生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性和微生物量的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板法和氯仿熏蒸浸提法,研究了玉米施用等养分量的无机肥、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及土壤微生物量的变化。结果表明:生物复混肥处理的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)和微生物群落丰富度指数(S)均最高;施用生物复混肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其是多酚化合物类和糖类;不同处理土壤微生物碳源利用特征有一定差异,生物复混肥在第1主成分上的得分值为正值,其他各处理在第1主成分上的得分值基本上为负值,起分异作用的主要碳源是糖类和羧酸类。在玉米生长期间各处理土壤微生物量大致呈先升高后逐渐平稳的趋势,且土壤微生物量碳、氮、磷的含量均以生物复混肥处理最高,最高值分别为333.21mg.kg 1、53.02 mg.kg 1和22.20 mg.kg 1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落丰富度和功能多样性,显著增加土壤微生物量碳、氮、磷的含量,有利于维持良好的土壤微生态环境。     

种植方式对玉米不同生长期土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨玉米不同种植方式下土壤微生物群落功能多样性的差异,进行田间定点试验,采用Biolog方法分别研究了4行轮作、4行连作、8行轮作和8行连作的种植方式对玉米种植前、拔节期、抽穗期和收获期土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:4种种植方式的土壤微生物均在种植前代谢活性最弱、功能多样性最低,在玉米抽穗期土壤微生物代谢活性最强,功能多样性最高。在种植玉米前,轮作的土壤微生物代谢活性和功能多样性高于连作,8行轮作和4行轮作土壤微生物的物种多样性指数分别比相应的连作高22.93%和11.42%;4行轮作的土壤微生物物种多样性指数比8行轮作低3.17%,而4行连作比8行连作高6.83%。在玉米拔节期、抽穗期及收获期连作土壤微生物功能多样性略高于轮作,且有4行连作大于8行连作的趋势,但差异均未达显著水平。种植前,4种种植模式的土壤微生物对6大类碳源的利用程度整体上都较低,降解碳水化合物类、羧酸类和聚合物类碳源的微生物是种植方式影响的主要土壤微生物类群;随着玉米的生长,土壤微生物对6大类碳源的利用都逐渐增强,玉米拔节期、抽穗期和收获期之间土壤微生物特征碳源没有较大差异,4种种植方式的土壤微生物对聚合物类碳源利用程度差异都不显著。PLS-EDA分析结果表明种植方式对土壤微生物产生较大影响,种植前8行轮作和4行连作的土壤微生物碳源利用模式具有相似性;种植玉米后4种种植方式的土壤微生物对碳源的利用模式存在较大差异,其中4行连作的土壤微生物在玉米拔节期和收获期对碳源的利用模式与其他3种种植方式差异最大。试验说明作物长期连作栽培会影响土壤微生物群落功能,降低土壤微生物物种多样性,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

沙漠微生物群落功能多样性分析

以宁夏回族自治区沙坡头地区的沙漠微生物群落为研究对象,采用Biolog方法研究了已固定沙丘结皮(J1)及结皮下层(J2),半流动沙丘上层(L1)和下层(L2)中微生物群落的功能多样性。结果表明,J1的微生物群落活性最高,J2的微生物群落次之,再次为L2的微生物群落,最后为L1的微生物群落;J1,J2,L1和L2的微生物群落对羧酸类、聚合物类和氨基酸类碳源的利用表现一致,对糖类、胺/氨类和双亲化合物类碳源的利用表现不同;利用ECO板上31种碳源进行主成分分析得出,PC1,PC2和PC3特征值的贡献率为分别为70.16%,19.23%,10.61%。研究结果表明:(1)经过固沙后的微生物群落活性明显高于半流动沙漠微生物群落的活性;(2)微生物群落结构上的差异致使其对6类碳源的利用方式不同;(3)主成分分析表明沙漠微生物群落对羧酸类、糖类和氨基酸类碳源的利用最高,主要利用碳源有22种。     

压砂地土壤微生物群落功能多样性分析

为了掌握荒地压砂对土壤微生物群落功能多样性及理化性质的影响,对荒地及不同年限压砂地土壤进行了Biolog微生物群落功能多样性和理化性质分析。Biolog分析结果表明,1年压砂地微生物群落生理活性最高,荒地微生物群落生理活性最低,其它各年限压砂地微生物群落生理活性随压砂年限增加而缓慢下降。微生物群落功能多样性指数分析表明压砂对微生物群落功能结构影响并不显著。通过微生物群落利用碳源类型分析明确了荒地和各年限压砂地土壤微生物群落利用的主要碳源类型。土壤理化性质分析表明,压砂第1年各项理化性质指标均有明显的下降;此后随压砂年限增加,有机质含量呈上升趋势,速效氮、速效磷和速效钾含量缓慢下降,全盐、全氮、全磷、全钾含量及土壤pH值变化不大。     

生物有机肥防治烟草青枯病及对土壤微生物多样性的影响

为防治烟草青枯病,在邵武地区试验田里施用了一种生物有机肥,考察了该生物肥对烟草青枯病的防治效果,通过对土壤样本的高通量宏基因组测序,研究了该生物肥对烟草根际土壤微生物多样性的影响以及与防治青枯病的初步关系。分析结果表明,施用生物有机肥的试验处理,烟株青枯病病情指数在3次观测中均较对照低,尤其在移栽后95 d时,青枯病病情指数下降了31.43%,而且上等烟比例、最终产量等经济性状较对照高。对土壤样本测序后发现,生物有机肥的施用,提高了烟株根际土壤微生物多样性;不同处理下各样本的土壤细菌和真菌菌群大部分相同,但相对丰度有差别,这与青枯病的发生有着一定的关系。     

模拟氮沉降对滨海湿地土壤微生物功能多样性的影响

为全面了解大气氮沉降条件下滨海湿地土壤微生物碳源利用特点,本研究在江苏盐城滨海湿地建立模拟氮沉降实验平台,设置N1(N,0 g/(hm~2·a),对照)、N2(N,3 g/(hm~2·a),低氮)和N3(N,6 g/(hm~2·a),高氮)3个处理,采用Biolog微平板法,分析了土壤微生物功能多样性在不同氮处理下的变化规律和特点。结果表明:不同氮沉降处理间土壤微生物功能多样性差异显著,AWCD值随培养时间延长而增加;Shannon和Mc Intosh多样性指数也随施氮增加呈现升高的趋势,且不同处理间多样性指数差异显著;物种多样性和功能多样性表现出相同的变化规律。土壤微生物对6大类碳源利用强度存在差异,各处理间土壤微生物对碳水化合物类碳源利用率最高,为优势碳源;主成分分析结果显示,不同处理间土壤微生物在碳源利用上有明显的空间分异,土壤微生物功能多样性的差异主要体现在对羧酸类、酚酸类和胺类碳源的利用上,其中胺类尤为突出;此外,对不同施氮处理土壤微生物群落功能多样性与土壤理化因子进行相关分析,结果显示全氮、铵态氮、全磷会对滨海湿地土壤微生物组成和功能活性产生重要影响。     

化肥减施对荔枝园土壤微生物功能多样性的影响

为探明化肥减施对荔枝园土壤微生物功能多样性的影响,利用Biolog ECO技术对不同施肥处理[T0(果农习惯施肥处理)和T1～T9(不同化肥减施处理)]荔枝园土壤微生物的功能多样性进行了研究.结果表明,土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD值)增长的拐点在培养120 h时,以此时的AWCD值为指标进行正交试验方差分析...     

小麦与蚕豆间作对根际真菌代谢功能多样性的影响

通过田间小区试验,采用Biolog FF微平板培养方法,研究小麦与蚕豆间作对小麦和蚕豆根际真菌代谢功能多样性的影响。结果表明:与单作相比,间作明显提高了小麦和蚕豆根际真菌的碳源平均利用率(AWCD),且间作提高蚕豆根际真菌活性的幅度大于小麦。与单作相比,间作显著提高了蚕豆和小麦根际真菌对Biolog FF板中聚合物、糖类、羧酸类、氨基酸类和胺类碳源的利用;同时间作使小麦和蚕豆根际真菌对碳源的总利用强度比单作分别显著提高63.30%和52.02%,小麦和蚕豆根际真菌对Biolog FF板中6类碳源的利用强度百分比以糖类、羧酸类和氨基酸最高,分别为36.66%~45.99%、25.65%~27.70%和16.37%~20.67%。小麦与蚕豆间作显著提高了小麦和蚕豆根际真菌的香农多样性指数(H)和丰富度指数(S)。主成分分析表明,间作明显改变了小麦和蚕豆根际真菌的群落结构。小麦与间作蚕豆明显促进了小麦和蚕豆根际土壤真菌的碳源代谢强度,显著提高了根际真菌的多样性和丰富度,改变了根际真菌的群落结构,因而是一种有利于改善蚕豆连作栽培根际微生态环境的有效措施。     

放牧对草地土壤微生物多样性影响研究进展

土壤微生物是草地生态系统重要组成部分,在草原生态系统中物质与能量循环中起着重要作用。土壤微生物多样性对环境变化很敏感,能较早指示生态系统功能变化。本文就放牧对草地植被、土壤理化性质和微生物多样性的影响及土壤微生物研究方法现状进行了总结,最后就对草地土壤微生物多样性研究进行了展望。     

生物有机肥部分替代化肥对莴笋及土壤理化性质和微生物的影响

以莴笋为试材,通过田间试验,以不施肥(CK)和常规施肥(CF)为对照,研究常规施肥总施肥量减量20%(F1)和30%(F2),配施3000kg/hm^2(B1),6000kg/hm^2(B2)生物有机肥对莴笋干物质积累、养分吸收、肥料利用率及土壤理化性质和土壤微生物数量的影响,为莴笋合理施肥提供科学依据。结果表明,与CF相比,F1B2处理莴笋根、茎、叶干物质积累量分别增加5.74%,22.19%和17.82%,氮、磷、钾养分积累量分别提高128.81%,113.19%和23.15%。化肥减量配施生物有机肥使氮、磷、钾肥的吸收利用率、农学利用率和偏生产力均显著提高,常规施肥的土壤氮素、磷素、钾素依存率均最高。生物有机肥显著提高土壤养分含量,F1B2和F2B2处理土壤有机质含量比CF处理分别增加71.65%和58.51%,全氮、磷、钾含量分别增加84.53%,75.41%,19.94%和70.17%,72.13%,9.28%,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别增加75.90%,17.06%,24.35%和42.94%,13.48%,11.42%。生物有机肥部分替代化肥可增加莴笋根际土壤细菌数和放线菌数,抑制真菌的生长。同CF相比,F1B2处理的好氧自生固氮菌、厌氧自生固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量分别增加了1.36,6.10,47.50,23.76倍。细菌数量与有机质、碱解氮、速效磷、全氮含量呈显著正相关性,放线菌数量与全磷含量呈显著正相关,固氮菌和氮转化细菌的数量与碱解氮、全氮含量呈显著或极显著正相关。主成分分析综合得分表明,不同施肥处理土壤肥力次序为F1B2>F2B2>F1B1>F2B1>CF>CK。生物有机肥部分替代化肥不仅能提高莴笋养分积累量和肥料利用率,还能显著提高土壤养分含量,调节土壤微生物结构,改善莴笋根际土壤理化性状,综合对莴笋养分吸收积累和肥料利用效率的提高及土壤的培肥效果,F1B2处理最好,是实现肥料资源合理利用和改善土壤环境的良好施肥模式。     

生物质炭与化肥氮配施对植烟土壤微生物功能多样性的影响

采用盆栽试验研究了生物质炭配施不同用量化肥氮对烤烟根区土壤微生物群落功能多样性的影响。研究结果显示,添加生物质炭提高了土壤有机碳和微生物生物量碳含量;减少15%化肥氮配施生物质炭处理(T3)显著提高了土壤过氧化氢酶活性,提升了土壤新陈代谢水平。不同处理土壤微生物的碳源利用率不同,以T3处理的AWCD(平均颜色变化率)值最高,且微生物丰富度和优势度均为较高水平。主成分和热图分析表明,不同处理微生物功能差异性和优势碳源不同,其中T3处理的微生物群落功能差异性较小,优势碳源羧酸类中包含的碳源种最多。添加生物质炭可提高烟株根冠比23.06%～42.36%。因此,添加生物质炭可增强植烟土壤微生物活性,提高土壤微生物功能多样性,以减少15%化肥氮配施生物质炭效果最好。     

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响，采用盆栽控制试验和高通量测序技术，研究了不施肥（CK）、100%无机氮肥（T0）、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥（T50）和100%羊粪有机肥氮（T100）4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异，并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明：植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），土壤真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高，但放线菌门和担子菌门相对丰度最低；NMDS分析和相似性分析发现，T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著；Alpha多样性分析也表明，T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著，以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高；Pearson相关性分析显示，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之，采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性，促进了土壤养分的释放和转化，有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升，研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。     

化肥配施有机肥对花生根际细菌群落结构及共存网络的影响

为评估化肥配施有机肥对花生根际细菌群落的影响，田间试验条件下研究了不施肥(CK)、施化学氮磷钾肥(NPK)和化学氮磷钾肥+有机肥配施(NPKM)对花生根际细菌群落多样性、结构和共存网络的影响。结果表明：NPKM处理下花生根际土养分状况明显改善，特别是有效磷的含量，较CK和NPK处理分别提高了5.31倍～12.16倍和3.24倍～6.50倍；而NPK处理下花生根际土养分状况并没有明显提升；Source Tracker分析显示，NPKM处理下根际细菌群落中只有2.1%～5.5%的物种来源于有机肥自身，但其花生根际细菌群落多样性在生育期前期要明显高于CK和NPK处理，而CK和NPK处理下根际细菌群落多样性差异不大；限制性主成分分析(CAP)显示，施肥措施和生育期均对根际细菌群落结构产生了显著影响，NPKM处理下花生根际土中富集了属于根瘤菌目(Rhizobiales)、梭菌目(Clostridiales)和芽孢杆菌目(Bacillales)这一类根际促生菌，根际细菌共存网络结构更加复杂，且网络中重要连接点的比例要也明显高于CK和NPK处理网络。可见，化肥配施有机肥有助于构建一个健康稳定的根际细...     

设施土壤微生物结构和酶活性对减量化肥配施有机肥的响应

通过两年三季田间定位小区试验,研究减量20%化肥配施精制有机肥(COF)、减量20%化肥配施生物有机肥(CBIO)、常规施肥(CCF,100%NPK)和不施肥(CK)处理对设施菊花产量、土壤微生物区系和酶活性的影响。结果表明,连续种植3季后,与CK处理相比,CCF、COF和CBIO处理均显著提高了设施菊花产量、产值、土壤养分含量和酶活性,并改变了土壤微生物区系。与CCF处理相比,COF和CBIO处理均显著增加了土壤细菌、放线菌数量和细菌/真菌值,并降低了真菌数量,且CBIO处理还显著提高了土壤速效养分含量和土壤酶活性并稳定提升土壤酶活性,同时显著提高了设施菊花产量和产值,连续效应明显。CBIO处理的设施菊花产值、土壤碱解氮、速效钾和脲酶活性均显著高于COF处理。除蔗糖酶和中性磷酸酶活性仅受施肥处理影响外,土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性和土壤微生物数量均受种植时间和施肥处理的交互作用影响,但主要受施肥处理影响。减量化肥配施生物有机肥对于提高作物产量,调控土壤微生物区系和提升土壤肥力作用显著,有利于土壤微生物态环境的发展。     

减氮配施炭基肥对植烟土壤微生物群落多样性的影响

  目的  为探讨炭基肥对烟田土壤生化特性及微生物的影响,达到化肥减施增效的目的。  方法  在褐土烟田采用田间小区试验,以常规化肥用量为对照,研究了不同减量氮肥（不减少、减少15%和30%氮肥）与炭基肥配施条件下烤烟现蕾期土壤微生物生物量、酶活性以及微生物多样性的变化。  结果  与对照相比,配施炭基肥处理显著提高了土壤有机碳（SOC）和微生物量碳（MBC）含量,分别提高了19.68% ~ 39.68%和20.09% ~ 36.14%,而配施处理之间差异不显著;不同处理间脲酶和蔗糖酶活性没有显著差异;常规化肥用量和减少15%氮肥配施炭基肥增强了Biolog平板的平均颜色变化率（AWCD）,显著提高了对羧酸、酚酸和胺类碳源底物的利用强度,丰富了微生物群落结构;主成分和热图分析显示,在增施炭基肥的基础上,减少15%氮肥与常规化肥用量处理相比,微生物群落代谢功能改变较小。  结论  综合各处理对土壤生物化学特性的影响,减少15%氮肥配施炭基肥具有较好的土壤改良效果。     

Soil Microbial Community Composition and Diversity in the Rhizosphere of a Chinese Medicinal Plant

Rehmannia glutinosa is an important medicinal plant, but there is a serious problem of decreasing productivity with its continuous cropping on the same land. We hypothesize some relationships between this problem and the disturbed soil ecosystem. In this work, two community‐based microbiological measurements, community‐level physiological profiling (CLPP) using Biolog sole carbon (C) source utilization tests and phospholipid ester–linked fatty acid (PLFA) profiles, were used to evaluate soil microbial community function and composition of different R. glutinosa cropping soils. Field investigation showed that the problems with continuous cropping occurred not only in 2‐year continuous fields but also in 5‐year rotation fields. Soil basal respiration and metabolic quotient were significantly greater in R. glutinosa cropping soils than in the noncropping controls. In contrast, the Shannon index from the Biolog data set was lower in R. glutinosa cropping soils. Both CLPP‐ and PLFA‐based principal component analyses (PCA) showed distinct groupings of soil microbial communities in R. glutinosa rhizosphere, and 11 PLFAs representing different microbes were identified from the principal component scores of PLFAs. Among these, an abundance of PLFA 18:2ω6,9, which is a biomarker of soil fungi, was significantly higher in R. glutinosa cropping soils than control soils. These results suggest an alteration of soil microbial community following R. glutinosa cropping, and this might be an important reason for the constraints associated with continuous cropping.     

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(P0.05)。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(P0.01)。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。     

缺氮胁迫对小麦根际土壤微生物群落结构特征的影响

根际微生物在作物养分吸收的过程中发挥着重要作用.为提高小麦的氮肥利用率,有必要深入探究缺氮胁迫对小麦根际微生物群落结构的影响.利用氮素耗竭的陕西关中地区典型的塿土,设置了正常供氮(150 mg·kg-1)和缺氮(不施氮肥)的小麦根箱实验,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术分析了小麦根际、近根际和非根际土壤微生...     

盐渍化土壤改良剂对草坪根际土壤细菌群落多样性的影响

针对兰州新区城市绿化带土壤盐分含量高严重影响苗木和草坪成活率的问题，以兰州新区绿化带盐渍化土壤为研究对象，采用温室盆栽法，以不施肥为对照(CK)，研究了添加禾康(T₁)、乳酸菌(T₂)、磷石膏(T₃)、炭基肥(T₄)、免申耕(T₅)和磷酸脲(T₆) 6种盐碱土改良剂对草坪根际土壤化学、生物学特性的影响。结果表明：与CK处理相比，施用6种改良剂均能降低草坪根际土壤pH，提升有机质、速效磷、微生物生物量碳氮磷含量及碱性磷酸酶、脱氢酶活性；显著降低土壤细菌群落丰富度和多样性指数(Chao1和Shannon-wiener)；根际土壤细菌群落均以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和酸杆菌门为主，其中T₄、T₆处理显著提高了变形菌门的相对丰度，T₂处理显著增加了放线菌门的相对丰度，T₁处理显著提升了芽单胞菌门和酸杆菌门的相对丰度。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显...