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。     

不同油气储藏区微生物代谢活性及多样性响应

【目的】 研究土壤微生物群落代谢活性及多样性对地下油气储藏情况的响应。【方法】 采用Biolog-ECO微平板技术,研究焉耆境内不同油气储藏地区,地下80~100 cm土壤样品微生物的群落代谢活性及多样性。【结果】 微生物代谢活性总体呈现利于藏油气区域微生物活性>不利于或难于评价藏油气区域>无藏油气区域的规律;在利于藏油气和不利于或难评价藏油气区域样品中,氨基酸和多聚物利用微生物在AWCD的贡献上均高于对照区域,而羧酸、胺类均低于对照区域。主成分分析表明,三个不同藏油气区域微生物群落分布特征有着明显差异,PCA 1、PCA 2中权重最大的基质为D-甘露醇和D-木糖,分别为载荷值0.97和0.87。【结论】 新疆焉耆三个区域,地下土壤微生物群落明显受油气分布影响。Biolog -ECO微平板技术可能作为油气储藏初步勘测的一种手段。     

不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落结构的差异

【目的】研究不同种植年限设施菜地土壤微生物量和群落多样性变化规律,探索高度集约利用下土壤质量退化的根本原因和机理,为设施菜地土壤可持续利用提供理论参考。【方法】采集江苏省常熟市由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a、6 a和10 a等3个不同年限0-20 cm表层土壤,以周围种植水稻/小麦的农田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质、微生物量和微生物群落多样性等指标。【结果】由稻麦轮作农田转变为设施菜地种植3 a的土壤微生物活性较强,养分含量较高;种植6 a后微生物活性明显降低,速效养分含量积累。种植年限从3 a到10 a,速效氮含量升高66.1%,速效磷含量升高97.2%。种植3 a以内pH接近中性,而种植6 a以上pH降低至酸性。土壤微生物量碳和微生物商在种植3 a均最高,种植6 a和10 a后显著降低。微生物群落的碳源利用指纹（BIOLOG）分析表明,种植3 a平均吸光值（AWCD）和微生物多样性指数（Shannon、Simpson和McIntosh）均最大,对碳源的利用能力最强,种植6 a和10 a明显降低,其中AWCD和Shannon指数分别比种植3 a降低了96.1%、15.4%和89.7%、17.6%。磷脂脂肪酸（PLFA）分析表明,种植3 a PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量均最大,而种植6 a和10 a以上指标均明显降低,其中,种植10 a土壤的PLFA总量及细菌、真菌、放线菌PLFA含量分别比种植3 a降低27.4%、21.8%、42.7%、49.4%（P＜0.05）。【结论】随着设施菜地种植年限增加,土壤微生物量和群落结构发生了明显变化,设施菜地种植3 a土壤微生物活性和群落结构稳定性明显增强,而种植6 a以上土壤微生物活性和群落结构稳定性明显降低,土壤生物质量显著退化。     

广东省不同区域菜园土壤微生物群落功能多样性比较

【目的】了解广东省不同区域菜园土壤微生物碳代谢功能群落结构的特点与差异.【方法】采用Biolog生态微平板方法分析广东的粤北、粤东、粤西和粤中4个不同区域菜园土壤微生物碳代谢群落结构.【结果和结论】4个不同区域的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、Shannon指数、Simpson指数、Mc Intosh指数变化趋势均不同,反映微生物活性的AWCD表现为:粤北粤东粤西粤中,表明不同区域菜园土壤微生物在碳源利用能力、微生物丰度等方面存在差异.4个区域土壤微生物对6类31种碳源的利用程度存在差异;主成分分析显示,4个区域土壤微生物代谢基质主成分1的贡献率为54.76%,主成分2为13.25%;主成分1载荷0.18以上的基质有22种,主成分2有15种;碳源在主成分分离中起主要贡献作用的是氨基酸类、羧酸类、酚类和碳水化合物类碳源.表明不同区域菜园土壤微生物群落碳源利用模式及代谢功能不同,即土壤微生物群落功能多样性有差异.     

轮套作对黄瓜土壤微生物多样性及产量的影响

 【目的】研究轮套作对黄瓜各个时期的土壤微生物多样性及黄瓜产量的影响。【方法】采用随机扩增多态性DNA分析（random amplified polymorphism DNA,RAPD）方法。【结果】轮作处理中,小麦和大豆轮作处理可以显著提高黄瓜土壤微生物群落DNA序列多样性各指数（P＜0.05）,其黄瓜产量极显著高于对照（P＜0.01）;与对照相比,毛葱套作处理显著提高黄瓜土壤微生物群落DNA序列多样性各指数,其黄瓜产量极显著高于对照（P＜0.01）。【结论】小麦、大豆轮作和毛葱套作有利于改善土壤微生态环境,提高黄瓜产量。     

草田轮作模式下土壤微生物群落结构和多样性分析

【目的】明确草田轮作模式下,4种牧草的土壤细菌群落结构和多样性的差异;明确该地区土壤细菌的多样性结构及动态特征。【方法】提取4种牧草根周土壤细菌DNA,采用Nanodrop对DNA进行定量后进行测序,测序后分析土壤细菌生物学信息。【结果】4种牧草的土壤微生物群落组成相对稳定,细菌多样性与群落结构在不同时期或者不同季节中存在着很显著的差异,黑燕麦的土壤微生物多样性及丰富度显著高于其他3种牧草,并且土壤生物活性显著提高。【结论】黑燕麦与燕麦、箭筈豌豆以及毛苕子相比,黑燕麦轮作马铃薯的模式下细菌群落多样性显著高于其他模式,将有利于保持土壤微生物多样性及丰富度,也提高了土地的利用率和利用效率。     

铀尾矿周边污染土壤微生物群落结构与功能研究

为给铀尾矿周边污染土壤环境监测及生态修复提供科学参考依据,以我国某铀尾矿周边的污染土壤为研究对象,采用常规稀释平板法和Biolog-Eco微平板反应系统研究了高、中、低污染区的土壤微生物群落结构及功能多样性。结果表明,放射性污染从高到低的各级取样点的三类微生物数量大小为细菌>真菌>放线菌;与对照相比,各样点的AWCD下降了37.6%~92.0%,AWCD、Shannon指数（H'）、Simpson指数（D）与放射性核素的含量基本呈反比关系,而与有机质、全氮、碱解氮显著正相关;不同土壤微生物群落间的代谢特征随着污染程度的变化而变化,主成分分析表明这种变化主要体现在碳水化合物上。     

微塑料 - 多环芳烃对农用地土壤微生物群落结构和功能的影响

【目的】探究微塑料和多环芳烃对农用地土壤微生物群落结构、生物学功能和代谢途径的影 响,为微塑料 - 多环芳烃复合污染的生态风险评估和修复提供理论依据。【方法】选用聚氯乙烯、芘作为 微塑料和多环芳烃的代表,利用宏基因组学技术结合 PICRUSt 功能预测研究聚氯乙烯 - 芘复合污染胁迫下 农用地土壤微生物群落丰度、组成和功能的响应。【结果】添加聚氯乙烯和芘后土壤微生物群落结构发生 了 变 化,Acidobacteria、Betaproteobacteria、Gemmatimonas、Nitrososphaera 和 Burkholderia 等的相对丰度降 低,Sphingomonas、Nocardioides、Lysobacter、Marmoricola、Streptomyces、Mycobacterium、Sphingopyxis、 Sphingobium、Novosphingobium、Luteimonas 等的相对丰度上升;基于 GO 功能、KEGG 代谢通路和 CAZy 酶功 能分析表明,聚氯乙烯 - 芘可以增强土壤微生物的发育、繁殖和自我调节功能,加快菌群的代谢进程和对有害 产物的转运 / 排泄过程。【结论】聚氯乙烯和芘的存在引起土壤微生物群落结构和功能的改变,提高了其自身的 抗氧化能力,促使微生物对污染环境具有更好的适应能力。     

杨树修复阿特拉津污染土壤的根际微生物碳源利用研究

以杂交杨树作为修复研究对象,利用根箱和Biolog系统开展阿特拉津污染土壤不同酸碱调节剂处理树木修复过程中不同根际微生物多样性研究。结果表明:树木修复初期(第30 d)酸碱调节剂对土壤微生物活性及其群落碳源利用表现出显著的促进作用;而至修复第90 d时,酸性调节剂处理土壤的微生物活性及其群落碳源利用能力开始回落下降,甚至低于单纯植入杨树处理,而碱性调节剂的施用仍然对土壤微生物活性及其微生物群落碳源利用能力具有显著的促进效果。但杨树树木修复阿特拉津污染土壤过程中根际微生物整体活性及其群落结构演变并没有表现出稳定的规律性。鉴于Biolog ECO碳源有限,并不能完全反映土壤微生物群落结构的功能多样性,不同酸碱调节剂处理杨树修复土壤阿特拉津污染过程中根际微生物活性及群落结构不规律变化的原因及相关机理,还有待结合更精密的分析测试手段作进一步深入研究。     

杨树修复阿特拉津污染土壤的根际微生物碳源利用研究（英文）

以杂交杨树作为修复研究对象,利用根箱和Biolog系统开展阿特拉津污染土壤不同酸碱调节剂处理树木修复过程中不同根际微生物多样性研究。结果表明:树木修复初期(第30 d)酸碱调节剂对土壤微生物活性及其群落碳源利用表现出显著的促进作用;而至修复第90 d时,酸性调节剂处理土壤的微生物活性及其群落碳源利用能力开始回落下降,甚至低于单纯植入杨树处理,而碱性调节剂的施用仍然对土壤微生物活性及其微生物群落碳源利用能力具有显著的促进效果。但杨树树木修复阿特拉津污染土壤过程中根际微生物整体活性及其群落结构演变并没有表现出稳定的规律性。鉴于Biolog ECO碳源有限,并不能完全反映土壤微生物群落结构的功能多样性,不同酸碱调节剂处理杨树修复土壤阿特拉津污染过程中根际微生物活性及群落结构不规律变化的原因及相关机理,还有待结合更精密的分析测试手段作进一步深入研究。     

瘤胃微生物蛋白质合成及效率调控的研究进展

综述了瘤胃微生物生长所需要的底物,影响瘤胃微生物蛋白质合成及其效率的因素,提出了提高瘤胃微生物合成量的具体可行的调控措施和测定方法。     

环丙沙星对土壤微生物量碳和土壤微生物 群落碳代谢多样性的影响

采用氯仿熏蒸浸提法和Biolog法,分析环丙沙星作用下的土壤微生物量碳和微生物群落碳代谢多样性,以揭示环丙沙星在环境中残留对土壤微生物学性状的影响.结果表明,环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)对土壤微生物量碳含量影响显著(P＜0.05),土壤中环丙沙星浓度愈高,微生物量碳含量愈低,100μg/g的环丙沙星处理使土壤微生物量碳含量下降58.69％.环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能影响显著,环丙沙星降低了土壤微生物对碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类的碳源利用率;环丙沙星(wCIP≥0.1 μg/g)显著影响了土壤微生物群落碳源代谢强度和代谢多样性,但不同浓度的环丙沙星对土壤微生物群落碳代谢功能的影响不同,0.1、1、10 μg/g的环丙沙星处理对土壤微生物群落碳代谢功能的影响主要表现在处理前期(用药第7天、21天),这种影响在处理后期(用药第35天)表现不明显,100μg/g的环丙沙星在用药的前期和后期均显著影响土壤微生物群落碳代谢功能,土壤中环丙沙星积累到该浓度可能对土壤微生物群落碳代谢功能产生难以逆转的长期影响.     

微生物絮凝剂的研究进展

徽生物絮凝剂(MBF)是某些种类的微生物在特定培养条件下,其生长代谢至一定阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物。综述了微生物絮凝剂的研究与应用进展。     

石油污染的环境微生物修复概述

石油污染越来越多的在开采、运输、加工等过程中进入环境,并在环境中长期积累且很难被消除,对生态系统及人类健康造成严重危害。研究证明,对石油污染采取微生物修复是行之有效和环境友好的,因此对微生物降解菌的研究成为当前热点。介绍了石油污染现状、微生物降解技术及途径、微生物降解的影响因素等方面,总结微生物修复的研究进展,最后提出研究中存在的不足,并对新技术的运用以及对学科之间的交叉渗透提出了建议。     

多氯联苯污染土壤的微生物生态效应研究

以多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)自然污染的农田土壤为材料,分析土壤中微生物区系组成、生物毋C、N、土壤基础呼吸以及微生物群落功能多样性的变化.研究结果表明,在以4-氯、5-氯同系物为主的PCBs污染土壤中,污染程度对土壤细菌、放线菌的数量影响不明显,而真菌的数量除与土壤污染程度有关,可能还受到土壤pH等性状的影响;土壤微生物C、N与土壤基础呼吸随污染程度的加剧呈下降趋势.但微生物C/N基本没有变化;Biolog分析显示,土壤微生物代谢刮面(AWCD)及Simpson指数在污染程度相差较大的两组土壤样品中差异均达到了显著性水平,表明PCBs污染引起了土壤微生物群落功能多样性下降,降低了微生物对不同单一碳源底物的利用能力.     

洛克沙胂暴露对土壤微生物碳代谢功能多样性的影响

【目的】运用Biolog法分析洛克沙胂作用下的土壤微生物群落碳代谢多样性,以揭示洛克沙胂在环境中残留对土壤微生物学性状的影响.【方法】采集新鲜土壤加入不同质量浓度的洛克沙胂溶液混匀,使药物质量分数(以As计)分别为:低质量分数组15 mg·kg-1、中质量分数组75 mg·kg-1、高质量分数组150 mg·kg-1,放置在室温(20~25℃)下培养,于处理后第1、2、3、5、8周分别采取培养土壤,用Biolog法进行分析.【结果和讨论】洛克沙胂对土壤微生物群落碳代谢功能影响显著,且存在一定的剂量依赖效应.经主成分分析,第1周,洛克沙胂低质量分数组(w=15 mg·kg-1)土壤微生物群落多样性和对照组差异不明显,第2、3、5、8周,各组土壤微生物群落碳代谢类型差异显著,其中高质量分数组(w=150 mg·kg-1)与对照组差异最大.结果表明,洛克沙胂可致土壤微生物群落碳代谢能力与多样性改变,胁迫浓度越高其作用越强.同时,洛克沙胂对土壤微生物群落碳代谢能力与多样性的影响还表现出时间差异,在暴露胁迫的后期(第5、8周),洛克沙胂的影响逐步减弱,可能与洛克沙胂在土壤中发生化学结构改变和降解有关.     

微生物农药研究的现状及展望

综述了国内外微生物农药研究的现状，重点评述了微生物杀虫剂、家用抗生素和微生物除草剂等方面的研究应用及进展情况，展望了其应用前景。     

微生物技术在烟草种植中的应用探究

由于我国科学技术的快速发展,在生物技术领域的研究也取得了很大的进步,微生物技术也 逐渐被广泛应用在农业生产之中。由于微生物可以在土壤中分解一些有害的物质,有效改变土壤环 境,从而促进农作物的生产量以及提供农作物的综合质量,所以也开始在烟草种植中逐步实施。对 此,本文对微生物技术在烟草种植中的应用进行探究,希望能为利用微生物技术进行烟草种植提供参 考作用。     

自然堆肥过程中微生物群落的动态变化

[目的]研究堆肥中微生物群落的动态以揭示整个堆肥过程中的物质转化规律、腐熟度进程。[方法]通过两次自然堆肥试验,采用平板培养计数法对自然堆肥过程中微生物区系的动态变化进行了研究。[结果]结果表明,在自然堆肥过程中微生物的生长受温度影响很大,随着温度变化微生物在数量上遵循高一低一高的变化规律。在整个堆肥过程中细菌在数量始终占优势地位,放线菌次之,霉菌数量最少。[结论]在堆肥的起始期、高温期、降温期可以补充适合的微生物菌种来达到提温、维持高温、分解纤维素从而达到加速堆肥进程缩短堆肥周期的目的。     

多环芳烃污染土壤的微生物效应研究现状与展望

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是土壤中典型的持久性有机污染物之一,具有强烈的致癌、致畸和致突变效应.土壤微生物既可以降解有机污染物,修复受污染的土壤,又可以敏感地反映土壤环境质量的变化,在土壤污染修复和生物指示方面应用广泛.该文从土壤环境质量表征的微生物学指标和微生物对土壤污染物的降解与修复两个主要方面,综述了PAHs污染土壤的微生物研究现状,包括微生物活性和多样性作为PAHs污染土壤的生物指示,PAHs高效降解菌株筛选,微生物降解PAHs的途径和修复方法等.针对目前研究中存在的问题,提出了研究展望,旨在为研究土壤微生物对PAHs污染土壤的生物响应机制和修复机理提供参考.