城市五种景观植物土壤微生物多样性研究

绿地为城市提供广泛的生态服务,绿地土壤微生物群落是其中的关键组成部分。为探究城市绿地土壤微生物多样性及其影响因素,通过16S rRNA基因的高通量测序对城市绿地5种常见景观植物土壤微生物进行分析,发现不同景观植物土壤微生物优势物种具有较高的一致性,以变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、粘球菌门为优势门。但其α多样性和β多样性根据景观植物不同表现出明显相异性。另外,各土壤中古菌趋同性极高,几乎都属于氨氧化古菌。微生物相互作用关系主要受土壤含水量、盐离子浓度和pH等因子的影响。     

低温堆腐与秸秆深翻还田对玉米产量及土壤微生物群落的影响

为探明我国东北地区玉米不同的秸秆还田方式对玉米产量和土壤微生物群落结构的影响,在典型棕壤区开展连年田间对比试验.采用常规方法测定玉米产量、土壤养分、土壤团聚体分布,采用微生物高通量测序方法测定土壤细菌多样性和丰度,并分析土壤环境因子的变化对土壤微生物群落的影响.本研究设无肥对照(CK)、秸秆不还田(FP)、秸秆深翻还田...     

生物有机肥对土壤微生物活性的影响

通过两次连续温室玉米盆栽试验,研究了施用具有调节微生物功能的生物有机肥对土壤微生物数量与活性的影响,并利用传统平板计数法与BIOLOGECO方法相结合研究生物有机肥对土壤微生物生态的影响。结果表明,与化肥相比,施用生物有机肥可显著提高土壤微生物中3大菌群的数量;AWCD值及微生物对不同碳底物利用水平的测定结果表明,施用生物有机肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其土壤中的羧酸、胺类和其他类碳源等。表明生物有机肥的施用能增加土壤微生物利用碳源能力,改善微生物营养条件,使微生物保持较高活性,提高土壤微生物多样性。     

甲胺磷对土壤微生物活性的影响

研究了有机磷杀虫剂甲胺磷在５种没的浓度下对土壤微生物性所产生的影响,结果表明,甲胺磷地细菌、放线菌和固氮菌群的生长具有不同程度的抑制作用,而对真菌却有一定的刺激效应;土壤的呼吸作用、氨化作用增强,自生固氮能力、硝化作用以及铁离子价数转换作用减弱,甲胺磷对土壤微生物活性的影响,随着处理浓度的提高,作用强度、作用时间有所加剧和延长。     

土壤微生物生态学研究方法进展

土壤微生物研究方法经历了微生物纯培养，土壤酶活性（BIOLOG微平板分析），微生物库（如微生物生物量）和流（C和N循环），微生物生物标记物（FAMEs)，微生物分子生物学技术（从土壤中提取DNA，进行PCR－DGGE，PCR－SSCP，RLFP分析等），揭示了土壤微生物群落丰富的多样性和生态功能；现代生物技术和传统微生物研究方法的配合将为土壤微生物学研究提供了的前景。     

高黎贡山土壤微生物生化活性的初步研究

高黎贡山位于滇西北中缅边境的横断山地区。由于其多种多样的森林类型、生物资源,早已引起世界性的广泛关注。高黎贡山山体宏大,上半部是国家级自然保护区,分布着多种类型的原生植被和丰富的生物资源;下部(1500m以下)有村庄分布,近10年来,由于人口激增,森林大量被砍伐、放牧和开垦成农田或人工纯林,形成片状分布的次生林,山底部的次生林基本上已被砍光。植被的破坏导致生态环境恶化,同时,也对自然保护区森林和生物资源产生了很大的威胁。     

菜-菌轮作模式下土壤微生物群落结构及多样性的变化

为明确菜-菌轮作模式对土壤微生物的影响,基于高通量测序技术,对4种轮作模式下的土壤微生物群落结构与多样性进行了研究,结果显示：不同轮作模式下土壤样品中真菌和细菌OUT总数分别是2298和15840条,相较于常规轮作模式A,菜-菌轮作模式B、C、D下真菌的OUT总数、ACE指数、Chao1指数、Shannon指数降低显著,Simpson指数增加明显,但细菌的各参数没有显著的差异;其土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量显著高于常规轮作模式A;真菌的优势群落是子囊菌门,相对丰度在66%以上,枝孢属、镰刀菌属两类致病菌群的丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中降低明显;细菌的优势群落是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门以及酸杆菌门,鞘氨醇单胞菌属、伯克霍尔德氏菌属丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中显著提高;聚类分析表明菜-菌轮作模式C、D下微生物群落结构相似度最高,常规轮作模式A可划分为区别于菜-菌轮作模式B、C、D的单独类群。综上所述,菜-菌轮作可降低真菌群落丰度,改变土壤微生物群落的结构组成,同时提高土壤中有益菌群的丰度,降低有害菌群的丰度。     

有机农业施肥方式对土壤微生物活性的影响研究

综述了国内外有机农业施肥方式对培肥土壤及土壤主要微生物活性的影响，有机农业施肥方式显著增加土壤微生物数量，调控微生物种群结构，提高土壤有益微生物种群数量，土壤微生物量C、N含量倍数增加。阐明施用有机肥料对维持土壤微生物多样性与生态稳定性的必要性，并展望了施用有机肥与土壤微生物活性的关系。     

东北苏打盐碱土壤微生物群落对植被进展演替的响应

研究基于Illumina平台的高通量测序技术,深度解析东北苏打盐碱土植被进展演替下的3种土壤和羊草根系内生微生物群落结构和多样性。碱斑土壤(C)、碱蓬根际土壤(S)、羊草根际土壤(A)以及羊草根系(AE)分别得到1864、1693、1793、730个细菌可操作分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU),分别得到432、316、502、143个真核微生物OTU。在门分类水平上,苏打盐碱土壤以及羊草根系内生的细菌类群主要分布于9个门,其中变形菌门为主要菌门;苏打盐碱土壤以及羊草根系内生的真核微生物类群主要分布于9个门,其中子囊菌门占主导地位。研究结果表明:苏打盐碱土壤植被进展演替使得土壤细菌和真核微生物群落结构差异性逐渐增大,使得苏打盐碱土壤质量和功能更加稳固,生态系统更加稳定;Halomonas、Nitrincola和Wellemia与东北苏打盐碱土壤植被进展演替相关性较大,Pseudomonas和Paenibacillus与以羊草为主的顶级群落形成相关性较大。     

复合微生物菌剂与氨基酸水溶肥组合施用对香蕉土壤理化性质及微生物群落的影响

为了研究复合微生物菌剂和氨基酸水溶肥组合施用后香蕉土壤性质及微生物群落结构变化,在海南省东方市开展香蕉大田试验,以组合施用复合微生物菌剂与氨基酸水溶肥为处理组,在香蕉的苗期、中期、孕蕾期各处理一次,以滴灌清水为对照组,全部处理结束30 d后进行土壤取样,测定土壤理化性状,并提取土壤DNA进行土壤微生物高通量测序,对比研究土壤性质及菌群的变化情况。结果如下:(1)处理组有效地改善了土壤养分,土壤有效磷和速效钾含量极显著上升(P0.01);碱解氮显著增加(P0.05);根结线虫数量显著下降(P0.05)。(2)细菌测序结果表明,在目水平上,对照组土壤中细菌相对丰度≥2%的优势菌目在处理组土壤中都呈下降趋势;在属水平上,物种丰度≥1%的菌属中,处理组土壤的Rhodanobacter(罗丹杆菌属)、Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)、Dyella(分类未定)的物种丰度都明显升高,其中Sphingomonas呈显著性升高。(3)真菌测序结果显示,处理组土壤中Colletotrichum(炭疽菌属)的丰度明显下降,但Penicillium(青霉菌属)的丰度有所升高。综上,采用复合微生物菌剂和氨基酸水溶肥组合处理,对土壤理化性状和微生物具有明显的改良和改善作用,有利于减少香蕉的病害发生。     

长期施肥对旱地红壤细菌群落的影响

为探讨长期不同施肥对旱地红壤细菌群落的影响,以中国农业科学院祁阳红壤实验站的冬小麦—夏玉米定位试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、施化学氮磷钾肥(NPK)和化学氮磷钾+有机肥配施(NPKM)4个处理,于试验开展25年(2015年)小麦收获后采集各处理0～20 cm的土壤样品,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤细菌群落进行测定,并深入揭示影响旱地红壤细菌群落的关键因素。结果表明:(1)长期不同施肥显著改变了旱地红壤的化学性质,N和NPK处理的土壤pH显著降低至4.02和4.15,而NPKM处理的土壤pH显著上升至5.99。NPK和NPKM处理均显著改善土壤肥力,但后者效果明显优于前者,而N处理对土壤肥力的提升效果微弱。(2)长期不同施肥改变了旱地红壤优势菌的相对丰度,非度量多维度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)表明不同处理的土壤细菌群落发生显著变化。(3)与CK相比,N处理的4种多样性指数(物种丰富度、Chao1指数、系统发育多样性和香农指数)显著降低了21.4%～49.4%,而NPKM处理显著增加了7.0%～66.9%,NPK处理也会使系统...     

稻田土壤真菌群落多样性和组成对麦秸还田的响应

在室内模拟试验下,采用常规分析和高通量测序技术,研究了淹水培养30 d后,不同量小麦秸秆(0、10、20和50 g/kg)施用下两种类型的稻田土壤(高砂土和黄泥土)真菌群落多样性和组成的演替规律及其驱动因子。结果表明:秸秆还田显著降低了高砂土真菌群落多样性并改变了高砂土真菌群落组成,但不同量秸秆还田下,高砂土真菌群落组成并无显著性差异;而秸秆还田对黄泥土真菌群落多样性并无显著影响,与未施用秸秆相比,低秸秆施用量(10和20 g/kg)并未显著改变黄泥土中真菌群落组成,而当秸秆施用量为50 g/kg时,黄泥土真菌群落组成明显迁移。进一步的典范相关分析(CCA)发现,pH、EC和有机质(SOM)是影响秸秆还田后高砂土真菌群落迁移的重要因子,而pH、EC、SOM和碳氮比(C/N)是影响秸秆还田后黄泥土真菌群落迁移的主要调控因子。综合分析认为,秸秆还田主要通过改变土壤性质来调控真菌群落结构,而不同类型土壤的真菌群落多样性和组成对秸秆还田的响应不同。     

木本泥炭对红黄壤性水田土壤有机质提升和细菌群落组成的影响

通过工程措施开发新垦耕地是增加耕地面积的重要方法,这些新垦耕地的主要问题为土壤有机质(SOM)低下,而农田SOM培育是一个漫长的过程。本研究以新垦红黄壤性水田为研究对象,通过施用腐熟秸秆及与土壤腐殖质结构类似的木本泥炭,明确其快速提升SOM效应。此外,为了促进秸秆养分的快速转化,本研究进一步比较分析了3种商用激发剂的激发秸秆分解潜力,并采用16s高通量测序技术阐明其微生物机制。试验包含6个处理:对照(CK)、施用腐熟秸秆(S)、施用腐熟秸秆+木本泥炭(SP)、以及在SP基础上添加激发剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(SPJ1、SPJ2、SPJ3)。结果表明,SP、SPJ1、SPJ2、SPJ3中的土壤有机质(SOM)、易氧化碳(EOC)、可溶性有机碳(DOC)分别比S或CK处理高12.1%～20.6%、29.9%～48.9%、50.8%～75.5%,微生物生物量碳(MBC)则为它们的10.5倍～16.1倍,导致MBC/MBN增加了5.1倍～12.4倍;土壤有效磷(Ava P)和团聚度在SPJ1、SPJ2、SPJ3间类似,并比SP、S、CK处理显著提高44.7%～63.6%、26.4%～43.6%,表明木本泥...     

稻田土壤厌氧氨氧化菌群落结构对长期不同施肥的响应

研究长期不同施肥稻田土壤厌氧氨氧化微生物丰度和群落结构组成,深入认识稻田厌氧氨氧化菌对不同施肥的响应机理,可为合理施肥和理解湿地生态系统厌氧氨氧化过程提供科学依据。设置不施肥(CK)、单施无机肥(NPK)、无机肥配施牛粪(NPKM)、无机肥加秸秆还田(NPKS)四个处理,采用荧光定量PCR和高通量测序对不同施肥模式下水稻土厌氧氨氧化细菌丰度和群落结构进行分析。结果发现,不同处理之间厌氧氨氧化细菌丰度具有显著差异(p0.05),表现为NPKMNPKSNPKCK,且与有机质、全氮和铵态氮含量具有显著相关性(p0.05)。高通量测序结果表明,不同施肥处理主要的厌氧氨氧化菌为Candidatus Brocadia、Candidatus Anammoxoglobus和Candidatus Scalindua,其中优势种群为Candidatus Brocadia。菌群的多样性分析表明,CK和NPKS处理的厌氧氨氧化菌群落结构多样性香农指数(Shannon index)、辛普森指数(Simpson index)和丰富度指数(Chao 1 index)显著高于NPKM和NPK处理(p0.05)。上述结果表明,长期施肥改变了厌氧氨氧化菌的数量和群落结构。有机无机肥配施更有利于提高厌氧氨氧化菌丰度。然而,不同施肥措施对厌氧氨氧化菌的多样性影响不同,无机肥加秸秆还田提高了厌氧氨氧化菌多样性,但单施无机肥和无机肥配牛粪降低了厌氧氨氧化菌多样性。厌氧氨氧化菌的数量和群落结构对不同施肥的响应不同。     

不同类型水稻土微生物群落结构特征及其影响因素

选取基于我国土壤地理发生分类的不同类型土壤发育的四种水稻土,利用15N2气体示踪法测定生物固氮速率,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术测定细菌丰度,通过16S rRNA基因高通量测序分析微生物群落组成和多样性.结果表明:变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria...     

Responses of Soil Enzyme Activities and Microbial Community Composition to Moisture Regimes in Paddy Soils Under Long-Term Fertilization Practices

The effects of fertilization on activity and composition of soil microbial community depend on nutrient and water availability;however,the combination of these factors on the response of microorganisms was seldom studied.This study investigated the responses of soil microbial community and enzyme activities to changes in moisture along a gradient of soil fertility formed within a long-term(24 years)field experiment.Soils(0–20 cm)were sampled from the plots under four fertilizer treatments:i)unfertilized control(CK),ii)organic manure(M),iii)nitrogen,phosphorus,and potassium fertilizers(NPK),and iv)NPK plus M(NPK+M).The soils were incubated at three moisture levels:constant submergence,five submerging-draining cycles(S-D cycles),and constant moisture content at 40%water-holding capacity(low moisture).Compared with CK,fertilization increased soil organic carbon(SOC) by 30.1%–36.3%,total N by 27.3%–38.4%,available N by 35.9%–56.4%,available P by 61.4%–440.9%,and total P by 28.6%–102.9%.Soil fertility buffered the negative effects of moisture on enzyme activities and microbial community composition.Enzyme activities decreased in response to submergence and S-D cycles versus low moisture.Compared with low moisture,S-D cycles increased total phospholipid fatty acids(PLFAs)and actinomycete,fungal,and bacterial PLFAs.The increased level of PLFAs in the unfertilized soil after five S-D cycles was greater than that in the fertilized soil.Variations in soil microbial properties responding to moisture separated CK from the long-term fertilization treatments.The coefficients of variation of microbial properties were negatively correlated with SOC,total P,and available N.Soils with higher fertility maintained the original microbial properties more stable in response to changes in moisture compared to low-fertility soil.