苯醚甲环唑胁迫下农田土壤微生物群落和多样性分析

为研究三唑类杀菌剂苯醚甲环唑(dif)施用后土壤中微生物群落结构的响应变化,通过模拟生产中的施用剂量,监测35 d后土壤的理化性质并利用高通量测序技术分析土壤中细菌和真菌的群落组成变化,通过db-RDA分析建立环境因子与微生物群落响应关系。研究结果显示,随着dif施用浓度的增加,土壤中有机质(SOM)、总氮(TN)、碱解氮(AN)均有所提高,有效磷(AP)呈下降趋势,Alpha多样性指数中细菌Chao1、ACE和Shannon指数均低于未处理土壤,真菌Shannon指数高于未处理土壤;所有样本中细菌共检出31门、91纲、206目、315科、553属,真菌共检测出11门、34纲、79目、174科、370属;苯醚甲环唑施用浓度为50 mg/kg时,土壤细菌中变形菌门和拟杆菌门的相对丰度分别提高了14.2%和1.81%,酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度分别降低了8.28%和3.44%,绝对优势菌属节杆菌属相对丰度下降7.85%,真菌中赤霉属和被孢霉属逐渐成为优势菌群;细菌的优势菌群中变形菌门与TN呈显著正相关,真菌优势菌门中子囊菌门与AN、TN和dif呈显著正相关,被孢霉门与SOM呈显著负相关;TN和AN对细菌的Shannon指数影响较大。以上说明,高浓度苯醚甲环唑的施用对土壤的理化性质以及微生物的丰富度和群落结构均产生了影响。     

竹醋液对土壤微生物及酶活性的影响

土壤微生物及酶活性是描述土壤质量的重要生物学参数。在实验室控制条件下,以平均抑制率为指标研究了0.1%、0.5%、2%、10%、100%竹醋液稀释液对土壤中细菌、真菌、放线菌数量及蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性的影响。结果表明,浓度高于2%的竹醋液处理均使土壤中的微生物生长被抑制,抑制效应顺序为细菌放线菌真菌;0.5%浓度的竹醋处理可促进土壤中微生物的生长,促进效应顺序为真菌放线菌细菌;0.1%浓度的竹醋对土壤中微生物生长影响较小;试验期内浓度高于2%的竹醋液处理对土壤中酶活性存在不同程度的抑制效应,抑制效应顺序为脲酶蔗糖酶蛋白酶。相关性分析表明,施加的竹醋液其浓度与土壤中蔗糖酶、蛋白酶活性呈显著正相关(P0.05),与脲酶活性呈极显著正相关(P0.01)。     

保护性耕作对土壤微生物特性及酶活性的影响

大田试验研究了保护性耕作对土壤微生物量、活跃微生物量、土壤呼吸、呼吸商、土壤酶的影响。结果表明，秸秆还田能够显著提高土壤微生物量碳和活跃微生物量，深松耕还田能显著提高土壤活跃微生物量。随耕作作业之后时间的推迟，活跃生物量减小。秸秆还田初期（小麦越冬期）能显著提高土壤呼吸作用，提高99．7％；后期（小麦播种期）能显著降低土壤呼吸，降低16．6％。随耕作作业之后时间的推迟，秸秆还田和保护性耕作都会减少农田向大气中CO2的排放，减少土壤碳库的亏损。深松耕还田显著提高土壤脲酶、蔗糖酶活性。土壤呼吸和土壤活跃微生物量是衡量土壤微生物特性和土壤酶的较好指标。     

植茶年龄对茶园土壤微生物特性及酶活性的影响

分析了浙江省两个典型茶区土壤化学、微生物学性质以及酶活性。结果表明,茶园土壤的酸化程度随植茶年龄的增加而加重,土壤有效态N以NO-3 N为主。两茶区高龄茶园的土壤微生物量均很低,表明长期植茶形成的独特生态环境对微生物有抑制作用。两茶园土壤微生物代谢商(Rmic/Cmic)都较非茶园对照土壤低,并且随植茶年龄的增加,两者呈相似的变化趋势。土壤微生物商的变化可能与茶园土壤环境胁迫状况有关,低龄茶园的土壤微生物商(Cmic/Corg)高于非茶园对照土壤,也明显高于高龄茶园。土壤有机碳,全N ,有效P ,NH-4 N ,NO-3 N ,脲酶和酸性磷酸酶活性均随植茶年龄的增加而增加,而与土壤pH值呈相反的变化趋势     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

种植利用紫云英对稻田土壤微生物及酶活性的影响

为研究种植利用紫云英对稻田土壤的培肥作用,设不种紫云英不施化肥(对照)、种植紫云英不施化肥(紫云英)、不种紫云英施化肥(单施化肥)、种植紫云英同时施化肥(紫云英+化肥)4个处理,分析了各处理在紫云英苗期、紫云英盛花期、早稻收获期、晚稻收获期的土壤养分、酶活性、微生物数量。结果表明,与对照相比,施化肥及种植翻压紫云英均能改善土壤养分状况,紫云英与化肥配施效果最好,能够明显提高土壤速效磷、速效钾、全氮含量。施用化肥或种植翻压紫云英均能促进微生物生长,4个处理中以紫云英+化肥处理对土壤微生物生长有较好的促进作用,其次为单施化肥处理。     

控释掺混氮肥对稻麦土壤微生物及酶活性的影响

采用小麦-水稻轮作盆栽试验,共设7个处理,包括不施氮CK,掺混控释氮肥0、10%、20%、40%、80%、100%,依次记为CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6,分析不同处理下稻麦季土壤微生物数量、酶活性动态变化,探讨控释掺混尿素对土壤生物学性状的影响。结果表明:稻、麦季拔节至成熟期,T4处理较单施尿素T1处理分别显著提高细菌、放线菌数量30.22%～44.12%(小麦季)和13.98%～66.96%(水稻季),真菌数量以掺混20%～80%控释氮肥处理较高。稻、麦分蘖期,土壤氨化、硝化和反硝化细菌数量均以T1处理最高,拔节期后氨化、硝化细菌以掺混40%及以上控氮比处理最高,反硝化细菌数量则以掺混80%及以上控氮比处理最大。拔节至成熟期,掺混40%及以上控释氮肥处理可提高土壤脲酶和蛋白酶活性,尤以T4处理最高。细菌、真菌数量与小麦季土壤蛋白酶活性相关性达极显著水平,但水稻季无显著相关,土壤氨化、硝化、反硝化细菌数量与土壤酶活性相关性达显著或极显著水平。综上,适当掺混控释氮肥(20%～80%控释氮肥处理)在水稻、小麦生育中后期(拔节至成熟期)有效提高土壤细菌、放线菌、真菌和氮转化细菌数量,增强了土壤脲酶、蛋白酶活性,从而改善了土壤生物学特性,促进了土壤养分释放,其中以掺混40%控释氮肥处理效果最优。     

冻融对老龄苹果园土壤微生物数量及酶活性的影响

以山东蒙阴、莱州和栖霞3地老龄苹果园土壤为材料,分别在冬前和冬后采集0~30 cm(上层)与30~60 cm(下层)土层土样,探讨了冻融作用对老龄苹果园土壤微生物数量和酶活性的影响。结果显示:3地苹果园0~30 cm土层各理化性状均显著高于30~60 cm土层,其中速效钾含量差异最显著;冻融处理后,3地上下层土壤细菌、真菌和放线菌数量均显著性降低,且上层土壤降低最显著,其中蒙阴苹果园上层土壤细菌、真菌和放线菌分别降低了40.6%、43.6%和55.7%,3地上下层土壤细菌/真菌比值显著提高、尖孢镰孢菌基因拷贝数大幅下降;冻融处理后,3地上下层土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均有所降低,且表现出显著性差异,但三地上下层土壤CEC变化趋势不同,其中蒙阴苹果园上层CEC降低了41.7%,下层CEC提高了19.2%,栖霞苹果园则相反。综上,3地老龄苹果园土壤经过冻融处理后,显著降低了上下层土壤微生物数量,显著提高了上下层土壤细菌/真菌比值,优化了土壤微生物群落结构,有利于缓解苹果园连作障碍。     

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     

盐胁迫对蔬菜地土壤微生物及土壤酶活的毒害效应

采用外源投加盐分培养室模拟方法,研究了不同强度盐胁迫对蔬菜地土壤微生物和土壤酶的生态毒理效应。结果表明,在盐胁迫试验强度条件下,蔬菜地土壤细菌种群遭遇盐胁迫后,生长受抑、数量减少,放线菌种群抗逆性强、数量上升,土壤真菌种群数量因细菌种群数量的减少而出现暂时性增长现象,但随胁迫时间延长也呈现毒害效应,数量下降,且低于对照;盐胁迫造成土壤微生物优势种群演替和微生态失衡,细菌比例降低,真菌比例上升;盐胁迫明显抑制土壤脲酶和蛋白酶活性,抑制程度与外加盐量呈正比,即盐胁迫强度越大,土壤蛋白酶和脲酶活性越低;而土壤转化酶和过氧化氢酶的活性在低盐胁迫强度（外加盐量为1g·kg-1）时略高于对照组,但随盐胁迫强度的加重,转化酶和过氧化氢酶活性相应降低,盐含量越高,酶活性越低;土壤盐胁迫强度与土壤脲酶、蛋白酶、转化酶和过氧化氢酶活性均呈高度线性负相关,其中蛋白酶和转化酶与盐胁迫程度的相关性高且稳定,0.930≤r≤0.993。     

保护性耕作对土壤微生物特性和酶活性的影响

保护性耕作是以秸秆覆盖地表、免少耕播种、深松及病虫草害综合控制为主要内容的现代耕作技术体系。大力提倡和推行保护性耕作,对提高土壤质量和改善生态环境具有重要意义。本文回顾了保护性耕作的发展历程,概括和分析了保护性耕作对土壤微生物活性和垂直分布、微生物群落结构以及土壤酶活性的影响,也探讨了保护性耕作的发展前景。     

起垄后不同覆盖方式对苹果园土壤微生物和酶活性的影响

苹果园起垄后,在垄上分别覆盖沙子、碎石、果园刈割牧草、麦秸、白塑料膜和黑塑料膜,以不覆盖为对照,研究不同覆盖方式对垄上0~20 cm土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明:起垄后,覆盖果园刈割牧草和麦秸,可显著提高(P0.05)垄上土壤0~20 cm细菌、真菌及0~10 cm放线菌的数量。覆盖黑膜和白膜,可显著提高0~20 cm细菌数量。但覆盖沙子、碎石、白膜和黑膜后,均使0~20 cm土壤中放线菌数量显著下降。垄上0~20 cm土壤中,覆盖果园刈割牧草、麦秸和黑膜的土壤微生物总数显著升高。起垄覆盖后,除10~20 cm覆盖黑膜土壤中的蔗糖酶外,各处理脲酶、蔗糖酶显著升高,0~20 cm土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶以覆盖果园刈割牧草和麦秸的最高,和对照、多数处理差异显著。说明覆盖果园刈割牧草和麦秸可以提高土壤微生物数量和酶活性,是起垄后较好的覆盖材料。     

光合细菌和有机肥对土壤主要微生物类群和土壤酶活性的影响

研究了光合细菌菌液和发酵有机肥施入农田土壤后表层土壤微生物类群和土壤酶变化情况.结果表明,光合细菌和有机肥显著促进土壤中放线菌、异养细菌、固氮菌、氨化细菌和硝化细菌的生长,而抑制反硝化细菌数量.施用光合细菌和有机肥可以改善土壤微生物区系,光合细菌作用比有机肥更稳定和持久.光合细菌还能明显降低土壤真菌数量,提高放线菌/真菌比值.光合细菌和有机肥对过氧化氢酶、脲酶、转化酶、碱性磷酸酶、蛋白酶等5种土壤酶活性均有明显促进作用,有机肥作用大于光合细菌.     

烤田对土壤中氮素和与氮有关的酶活性影响

在水稻分蘖期对5种不同尿素氮肥水平的小区进行烤田5天的试验。试验结果表明,在烤田过程中,脲酶活性变化不明显,呈微弱增加趋势。硝酸还原酶活性急剧降低,羟胺还原酶活性呈波动变化,几乎检测不到亚硝酸还原酶活性。土表的铵态氮也呈波动变化,随着烤田时间的增加铵态氮含量降低。土表的硝态氮浓度不断增加,烤田增大了复水后硝态氮向地下水淋溶的趋势。施氮量越多,土表的矿质氮含量也越多。土壤烤田的主要目的是通过降低土壤的含水量,提高土壤的氧化还原电位,改善土壤的通气状况。     

水稻秸秆还田对土壤溶液养分与酶活性的影响

水稻秸秆还田对于增加土壤有机质,减少碳排放具有重要意义。试验针对寒地水稻,在连续三年水稻秸秆还田条件下,研究了秸秆还田对土壤溶液中氮、磷、钾含量和土壤酶活性的影响。结果表明:水稻生育期间,秸秆还田与不还田处理土壤溶液中无机氮含量均呈现降低升高再降低的变化动态;土壤溶液中磷、钾含量呈逐渐降低的变化趋势;秸秆还田使水稻分蘖期土壤溶液中无机氮含量和整个生育期间土壤溶液中磷含量降低,增加了钾的含量。秸秆还田处理降低了土壤脲酶的活性,提高了蔗糖酶活性,对酸性磷酸酶和过氧化氢酶无明显影响。     

改良剂对旱地红壤活性有机碳及土壤酶活性的影响

针对江西旱地红壤肥力低下、生产力不高等突出问题,基于长期野外旱地红壤定位试验,研究了改良剂(生物质炭和过氧化钙)对旱地红壤活性有机碳及与碳代谢相关酶活性的影响。试验设置生物质炭施用量0(C0)、758(C1)、1 515(C2)kg/hm2和过氧化钙施用量0(Ca0)、61(Ca1)、121(Ca2)kg/hm2,生物质炭和过氧化钙单施和配施共9个处理,即CK、C0Ca1、C0Ca2、C1Ca0、C1Ca1、C1Ca2、C2Ca0、C2Ca1、C2Ca2。结果表明,生物质炭单施和配施均在一定程度上提高了旱地红壤有机碳及活性碳组分,且效果优于单施过氧化钙。C2Ca0、C2Ca1和C2Ca2处理土壤有机碳增加较显著。生物质炭和过氧化钙显著提高土壤活性有机碳组分,与对照(CK)相比,其中C1Ca0处理的微生物生物量碳平均增加了45.22%,C1Ca2处理的可溶性有机碳平均增加了21.34%,C1Ca0处理的颗粒有机碳平均增加了20.72%,C2Ca2处理的易氧化有机碳平均增加了22.19%。生物质炭和过氧化钙对提高碳库管理指数均有较好的效果,0~10 cm和10~20 cm土层分别平均增加了11.09%、14.07%。添加生物质炭对旱地红壤酶活性均有促进作用,且对0~10 cm土层土壤酶的影响较10~20 cm土层明显;配施C2Ca2明显提高旱地红壤淀粉酶、纤维素酶和β-葡糖苷酶活性,C1Ca1明显提高红壤蔗糖酶活性。因此,生物质炭和过氧化钙能有效改善旱地红壤活性有机碳组分以及与碳代谢相关酶活性,且生物质炭与过氧化钙配合施用对土壤改良的效果更好。     

有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响

  目的  为解决日光温室番茄连作障碍,必须弄清有机无机肥配施对番茄连作土壤微生物的影响。  方法  试验共设置6个处理,分别为不施肥（CK）、20%有机肥 + 80%化肥（M20C80）、40%有机肥 + 60%化肥（M40C60）、60%有机肥 + 40%化肥（M60C40）、80%有机肥 + 20%化肥（M80C20）、100%有机肥 + 0%化肥（M100）。测定了连作土壤理化性质、细菌和真菌的微生物群落结构、物种组成和丰度等相关指标。  结果  M40C60处理使连作土壤孔隙度在54.38% ~ 55.61%,pH维持在7.19 ~ 7.22,有机质和速效钾含量分别维持在49.70 ~ 59.21 g kg?1和536.1 ~ 605.5 mg kg?1的中等水平,速效磷含量则维持在680.4 ~ 783.0 mg kg?1的高水平。增施有机肥,可以改善土壤微生物群落组成,分别提高芽孢杆菌（Bacillus）、土胞杆菌（Terrisporbacter）、链霉菌（Streptomyces）以及头束霉菌（Cephalotrichum）等有益菌群落相对丰度0.86%、0.60%、0.12%和47.82%,降低变形菌（Proteobacteria）酸杆菌（Acidobacteriota）等有害菌群落相对丰度3.47%和1.74%。  结论  增施有机肥改善番茄连作土壤的基础理化性质,保持土壤中的养分含量。同时有益于微生物群落演替,维持或提高有益菌群的丰度,抑制或降低有害菌群的丰度,使连作土壤维持在一个较稳定的微生物群落结构。减少番茄连作土壤病害的发生,维持良好的土壤状态。     

黄土丘陵区4种典型植被对土壤养分及酶活性的影响

土壤酶积极参与土壤系统的生物化学过程,是联系"植物-土壤酶-土壤养分"的关键纽带。为探讨植被类型对黄土高原丘陵区土壤养分及酶活性的影响,以黄土丘陵区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)为研究对象,通过采集0—10,10—20,20—40 cm层土壤样品,测定和分析土壤养分(碳、氮、磷)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、淀粉酶)的变化特征。结果表明:文冠果林地0—40 cm层土壤有机碳和全氮含量比荒草地、柠条灌丛、沙棘林地高出了19.42%和35.15%、82.98%和40.49%、67.27%和24.12%,土壤全磷含量最大值(沙棘林地)比最小值(柠条灌丛)高出了12.45%。随着土层深度的增加,土壤有机碳、全氮、全磷含量在柠条灌丛中呈现"升-降"的变化规律,在其他3种植被类型中均呈逐渐减小的趋势。4种植被类型下土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性差异显著(P0.05),土壤酶活性随着土层深度的增加逐渐减弱。其中土壤淀粉酶最大值出现在荒草地,脲酶和蔗糖酶活性最大值为文冠果林地,3种酶的最小值均出现在柠条灌丛。相关分析表明,土壤有机碳与全氮、蔗糖酶、脲酶极显著正相关(P0.01)。土壤全氮与脲酶在0.01水平上极显著正相关,与全磷、蔗糖酶在0.05水平上显著正相关。土壤全磷与硝态氮呈极显著的负相关(P0.01),与蔗糖酶呈极显著的正相关(P0.01),与淀粉酶呈显著正相关(P0.05)。因此,植被类型是影响黄土高原土壤酶活性和养分变化的重要因素。