外源芘的添加对水稻土微生物群落多样性的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,研究了外源芘的添加对土壤中微生物群落结构和遗传多样性的影响。结果表明,在培养1~15d内,添加芘的土壤中脂肪酸总量高于未添加芘的对照组;而培养30d时,添加芘的土壤中脂肪酸总量低于对照组。芘的添加增加了土壤中真菌、放线菌和革兰氏阴性菌的脂肪酸含量,减少了革兰氏阳性菌的脂肪酸含量,并改变了土壤中细菌群落的遗传多样性。多样性指数在培养15d时最低,而到培养30d时达到最大值,其变化可能与土壤中外源芘的降解有关。     

长期不同施肥条件下红壤性水稻土微生物群落结构的变化

以位于江西省红壤研究所内长期定位试验的水稻土(始于1981年)为研究对象,运用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)和BIOLOG分析技术研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)及有机肥与化肥混施(NPKM)三种施肥方式对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:长期施化肥和有机肥与化肥混施处理的PLFA总量均高于未施肥处理,两者分别较未施肥处理高91%和309%;PLFA主成分分析(PCA)显示施肥促进了土壤微生物群落结构的变化,其中NPKM处理增加了革兰氏阴性细菌(G-细菌)、真菌、放线菌和原生动物的数量,NPK处理增加了革兰氏阳性细菌(G+细菌)的数量,不施肥处理较施肥处理提高了真菌/细菌比例,CK和NPK处理的微生物群落结构更为相似;各施肥处理间土壤的AWCD值(平均每孔颜色变化率,average well color development,AWCD)表明,NPKM处理能够促进土壤微生物群落对碳源的利用能力,进而增加土壤中微生物的整体活性,而NPK处理减弱了土壤微生物的活性。代谢功能多样性分析同时表明,NPKM处理增加了微生物群落的多样性,而NPK处理使土壤微生物的多样性降低;土壤PLFA与土壤养分的相关性分析显示,土壤总PLFA量与土壤有机质和全氮呈极显著相关(p0.01),与速效养分相关性不大。     

重金属复合污染对水稻土微生物生物量和群落结构的影响

以浙江富阳小冶炼厂附近水稻土为例,采用氯仿熏蒸法、稀释平板培养法和磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究了重金属复合污染对水稻土微生物生物量和群落结构的影响。结果表明,自然状态下铜、锌、镉、铅复合污染降低了土壤微生物量。土壤微生物群落结构对重金属复合污染产生了响应,约41.82%的土壤微生物群落结构的改变可由重金属污染来解释。污染程度高的土壤中,含脂肪酸12∶0,i15∶0,i17∶0,18∶0,i16∶0,19∶0相对较高的微生物占优势,而在污染程度低的土壤中,含脂肪酸20∶2ω6,9 c,20∶0,16∶1ω9 c,a15∶0,a16∶0,18∶1ω7,10M e16∶0,10M e19∶0的相对含量较高的微生物占优势。反映在具体类群上,随着污染程度的增加,微生物向着Cm ic/Nm ic低、真菌相对含量增加,放线菌与革兰氏阴性菌含量相对减少的趋势发展。     

甘薯连作对根际土壤微生物群落结构的影响

为探究甘薯连作后根际土壤微生物群落结构变化,以徐薯18(耐连作品种)和遗字138(不耐连作品种)为试验材料,连作2年,于栽植初期和收获前期分别采集根际土壤,利用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析其根际土壤微生物群落结构变化。结果表明,连作后,2个品种根际土壤的总PLFA含量均有所提高,与2015年相比,2016年栽植初期遗字138根际土壤真菌和放线菌PLFA的增加量分别是徐薯18的3.5倍和1.24倍,且均达到显著水平;F/B和G⁺/G^-在不同采样时期有所不同;主成分分析提取的2个主成分解释了89.05%的变异,其中PC1解释了76.91%的变异,PC2解释了12.14%的变异。2个品种连作前后差异明显。休闲期甘薯根际土壤微生物含量增多,这可能有助于缓解连作障碍。综上,甘薯连作导致甘薯根际土壤微生物群落结构失衡,特别是不耐连作品种连作后导致真菌数量明显增加。本研究结果为应用生态防控技术缓解连作障碍提供了理论依据。     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质,而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视.本文系统综述了水稻土重金属污染的来源,重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响,并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向,指出:①加强水稻–重金属–微生物三者相互作用、相...     

不同作物根际土壤微生物的群落结构特征分析

为探究根际微生物群在支持植物生长、发育和健康方面的重要作用,本研究在2017年7月采集同一农田中大豆[Glycine max (L.) Merr.]、玉米[Zea mays)、花生(Arachis hypogaea L.]、四季豆[Phaseolus vulgaris L.]、豇豆[Vigna unguiculata (L.) Walp]、番薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]和芋艿[Colocasia esculenta (L.) Schoot]7种不同作物,通过Illumina MiSeq测序技术和磷脂脂肪酸(PLFA)对这7种不同作物的根际微生物群落结构和组成进行了分析。结果显示,不同作物根际土壤微生物的PLFA种类和组成差异显著,但均以表征革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌和真菌的特征脂肪酸为主。花生根际土中微生物的PLFAs含量最高,花生根际土中的真菌细菌比(F/B)显著高于其他作物,且其革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌比(G⁺/G^-)最低。尽管在门水平,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和厚壁菌门是7种作物根际微生物的主要优势门,但是在纲水平和目水平不同作物根际微生物组成存在差异。Alpha多样性分析表明,大豆根际的OTU丰富度(Chao1,P<0.001)和细菌群落多样性(Shannon,P<0.001)在7种作物中最高。非度量多维尺度分析(NMDS)表明,根际微生物群落结构在OTU和PLFAs水平下均以不同作物形成聚类,不同聚类间的差异显著。根际敏感微生物的筛选和比较进一步说明不同作物对根际微生物的选择具有差异性,群落中某些特定菌群优势度存在区别,不同作物具有不同敏感微生物的选择倾向。本研究为构建健康的植物根际微生物群落以促进植物育种提供了基础。     

单季不施氮肥对太仓水稻土的微生物功能多样性的影响

氮肥的过量施用在浪费资源的同时也污染了环境,单季不施N肥是太仓地区探索的减少N肥施用量方法中的一种。本文通过比较短时期的单季不施N肥区和常规施肥区中土壤中微生物的数量和群落水平的功能多样性指数来研究单季不施N肥对土壤质量的影响。结果表明:细菌、真菌、放线菌的数量在两种施肥方式下没有显著差异;BIOLOG平板法获得的平均吸光度、多样性指数Shannon指数H’和Simpson指数的变型G在两种施肥方式下没有显著差异;主成分分析(PCA)在95种因子中提取的3个主成分因子,尽管主成分因子2在两种施肥方式下略有差别,主成分因子1和3却无法区分两种施肥方式。这说明短时期的单季不施N肥不会对土壤中微生物数量造成影响,对土壤微生物功能多样性也仅对细微有影响。     

长期无机有机肥配施对红壤性水稻土微生物群落多样性及酶活性的影响

【目的】长期有机与无机肥配合施用是促进农田生产力和土壤有机碳固定的重要技术途径。本文以江西省红壤研究所长期不同施肥试验田的表土(0—15 cm)为对象,探讨不同施肥措施对土壤微生物群落多样性和酶活性的影响。【方法】在水稻收获后,采集表土壤样品,提取土壤总DNA。采用聚合酶链反应结合变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法研究土壤微生物的群落结构多样性,并结合克隆测序研究土壤微生物的群落组成;用实时荧光定量PCR(q PCR)的方法研究土壤微生物的丰度。土壤细菌定量和群落结构分析的分子标靶基因分别为16S rRNA基因V3区和V6区片段,土壤真菌定量和群落结构分析的标靶基因均为18S rRNA基因。DGGE分析采用8%的聚丙烯酰胺凝胶分离细菌和真菌,所用变性梯度分别为35%65%和20%40%。同时采用荧光微孔板检测技术测定土壤几丁质酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、酸性磷酸单脂酶和木聚糖酶活性;用紫外分光光度计法测定土壤过氧化物酶活性。【结果】PCR-DGGE分析表明,与不施肥对照(CK)相比,有机无机肥配施(NPKM),土壤细菌的香农指数和丰富度指数显著增大,而土壤真菌的香农指数和丰富度指数在不同施肥处理间无显著差异。DGGE图谱聚类分析显示,NPKM处理的土壤细菌和真菌的群落结构显著区别于其他3个处理。后续的切胶测序得出,土壤细菌分属于Chloroflexi(绿弯菌门),Proteobacteria(变形菌门)和Firmicutes(厚壁菌门);NPKM处理下隶属于Clostridum(梭菌属)和Anaerolineaceae(厌氧绳菌科)的两类细菌显著增加。土壤真菌主要分属于Basidiomycota(担子菌门)和Ascomycota(子囊菌门),这些真菌条带在DGGE图谱上的分布不同处理间均无明显的规律性,因而不同处理间真菌的群落分布未出现较清晰的变化。q PCR的结果显示,土壤细菌和真菌拷贝数在不同处理间无显著差异。土壤酶的检测结果表明,与CK相比,单施氮肥(N)处理的土壤几丁质酶活性显著提高,常规氮磷钾处理(NPK)处理的几丁质酶和α-葡萄糖苷酶活性显著增强,NPKM处理提高了土壤几丁质酶、纤维素酶和过氧化物酶活性;酸性磷酸单酯酶和木聚糖酶活性在各处理间无显著差异。归一化酶活性值,NPKM处理显著高于CK和其他施肥处理。【结论】长期有机无机肥配施可显著提高土壤细菌多样性,并改变土壤细菌和真菌的群落结构,提高土壤酶活性,因而提高了农田生态系统的生产力并对生态系统健康有改善作用。     

长期秸秆覆盖对免耕稻-麦产量、土壤氮组分及微生物群落的影响

为探究长期秸秆覆盖对免耕区作物产量、土壤氮素组分及微生物群落特征的影响,以稻–麦定位免耕试验为研究对象,选取了其中免耕且秸秆移除和免耕且秸秆覆盖2个处理,于试验开展第12年（2018年）小麦收获后,统计分析近五年产量数据,并采集各处理0～5、5～10、10～20、20～30 cm的土壤样品,测定土壤全氮及活性氮组分,利用磷脂脂肪酸（PLFA）方法表征土壤微生物群落。结果表明：（1）秸秆覆盖显著提高了小麦产量（增幅为6.49%）,对水稻产量影响不显著。（2）秸秆覆盖对土壤氮组分的影响略有差异：它显著提高了土壤0～5 cm全氮、硝态氮和铵态氮以及0～10 cm颗粒有机氮、0～5 cm和10～20 cm可溶性有机氮含量,对微生物生物量氮无显著影响;它提高了0～5 cm和10～20 cm可溶性有机氮占全氮的比例,对其他组分占全氮比例无显著影响。（3）秸秆覆盖显著提高了土壤微生物总PLFA和细菌PLFA丰度,对真菌PLFA和放线菌PLFA无影响,降低了土壤真菌/细菌比;微生物生物量氮、土壤全氮、颗粒有机碳/颗粒有机氮比是显著影响土壤微生物群落组成的关键土壤环境因子。（4）无论秸秆覆盖与否,土壤全...     

利用方式改变对水稻土发生学特性的影响

长期种植蔬菜和苗木改变了水稻土(水耕人为土)周期性的灌溉和排水的管理方式及土壤的水分、通气状况,因而对水稻土发生学特性产生了显著的影响。长期种植蔬菜和苗木,耕作层厚度增加,犁底层变薄;铁锰斑数量明显增加,氧化铁晶胶比明显提高;长期种植蔬菜还可引起土壤酸化。随着种植蔬菜等其它旱作时间的增加水稻土逐渐失去其原有的特性。但长期种植蔬菜是否已改变了土壤类型还有待于进一步研究。     

土壤中多菌灵的降解动态及其对土壤微生物群落多样性的影响

采用实验室模拟方法研究了多菌灵在土壤生态系统中的降解动态及其对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明,2.0和4.0 mg kg-1多菌灵在土壤中的降解半衰期分别为8.6和6.8 d。试验初期各个处理的土壤微生物群落的AWCD值显著降低,土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均低于不加多菌灵的对照,微生物群落的丰富度、均匀度和优势度受到抑制,并且多菌灵对土壤微生物的抑制作用随浓度的增加而增强。随着时间的延长,多菌灵对土壤微生物的毒性逐渐减弱,3 d后土壤微生物多样性逐渐恢复到对照水平。     

BIOLOG在土壤微生物群落功能多样性研究中的应用

微生物功能多样性信息对于明确不同环境中微生物群落的作用具有重要意义 ,而微生物群落的定量描述一直是微生物学家面临的最艰巨的任务之一。目前 ,以群落水平碳源利用类型为基础的BIOLOG氧化还原技术为研究土壤微生物群落功能多样性提供了一种简单、快速的方法 ,并得以广泛应用。但它仍然是一种以培养为基础的方法 ,显示的代谢多样性类型也不一定反映整个土壤微生物群落的功能多样性。因此 ,这种方法优点明显 ,缺陷也存在 ,并且在应用过程中还有很多关键的操作要点与技巧。本文综述了BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的原理、BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的方法与技巧、应用过程中容易产生的问题及可能克服的办法 ,同时还提出了值得进一步研究的问题。旨在促进对BIOLOG测定土壤微生物群落功能多样性的了解 ,为正确运用这种方法开展土壤微生物群落功能多样性研究提供科学依据和理论指导。     

苯噻草胺对水田土壤呼吸强度和酶活性的影响

研究了除草剂苯噻草胺对水稻田土壤呼吸强度和酶活性的影响。表明苯噻草胺使用后初期刺激土壤呼吸作用但随后产生轻微抑制 ,能激活脱氢酶的活性 ,但抑制过氧化氢酶活性随后产生一定的刺激作用。苯噻草胺强烈抑制脲酶活性 ,轻微抑制蛋白酶活性 ,但对磷酸酶具有刺激作用 ,而且随苯噻草胺施用浓度的增加而刺激作用增强。苯噻草胺比上一代除草剂丁草胺所造成的对水稻田土壤呼吸强度和酶活性的影响小     

水稻土中铁氧化物的厌氧还原及其对微生物过程的影响

采用厌氧泥浆恒温培养实验 ,测定了添加 6种外源氧化铁后土壤中Fe(Ⅱ )和Fe(Ⅲ )浓度的变化 ,探讨了不同氧化铁的还原能力及其对土壤产H2 、产CO2 、产乙酸和产CH4 过程的影响。结果表明 :无定形氧化铁和纤铁矿易于被还原 ,两者的最终还原程度大体相同 ,但无定形氧化铁存在还原滞后现象 ;针铁矿、赤铁矿、Al取代针铁矿和Al取代赤铁矿难以被还原 ,表现出与对照相同的还原特征 ;铁还原能导致土壤中H2 和乙酸稳态浓度的降低 ,有效抑制了甲烷产生 ;添加Fe(OH) 3和纤铁矿后 ,Fe(Ⅲ )还原占总电子传递的贡献率由对照的 1 8.3 0 %增至 63 .3 2 %和 46.90 % ,而形成甲烷的电子传递贡献率由对照的 80 .92 %降至 3 5 .85 %和 5 2 .3 2 % ,Fe(Ⅲ )还原对电子的竞争消耗 ,使土壤产甲烷过程被强烈抑制     

不同水分状况及施磷量对水稻土中速效磷含量的影响

通过室内培养试验研究了不同水分(淹水和60%田间持水量)及施P量对水稻土速效P及水层含P量的影响。结果表明,无论水分状况如何,土壤速效P含量随施P量的增加而呈明显增加趋势。土壤速效P出现富集的转折点因供试土壤而异,第三纪红壤性水稻土大致为P2O560~120mg/kg,而第四纪红壤性水稻土和黄泥土为P2O5120~180mg/kg。P肥施入土壤后,水溶性P主要存在于土壤溶液中,而分布于水层中的P相对较少。但在过量施P(P2O5>180mg/kg)时,施肥后短期内(0~30天),水层中P浓度较高(0.05~0.3mg/kg),如水分管理不当,则会造成P的损失。     

成土母质对水稻土高光谱特性及其有机质含量光谱参数模型影响的初步研究

以青紫泥 (BlueclayeyPaddysoil,BP)和红黄泥 (RedPaddysoil,RP)为例 ,研究发育于不同母质的水稻土高光谱和SOM含量光谱参数模型的差异性。结果表明 ,发育于河湖沉积物的BP的反射系数总体上高于发育于第四纪红色粘土母质的RP ,在与铁的氧化物有关的吸收波段 ,RP的吸收特性较BP强 ;RP的一阶微分的变化趋势总体上也比BP剧烈 ,特别是与铁的氧化物相关的波段及 2 2 0 0nm处 ;BP与RP的SOM的光谱参数模型所包含光谱波段的个数和位置有较大的差异 ,水稻土SOM含量光谱参数模型具有母质的独特性     

甲磺隆对土壤微生物多样性的影响

甲磺隆是国内外现阶段广泛使用的一种新型除草剂，用量少、生物活性高、对人畜低毒等是它的显著特点。已有研究者就该种除草剂在正常用量下对土壤呼吸作用、硝化作用、土壤酶活性、土壤微生物生物量等进行了研究。相比较而言，甲磺隆除草剂污染区土壤微生物多样性变化的研究鲜见     

磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用

磷脂脂肪酸（PLFA）是活体微生物细胞膜的重要组分，不同类群的微生物可通过不同的生化途径合成不同的PLFA。一些PLFA可作为分析微生物量和微生物群落结构变化的“生物标记”。在土壤微生物分析中，越来越多地采用了PLFA方法。本文介绍了表征微生物的一些PLFA、从土壤中提取PLFA的方法以及用GC-MS分析PLFA的原理。本文还将常用的研究微生物多样性的几种方法进行了比较；传统的分析土壤微生物群落的方法依赖于培养技术，只能培养和分离出一小部分微生物群落；Biolog方法可用于研究土壤微生物群落生理多样性，即可反映微生物群落如何利用各种碳源底物，但对快速生长和适合在Biolog实验条件下生长的小部分群落成员有强烈的选择性；核酸分析方法的主要缺点是不能对土壤微生物进行定量分析；而PLFA方法相对于上述几种方法有诸多优势。本文通过一些实例证明PLFA方法的特色或独到之处，也分析了其缺点。采用PLFA方法并结合其他方法有助于获取土壤微生物群落多样性的更多和更全面而完整的信息。