不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系

 以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台，系统研究了长期不同施肥制度对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤肥力的关系。结果表明：（1）长期单施化肥，农田土壤细菌、真菌数量低于长期撂荒土壤，但放线菌数量多于撂荒土壤或与之相当。（2）长期单施化肥与不施肥（CK）比较，土壤放线菌数量增加，细菌和真菌数量略有增加或与之相当。（3）总体看，NPK均衡施肥，土壤细菌、真菌和放线菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理略有增加或与之相近。（4）NPK配施有机肥或秸秆，可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量，不仅明显高于单施化肥和不施肥农田，而且细菌、放线菌数量也高于撂荒土壤，真菌数量略低于撂荒土壤或与之相当。（5）长期单施化肥农田，土壤固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌、反硝化细菌数量低于长期撂荒土壤，但硝化细菌数量比撂荒土壤多。单施化肥，土壤固氮菌、硝化细菌、纤维分解菌数量高于不施肥的CK，而氨化细菌、反硝化细菌数量却低于CK。NPK均衡施肥土壤氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理增加，固氮菌数量二者相当，反硝化细菌数量减少。NPK配施有机肥或秸秆，土壤中固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量大都高于单施化肥处理，尤其明显高于非均衡施用化肥的处理。与撂荒土壤比较，NPK配施有机肥或秸秆，土壤固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌数量增多，但纤维分解菌数量降低。（6）土壤中大多数微生物种类的数量与养分含量、作物产量具有正相关关系。     

黄土丘陵区不同植被土壤氮素转化微生物生理群特征及差异

采用最大或然计数法(most probable number, MPN)对黄土高原洞子沟流域不同植被恢复阶段土壤氮素微生物生理群(氨化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌)数量分布特征进行了测定,结果表明:1)土壤氨化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌数量随植被恢复而增加,三者最大值分别为最小值的74、4和31倍,其中氨化细菌和反硝化细菌的数量在铁杆蒿群落最低,辽东栎群落最高,亚硝化细菌数量在丁香群落最低,辽东栎群落最高;2)植被恢复对各氮素生理群影响不同,对氨化细菌影响最大,其次分别为反硝化细菌和亚硝化细菌;3)各氮素生理群数量差异较大,氨化细菌>反硝化细菌>亚硝化细菌。研究区氨化细菌占总数的75%-80%,反硝化细菌占20%-25%时,生态系统最为稳定;4)土壤理化性质与各功能菌关系紧密,其中,土壤容重和硝态氮含量与微生物数量相关性最大,全钾、矿化氮和微生物量氮也表现出很大的相关性。     

生物有机肥对连作香蕉根际土壤可培养细菌区系的影响

采用可培养平板计数方法和PCR-DGGE技术,以施用生物有机肥(BIO)健康(BIOH)、发病(BIOW)和未施用BIO健康(CKH)、发病(CKW)4个处理的根际土壤为供试样品,研究可培养芽孢杆菌、假单胞菌、自生固氮菌、氨化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌的数量变化,以及可培养细菌的EP指数差异和细菌的群落结构变化。结果表明:施用BIO能显著增加健康植株根际土壤中芽孢杆菌、假单胞菌、自生固氮菌、氨化细菌、亚硝化细菌的数量,并减少根际土壤中的反硝化细菌数量(P<0.05);不同根际土壤样品的快速生长细菌和慢速生长细菌在群体中所占比例有明显差异,快速生长细菌分别占群体总数的40.9%(BIOW)、50.7%(CKW)、20.6%(BIOH)和22.1%(CKH),其中BIOH处理不同生长速率细菌分布最均匀,EP指数值最高,为0.794;DGGE条带回收测序结果表明,BIOH处理中多样性较高,其优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacte-ria),而CKW处理中的优势菌群大部分都属于拟杆菌门(Bacteroidetes)。结论:健康根际土壤的可培养细菌区系显著不同于发病根际土壤,通过外源有益生物与有机载体同时导入土壤,有可能达到调控植物根际土壤微生物区系的目的。     

控释氮肥对稻田土壤微生物的影响及其与土壤氮素肥力的关系

通过农业部望城红壤水稻土生态环境重点野外观测试验基地的短期控释氮肥试验,研究了控释氮肥对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤氮素肥力的关系.结果表明,短期施用控释氮肥稻田土壤的细菌、真菌和放线菌数量明显高于不施氮处理;土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌的数量比尿素处理低;周年土壤细菌、放线菌数量明显高于尿素处理,真菌数量略低于尿素处理.50%控释氮肥配施有机肥处理土壤中细菌、真菌、放线菌的数量,明显高于尿素和单施控释氮肥处理.控释氮肥配施有机肥,土壤好氧自生固氮菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌的数量均高于控释氮肥和70%控释氮肥处理.施氮处理土壤的好氧和厌氧自生固氮菌的数量低于不施氮处理.土壤中大多数微生物数量与土壤氮素养分含量呈正相关.     

三裂叶蟛蜞菊对土壤养分及微生物的影响

比较三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)群落内土壤与群落外土壤的全氮、全磷、p H及自生固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌情况。结果表明,相对于群落外土壤,群落内土壤全氮、全磷、自生固氮菌和硝化细菌数量显著降低,但土壤p H和反硝化细菌数量显著升高;土壤全氮、全磷均与土壤自生固氮菌、硝化细菌数量呈显著正相关,与土壤反硝化细菌数量和p H呈显著负相关;土壤p H与土壤自生固氮菌、硝化细菌数量呈显著负相关,与土壤反硝化细菌数量呈显著正相关。三裂叶蟛蜞菊入侵引起土壤功能微生物群落和土壤p H发生变化,直接或间接地降低了土壤全氮和全磷,使土壤质量下降。     

旱田改水田对土壤电导率及几种微生物的影响

选取旱田改水田的黑土为研究对象,以相邻的旱田为对照,通过五点采样法取样,对其电导率及几种转化氮素的微生物进行研究。结果表明,旱田改水田后土壤电导率(EC)显著升高;旱田改水田后反硝化细菌数量显著减少,不利于反硝化细菌的积累;而其他几种转化氮素的微生物中,氨化细菌与好氧自生固氮菌显著增加;硝化细菌与亚硝化细菌虽有增加,但不显著。     

农肥和化肥对黑土土壤氮素转化功能菌的动态影响

通过3年定位试验对不同培肥方式下黑土土壤中与氮素转化有关的功能菌动态变化进行了研究。结果表明,农肥处理和农肥化肥等量配比处理提高了土壤中好气性自生固氮菌数量,单施化肥的处理抑制了好气性自生固氮菌生长;农肥高量处理土壤中氨化细菌数量最高,是对照的108.87%,化肥低量处理氨化细菌数量最低,平均比对照高43.79%;农肥处理土壤亚硝酸盐细菌数量显著高于化肥处理,纯化肥处理土壤中反硝化细菌数量高于农肥处理,因此长期合理地施用农肥对降低土壤的反硝化作用,从而减少黑土氮素的损失有良好的作用。     

复合菌肥对黄瓜根际微生物区系的影响

采用盆栽试验研究了复合菌肥对黄瓜幼苗根际微生物区系的影响。研究结果表明,复合菌肥对黄瓜幼苗根际土壤微生物区系的影响显著。复合菌肥增加黄瓜根际土壤细菌、放线菌、硝化细菌、氨化细菌、固氮菌和纤维素分解菌的数量,与对照相比,分别增加了50%、25%、19%、6.3%、25%、28.6%;复合菌肥降低黄瓜根际土壤中反硝化细菌、真菌的含量,与对照相比,反硝化细菌、真菌的数量分别降低了7.7%、81.8%。复合菌肥促进黄瓜根际土壤细菌、放线菌、硝化细菌、氨化细菌、固氮菌和纤维素分解菌的生长,抑制反硝化细菌和真菌的生长。     

新疆玛纳斯湿地土壤细菌生理类群数量变化及其与土壤环境的相关分析

本研究采用菌落稀释平板法和MPN-Griess法结合Pearson相关分析法,选取玛纳斯湿地6种不同植被(高山蒿草、草甸、芦苇、沼泽、灌木、柽柳湿地)群落生长的湿地土壤作为样地,对各样地的土壤微生物生理类群数量的季节动态及其与土壤环境因子进行相关分析。结果发现,土壤微生物生理类群的数量从大到小依次为氨化细菌反硝化细菌固氮菌亚硝酸细菌硝酸细菌。土壤微生物生理类群随季节动态变化总体趋势为:亚硝酸细菌与硝酸细菌数量为5月9月7月11月,氨化细菌和固氮菌的数量为9月7月5月11月,反硝化细菌数量为5月7月9月11月。从土层垂直分布来看,土壤微生物生理类群数量0~10 cm土层大于10~20 cm土层。各细菌生理类群与不同的土壤环境因子呈不同显著水平的正相关或负相关。以上结果表明玛纳斯湿地不同植被类型和不同土层中细菌生理类群数量的分布均存在显著差异,且与土壤环境因子呈正相关或负相关。     

海南海岸青皮林土壤微生物类群的数量特征

为了从土壤微生物方面揭示海南石梅湾海岸青皮天然林更新的机理, 对青皮林土壤微生物进行了调查 分析。土壤调查采用5 点取样法,分别于旱季和雨季对两个土层的根际土和根外土进行取样,并用MPN 法分析了土 壤中5 个生理类群细菌的数量分布特征。结果表明院青皮林土壤中除尚未检测出亚硝化细菌外,其他4 个生理类群 细菌的数量彼此之间差别很大,其中氨化细菌的数量>>好气性自生固氮细菌>>反硝化细菌>>好气性纤维素分解细 菌;根际土壤中的氨化细菌、反硝化细菌和好气性纤维素分解细菌数量比非根际土壤少,但好气性自生固氮菌数量 则相反;下层土中氨化细菌的数量略高于上层土,但好气性自生固氮细菌、反硝化细菌和纤维素分解细菌多集中分 布在上层土内。     

晋城市丹河水体中氮利用细菌研究

[目的]探讨丹河水体中氯利用菌的分布及生物多样性特征。[方法]在丹河的赵庄断面水面下10～20cm深处采集水样（7次）,采集时间为1年,微生物菌落按不同菌落特征分类计数,研究了丹河水体氮利用菌的数量分布和特征。[结果]水体中固氮菌、氨化细菌、硝化细菌年平均数分别为140、1179和691CFU／ml,亚硝化和反硝化细菌年平均数分别为647和369MPN／ml。氮素转化菌在水体环境中的数量分布与季节、营养状况等有关,固氮菌主要受总氮影响较大,反硝化细菌主要受总氮和总磷的影响,固氮菌和硝化细菌的数量分布与反硝化细菌的数量分布均具有一定的一致性。[结论]丹河水体中的氮利用菌中氨化细菌分布较多,硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌次之,固氮菌则相对较少。     

抗草甘膦转基因大豆（RRS）对根际微生物和土壤氮素转化的影响

采用室外小区试验方法,研究了抗草甘膦转基因大豆(RRS)对根际土壤细菌、真菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的氨化作用强度、硝化作用强度和反硝化作用强度的影响.结果显示,RRS显著降低了根际土壤细菌和放线菌的数量,提高了根际土壤真菌的数量;RRS根际土壤氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌低于其亲本非转基因大豆和部分栽培大豆;RRS对根际土壤氨化作用强度和硝化作用强度有显著影响.但对反硝化作用强度的影响不显著(P<0.05).研究表明,RRS不同程度上降低了根际土壤微牛物的数量和生化强度,并对根际土壤真菌生长有一定的促进作用.     

晋城市丹河水中氮利用细菌研究

[目的]探讨丹河水体中氮利用菌的分布及生物多样性特征.[方法]在丹河的赵庄断面水面下10～20 cm深处采集水样(7次),采集时间为1年,微生物菌落按不同菌落特征分类计数,研究了丹河水体氮利用菌的数量分布和特征.[结果]水体中固氯菌、氨化细菌、硝化细菌年平均数分别为140、1 179和691 CFU/ml,亚硝化和反硝化细菌年平均数分别为647和369MPN/ml.氮素转化菌在水体环境中的数量分布与季节、营养状况等有关,固氮菌主要受总氯影响较大,反硝化细菌主要受总氮和总磷的影响,固氮菌和硝化细菌的数量分布与反硝化细菌的数量分布均具有一定的一致性.[结论]丹河水体中的氮利用菌中氨化细菌分布较多,硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌次之,固氮菌则相对较少.     

生物炭对灰漠土和风沙土土壤微生物多样性及与氮素相关微生物功能的影响

[目的]研究生物炭对新疆灰漠土和风沙土土壤微生物多样性及与氮素转化相关功能菌和功能酶的影响.[方法]室内恒温箱进行70 d培养.[结果](1)在灰漠土上,不施氮肥的对照与生物炭处理对细菌数量无显著影响(P＞0.05);与单施氮肥的对照相比,生物炭配施氮肥显著增加了24.49;细菌数量(P＜0.05);但无论施氮与否,生物炭对放线菌和真菌数量均呈降低趋势(P＞0.05).在风沙土上,无论施生物炭与否,对细菌数量无显著影响(P＞0.05);但生物炭对放线菌和真菌数量影响差异显著(P＜0.05),呈增加趋势.(2)培养结束后土壤Biolog碳源利用测定显示,施用生物炭两种土壤微生物多样性有差异(P＜0.05).单施生物炭和生物炭配施氮肥均可提高两种土壤微生物群落的丰富度.(3)在灰漠土上,单施生物炭和生物炭配施氮肥处理对自生固氮菌、氨化细菌、亚硝化细菌均有显著促进作用(P＜0.05).在风沙土上除亚硝化细菌差异不显著外,单施生物炭和生物炭配施氮肥对自生固氮菌和氨化细菌有显著促进作用(P＜0.05).两种土壤上单施生物炭和生物炭配施氮肥处理反硝化细菌数量均呈降低趋势.(4)在灰漠土上,单施生物炭和生物炭配施氮肥处理对脲酶有显著抑制作用(P＜0.05),对蛋白酶有显著促进作用(P＜0.05);在风沙土上,这两种处理对脲酶无明显影响,但对蛋白酶有显著抑制作用(P＜0.05).[结论]生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土与氮素转化相关的土壤微生物多样性,生物炭配施氮肥优于单施生物炭,灰漠土优于风沙土.     

防风根际微生物区系和土壤酶活性的变化研究

研究了1年生和2年生防风根际土壤微生物区系和酶活性的变化规律.结果表明:随着防风生长年限的延长,其根际土壤中微生物总量有所降低,根际土壤细菌和真菌显著降低,放线菌略有升高,原有的细菌种群优势逐渐被放线菌所替代;反硝化细菌、氨化细菌、厌气性纤维素分解菌、好气性固氮菌、厌气性固氮菌等呈增长趋势,其中2年生防风根际土壤的反硝化细菌、氨化细菌和好气性同氮菌数量分别是对照土未种植防风地块土壤的5.77倍、9.01倍、14.13倍,硝化细菌数量显著减少,好气性纤维素分解菌数量先增后减、总体锐减;过氧化氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶活性降低,蛋白酶和磷酸酶活性先急剧上升后缓慢降低.     

马铃薯连作对根际土壤微生物生理类群的影响

【目的】探讨马铃薯连作对根际微生物生理类群的影响.【方法】以轮作(小麦)为对照,研究马铃薯连作1、3、5a根际土壤氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、纤维素厌氧细菌和好氧细菌的变化.【结果】种植小麦的轮作土壤细菌数量显著高于马铃薯连作土壤.在马铃薯块茎形成期土壤氨化细菌数量连作1a的比连作3a、连作5a的分别提高54.32%和224.68%,土壤硝化细菌数量连作1a的比连作3a、连作5a的分别提高42.86%和566.67%,土壤亚硝化细菌数量连作1a的比连作3a、连作5a的分别提高11.11%和104.08%.【结论】氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、好氧性纤维素分解菌和厌氧性纤维素分解菌的数量随着连作年限的增加数量显著减少.     

水丝蚓对稻田土壤微生物的影响

通过野外采样和室内控制试验,初步研究了底栖动物水丝蚓对稻田土壤微生物(区系、生物量、生理群)的影响.结果表明,水丝蚓组稻田土壤细菌、放线菌、真菌数量均高于对照组,分别达到极显著、显著、极显著.水丝蚓组稻田土壤微生物生物量碳(BC)和生物量氮(BN)高于对照组,均达到极显著差异水平.水丝蚓促进了稻田土壤硫化细菌、硝化细菌、纤维素分解菌、氨化细菌和固氮菌的增殖,抑制了反硫化细菌和反硝化细菌的生长和活性,有利于增加土壤硫、氮、磷等生源要素的有效性,提高稻田土壤养分的利用效率.利用底栖动物的生物扰动效应,根据农业系统中不同营养级生物的生态特性,可开发多级物质循环、多层次利用、多物种共生的现代农业技术,为可持续农业提供支持.     

室内模拟土壤中可培养微生物数量在不同水分条件下的动态变化

为了调查土壤水分对土壤系统内微生物数量的影响,通过瓶培养试验检测为期30 d不同土壤水分下土壤可培养微生物数量的变化,发现土壤细菌数量最大值出现在土壤含水量为25%的处理,与其他处理相比,最大相差两个数量级,土壤真菌和纤维素分解菌数量最大分别为10%和15%含水量处理,放线菌和亚硝化数量最大在15%或30%含水量的处理,自生固氮菌在不同时期数量最大的处理不同。相关性分析发现,真菌数量与纤维素分解菌的数量,细菌数量与自生固氮菌和亚硝化细菌,土壤放线菌与土壤亚硝化细菌数量呈显著正相关。     

光合细菌在萝卜上的应用研究

盆栽实验表明,用光合细菌喷洒萝卜,30 d后土壤中的固氮菌、放线菌、硝化细菌、硫化细菌、氨化细菌显著增加;而丝状真菌、反硝化细菌大幅度减少.萝卜的产量增加58.9%,同时还能提高萝卜的品质.     

绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌群落的影响

为了探讨绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌的影响,以开展八年的紫云英配施减量化肥的长期定位试验站为平台,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)共5个处理,于水稻分蘖期采集土样,采用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,分析了不同施肥制度下土壤固氮菌nif H基因丰度和多样性的变化规律。结果表明:与单施化肥相比,翻压紫云英的减量施肥处理水稻产量与其无显著差异,从化肥用量和产量综合考虑,MF60处理是一种适宜的施肥制度。翻压绿肥处理土壤全氮明显增加;碱解氮含量(除MF60处理)与NPK处理无显著差异。翻压紫云英配施减量化肥的施肥处理(除MF40处理)土壤固氮菌丰度明显高于NPK处理,且固氮菌丰度与土壤碱解氮、硝态氮和p H呈显著正相关。翻压紫云英后土壤固氮菌Shannon指数明显低于NPK处理,各施肥处理间OTU指数差异不明显。各施肥处理的土壤固氮菌均以变形菌门为绝对优势菌门,翻压紫云英的减量施肥处理变形菌门丰度显著低于单施化肥处理。主坐标分析表明,翻压紫云英配施减量化肥的3个施肥处理与CK、NPK处理的土壤固氮菌的群落结构差异较明显。研究表明,紫云英配施减量化肥有利于提升土壤肥力和固氮菌的数量,紫云英的施用和化肥用量都是影响土壤固氮菌群落结构的重要因素。