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土地利用方式对万木林土壤氨氧化微生物丰度的影响 总被引:2,自引:1,他引:2
以我国亚热带地区典型花岗岩发育酸性红壤为研究对象,选取福建建瓯万木林自然保护区封禁保护下5种自然植被和1种人工种植植被土壤,采用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落丰度,采用15N稳定同位素成对标记和数值模型相结合的方法测定了土壤初级硝化速率。结果显示,长期封禁保护下的自然植被土壤pH低,土壤AOB数量偏低。人为种植和管理显著提高了土壤pH,促进了AOB的生长,其丰度比自然条件下提高了2个数量级,土壤初级硝化速率也显著提高,并与AOB数量存在显著的相关性,表明AOB是硝化作用的主要贡献者。5种自然植被条件下AOA的amoA基因拷贝数占泉古菌16S rRNA基因的比例都小于1%(0.01%~0.64%),在农业利用方式下上升到5.32%,表明并非所有泉古菌都具备氨氧化功能基因amoA,氮肥施用可能促进了氨氧化古菌的生长。 相似文献
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岩溶地貌部位对土壤微生物丰度与酶活性的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
以中国地质科学院岩溶地质研究所桂林丫吉岩溶试验场为研究区,单氨加氧酶的编码基因amoA的部分序列作为氨氧化细菌(AOB)指示基因,利用荧光定量PCR技术,结合平板菌落计数法和土壤酶活性测定,探讨了岩溶地貌部位及土壤成因对微生物群落丰度和酶活性的影响。结果发现,受岩溶地貌部位和土壤成因的影响,土壤酶活性、土壤微生物总数在垭口、坡地、洼地呈增加的趋势,而氨氧化细菌丰度则呈现降低的趋势。结果表明,土壤氨氧化细菌丰度与真菌数呈极其显著的正相关,而与蔗糖酶活性呈极其显著负相关。 相似文献
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利用荧光定量PCR(Real-timePCR)技术,通过特异引物检测amoA基因拷贝数分析了水稻不同生育期红壤稻田土壤中氨氧化细菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(Ammonia oxidizing archaea,AOA)的数量变化,并测定了土壤潜在硝化势。结果显示:红壤稻田土壤中AOA数量显著高于AOB,二者比例在1.6~120.7之间;红壤稻田根层土中AOA数量显著高于表土,随水稻生长根层和表土中AOA数量均逐渐增加,且根层土中增加幅度更大;在水稻生长前期表土中AOB数量较多,孕穗期后根层土中AOB数量显著增加且高于表土。水稻生长期内土壤潜在硝化势也具有逐渐增加趋势,且根层土潜在硝化势增加幅度更大。根层土中潜在硝化势与AOB和AOA数量均呈显著正相关,而表土中潜在硝化势只与AOA数量存在显著正相关。研究表明,红壤稻田土壤中AOA数量更为丰富,且与硝化作用的关联程度更为密切,证实了氨氧化微生物在红壤稻田土壤微生物组成及其生态系统功能中的重要性。 相似文献
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研究主要分析氮元素对宁夏平罗盐渍化枸杞园土壤中氨氧化微生物(氨氧化细菌和氨氧化古菌)的影响。实验共设八个处理:(1)C(不施氮肥,不施脱硫废弃物,原始荒地);(2)不施氮肥(N0);(3)施氮肥25 kg hm~(-2)(N25);(4)施氮肥50 kg hm~(-2)(N50);(5)施氮肥100kg hm~(-2)(N100);(6)施氮肥200 kg hm~(-2)(N200);(7)施氮肥400 kg hm~(-2)(N400);(8)施氮肥800 kg hm~(-2)(N800),在N0-N800处理施用脱硫废弃物3.72×104kg hm~(-2)。2011年8月采集0~20 cm土样。结果显示:脱硫废弃物和氮肥配合施加对土壤理化性质产生了显著影响;NO_3~--N和NH_4~+-N含量在施氮处理中相对于原始样地和不施氮处理组都有显著的升高,微生物生物量和细菌和氨氧化细菌多样性指数在施氮400 kg hm~(-2)达到最大值,施氮肥400 kg hm~(-2)是促进微生物量和群落多样性增加的最佳施用量。实时荧光定量PCR结果显示:氨氧化细菌(AOB)丰度在施氮肥400 kg hm~(-2)和800 kg hm~(-2)显著高于其它处理,脱硫废弃物和氮肥配合施用对AOB的丰度具有叠加效应。相关性分析表明:NH_4~+-N与总磷脂脂肪酸(PLFA)、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)、真菌/细菌(F/B)、微生物碳(MBC)、微生物氮(MBN)及16S r RNA基因拷贝数、AOB的基因拷贝数都显著相关。因此,铵态氮是该地区微生物群落可利用的有效氮素。 相似文献
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红壤稻田不同生育期土壤氨氧化微生物群落结构 总被引:2,自引:0,他引:2
以福建省红壤稻田土壤为对象,通过提取土壤总DNA,利用特异引物进行PCR(聚合酶链反应)扩增和DGGE(变性梯度凝胶电泳)并结合DNA克隆测序,研究了水稻生长过程中稻田土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌群落结构的变化。结果显示:稻田土壤具有丰富的氨氧化细菌和氨氧化古菌资源。水稻生长过程中土壤氨氧化细菌群落组成较为稳定,只表现出水稻生长前期(苗期、分蘖期)和中后期(孕穗期、成熟期)间存在一定差异。而土壤氨氧化古菌群落组成变化较大,在水稻生长的苗期、分蘖期、孕穗期和成熟期4个时期间均存在一定差异。在水稻生长过程中,土壤氨氧化细菌群落多样性指数无显著性变化,但氨氧化古菌群落多样性指数随水稻生长明显提高,孕穗期后才达到平稳。水稻生长前期土壤硝化势也具有显著上升趋势,孕穗期时达到最高,而后有所下降。土壤硝化势与氨氧化古菌群落多样性指数具有显著正相关性,与氨氧化细菌没有相关性。研究表明,氨氧化古菌对红壤稻田土壤硝化作用的影响程度较大,证实了氨氧化微生物尤其是氨氧化古菌在稻田土壤微生物组成及其生态系统功能中的重要性。 相似文献
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不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响 总被引:15,自引:1,他引:15
以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。 相似文献
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长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响 总被引:3,自引:2,他引:1
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稻虾共作模式下稻田土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的特征 总被引:2,自引:0,他引:2
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Humic acids buffer the effects of urea on soil ammonia oxidizers and potential nitrification 总被引:2,自引:0,他引:2
Humic acids (HAs) play an important role in the global nitrogen cycle by influencing the distribution, bioavailability, and ultimate fate of organic nitrogen. Ammonium oxidation by autotrophic ammonia-oxidizing bacteria (AOB) is a key process in ecosystems and is limited, in part, by the availability of NH4+. We evaluated the impact of HAs on soil AOB in microcosms by applying urea (1.0%, equal to 10 mg urea/g soil) with 0.1% bHA (biodegraded lignite humic acids, equal to 1 mg/g soil), 0.1% cHA (crude lignite humic acids) or no amendment. AOB population size, ammonium and nitrate concentrations were monitored for 12 weeks after urea and HA application. AOB densities (quantified by real-time PCR targeting the amoA) in the Urea treatments increased about ten-fold (the final abundance: 5.02 × 107 copies (g of dry soil)−1) after one week of incubation and decreased to the initial density after 12 weeks incubation; the population size of total bacteria (quantified by real-time PCR with a universal bacterial probe) decreased from 1.12 × 1010 to 2.59 × 109 copies (g of dry soil)−1 at week one and fluctuated back to the initial copy number at week 12. In the Urea + bHA and Urea + cHA treatments, the AOB densities were 4 and 6 times higher, respectively, than the initial density of approximately 5.07 × 106 copies (g of dry soil)−1 at week 1 and did not change much up to week 4; the total bacteria density changed little over time. The AOB and total bacteria density of the controls changed little during the 12 weeks of incubation. The microbial community composition of the Urea treatment, based on T-RFLP using CCA (canonical correspondence analysis) and pCCA (partial CCA) analysis, was clearly different from those of other treatments, and suggested that lignite HAs buffered the change in diversity and quantity of total bacteria caused by the application of urea to the soil. We hypothesize that HAs can inhibit the change in microbial community composition and numbers, as well as AOB population size by reducing the hydrolysis rate from urea to ammonium in soils amended with urea. 相似文献
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基于冠层叶气温差的苹果园土壤水分预报模型 总被引:5,自引:3,他引:2
该研究于2003~2004年采用便携式红外测温仪观测得到苹果主要生长季节晴天14∶00时冠层叶温数据,结合同步观测得到的空气温度数据及0~80 cm土壤相对有效含水率, 分析、建立以苹果树冠层叶气温差为指标的果园水分预报模型。该模型中,土壤相对有效含水率和冠层叶气温差的相关系数为-0.819(n=50),通过0.01水平显著性检验。并利用2002年及2005年的实测土壤水分数据对所建模型进行验证,结果表明:土壤相对有效含水率的观测值与计算值吻合较好,二者线性相关系数可达0.9137(n 相似文献
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陇东旱地苹果园不同地面覆盖模式的水分与养分效应 总被引:1,自引:1,他引:0
为完善和改进果园树盘起垄覆膜集雨保墒模式,提高土壤墒情,探寻更加有效的果园保墒措施,该研究以17 a生苹果园为研究对象,设置常规树盘起垄覆膜行间清耕模式(F),在F 基础进行改进的树盘起垄覆膜+行间覆草模式(F+W)和树盘起垄覆膜+行间覆草+膜侧添加渗水穴模式(F+W+H)2种改进模式,以不起垄不覆盖为对照(CK),采用定点试验,连续3 a(2015年干旱、2016年秋旱和2017年常年降雨)开展苹果花前、果实膨大期及采后的水分效应,以及养分效应和树体生长发育响应研究。结果显示:3种覆盖模式可不同程度增加0~200 cm土层的含水率, 以2017年最显著,2种改进模式可缓解300~500 cm土层水分消耗,降低休眠期无效蒸散,3 a三种覆盖模式果园土层总蒸散量均极显著(P<0.01)低于CK,由低到高顺序为F+W+H、F+W、F、CK。2015年和2016年采后覆盖模式0~300 cm土层硝态氮累积量均极显著(P<0.01)低于CK(比CK低34.4%~39.6%)。3种覆盖模式增加果实中氮磷钾养分吸收,以钾最突出。F+W+H、F+W和F 3 a平均产量分别较CK提高13.1%、13.0%和8.3%。综合各种效应,以2种改进覆盖保墒模式F+W+H和F+W较优。 相似文献
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Sijun Qin Kuibao Jiao Jiali He 《Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Plant Soil Science》2016,66(3):229-236
In this study, we investigated the effects of planting three types of forage crops in an apple orchard on the soil microbial community structure. The apple orchard was intercropped with native grasses (NG), red clover (RC; Trifolium pratense L.), ryegrass (RE; Trifolium repens L.), and no vegetation (CT control; clean tillage). We obtained soil samples from depths of 0–20, 20–40, and 40–60?cm from the different treatment plots in the orchard and analysed them using a high-throughput DNA sequencing technique. The three forage crops had affected the soil bacterial and fungal community structures. Compared with CT control, intercropping with NG increased the proportion of Acidobacteria and reduced those of Nitrospirae and Verrucomicrobia, whereas intercropping with RC increased the proportions of Nitrospirae and Verrucomicrobia and reduced that of Planctomycetes. Intercropping with RE increased the proportions of Nitrospirae and Chloroflexi, whereas reduced that of Acidobacteria. Furthermore, unlike in the other treatments, intercropping with NG increased the proportion of Zygomycota in the 0–20-cm soil layer. Intercropping with RC increased the proportion of Chytridiomycota in all the three soil layers, whereas intercropping with RE increased the proportion of Basidiomycota in the 20–40-cm soil layer. Collectively, these findings suggest that intercropping with forage crops, especially RC, in an apple orchard, could alter soil microbial community structure. In our previous study, we showed that microbial sole-carbon-source utilisation is changed by intercropping with forage crops; thus, it can be considered as an effective approach to improve the efficiency of soil C cycling in the apple orchard by altering the microbial community structure. 相似文献
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苹果园不同覆盖材料对土壤与近地微域环境及树体生长发育的影响 总被引:6,自引:0,他引:6
干旱是影响陇东雨养区苹果生产的主要限制因素之一,覆盖保墒是保证该区苹果稳产丰产的重要措施。为了探寻适宜于陇东地区苹果园的覆盖保墒措施,于19年生‘长富2号’苹果园,采用覆盖麦草(WM)、覆盖细河沙(SM)、覆盖黑色地膜(FM)的地表连续3年(2010年11月—2013年11月)覆盖处理,以清耕(CK)为对照,研究不同覆盖材料对果园环境及树体生长发育的影响。结果表明:4—6月干旱期,3年各覆盖处理0~100 cm土层的平均含水量均显著(P0.01)高于对照,且WM处理SM处理FM处理CK;覆盖第3年,从花芽膨大到果实采收,叶幕形成(幼果期)前0~500 cm土层WM处理和SM处理的耗水量显著(P0.01)低于CK,叶幕形成后则显著(P0.05)高于CK,但耗水总量略低于CK;FM处理在叶幕形成前后均显著(P0.01)高于CK。WM处理降低3—8月份5~25 cm各层土壤温度,而升高了9—11月份土温,但5~25 cm平均地温日变幅始终显著(P0.05)低于CK,同时近地表气温降低相对湿度升高;SM处理对地温的影响较小,但明显提高近地表气温而降低相对湿度;FM处理的地温及日变幅始终高于CK,近地表气温和相对湿度与CK接近。各种覆盖处理对苹果物候期均无明显影响。总体0~60 cm土层各种养分含量顺序为WM处理CKFM处理SM处理,且WM处理随年份增幅较大;FM处理0~20 cm土层与SM处理0~60 cm各土层的有机质、全氮和碱解氮等养分随年份降低最明显,相应的全盐量(包括WM处理0~20 cm土层)均显著(P0.01)低于CK。各种覆盖处理增加了苹果树体枝条生长量,但对枝类组成影响都不大。各种覆盖处理增加了果实单果重及产量,均以WM处理显著(P0.05)高于CK。水分利用效率WM处理显著(P0.01)高于其他处理。综上所述,陇东雨养区苹果园覆盖麦草效果较佳,长期覆沙和覆膜土壤须补充有机肥及其他养分,单一覆膜还需完善。 相似文献
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为解决苹果园中无线传感器网络的规划和部署问题,该文研究了苹果成熟时苹果园中2.4GHz无线信道在不同高度的信号衰减和丢包率情况。通过实地试验测量了沿着一列果树由距离地面高度0.50m主干处至3.00m处冠层顶部9个高度下各10个距离点的接收信号强度和丢包率,并对试验数据进行回归分析。研究表明:在不同高度层,2.4GHz信号衰减均符合对数路径损耗模型,模拟的相关系数在0.915~0.983之间;高度1.00~2.25m之间信号衰减均较快。高度大于2.25m时,衰减速度随着高度的增加递减,在冠层顶部高3m处达到最小值。因此,苹果园中天线最宜部署在高约3.00m处的冠层顶部或略高于此,其次为高度大于2.25m的冠层上部且较高的位置。同时,建立了用于预测2.4GHz信号在成熟期果园中的信号衰减模型并用额外的数据进行了验证。结果表明:该模型能较好地预测不同高度处不同传输距离点的接收信号强度,为苹果园中无线传感器网络的应用提供了技术支持。 相似文献
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生草对渭北旱地苹果园土壤有机碳组分及微生物的影响 总被引:11,自引:4,他引:7
在渭北旱地苹果园行间播种毛苕子(Vicia villosa)、白三叶(Trifolium repens)、黑麦草(Lolium perenne)和早熟禾(Poa pratensis),以清耕为对照,对0100 cm土层的土壤有机碳各组分及微生物群落功能多样性进行研究。结果表明,行间生草可显著增加040 cm土层土壤的总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)、轻质有机碳(LFOC)、易氧化有机碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC),豆科牧草毛苕子和白三叶的各有机碳含量总体上高于禾本科牧草黑麦草和早熟禾。其中在020 cm土层中,豆科牧草的TOC含量平均每年增加约1.2 g/kg,禾本科牧草每年增加约0.9 g/kg。生草处理的微生物群落碳源利用率(AWCD)、微生物群落Shannon 指数(H)和微生物群落丰富度指数(S)均高于清耕处理,其中豆科牧草的微生物活性更高。因此,生草可以提高土壤有机碳各组分的含量、土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落的丰富度和功能多样性,豆科牧草毛苕子和白三叶提高效应更加明显。 相似文献
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应用径流小区法,长期(1996-2006)定位研究福建中部尤溪县垦植方式对山地果园水土流失的影响,结果表明:1)该地区11年平均年降雨量1575.5mm,平均年蒸发量1461.1mm,5月、6月、8月是强降雨高发期,也是水土流失防治的关键期;2)在山地果园开发中,平台开垦的径流系数为0.0688,明显小于顺坡开垦(0.2865);3)植草能使果园0-30cm土层的土壤含水量提高0.8%-0.9%;4)顺坡清耕区侵蚀模数为2388.2t/(km^2·a),梯台清耕区土壤侵蚀量达10.3kg/m,土壤侵蚀主要源于台壁受冲刷,顺坡植草区、梯台植草区基本不发生土壤侵蚀。 相似文献
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山地黄壤区玉米不同生育期土壤抗蚀性特征 总被引:2,自引:0,他引:2
山地黄壤区不仅是四川省重要的农产区之一,也是水土流失较为严重的区域,为阐明四川山地黄壤区土壤抗蚀性特征。该研究以山地黄壤区坡耕地为研究对象,采用野外径流小区定位试验和室内分析相结合的方法,研究了玉米不同生育期土壤抗蚀性的变化特征。结果表明:1)随玉米生育期的推进,土壤水稳性团聚体和微团聚体均表现出由小粒级团聚体逐渐形成大粒级团聚体的趋势,提高了>0.25 mm水稳性团聚体质量分数(Water-Stable Aggregate, WSAwet)、平均重量直径(Mean Weight Diameter, MWD)、团聚度(Aggregation Degree, AD)和土壤有机质质量分数(Content of Soil Organic matter, SOM),降低了结构体破坏率(Percentage of Aggregate Disruption, PAD)、平均重量比表面积(Mean Weight Specific Surface Area, MWSSA)、分形维数(Fractal Dimension, FD)和分散系数(Dispersion Coefficient, DC);2)结合主成分分析和抗蚀指数(Soil Anti-erodibility Index, SAI),玉米不同生育期土壤抗蚀性由高到低为:成熟期、抽雄期、拔节期、苗期,且随土层深度增加而逐渐降低;3)土壤抗蚀性与玉米叶面积指数(Leaf Area Index, LAI)和根系密度(Root Mass Density, RMD)均呈极显著正相关(P<0.01),玉米生长可显著影响土壤抗蚀性。山地黄壤区坡耕地,种植玉米有利于增强土壤抗蚀性,有助于研究区坡耕地水土流失的有效防控。 相似文献
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长期施肥对棕壤氨氧化细菌和古菌丰度的影响 总被引:7,自引:1,他引:6