、2.55～3.12和1.83～2.62、0.89～0.95和0.76～0.91、4.22～9.49和2.52～6.18。3）落叶松人工林土壤微生物群落对6类碳源的利用率均随林龄的增加而增大,且碳水类、多聚物类和胺类是导致上层土壤微生物代谢差异的敏感碳源,碳水类、羧酸类和胺类是导致下层土壤微生物代谢差异的敏感碳源。4）落叶松人工林土壤微生物多样性指标与土壤理化性质相关性极为密切。可以认为,随着林龄的增加,落叶松人工林微生物功能多样性逐渐提高,这为进一步揭示其林地土壤质量的演变提供了参考。      

凋落物配比对杉木土壤微生物碳代谢多样性的影响

在4、15和32年生杉木人工林内采用网袋法布设不同配比杉木-火力楠凋落物网袋和空白对照样地,采用Biolog技术分析不同林龄杉木人工林内凋落物配比对表层(0~5 cm)土壤微生物的碳源利用以及土壤微生物碳代谢多样性的影响。结果表明,各林分土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)表现为32 a>15 a>4 a;杉木-火力楠1∶2处理下4年生幼林表层土壤中整体代谢活性最强。3个林分土壤微生物的丰富度(Shannon指数)以及多样性(Simpson指数)差异较小,杉木-火力楠1∶2处理对土壤微生物的均一度(Mc Intosh指数)影响达极显著水平(P=0.001)。3个林分都以碳水化合物、氨基酸以及聚合物作为主要的碳源利用类型,其中4、15和32年生杉木人工林中杉木-火力楠2∶1、纯杉木处理下的土壤微生物对碳源的利用聚为一类,杉木-火力楠1∶2、杉木-火力楠1∶1与纯火力楠处理在15、32年生杉木人工林中聚为一类。     

栽培甘草对盐碱地土壤理化性质及微生物功能多样性的影响

为探讨在盐碱地区种植甘草对土壤理化性质及微生物功能多样性的影响。本文以未种植胀果甘草的裸地(CK)为对照,测定土壤的理化性质,并采用BilogECO微平板技术研究了人工栽培甘草对盐碱地微生物功能多样性的影响。研究结果表明：与裸地(CK)相比,种植甘草能显著提高盐碱土中全氮、碱解氮及有机质等养分的含量（P＜0.05）,其含量分别比裸地(CK)增加了38%、48%和33%,且土壤的电导率值与裸地(CK)相比降低了262%,达到显著水平（P＜0.05）。甘草样地的AWCD值（反应土壤微生物活性）显著高于裸地(CK),在培养72 h后甘草样地的AWCD值比裸地(CK)显著增加了28%（P＜0.05）。甘草样地中土壤微生物对糖类碳源的利用率与对照相比增加28%（P＜0.05）,其土壤微生物多样性亦显著高于裸地(CK)（P＜0.05）。主成分分析表明,种植甘草后改变了土壤微生物的群落组成,导致此种差异的主要碳源为糖类和氨基酸类,其次是羟酸类及多聚物类。综上所述,在盐碱地种植甘草有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性,因此人工栽培甘草是盐碱地生态恢复的一项有效措施。 关键词：胀果甘草;盐碱地;土壤微生物;群落功能多样性     

杉木人工林土壤微生物对林分密度的响应

  目的  为研究不同密度杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤微生物对碳源的利用情况及土壤理化性质与微生物多样性的相关关系。  方法  运用Biolog微平板技术,对江西大岗山5种不同密度38年生杉木人工林（密度分别为1 667、3 333、5 000、6 667和10 000株·hm-2,造林前3 a抚育,后基本无人工干扰）土壤微生物的功能多样性进行研究,探讨了土壤微生物碳代谢对林分密度的响应及土壤理化性质与微生物碳代谢的关系。  结果  在杉木存活密度为2 600~4 600株·hm-2时,反映土壤微生物代谢功能多样性的平均颜色变化率较高。该密度范围下土壤微生物多样性高,适合有机质的分解和养分的转化与积累;不同密度杉木人工林土壤微生物对6种碳源的利用量不同,密度在2 600~4 600株·hm-2时,土壤微生物利用的主要碳源为糖类,其次为羧酸类和氨基酸类,但密度小于或超出这一范围时,土壤微生物对羧酸类的利用大于对糖类的利用;主成分分析结果显示:α-D-乳糖对土壤微生物的利用贡献最大,是杉木人工林中利用最多的物质;相关性分析结果显示:全氮和碱解氮与微生物多样性显著相关（P < 0.05）,是微生物利用碳源的决定性因素。  结论  综合考虑微生物碳代谢与土壤理化性质,符合杉木人工林可持续发展要求的理想林分密度为2 600株·hm-2。     

Microbial community structure and functional metabolic diversity are associated with organic carbon availability in an agricultural soil

Exploration of soil environmental characteristics governing soil microbial community structure and activity may improve our understanding of biogeochemical processes and soil quality. The impact of soil environmental characteristics especially organic carbon availability after 15-yr different organic and inorganic fertilizer inputs on soil bacterial community structure and functional metabolic diversity of soil microbial communities were evaluated in a 15-yr fertilizer experiment in Changping County, Beijing, China. The experiment was a wheat-maize rotation system which was established in 1991 including four different fertilizer treatments. These treatments included: a non-amended control(CK), a commonly used application rate of inorganic fertilizer treatment(NPK); a commonly used application rate of inorganic fertilizer with swine manure incorporated treatment(NPKM), and a commonly used application rate of inorganic fertilizer with maize straw incorporated treatment(NPKS). Denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) of the 16 S r RNA gene was used to determine the bacterial community structure and single carbon source utilization profiles were determined to characterize the microbial community functional metabolic diversity of different fertilizer treatments using Biolog Eco plates. The results indicated that long-term fertilized treatments significantly increased soil bacterial community structure compared to CK. The use of inorganic fertilizer with organic amendments incorporated for long term(NPKM, NPKS) significantly promoted soil bacterial structure than the application of inorganic fertilizer only(NPK), and NPKM treatment was the most important driver for increases in the soil microbial community richness(S) and structural diversity(H). Overall utilization of carbon sources by soil microbial communities(average well color development, AWCD) and microbial substrate utilization diversity and evenness indices(H' and E) indicated that long-term inorganic fertilizer with organic amendments incorporated(NPKM, NPKS) could significantly stimulate soil microbial metabolic activity and functional diversity relative to CK, while no differences of them were found between NPKS and NPK treatments. Principal component analysis(PCA) based on carbon source utilization profiles also showed significant separation of soil microbial community under long-term fertilization regimes and NPKM treatment was significantly separated from the other three treatments primarily according to the higher microbial utilization of carbohydrates, carboxylic acids, polymers, phenolic compounds, and amino acid, while higher utilization of amines/amides differed soil microbial community in NPKS treatment from those in the other three treatments. Redundancy analysis(RDA) indicated that soil organic carbon(SOC) availability, especially soil microbial biomass carbon(Cmic) and Cmic/SOC ratio are the key factors of soil environmental characteristics contributing to the increase of both soil microbial community structure and functional metabolic diversity in the long-term fertilization trial. Our results showed that long-term inorganic fertilizer and swine manure application could significantly improve soil bacterial community structure and soil microbial metabolic activity through the increases in SOC availability, which could provide insights into the sustainable management of China's soil resource.     

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。