不同质地小麦根际土壤有机碳、氮含量及特性研究

测定了两种不同质地土壤小麦根际土及非根际土中不同形态有机碳、氮的含量及特性。结果表明,粘壤土及砂质壤土两种不同质地土壤小麦根际土中有机碳、可溶性有机碳(WEOC),土壤全氮、可溶性有机氮(WEON)、游离氨基酸及硝态氮和铵态氮均显著高于非根际土;根际土及非根际土中WEON的含量均高于硝态氮及铵态氮含量,其在根-土界面氮素转化中的作用值得关注。不同质地土壤相比,粘壤土中各指标的含量均显著高于砂质壤土。根际土有机碳矿化累积量及矿化率均高于非根际土;培养期间粘壤土释放的CO2量明显低于沙质壤土,这可能与粘壤土粘粒含量高,对土壤有机碳的保护作用有关。     

高寒草地2种固沙灌木根际土壤碳氮特征

为研究不同固沙植物对高寒草地土壤碳氮的影响,通过野外调查选取川西北高寒沙化草地人工种植的2种固沙灌木(红柳,沙棘)根际与非根际土壤为研究对象,研究根际与非根际土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及纤维素酶、蔗糖酶、脲酶的差异特征。结果表明,2种固沙植物根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量及酶活性均显著高于非根际土壤(P0.05)。其中红柳根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量分别增加了124.24%,6.20%,116.67%,111.60%,264.21%;沙棘根际土壤SOC、MBC、TN、AN、MBN含量比非根际土壤分别增加71.23%,33.01%,152.63%,172.79%,83.42%。红柳根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素含量比非根际土壤分别增加61.62%,97.73%,56.52%;沙棘根际土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶含量比非根际土壤分别增加150.23%,177.17%,80.00%。土壤碳氮养分和酶活性间关系紧密,其中土壤SOC,TN与土壤脲酶、蔗糖酶、纤维素酶活性均呈极显著正相关(P0.01);AN与纤维素酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶、脲酶呈极显著正相关(P0.01);MBC、MBN与纤维素酶、脲酶呈显著正相关(P0.05),与蔗糖酶呈极显著正相关(P0.01)。研究发现,川西北常见的2种固沙灌木中沙棘对土壤养分、微生物生物量及酶活性具有较大的积累和转化作用,但沙棘对沙化土壤养分积累效果更显著。因此,在沙化草地修复过程中应以种植沙棘为主。     

长期保护性耕作可提高表层土壤碳氮含量和根际土壤酶活性

【目的】 研究不同长期耕作措施对作物根际和非根际土壤碳氮元素含量和土壤酶活性的影响,以及土壤碳氮元素与碳氮转化相关酶之间的相互联系,对认识土壤酶响应土壤碳氮变化的机制和选择合理有效的耕作技术具有重要的理论和实践意义。 【方法】 长期耕作试验始于1999年,位于河南孟津县,属于黄土高原东部边缘,土层深厚 (50—100 m),土壤类型是壤质黄绵土。试验处理有草地 (GL)、传统耕作 (CT)、免耕覆盖 (NT)、深松覆盖 (SM),于2016年采集根际土和非根际土0—20 cm、20—40 cm,分析了土壤总碳、有机碳和总氮含量,以及β-葡萄糖苷酶 (BG)、β-纤维二糖苷酶 (CBH)、β-木糖苷酶 (BXYL)、乙酰氨基葡萄糖苷酶 (NAG) 和亮氨酸氨基肽酶 (LAP) 的活性,并进行了土壤碳氮元素含量与酶活性的相关性分析。 【结果】 1) 与传统耕作相比,免耕和深松显著提高了根际和非根际0—20 cm土壤的总碳、有机碳和总氮含量,显著降低了非根际20—40 cm土壤的总碳、有机碳和总氮含量。草地显著提高了根际土壤总碳、有机碳和总氮含量,显著提高了非根际0—20 cm土壤的有机碳含量,显著降低了非根际土壤的总碳含量和非根际20—40 cm土壤中的有机碳含量。深松显著降低了作物根际和非根际土壤C/N,免耕和草地处理显著降低了作物非根际20—40 cm土壤中的C/N,但草地处理显著提高了作物非根际0—20 cm土壤C/N。2) 与传统耕作相比,草地、免耕和深松显著提高了根际土壤中β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶和乙酰氨基葡萄糖苷酶的活性。草地显著提高了根际土壤的亮氨酸氨基肽酶活性,免耕和深松显著降低了根际土壤的亮氨酸氨基肽酶活性。3) 碳氮转化相关酶之间均存在正相关关系 (除β-纤维二糖苷酶与亮氨酸氨基肽酶之间)。碳氮转化相关酶与土壤总碳、总氮和有机碳之间均存在正相关关系 (除亮氨酸氨基肽酶与总碳之间),与C/N之间均存在负相关关系。 【结论】 土壤碳氮转化酶之间存在相互促进的关系,共同参与土壤碳氮的转化。长期保护性耕作 (免耕和深松) 可以有效提高土壤表层的总碳、有机碳和总氮含量,提高根际土壤酶活性,有利于营养元素 (有机质、碳氮元素) 的循环转化和作物的吸收利用,以深松效果最好,免耕次之。      

植物根系和根际微生物对氮的竞争

植物根系可促进土壤中有机碳和氮的矿化^[1-3]。     

水稻根际和周围土壤中微生物功能基因丰度与碳、氮状况及其通量之间的关系

Rapid nitrogen（N） transformations and losses occur in the rice rhizosphere through root uptake and microbial activities. However,the relationships between rice roots and rhizosphere microbes for N utilization are still unclear. We analyzed different N forms（NH＋4,NO-3, and dissolved organic N）, microbial biomass N and C, dissolved organic C, CH4 and N2O emissions, and abundance of microbial functional genes in both rhizosphere and bulk soils after 37-d rice growth in a greenhouse pot experiment. Results showed that the dissolved organic C was significantly higher in the rhizosphere soil than in the non-rhizosphere bulk soil, but microbial biomass C showed no significant difference. The concentrations of NH＋4, dissolved organic N, and microbial biomass N in the rhizosphere soil were significantly lower than those of the bulk soil, whereas NO-3in the rhizosphere soil was comparable to that in the bulk soil. The CH4 and N2O fluxes from the rhizosphere soil were much higher than those from the bulk soil. Real-time polymerase chain reaction analysis showed that the abundance of seven selected genes, bacterial and archaeal 16 S rRNA genes, amoA genes of ammonia-oxidizing archaea and ammonia-oxidizing bacteria, nosZ gene, mcrA gene, and pmoA gene, was lower in the rhizosphere soil than in the bulk soil, which is contrary to the results of previous studies. The lower concentration of N in the rhizosphere soil indicated that the competition for N in the rhizosphere soil was very strong, thus having a negative effect on the numbers of microbes. We concluded that when N was limiting, the growth of rhizosphere microorganisms depended on their competitive abilities with rice roots for N.     

大气中臭氧浓度增加对根际和非根际土壤微生物的影响

在大田试验下,研究了冬小麦在不同的臭氧浓度下根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量的动态变化。结果表明,随着生育时期的推进,微生物数量呈现规律性的变化,其中微生物总量在抽穗期达最大。根际、非根际土壤细菌和真菌数量均随着生育期的推进呈先增大后降低的变化趋势,分别在抽穗期和孕穗期达最大。根际、非根际土壤放线菌数量随生育期呈下降的趋势,整个生育期内臭氧浓度的升高降低了土壤微生物的数量,不同的臭氧浓度处理间细菌数量差异达显著性水平,真菌数量差异只在成熟期达显著,放线菌差异不显著。     

不同茬口和施氮水平对南瓜根际细菌碳分解潜力的影响

为探明根际细菌群落多样性及有机碳分解功能基因对耕作措施的响应特征,以收获小麦和西瓜后种植的南瓜根际土壤为研究对象,以两种施氮水平(纯氮施入量分别为1.0、2.0 g/kg)为处理,结合高通量测序和PICRUSt功能预测解析不同茬口和施氮水平下南瓜根际细菌群落结构和参与有机碳分解代谢细菌的关键功能基因丰度的差异.结果表明...     

杉木根际土壤微生物和酶活性初探

植物根际环境的研究中,对林木根际的研究较少,近年来,南方连栽杉木林地地力衰退,杉木生长不良现象日趋普遍,引起林业界的极大关注^[1]。     

根际微生物研究进展

根际是土壤-植物生态系统物质交换的活跃界面。植物作为第一生产者同化大气CO2,将部分光合产物转运至地下,激发土壤微生物的生长和新陈代谢;土壤微生物则将有机态养分转化成无机形态,利于植物吸收利用。这个植物-微生物的互作关系维系和主宰着陆地生态系统的功能。自从100年前德国科学家LorenzHiltner提出根际概念以来,根际研究方兴未艾,研究内容不断得以丰富和发展。近年来,随着分子生物技术在土壤环境领域的应用,根际微生物研究出现快速发展的趋势。本文根据2004年在慕尼黑召开的第一届国际根际大会交流内容、结合近年来国际上报道的研究动向,对根际微生物研究方法、根际微生物生物多样性和生态功能、转基因生物的环境安全和根际微生物生物修复技术等内容作一综述。期望我国的根际微生物研究能在基础和应用领域得到快速发展。     

有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮

土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon,MBC）、氮（soil microbial biomass nitrogen,MBN）和可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、氮（dissolved organic nitrogen,DON）的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理（no fertilization,CK）和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%（MBC）、42.68%和24.02%（MBN）、14.70%和9.99%（DOC）、22.32%和21.79%（DON）。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%（MBC）、49.54%（MBN）、19.29%（DOC）和32.81%（DON）,其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数（308.87 mg/kg）小于微生物量碳（474.71 mg/kg）,而可溶性有机氮质量分数（53.07 mg/kg）要大于微生物量氮（34.79 mg/kg）。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关（P<0.01）。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。     

南方稀土矿区水土保持植物根际土壤碳氮及pH特征

选取南方稀土矿区芒萁、宽叶雀稗、枫香和木荷四种典型水土保持植物,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素和有机碳含量特征以及pH的变化。研究表明,根际较非根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮平均分别高出79.7%、34.2%和30.7%,土壤有机碳平均高出164.9%,pH平均高出0.13个单位。除pH外,根际土壤与非根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮和有机碳之间均差异显著(p0.05)。四种植物根际土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机碳的含量均较非根际土壤含量高。宽叶雀稗的根际土壤pH大于非根际土壤,而木荷、芒萁和枫香的根际土壤p H与非根际土壤无显著差异。在根际与非根际土壤中,土壤全氮与土壤有机碳之间呈显著正相关,而土壤全氮与土壤铵态氮、土壤全氮与土壤硝态氮之间均无相关性。即稀土矿区四种植物对碳氮主要养分均具有较强的截存效应,可作为稀土矿区生态恢复的主要植物。     

根际微生物的研究及反硝化细菌的生态分析

本文对根际微生物研究的历史和现状作一简单回顾，综合分析了根际微生物的功能特性及其在农业生产中的意义；论证了不同土壤，不同作物各主要生育期根际反硝化细菌的生态分布，优势种和酶活性与氮素转化的关系。     

氮素形态对中后期小麦根际土壤氮转化微生物及酶活性的影响

采用盆栽方法研究了硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对豫麦34不同生育期根际土壤氮素转化相关微生物及酶活性的影响。结果表明,土壤氮素转化不同微生物生理类群活性及酶活性差异显著,其活性大小顺序为:反硝化细菌硝化细菌脲酶蛋白酶亚硝化细菌氨化细菌。反硝化细菌、硝化细菌、蛋白酶、亚硝化细菌及氨化细菌活性从拔节期开始逐渐升高,于花后14天达到最大值,之后开始下降;脲酶活性在拔节期最高,逐渐降低,至花后14天最低,之后又略有回升。氮素形态对小麦根际土壤氮素转化微生物及酶活性的影响因生育期、微生物生理类群而异。综合比较分析表明,铵态氮促进土壤有机氮的分解利用,促进氨转化为NO3-,抑制反硝化作用引起的氮素损失,酰胺态氮次之,硝态氮最差。     

根际微域环境的研究

作者对根际环境研究的发展趋势和我国１０年来取得的成就进行了回顾，对今后重点的研究方向提出了见解，强调了根际物理环境，养分转化，特定分泌物与抗逆性等方面研究的重要意义。     

施用石灰氮对烟株根际土壤微生物区系的影响

为研究施用石灰氮对烟株根际土壤微生物区系变化及其对烟草青枯病发病率的影响,分别在烟株不同生长期采集根部土壤进行16S/18S rDNA基因测序,以分析烟株生长过程中微生物数量、多样性以及群落结构的变化.结果表明,施用石灰氮后,在烟株生长的团棵期硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、担子菌门(Basidiomycota...     

玉米根际和非根际土壤细菌微多样性与土壤有机碳矿化的关系

[目的]运用高级别分类学分辨率揭示玉米根际和非根际土壤中细菌群落微多样性,并探讨微多样性与土壤有机碳矿化的关系,从更精细的分类学分辨率水平上为玉米根际土壤中微生物驱动的碳循环提供理论依据。[方法]以西北农林科技大学曹新庄试验农场为依托,采取田间生长条件下玉米根际和非根际两种土壤类型。利用高通量测序技术,比较OTUs和ASVs两种分类学分辨率水平上玉米根际和非根际土壤中的细菌群落结构,揭示细菌群落的微多样性。同时通过培养试验检测根际和非根际土壤的有机碳矿化特性。[结果]通过比较OTUs和ASVs两种分类学分辨率水平上的细菌群落,OTUs和ASVs两种方式显示出相似的细菌群落结构。在玉米根际和非根际土壤类型中,ASVs在更高分类学分辨率水平上描绘细菌群落组成,同时揭示了普遍存在于OTUs内的不同菌株或生态型。此外,两种不同生长策略(r-策略和K-策略)细菌物种的相对丰度差异是导致根际和非根际土壤细菌群落结构不同的主要因素。培养试验表明,根际土壤有机碳矿化量显著高于非根际土壤。3 a的连续采样分析结果表明,根系是田间成熟玉米根际和非根际土壤理化性质差异的主要因素而受时间(2019—2021年...     

柑桔根际土壤微生物种群动态及根际效应的研究

在柑桔根际土壤微生物的种群结构中，细菌占优势，最高达76871×10⁷个每克干土；真菌次之，达17549个每克干土；放线菌最少，达12462个每克干土。三种菌的根际效应非常显著，根际细菌最高约为对照的67.6倍，真菌约为12.4倍，放线菌约为26.9倍，柑桔中，温州密柑根际土壤细菌最多，年平均为6490×10⁷个每克干土；红桔的放线菌及真菌最多，年均分别为1326个每克干土及1728个每克干土。柑桔根际土壤微生物区系的种群结构和数量变动，受土壤理化性质的影响，并随树种、树龄、砧木及季节而变化。柑桔根部及根颈部对脚腐病、根腐病及线虫病的感病性和耐病性同柑桔同柑桔根际土壤微生物区系中，有益微生物与有害微生物的种类、数量及分布有密切的关系。柑桔根际土壤有益微生物有促进生长发育和保护的作用。     

根际土壤微生物量氮周转率的研究

用15N示踪法研究了不同植物对根际及非根际微生物量氮周转率的影响。结果表明 ,不同植物对微生物量氮周转率的影响不同。栽种豆科植物三叶草由于其根系分泌物中的含氮有机物含量较高 ,所以土壤中微生物量氮的周转率快于栽种黑麦草。两种植物根际土壤的微生物量氮的周转率都快于非根际土壤 ,与土壤蛋白酶活性的研究结果一致