土壤微生物在生物结皮形成中的作用及生态学意义

在荒漠地区的固定、半固定沙地和流动沙地上,微生物、藻类植物及地衣、苔藓植物能参与并形成生物结皮,其在干旱和半干旱荒漠地区具有重要生态意义。其中土壤微生物因其极强的适应性和生存能力,在生物结皮形成各阶段都起着积极的作用。土壤微生物的生长和活性与土壤酶活性的变化具有良好的相关性,它的组成、分布和数量因沙丘类型和沙土层深度的不同而有所变化,也受到季节和植被的影响。土壤微生物的生理代谢活动及数量变化可以改变沙土表面理化性质,在土壤结皮的形成、植物营养的转化过程中发挥积极作用,为植物生长创造了良好的条件。     

黄土丘陵区土壤生物结皮对土壤微生物分布特征的影响

通过对山西省偏关地区4种主要植被类型和撂荒地土壤生物结皮及下层土壤样本微生物的计数,研究不同植被状况下土壤生物结皮覆盖对土壤微生物生态分布特征的影响,探讨土壤生物结皮的生物学作用及影响土壤微生物数量的因子.结果表明:①在所有微生物类群中细菌数量最大,放线菌次之,真菌最少;②不同植被下土壤微生物数量差异显著(P <0.0...     

4种促生菌剂对甘薯生长及土壤肥力的影响

为探究不同促生菌剂对甘薯生长及栽培土壤肥力的影响,以苏薯16为试验材料,采用田间试验研究了添加枯草芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和甲基营养型芽孢杆菌4种不同促生菌剂材料对甘薯生长及栽培土壤肥力的影响。结果表明：4种促生菌剂都可显著提升甘薯蔓长、单株结薯数、SPAD、Pn等参数,并可显著提高土壤有机质、速效养分、土壤酶活性、土壤细菌、放线菌、微生物总数量及微生物量碳、氮含量,同时显著降低了土壤真菌数量和微生物量碳氮比。其中,胶冻样芽孢杆菌处理效果最好,较对照CK处理,甘薯蔓长、单株结薯数、SPAD、Pn等参数分别增加29.7%、67.7%、9.7%、25.7%;土壤碱解氮含量增幅为19.1%;土壤磷酸酶活性增幅为32.1%;土壤放线菌及微生物量氮增幅分别为48.0%、184.1%;土壤真菌数量和微生物量碳氮比降幅分别为32.3%、63.8%。通过对土壤生物学特性的主成分分析,综合得出胶冻样芽孢杆菌处理对甘薯栽培土壤的肥力水平促进效果最好。研究结果可为当地甘薯栽培土壤的高效利用及化肥的减量使用提供科学依据。     

宁夏引黄灌区盐化土壤微生物区系及其指示意义

为了有效防治土壤盐渍化的进一步发展,采用平板稀释法和常规土壤化学性质测定方法,对宁夏惠农不同程度盐渍化土壤微生物区系及其动态变化,土壤化学性质、养分含量及其与土壤微生物的相关关系进行了研究。结果表明：在盐渍化土壤区域,随着盐渍化程度的增加,土壤pH和碱化度以轻度盐渍化土壤最高,且20～40 cm土层高于0～20 cm。不同程度盐渍化土壤养分含量、细菌、真菌和放线菌数量均表现为随着盐渍化程度的加重,而呈现逐渐降低的趋势,即轻度＞中度＞重度,且0～20 cm土层显著高于20～40 cm。细菌、真菌和放线菌数量在不同采样时间上表现为6月＞8月＞9月。土壤微生物区系与土壤养分含量之间相关关系明显,细菌、真菌、放线菌数量除与土壤全钾含量之间没有达到显著水平外,与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量之间均达到显著或极显著正相关关系（P<0.05或P<0.01）。因此,土壤微生物区系可以作为评价盐化土壤质量恢复及演变过程的生物指标。     

微生物菌剂处理增加了生姜土壤中有益微生物的相对丰度

作物连作易导致土壤中病原菌大量积累, 促使土传病害频发, 影响作物生长?本试验采用微生物菌剂(富含哈茨木霉Trichoderma harzianum TH7?淡紫拟青霉Purpureocillium lilacinum PL22以及高效枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis)处理具有多年生姜种植历史的地块, 并采用分离培养法和宏基因组测序技术对处理后土壤中的微生物进行检测, 明确微生物菌剂对生姜土壤中微生物群落组成的影响?结果表明, 与对照相比, 微生物菌剂处理后, 土壤中细菌属和种的数量增加, 而真菌属和种的数量减少?从微生物菌剂处理后的土壤中分离出3个门水平, 24个属水平和42个种水平细菌, 以及3个门水平, 20个属水平和24个种水平真菌, 其中分离频率较高的细菌和真菌种分别为温哥华假单胞菌Pseudomonas vancouverensis和Musidium stromaticum?从未经微生物菌剂处理的土壤(对照)中分离出导致生姜茎基腐病的病原菌尖镰孢Fusarium oxysporum和腐皮镰孢 F. solani?宏基因组测序结果表明, 微生物菌剂处理对真菌多样性的影响大于对细菌?与对照相比, 微生物菌剂处理提高了土壤中根瘤菌属Rhizobium?假单胞菌属Pseudomonas?芽胞杆菌属Bacillus等细菌属及Musidium?被孢霉属Mortierella等真菌属物种的相对丰度?综上, 微生物菌剂处理增加了生姜土壤中细菌属和种的数量, 增加了土壤中与有益微生物相关的细菌和真菌的相对丰度, 并且抑制了病原菌的生长?     

小麦秸秆焚烧对土壤有机质及微生物和玉米产量的影响

选取不同秸秆量焚烧后的耕层土壤为对象,研究秸秆焚烧对土壤有机质和微生物的影响,并探讨秸秆焚烧量与土壤有机质和微生物之间的相关性.结果表明:(1)秸秆焚烧对土壤有机质和微生物的影响主要集中在0～～5 cm表层土壤中,5 cm以下影响较小.焚烧造成表层土壤有机质含量下降10.72％ ～ 17.08％,真菌数量下降43.68％ ～ 74.43％,放线菌数量下降49.32％ ～ 74.83％,细菌数量下降58.93％ ～ 81.44％.同时还造成下茬玉米产量下降7.04％～ 20.63％,地上生物量下降9.23％～18.76％.(2)秸秆焚烧量与土壤细菌、真菌和放线菌数量之间呈显著负相关关系,秸秆焚烧量与土壤有机质、玉米产量和地上生物量呈极显著负相关关系.     

动物践踏干扰对生物结皮中微生物生态分布的影响

古尔班通古特沙漠作为北疆冬季牧场,普遍承受牲畜的践踏干扰,研究表明:动物践踏干扰导致各种类型生物结皮的覆盖度有不同程度的降低,干扰主要集中于结皮层(0～2 cm).微生物各类群对践踏干扰的反应具差异性,真菌与干扰的相关性最高,细菌和放线菌对干扰不敏感.践踏干扰改变了微生物各类群在垄间低地的数量垂直分布格局,但并未改变微生物区系组成.有机质对干扰不敏感,仍随土层加深而递减,在结皮层(0～2 cm)中与干扰率的相关性相对较高.     

民勤绿洲-沙漠过渡带土壤微生物数量特征

对民勤绿洲-沙漠过渡带中固定白刺沙包、半固定白刺沙包、半固定梭梭沙丘和流动白刺沙包中0-20cm土层微生物类群数量研究结果表明:1)不同类型沙地土壤微生物总数量及细菌、真菌和放线菌类群组成比例存在显著差异(P<0.05),同一类型沙地土壤微生物数量垂直分布不规律;2)土壤微生物总数量依次排列为:半固定梭梭沙丘>半固定白刺沙包>流动白刺沙包>固定白刺沙包;3)结皮层厚度和草本植物覆盖度对土壤微生物总数量没有显著影响,而灌木植物覆盖度对土壤微生物总量起着决定性的作用,土壤微生物在半固定人工梭梭林沙丘中数量最多,可见,营造梭梭灌木林对固沙及沙丘土壤形成具有重要的作用。     

古尔班通古特沙漠生物结皮影响下土壤水分的日变化

对新疆古尔班通古特沙漠生物结皮影响下土壤水分的日变化特征进行了定量研究,结果表明:①无论是结皮覆盖区还是无结皮覆盖区,其土壤含水量随深度的变化均表现出明显的层次性,其中以距地表 20 cm处的土壤含水量最高.②结皮覆盖区距地表5 cm和10 cm处的土壤含水量显著高于无结皮覆盖区(LSD检验, p ＜0.05);而45 cm和60 cm处的土壤含水量则表现为结皮覆盖区极显著低于无结皮区(LSD检验,p＜0.05),说明生物结皮具有较强的保持土壤表层水分的能力.③结皮覆盖区与无结皮覆盖区土壤水分的日变化特征明显不同于距地表5 cm处,而其他各土层的变化趋势则较为一致.无结皮覆盖区距地表5 cm处土壤水分的日变化呈先上升后下降的趋势,而结皮覆盖区的变化则恰恰相反.     

生物炭对新疆沙土微生物区系及土壤酶活性的影响

为评估生物炭在新疆改良沙土的潜力,在新疆和田设生物炭施用量为0(CK)、22 500、67 500、112 500kg·hm~(-2)和225 000 kg·hm~(-2)5个处理的微区试验,轮作方式为绿豆-冬小麦。通过对试验结束后小区土壤可培养微生物和生理菌群计数、土壤酶活性测定,研究不同用量生物炭对沙土土壤微生物区系及土壤酶活性影响。结果表明:施用生物炭对沙土土壤养分含量、微生物区系和土壤酶产生显著影响。22 500~67 500 kg·hm~(-2)生物炭施用量能显著提高沙土土壤有机碳、速效磷和速效钾含量。生物炭影响沙土中可培养细菌、真菌及放线菌数量,在生物炭施用量为67 500 kg·hm~(-2)下细菌数量最高,比CK增加了63.83%;施用量为22 500 kg·hm~(-2)放线菌数量最高,增加了250.00%;施用量为67 500 kg·hm~(-2)真菌数量最少,降低了71.43%。生物炭影响沙土中纤维素分解菌和自生固氮菌数量,随着施用量增加,其数量呈先增加后降低趋势,其中施用量为112 500 kg·hm~(-2)纤维素分解菌和自生固氮菌数量最多,分别比CK增加了211.11%和1 057.89%。土壤中添加67 500~112 500 kg·hm~(-2)的生物炭土壤中蔗糖酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性最高。相关分析表明,不同生物炭施用量条件下,土壤养分与细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、土壤酶(磷酸酶除外)关系密切。因此,适量施用生物炭能提高沙土土壤养分、增加微生物菌群数量和土壤酶活性,在本试验点最适生物炭用量为67 500 kg·hm~(-2)。     

施用氮磷钾对黄土丘陵区山地红枣林土壤酶与土壤肥力的影响

采用野外试验与室内分析,研究了连续4 a施氮磷钾肥对黄土丘陵区山地枣园土壤酶活性及土壤养分含量的影响。结果表明:连续4 aNPK1施肥处理能够明显增强土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,提高土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量;在土壤剖面中总的趋势是土壤酶活性和土壤速效氮、速效磷和速效钾含量随土层深度加深而降低。土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,在0~20 cm土层,磷酸酶与有机质、速效磷,过氧化氢酶与有机质、全氮呈显著或极显著性正相关。在20~40 cm,脲酶与有机质、全氮、速效氮,磷酸酶与速效钾,过氧化氢酶与速效磷,蔗糖酶与有机质、速效钾呈显著或极显著性正相关。在40~60 cm,脲酶与全氮、速效磷,磷酸酶与有机质、速效氮,过氧化氢酶与速效磷,蔗糖酶与有机质、全氮、速效磷呈显著或极显著正相关。     

陇东旱塬地表覆盖方式对苹果生育后期叶片质量及根际土壤微环境的影响

为探明陇东旱塬区不同覆盖方式对苹果生育后期叶片质量、根际生态环境的影响,以16 a生,连续6 a覆盖的盛果期“长富2号”苹果树为试材,设清耕（CK)、覆膜、麦草覆盖、覆黑膜+麦草（膜+草）等4个处理,调查叶片养分、活性氧代谢功能,测定0～100 cm内不同深度土层土壤水分、容重、有机质等,对根际土壤微生物数量及土壤酶活性进行分析。结果表明：麦草覆盖处理可有效提高苹果叶片叶绿素与淀粉含量,增幅分别为CK的2.79%、29.09%;根系集中分布层（20～40 cm）土壤水分、有机质含量增高,分别为CK的102.93%,135.96%;土壤容重仅为CK的96.32%,并有效提高各土层土壤酶活性,特别提高土壤表层（0～20 cm）酶活性,脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性为CK的157.14%、218.5%、118.02%、193.21%,可有效提高土壤中微生物总量,为CK的134.19%,其中细菌与真菌的数量增高,放线菌的数量降低;根系活力与土壤水分、孔隙度、微生物含量及脲酶、蔗糖酶等呈极显著正相关,与土壤容重、过氧化氢酶呈极显著负相关。覆膜与膜+草处理对叶片及土壤环境改善效果较差。综合分析根际土壤理化性状及土壤酶、微生物空间分布特征等,认为麦草覆盖处理是陇东旱塬区苹果园适宜的地表覆盖方式。     

Responses of microbial activities and soil physical-chemical properties to the successional process of biological soil crusts in the Gurbantunggut Desert,Xinjiang

Biological soil crusts(BSCs) are capable of modifying nutrient availability to favor the establishment of biogeochemical cycles. Microbial activities serve as critical roles for both carbon and nutrient transformation in BSCs. However, little is known about microbial activities and physical-chemical properties of BSCs in the Gurbantunggut Desert, Xinjiang, China. In the present research, a sampling line with 1-m wide and 20-m long was set up in each of five typical interdune areas selected randomly in the Gurbantunggut Desert. Within each sampling line, samples of bare sand sheet, algal crusts, lichen crusts and moss crusts were randomly collected at the depth of 0–2 cm. Variations of microalgal biomass, microbial biomass, enzyme activities and soil physical-chemical properties in different succession of BSCs were analyzed. The relationships between microalgal biomass, microbial biomass, enzymatic activities and soil physical-chemical properties were explored by stepwise regression. Our results indicate that microalgal biomass, microbial biomass and most of enzyme activities increased as the BSCs developed and their highest values occurred in lichen or moss crusts. Except for total K, the contents of most soil nutrients(organic C, total N, total P, available N, available P and available K) were the lowest in the bare sand sheet and significantly increased with the BSCs development, reaching their highest values in moss crusts. However, pH values significantly decreased as the BSCs developed. Significant and positive correlations were observed between chlorophyll a and microbial biomass C. Total P and N were positively associated with chlorophyll a and microbial biomass C, whereas there was a significant and negative correlation between microbial biomass and available P. The growth of cyanobacteria and microorganism contributed C and N in the soil, which offered substrates for enzyme activities thus increasing enzyme activities. Probably, improvement in enzyme activities increased soil fertility and promoted the growth of cyanobacteria, eukaryotic algae and heterotrophic microorganism, with the accelerating succession of BSCs. The present research found that microalgal-microbial biomass and enzyme activities played important roles on the contents of nutrients in the successional stages of BSCs and helped us to understand developmental mechanism in the succession of BSCs.     

放牧对荒漠灌丛草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以内蒙古阿拉善盟荒漠草地为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤理化性质、团聚体组成、养分含量及其稳定性的影响.结果表明:与轻度放牧相比,重度放牧使0～5 cm、5～10 cm和10～20 cm土层土壤有机C和全N含量显著降低,土壤容重显著增加;各土层中土壤团聚体以0.053～0.25 mm粒径为主,放牧强度的增加造成土壤...     

宁夏不同农业生态区土壤养分时空变化特征

根据宁夏耕地土壤监测结果,分析了不同农业生态区土壤氮磷钾养分含量的时空变化特征。结果表明,在1970～2000年的30a里,土壤全氮、全磷和全钾含量没有发生显著变化,而土壤碱解氮和有效磷含量呈较显著或显著增长态势,土壤速效钾含量在山区没有明显增减,而在灌区近15a呈明显下降态势。从两个地区比较来看,土壤氮磷钾养分含量总体上都是灌区高于山区,其中地区间差异最大的是土壤有效磷含量,具有极显著差异的是全氮、碱解氮和有效磷含量,全钾和速效钾含量在地区间存在较显著或显著差异,全磷量在地区间没有显著差异。从地区内变异系数来看,除土壤全钾外,其他都是山区显著大于灌区,山区变异系数的大小依次为全氮>有效磷>速效钾>碱解氮>全磷>全钾,灌区变异系数的大小依次为碱解氮>有效磷>速效钾>全氮>全磷>全钾。不论山区还是灌区,土壤全钾量的变异系数都是最小。     

科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工林防风固沙及改良土壤效应研究

为探讨小叶锦鸡儿防风固沙、改良土壤养分状况和生物活性的能力,选取6年和11年生小叶锦鸡儿人工固沙林为对象,以流动沙丘为对照,研究不同年龄固沙林降低风速和风沙流结构特征、土壤有机质和N,P含量、土壤酶的活性以及微生物生物量C,N,P含量的变化特征.结果表明:在小叶锦鸡儿灌木林内,各个高度风速和输沙量均显著低于流动沙丘,防风固沙效果明显.随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,其综合防风性能提高,土壤有机质、N,P,K含量和生物活性逐渐得到改善.O～30 cm土层中磷酸单酯酶、蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、硝酸还原酶、多酚氧化酶、脱氢酶的活性和土壤微生物生物量C,N和P含量均大幅度提高,其中O～10 cm土层增幅最大.土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,6年和11年生固沙林O～10 cm 土层分别是流动沙丘的28.58倍和55.21倍.小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤养分和生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在科尔沁沙地大面积推广应用.     

盐碱地不同施氮量对土壤微生物区系与食葵产量的影响

在内蒙古河套灌区盐碱食葵田进行大田试验,以不施氮肥为对照(CK),设置了75 kg·hm~(-2)(N1)、150kg·hm~(-2)(N2)、225 kg·hm~(-2)(N3)、300 kg·hm~(-2)(N4)、375 kg·hm~(-2)(N5)五个氮肥施用水平,研究了不同氮肥施用量对土壤微生物区系和食葵产量的影响。结果表明:(1)盐碱地施用氮肥可提高土壤微生物数量和细菌优势菌菌群多样性,各处理0~20 cm土层根区土壤微生物数量大小顺序为N4N3N5N2N1CK,各施肥处理较CK差异极显著(P0.01);(2)盐碱地施用氮肥可促进食葵生长发育,提高产量,随氮肥施用量由低到高,食葵长势和干物质积累呈逐渐增加趋势,产量与施氮量呈抛物线型关系,各处理产量分别较CK提高0.06%、36.27%、61.95%、105.36%和85.03%;(3)适量施氮可抑制土壤积盐,食葵收获后,各处理积盐量大小顺序为N2CKN5N3N1N4;(4)土壤微生物的数量和优势菌菌群数与氮肥施用量、食葵根干重呈正相关关系,与土壤含盐量和积盐量呈负相关关系。综合试验结果,内蒙古河套灌区中度盐碱地食葵生产中氮肥适宜施用量为300 kg·hm~(-2)。     

Predictive factors for the suppression of fusarium wilt of tomato in plant growth media

ABSTRACT Fusarium wilts are economically important diseases for which there are no effective chemical control measures. However, biological control and fertility management are becoming efficient alternatives for controlling this disease. Growth media formulated with composts that are able to suppress Fusarium wilt of tomato provide a control system that integrates both strategies. The aim of this study was to predict Fusarium wilt suppression of growth media using abiotic and biotic variables. Grape marc compost was the most effective medium used to suppress Fusarium wilt. Cork compost was intermediate, and light peat and expanded vermiculite were the most conducive growth media. The growth media evaluated were in a pH range of 6.26 to 7.97. Both composts had high beta-glucosidase activity. When pH and beta-glucosidase activity were taken into account as predictive variables, more than 91% of the variation in severity of Fusarium wilt was explained. This relationship illustrates the effect of nutrient availability and the degree of microbiostasis, two key factors in this pathosystem. Microbial populations involved in suppressiveness were cellulolytic and oligotrophic actinomycetes, fungi, and the ratios cellulolytic actinomycetes/cellulolytic bacteria, oligotrophic bacteria/copiotrophic bacteria, and oligotrophic actinomycetes/oligotrophic bacteria. Based on community level physiological profiles, different community structures were evident among growth media evaluated.