一个红壤剖面微生物群落的焦磷酸测序法研究

利用定量PCR和454焦磷酸测序法,研究了湖南湘阴县一典型红壤剖面微生物相关基因的多度及微生物(古菌、细菌、真菌)群落结构.结果显示,随剖面深度增加,土壤黏粒含量增多,有机质和全氮含量、碳氮比则下降.每克干土微生物基因拷贝数也趋于下降,其值为:10 7.09～ 109.30(古菌16S rDNA),108.10～109.70(细菌16S rDNA),106.54～107.95(真菌18S rDNA),10 7.24～108.61(古菌amoA基因),104.76～106.25(细菌amoA基因),105.94～ 107.88(nirK基因),106.81～109.21(nirS基因),107.03～ 109.46(nosZ基因).焦磷酸测序得到了6 459条古菌16S rRNA基因序列,平均长度为496 bp;28 626条细菌16S rRNA基因序列,平均长度为448 bp;4 683条真菌18S rRNA基因序列,平均长度为534 bp.OTU(97％相似度)分析表明,微生物群落d-多样性与所测土壤理化性质均无显著相关.Jaccard差异度分析表明同一剖面各土壤层次间微生物群落结构更为相似,而不同位点的三个表层土之间的差异较大;Mantel检验发现,与微生物群落变化相关的主要土壤因子是黏粒含量.在所有土样中,古菌以泉古菌门中的热变形菌纲(89％)为主,其分布与土壤黏粒含量相关.细菌的主要类群为酸杆菌门(33％)、变形菌门(17％)、绿弯菌门(12％)、厚壁菌门(10％)和放线菌门(7％),分类地位不明确的细菌约占11％.其中,酸杆菌门和变形菌门的相对多度在表层土中高于非表层土;而绿弯菌门和厚壁菌门的相对多度则在非表层土中更高,与土壤深度呈显著正相关.所有真菌序列分属于三个门,即子囊菌门(87％)、担子菌门(9％)和球囊菌门(4％),在纲一级的分类水平上,各样品间群落结构无明显差异.     

红壤微生物生物量C周转及其研究

采用14 C底物标记技术测定了三种不同质地 (红砂土菜地、黄筋泥桔园和茶籽园 )的红壤微生物生物量C的周转期。结果表明 ,在 2 5℃、5 0 %田间持水量培养条件下 ,三种红壤微生物生物量C的周转期分别为 80天、1 39天和 1 70天。周转期与粘粒含量关系较为密切 ,砂质土壤的周转期较粘粒土壤短 ,提示砂质土壤有机质易被微生物降解 ,有利于养分的迅速释放 ,而粘粒土壤则更有利于养分的持留。周转期与利用方式、pH以及有机质含量无明显相关。红壤微生物生物量C周转期总体上较报道的其他类型土壤微生物生物量C周转期短 ,表明热带—亚热带地区酸性红壤有机质和养分周转相对较快 ,这有可能是造成红壤养分贫瘠的一个原因。根据周转期估算 ,通过微生物年周转的C量 (即年流通量 )为微生物生物量C的 2倍以上     

红壤微生物量氮的周转期及其研究意义

本文采用＾１５Ｎ标记底物法测定了三种不同肥力水平的红壤中微生物量氮周转 速率,结果表明三种红壤中微生物量氮的周期转分别为６３天,８９在和２５１天。     

土壤微生物生物量作为红壤质量生物指标的探讨

本文测定了中国科学院红壤生态实验站内林地,不同施肥制度的红壤旱地和受有机农药污染地的土壤微生物生物量,探讨了土壤微物量作为红壤生态系统土壤质早让放和可行性。     

芒萁侵入红壤退化裸地对土壤理化性质和细菌组成的影响

芒萁是最早侵入红壤退化裸地的先锋植物,其侵入过程对土壤环境的改变在退化裸地生态恢复进程中具有重要意义。以福建省长汀县红壤侵蚀裸地为研究对象,分析测定退化裸地中芒萁侵入区和非侵入区土壤理化性质和细菌组成及多样性。结果表明：芒萁侵入裸地显著提高土壤最大持水量、土壤含水率、全碳、全氮、全钾、有机质和pH,并显著降低土壤容重;芒萁侵入区增加根瘤菌目和慢生根瘤菌属等14种土壤优势细菌,变形菌门和甲型(α)变形杆菌的相对丰度显著提高(p<0.05),而土壤绿弯菌门和AD3菌纲的相对丰度显著降低(p<0.05),这些土壤细菌主要功能为化能异养、好氧化能异养和纤维素分解;芒萁侵入裸地显著提高土壤细菌群落结构多样性(p<0.05);芒萁侵入区和非侵入区土壤细菌群落结构差异显著(p<0.05);土壤细菌群落结构的主要影响因子是土壤含水率、全碳、有机质、土壤容重和pH。这些影响因子与疣微菌门、变形菌门、疣微菌纲和甲型(α)变形杆菌纲正相关。综上所述,芒萁侵入后可显著改善红壤侵蚀退化裸地的土壤理化性质,改善土壤细菌群落组成,增加土壤细菌群落多样性和优势菌群,对土壤细菌群落有积极效应。     

红壤稻田不同生育期土壤氨氧化微生物群落结构

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。     

广东坡地红壤颗粒组成状况的研究：I.土壤颗粒组成的特征

本文对广东坡地红壤颗粒组成的特征进行了初步研究,结果表明,广东坡地红壤较粗颗粒的矿物组成以轻矿物石英为主,粘粒的矿物组成一般以１：１高岭土为主,在粘粒的化学组成中,盐基淋失严重,铁铝氧化物聚积,颗粒大小分布主要受成土母质的影响。     

红壤旱地肥力变化及有效施肥技术

红壤不施肥或施用单一营养元素化肥,连续种植,导致土壤肥力下降;施用氮磷钾化肥,有一定增产效果,连续种植导致部分中量元素和微量元素的亏缺。施用有机肥配合施用化肥,保证了作物高产稳产,是培肥土壤的主要途径。     

肥力提升措施对林地红壤生物结皮层微生物群落结构的影响

微生物在土壤生物结皮形成中起重要作用,但是目前对于南方红壤生物结皮层中微生物群落的研究鲜少涉及,尤其是在林地改良措施下红壤结皮层中微生物群落结构的变化尚不清楚。本研究以中亚热带典型第四纪红黏土严重侵蚀湿地松裸露林地为对照,添加有机肥、生物炭和石灰+微生物肥料为肥力提升措施,采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究不同肥力提升措施对红壤生物结皮层细菌和真菌群落结构的影响。结果表明：该林地土壤生物结皮层共检测出21个细菌门和7个真菌门,优势细菌门为酸杆菌门（Acidobacteria）(27.39%)、变形菌门（Proteobacteria）(25.90%)、放线菌门（Actinobacteria）(16.68%)和绿弯菌门（Chloroflexi）(12.26%);优势真菌门为担子菌门（61.19%）和子囊菌门（29.48%）;肥力提升措施对细菌和真菌多样性无显著影响,却显著改变了其群落结构,作用大小依次为有机肥处理、生物炭处理、石灰+微生物肥料处理,且对细菌群落结构的影响高于真菌;三种措施均明显提高了变形菌门（Proteobacteria）细菌的相对丰度,降低了绿弯菌门（Ch...     

红壤中铝的形态

以改进的连续分级提取方法,用１ｍｏｌ／Ｌ,ＫＣｌ,０．２ｍｏｌ／Ｌ,ＨＣｌ,０．１ｍｏｌ／Ｌ Ｎａ４Ｐ２Ｏ７（ｐＨ８．５）,ＤＣＢ溶液,０．３３ｍｏｌ／Ｌ,柠檬酸钠和０．５ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ为提取剂,把红壤中可提取的非晶态铝区分为交换态铝,肿附态无机羟基铝,有机配合态铝,氧化铁结合态铝,层间铝和非晶态铝硅酸盐。     

红壤区不同生态模式的“土壤水库”特征及其防洪减灾效能

本文在江西红壤区选择 5种具有代表性的红壤生态利用模式 :稀疏林生态 (Ⅰ )、林草生态(Ⅱ )、草灌生态 (Ⅲ )、经果生态 (Ⅳ )、农田生态 (Ⅴ )和对照模式侵蚀裸地 (Ⅵ ) ,利用人工模拟降雨仪研究和分析了不同生态模式“土壤水库”调节雨水的特征及其防洪减灾效能。结果表明 ,红壤区土壤入水通道受阻是“土壤水库”发挥防洪减灾效能的主要障碍因子 ;人工草灌生态模式 (Ⅲ )的防洪减灾效能最好 ;经果生态模式 (Ⅳ )不但具有较高的防洪减沙效能 ,而且具有较高的经济效益 ,是该区首选模式。     

氚水稀释技术在测定绒山羊氮分配中的应用研究

为研究含氮物质在绒山羊体内的分配规律,本研究选择年龄在2~2.5周岁的绒山羊羯羊,采用消化代谢和氚水稀释技术结合的方法测定不同时期绒山羊总氮沉积量、体氮和毛绒氮的分配量。结果表明,用消化代谢和氚水稀释技术可以准确地测定绒山羊的体氮和毛绒氮的分配量,不同时期的体氮和毛绒氮的分配比例有较大差异。在非生绒期和生绒旺盛期,体氮的分配比例分别为75.7%±0.62%和66.6%±2.2%,毛绒氮的分配比例分别为24.3%±0.62%和33.4%±2.2%,表明不同时期绒山羊的生长方向发生变化。同时发现内分泌也随季节发生变化,主要表现为非生绒期PRL(催乳素)和IGF-I(类胰岛素生长因子I)的水平高,MT(褪黑素)的水平低;生绒旺盛期PRL和IGF-I的水平低,MT的水平高。证明了氚水稀释技术在测定动物氮分配中的可行性,揭示了不同时期含氮物质在绒山羊体内分配的变化规律以及内分泌在这些变化中的调节作用,为不同季节对绒山羊采取合适的饲养管理提供了理论依据。     

东南红壤丘陵地区农业可持续发展研究

针对东南红壤丘陵区域的农业发展状况,以区域ＰＲＥＳＤ系统构型方法对区域的人口、资源、环境、社会和经济等子系统逐一分析,在此基础上提出了农业可持续发展评价指标体系,对其１９８８～１９９６年间的农业发展可持续程度进行评价,并将评价结果与此前利用遥感等手段取得的评价结果对比,结果基本吻合,验证了指标体系的适用性以及红壤地区农业面临的最重要的环境障碍－－水土流失问题,并因此提出了对策和措施。     

华南红壤对酸雨敏感性的研究

本文从我国红壤的特性和我国酸雨的特点出发论述了华南红壤对酸雨敏感性的特点。提出了研究红壤对酸雨敏感性的酸缓冲曲线法。根据土壤的酸缓冲曲线提出了两个具体指标：（１）土壤的酸害容量；（２）土壤的酸敏感值（△ｐＨ敏感值）。根据大量酸缓冲曲线的结果，对指标分别进行了初步分级，并对广东、广西、海南三省的土壤进行了概略分区。     

利用方式对红壤水稳定性团聚体形成的影响

本文研究了五种利用方式对红壤水性团聚体形成的影响。结果表明，＞稳定性团聚体含量：林地＞旱地＞荒地＞茶园＞果园。水稳定性团聚体数量以及团聚的水稳定性均与有机质的含量呈正相关。红壤开垦后，有机抽分解加快或补充减少是导致团聚体稳定性下降和水稳定稳定团聚体减少的主要原因。同理，恢复和改良红壤结构性及结构稳定性的关键是增加有机质的投入。     

不同相伴阴离子对镉污染红壤的微生物活性影响

通过外加醋酸镉和氯化镉的室内培养试验研究了相伴阴离子对镉污染红壤微生物活性的影响。结果表明 ,在相同镉浓度下相伴OAc- 对镉污染红壤的微生物生物量碳、基础呼吸和代谢商以及脲酶和酸性磷酸酶活性的抑制作用大于相伴Cl- ,统计分析显示 ,镉相伴OAc- 与Cl- 除对红黄泥的代谢商未达明显影响外 ,对供试红壤的其它微生物活性指标均达到显著差异 (p <0 0 5 )。用醋酸镉处理的土壤有效态镉含量明显高于氯化镉处理。钾盐试验结果表明 ,相伴OAc- 与Cl- 对土壤微生物活性没有产生明显抑制作用 ,OAc- 甚至还存在一定的刺激效应。可见 ,相伴OAc- 对镉污染红壤的微生物毒害作用大于相伴Cl- ,其直接原因可能是用醋酸镉处理的生物有效性镉明显高于氯化镉处理所致。     

浙江省三种红、紫色砂页岩发育土壤的矿物学研究

本文用Ｘ射线衍射分析,红外光谱分析、透射电镜及Ｘ射线荧光分析对浙江省三种红、紫色砂页岩发育的红砂土、紫砂土和红紫砂土的矿物进行了分析。