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。     

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。     

复合菌剂对玉米秸秆的降解及土壤微生物多样性的影响

为实现玉米秸秆的田间快速分解,采用室内和室外盆栽试验方法对复合菌剂(黑曲霉Aspergillus niger(J4)、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(A1)和毛栓孔菌Trametes hirsute(XYG422))促玉米秸秆分解效果进行分析,并研究复合菌剂对土壤养分及微生物功能多样性的影响。结果表明,先接种菌株A1和XYG422,间隔2 d后接种菌株J4对玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解效果优于3种菌株同时接种的处理。玉米秸秆接种复合菌剂40 d时,能显著提高玉米秸秆的降解率(35%)与对照相比提高了13%,但菌剂的不同接种剂量对玉米秸秆的降解差异不明显。施用复合菌剂后,土壤有效磷、速效钾和碱解氮含量增加,且随着培养时间的延长,其有效成分含量呈上升趋势。Biolog结果表明,施用复合菌剂的处理组在20 d和40 d时土壤微生物AWCD及Shannon、Simpson和McIntosh指数与对照(CK20和CK40)相比均有不同程度提高,但菌剂的不同接种剂量之间差异不明显。主成分分析表明,接种复合菌剂后土壤微生物的碳源利用情况有明显差异。对照组CK20和CK40碳源利用种类较少;T1和T2利用碳源较多,种类相似;T3和T4碳源利用种类最多,但利用种类存在一定差异。     

转基因大豆对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

采用大田试验结合Biolog技术比较分析了种植转基因大豆PAT与其亲本PAT1、转基因大豆ALS与其亲本ALS1及当地主栽大豆中黄13对根际土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,由平均颜色变化率(AWCD)反映的土壤微生物活性呈现以下变化规律:在整个温育过程中,两种转基因大豆根际土壤微生物活性均高于相应亲本,当地品种中黄13根际土壤微生物活性介于转基因大豆和非转基因亲本大豆之间;两种转基因大豆根际土壤微生物群落物种均一度(J)和优势度指数(D)较对应亲本均无显著差异(P>0.05),转基因大豆PAT根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)与亲本相比差异不显著(P>0.05),而转基因大豆ALS根际土壤微生物群落香农-维纳指数(H)显著高于其亲本ALS1(P<0.05)。主成分分析结果表明,转基因大豆PAT、亲本PAT1、非转基因亲本大豆ALS1以及中黄13土壤微生物群落碳源利用类型相似,仅转基因大豆ALS土壤微生物碳源利用类型表现出差异。对不同碳源的分析结果表明,土壤微生物利用的主要碳源为糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物。     

黄顶菊(Flaveria bidentis)入侵对土壤微生物功能多样性的影响

外来植物入侵对土壤生物多样性的影响已成为生态学领域的研究热点之一。运用Biolog技术和氯仿熏蒸浸提法研究了黄顶菊入侵对土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的影响。结果表明,黄顶菊入侵后土壤微生物代谢活性显著升高;土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)的变化趋势为:入侵地根际土(RPS)>入侵地根围土(BS)>未入侵地(CK),且差异显著;而CK的功能多样性指数(H)高于BS,RPS亦高于BS,差异均显著(P<0.05)。主成分分析结果表明,黄顶菊入侵使土壤微生物群落的碳源利用方式和代谢功能发生改变。对不同碳源利用的分析结果表明,糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物为土壤微生物利用的主要碳源。入侵样地BS和RPS的微生物量碳分别比CK高27.05%、121.52%;BS和RPS的微生物量氮分别比CK高37.40%、79.80%。相关性分析表明,AWCD与微生物量碳和微生物量氮均呈极显著正相关(P<0.01)。由此可知,黄顶菊入侵增强了入侵地土壤微生物代谢活性,降低了土壤微生物群落的功能多样性,增加了土壤微生物量碳、氮水平。     

利用T-RFLP技术在施用解磷菌剂土壤中 微生物群落多样性分析

为探讨解磷微生物菌肥对香蕉土壤根际微生态的影响,利用T-RFLP(terminal restriction fragment length polymorphism)技术分析土壤均匀度指数、香农指数和优势种群等分析微生物多样性,研究高效解磷菌剂与化学磷肥的不同组合施用方式对香蕉植株的生长情况和根际土壤微生物物量和群落结构的影响。结果显示,与对照CK相比,T处理组香蕉苗较CK组生长健壮,地上部分鲜重平均值为42.2 cm,明显比CK高出35.2%。接M-3-01解磷细菌处理组T1、T3生长势最为显著(P0.05),其中,T3株高和茎围分别是CK的1.26、1.16倍。T-RFLP技术分析微生物多样性表明,T1、T3多样性指数和均匀度指数指标分别为2.12/2.11和0.93/0.88,与CCK差异性不明显,但略微高于CK。同时,分析土壤优势种群,处理组T1、T3处理组土壤优势微生物种群数分别为12和14,数目基本与处理前土壤CCK的一致,而T2略低于CK。拟柱孢藻(Cylindrospermopsis)和北里孢菌(Kitasatospora)只存在于CK和施用解磷菌剂T1、T3处理土壤中。土壤种植香蕉苗后,不同施用方式对土壤微生物群落丰富度和多样性的稳定具有积极影响。因此,施用高效解磷菌剂对维持土壤微生物群落丰富度和均匀度效果较好。     

不同堆肥对番茄青枯病的防病效果及土壤微生物群落功能多样性的影响

在温室盆栽条件下,研究了不同接种方式和腐熟度的堆肥对番茄生长和防病的影响,并应用Biolog方法研究了不同堆肥对土壤微生物群落的调节作用.结果表明,堆肥能明显提高番茄的株高和生物量,减轻番茄青枯病的发生,且2次接种的堆肥较1次接种和不接种的堆肥防效好,而不同腐熟时间的堆肥则差异不显著.腐熟30 d堆肥能在前期较早较快地提高土壤微生物的平均颜色利用率(AWED)和多样性指数(Shannon、Simpson、McIntosh),而腐熟20 d堆肥起效较慢,但在中后期能较持久地提高.与1次接种和不接种堆肥相比,2次接种堆肥的AWCD值和多样性指数提高得较快.     

施加微生物菌剂对马铃薯根际土壤细菌多样性的影响

为了从土壤微生物生态学的角度阐述微生物菌剂对马铃薯根际土壤细菌群落结构的影响,采用高通量测序技术对细菌16S rRNA V3⁺V4区序列进行测序分析,以不施肥（CK）、单施化肥（F）作为对照,研究T1（化肥⁺颗粒菌剂75 kg·hm^-2）、T2（化肥⁺颗粒菌剂150 kg·hm^-2）、T3（化肥⁺颗粒菌剂225 kg·hm^-2）、T4（化肥⁺颗粒菌剂300 kg·hm^-2）处理下根际土壤细菌群落多样性。结果表明,与F相比,T2可以显著提高土壤细菌OTU数量、Chao1指数和ACE指数。门水平上,与CK、F相比,T4酸杆菌门分别降低33.24%、29.33%,芽单胞菌门分别降低25.16%、21.01%。纲水平上,与CK相比,T4 γ-变形菌纲和拟杆菌纲相对丰度分别显著增加32.04%、59.73%,T3和T4放线菌纲相对丰度分别显著增加129.11%、 169.68%,T4芽单胞菌纲、母链菌纲相对丰度分别显著降低26.91%、38.1%;与F相比,T3和T4酸微菌纲相对丰度分别显著降低21.38%、24.04%,而放线菌纲相对丰度分别显著提高59.48%、 87.72%,T2、T3和T4拟杆菌纲相对丰度分别显著增加74.19%、73.52%、124.49%。说明施用微生物菌剂显著提高土壤细菌的丰富度,改善菌群结构,增加有益菌的丰度,进而改善马铃薯土壤微环境。     

纳米硅藻页岩对水稻土壤微生物功能多样性的影响

拟研究常规施肥下纳米硅藻页岩的施用对水稻土壤中微生物群落功能多样性的影响,为合理施用纳米硅藻页岩改良农田土壤微生态环境提供理论参考。以常规水田土壤为研究对象,分别施用0、150、300、600 kg/hm~2等4种不同剂量的纳米硅藻页岩(分别记作CK、DS_(150)、DS_(300)、DS_(600)),采用Biolog技术进行研究。结果表明,与对照处理相比,DS_(300)处理可以提高土壤微生物活性、微生物群落物种多样性、微生物对碳水化合物类碳源的利用率。对31种碳源作主成分降维分析表明,DS_(300)处理的土壤微生物能够提高对D-半乳糖醛酸、D-甘露醇、N-乙酰-D-葡萄糖胺等共13种碳源的利用率。此外研究表明,施用300 kg/hm~2纳米硅藻页岩可以提高土壤微生物的代谢活性和微生物对碳源的利用能力,从而增强水稻土壤微生物的功能多样性,促进微生物类群向更好的趋势发展,对于维持农田土壤生态系统的健康有重要意义。     

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。     

复合微生物菌剂对土壤养分及水稻产量的影响

以宁粳44号为试验材料,设计了0、1500kg/hm2、3000kg/hm2和4500kg/hm2等4种不同施用量处理,研究复合微生物菌肥对土壤养分、水稻生长发育及产量的影响.结果表明:3000kg/hm2复合微生物菌剂肥处理效果最佳,与对照相比,株高增加33.23％,有效穗数增加40.53％,每穗粒数增加69.84％,千粒重增加27.35％,籽粒产量增加45.7％,增产率增加34.92％.同时,增加了土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,提高了水稻土壤的养分含量.可见,合理适量地施用复合微生物菌剂肥可有效提高土壤养分含量,促进水稻增产,具有较高的推广应用价值.     

Changes in Transformation of Soil Organic C and Functional Diversity of Soil Microbial Community Under Different Land Uses

Changes in soil biological and biochemical properties under different land uses in the subtropical region of China were investigated in order to develop rational cultivation and fertilization management. A small watershed of subtropical region of China was selected for this study. Land uses covered paddy fields, vegetable farming, fruit trees, upland crops, bamboo stands, and forestry. Soil biological and biochemical properties included soil organic C and nutrient contents, mineralization of soil organic C, and soil microbial biomass and community functional diversity. Soil organic C and total N contents, microbial biomass C and N, and respiration intensity under different land uses were changed in the following order: paddy fields (and vegetable farming) > bamboo stands > fruit trees (and upland). The top surface (0–15 cm) paddy fields (and vegetable farming) were 76.4 and 80.8% higher in soil organic C and total N contents than fruit trees (and upland) soils, respectively. Subsurface paddy soils (15–30 cm) were 59.8 and 67.3% higher in organic C and total N than upland soils, respectively. Soil microbial C, N and respiration intensity in paddy soils (0–15 cm) were 6.36, 3.63 and 3.20 times those in fruit tree (and upland) soils respectively. Soil microbial metabolic quotient was in the order: fruit trees (and upland) > forestry > paddy fields. Metabolic quotient in paddy soils was only 47.7% of that in fruit tree (and upland) soils. Rates of soil organic C mineralization during incubation changed in the order: paddy fields > bamboo stands > fruit trees (and upland) and soil bacteria population: paddy fields > fruit trees (and upland) > forestry. No significant difference was found for fungi and actinomycetes populations. BIOLOG analysis indicated a changing order of paddy fields > fruit trees (and upland) > forestry in values of the average well cell development (AWCD) and functional diversity indexes of microbial community. Results also showed that the conversion from paddy fields to vegetable farming for 5 years resulted in a dramatic increase in soil available phosphorus content while insignificant changes in soil organic C and total N content due to a large inputs of phosphate fertilizers. This conversion caused 53, 41.5, and 41.3% decreases in soil microbial biomass C, N, and respiration intensity, respectively, while 23.6% increase in metabolic quotient and a decrease in soil organic C mineralization rate. Moreover, soil bacteria and actinomycetes populations were increased slightly, while fungi population increased dramatically. Functional diversity indexes of soil microbial community decreased significantly. It was concluded that land uses in the subtropical region of China strongly affected soil biological and biochemical properties. Soil organic C and nutrient contents, mineralization of organic C and functional diversity of microbial community in paddy fields were higher than those in upland and forestry. Overuse of chemical fertilizers in paddy fields with high fertility might degrade soil biological properties and biochemical function, resulting in deterioration of soil biological quality.     

秸秆腐熟剂对土壤微生物及养分的影响

为了解本研究室于常温下筛选研制的秸秆腐熟剂在土壤中的施用效果,通过盆钵模拟培养试验,设置腐熟剂的不同施用方式(单独施用腐熟剂、配施葡萄糖、配施尿素、配施尿素与葡萄糖),研究小麦秸秆还田施用秸秆腐熟剂后土壤微生物群落特征及养分含量变化,为该秸秆腐熟剂的产品化及合理施用提供理论依据。结果表明,秸秆腐熟剂以不同施用方式进入土壤后,土壤的微生物群落组成与活性相应发生显著变化,AWCD、Shannon多样性指数(H)、物种丰富度(S)均增大,早期土壤中细菌和真菌数量增加,腐熟剂与尿素的配合施用使土壤的基础呼吸和微生物代谢熵显著下降(P<0.05);腐熟剂施用加快了小麦秸秆的腐解速度,腐熟剂施用90d后,土壤中全磷、速效磷及速效钾的含量均有不同程度的增加,腐熟剂与尿素的配合施用增幅显著(P<0.05)。在秸秆还田时,施用腐熟剂有助于土壤微生物群落活性与多样性的提高,同时也有利于改善土壤养分状况,腐熟剂与尿素配合施用的效果最佳。     

微生物催腐剂对小麦秸秆的催腐效果

通过培养箱接种试验比较了6种微生物催腐剂对小麦秸杆的降解效果.结果表明,各催腐剂处理均能显著促进小麦秸杆的降解(P＜0.05),其中经哈茨木霉处理的小麦秸杆降解率最高(20.81％),广宇生物腐熟剂处理的小麦秸杆降解率最低(10.84％).催腐剂发酵培养后产生的水溶物比率以巨景土壤调节剂为最高(12.81％),而发酵培养后产生的中性洗涤剂溶解物比率以人元秸秆快腐剂为最高(13.29％),巨景土壤调节剂产生的水溶物与中性洗涤剂溶解物之和最高(25.90％);所有微生物催腐剂处理后秸杆中的可溶性糖含量均出现显著下降(P＜0.05),下降幅度为对照的为25.2％(阿姆斯秸秆腐熟剂)～46.6％(巨景土壤调节剂);所有微生物催腐剂处理后秸杆中的可溶性蛋白含量均显著上升(P＜0.05),上升幅度为对照的6.6倍(巨景土壤调节剂)～10.6倍(哈茨木霉),所有微生物催腐剂处理后秸杆中的离子含量也有显著增加(P＜0.05).综合秸杆降解率和发酵培养后产生的可利用营养物质比率分析,巨景土壤调节剂和人元秸秆快腐剂是小麦秸杆有氧发酵培养较好的微生物催腐剂.     

不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化

 【目的】研究亚热带地区不同土地利用方式下土壤生物和生物化学性状的变化特点，为制订合理的耕作施肥管理措施提供科学参考。【方法】选择亚热带地区的一个小流域，通过田间采样分析，比较了不同土地利用方式下土壤有机碳和养分含量、土壤有机碳矿化以及土壤微生物生物量和微生物群落功能多样性变化。【结果】土壤有机碳、全N含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤的呼吸强度变化均表现为稻田（菜地）＞竹林＞园（旱）地，0～15 cm、15～30 cm稻田（菜地）土壤有机碳和全N含量平均比园（旱）地土壤高76.4%、59.8%和80.8%、67.3%，0～15 cm稻田土壤的微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度分别是园（旱）地土壤的6.36倍、3.63倍、3.20倍。土壤微生物代谢熵园（旱）地＞林地＞稻田，稻田土壤的代谢熵仅为园（旱）地土壤的47.7%。培养期间土壤有机碳矿化量和矿化率稻田＞竹林＞园（旱）地。土壤细菌数量稻田≥园（旱）地＞林地，但真菌和放线菌数量在不同利用方式之间并没有显著差异。土壤微生物的平均吸光值和群落功能多样性指数稻田＞园（旱）地＞林地。研究还揭示，稻田改种蔬菜5 a后，由于大量施用磷肥，土壤速效磷含量显著升高，但土壤有机碳和全氮含量没有明显差异；土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度显著下降了53%、41.5%和41.3%，代谢熵升高了23.6%，土壤有机碳的矿化速率也有下降的趋势；土壤细菌和放线菌数量略有升高但差异不显著，真菌数量显著增加，而土壤微生物群落功能多样性指数却显著下降了。【结论】不同土地利用方式下土壤的生物和生物化学性状有显著不同。稻田利用方式下土壤的有机碳和养分含量、以及土壤有机碳转化过程指标和微生物群落功能多样性等均较该区的旱地和林地土壤高。但若在高肥力稻田上继续过量施用化肥，将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减，导致土壤生物质量退化。     

有机肥料对土壤微生物多样性影响研究进展

主要介绍了传统法、BIOLOG法、磷脂脂肪酸(PLFA)法、PCR分析法进行土壤微生物多样性分析的优缺点,阐述了有机肥概念,综述了有机肥对土壤微生物多样性的影响。指出施用有机肥对微生物多样性的不同影响,合理配施有机肥对于土壤微生物数量、结构和组成都有影响,有助于降低作物发病率,同时能够有效提高作物产量和产值。文章还针对当前研究的方法和探索的方向进行了归纳和总结,对今后有机肥关于微生物的研究方向进行了展望。     

百菌清在土壤中的降解及对土壤微生物多样性的影响

在模拟土壤生态系统中测定了百菌清在土壤中的降解动态及其对土壤微生物多样性的影响。结果表明,1.5、3.0和6.0mg·kg-1的百菌清在土壤中的半衰期分别为5.1、4.9、4.4d。3.0和6.0mg·kg-1的百菌清处理(3d)初期对土壤微生物活性产生显著的抑制作用,土壤微生物Simpson、McIntosh指数明显降低,7d后逐渐恢复。Shannon指数变化显示百菌清对土壤微生物群落物种丰富度影响不大。