土壤中多菌灵的降解动态及其对土壤微生物群落多样性的影响

采用实验室模拟方法研究了多菌灵在土壤生态系统中的降解动态及其对土壤微生物群落多样性的影响。结果表明,2.0和4.0 mg kg-1多菌灵在土壤中的降解半衰期分别为8.6和6.8 d。试验初期各个处理的土壤微生物群落的AWCD值显著降低,土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均低于不加多菌灵的对照,微生物群落的丰富度、均匀度和优势度受到抑制,并且多菌灵对土壤微生物的抑制作用随浓度的增加而增强。随着时间的延长,多菌灵对土壤微生物的毒性逐渐减弱,3 d后土壤微生物多样性逐渐恢复到对照水平。     

多菌灵重复施药对其持久性及土壤微生物群落功能多样性的影响

选择浙江大学华家池校区大棚蔬菜试验田,研究了多菌灵(以active ingredient,a.i.计)0.94、1.88和4.70 kg hm-2三种剂量重复施药对其持久性及土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,第1次施药后,多菌灵在土壤中的降解速率分别为0.11、0.25、0.74 mg kg-1d-1;第4次施药后,多菌灵在土壤中的降解速率分别达到0.18、0.39、1.00 mg kg-1d-1。随着施药次数的增加,多菌灵的降解速率逐渐增大。初次施药后,土壤微生物群落AWCD值明显低于对照,土壤微生物群落的Shannon、Simpson和McIntosh指数也均低于对照水平。第4次施药后,三个处理土壤微生物群落的AWCD值、Shannon、Simpson和McIntosh指数均恢复到对照水平。     

植物源有机物料对果园土壤微生物群落多样性的影响

【目的】苹果园土壤肥力持续下降,禽畜废弃物肥源严重不足,施用植物源有机肥成为生产中改善果园土壤状况的重要措施之一。本试验利用BIOLOG微平板技术研究了盆栽条件下添加植物源有机物料及其腐殖化过程驱动因子对果园土壤微生物群落多样性的影响,探讨葡萄糖、 尿素和蚯蚓在植物源有机物料向土壤碳库转化中的作用,为揭示果园土壤质量的演变机制提供参考。【方法】取苹果园020 cm土层土壤,与苹果枝条、 玉米秸秆和果园杂草粉碎物混合,栽植2a生苹果砧木山定子幼苗,分别添加尿素、 葡萄糖和蚯蚓,利用BIOLOG微平板技术进行土壤微生物群落多样性分析。不同处理的土壤浸提液在 BIOLOG生态测试板中培养,取培养96 h时微平板光密度值进行多样性指数计算,分别用丰富度指数S 表示被微生物群落利用的基质数量,多样性指数表示反应孔与对照孔光密度值之差和整块板总差的比值,均匀度指数 E表示可培养微生物的种类均匀度,优势度指数Ds用于评估某些最常见种的优势度。对土壤微生物群落利用BIOLOG微平板中六类碳源（碳水化合物类、 氨基酸类、 羧酸类、 多聚物类、 芳香族类和胺类）的情况进行主成分分析,明确不同处理微生物对碳源利用能力的差异。【结果】有机物料种类、 小分子有机物和蚯蚓数量均对平均吸光值（AWCD值）有显著影响,在培养0~24 h,玉米秸秆+葡萄糖+12条蚯蚓（T4）和果园杂草+葡萄糖（T9）处理的AWCD值明显高于其他处理,微生物群落的活性较强,碳源开始利用较早。2496 h时,AWCD呈指数增长,120 h后趋于平缓,以玉米秸秆+葡萄糖+12条蚯蚓（T4）、 苹果枝条+葡萄糖+6条蚯蚓（T2）、 果园杂草+葡萄糖（T9）处理斜率最大,其次为玉米秸秆+尿素+6条蚯蚓（T6）和苹果枝条+尿素（T1）处理; 小分子有机物种类对微生物群落丰富度指数（S）和优势度指数（Ds）的影响显著,丰富度指数（S）以苹果枝条+葡萄糖+6条蚯蚓（T2）最大,优势度指数（Ds）以玉米秸秆+葡萄糖+12条蚯蚓（T4）最大,各处理的多样性指数（H）和均一度指数（E）差异不显著; 对碳源利用主成分起分异作用的主要是碳水化合物类和多聚物类。【结论】与秸秆和杂草处理相比,苹果枝条处理土壤微生物群落多样性较丰富,加入葡萄糖为土壤微生物提供可迅速利用的碳源,微生物功能多样性也显著增加; 蚯蚓活动对微生物群落多样性的影响比葡萄糖小,尿素对微生物群落多样性的影响也较小,但同时添加尿素和葡萄糖有助于微生物多样性的增加。     

生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性和微生物量的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板法和氯仿熏蒸浸提法,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明:生物复混肥处理的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)和微生物群落丰富度指数(S)均最高;施用生物复混肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其是多酚化合物类和糖类;不同处理土壤微生物碳源利用特征有一定差异,生物复混肥在第1主成分上的得分值为正值,其他各处理在第1主成分上的得分值基本上为负值,起分异作用的主要碳源是糖类和羧酸类。在玉米生长期间各处理土壤微生物量大致呈先升高后逐渐平稳的趋势,且土壤微生物量碳、氮、磷的含量均以生物复混肥处理最高,最高值分别为333.21mg.kg 1、53.02 mg.kg 1和22.20 mg.kg 1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落丰富度和功能多样性,显著增加土壤微生物量碳、氮、磷的含量,有利于维持良好的土壤微生态环境。     

重金属复合污染下土壤微生物群落功能多样性动力学特征

用碳素利用法对浙江省天台铅锌银尾矿区重金属复合污染土壤微生物群落功能多样性动力学特征进行了初步探讨。研究结果表明 ,矿区重金属复合污染降低了供试土壤的微生物群落代谢剖面 ,且群落代谢剖面值与培养时间之间呈非线性关系 ,其变化过程符合微生物种群生长动态模型 (S形 )。随着重金属复合污染程度的加剧 ,土壤微生物群落功能多样性动力学参数K和r值越低 ,参数s值所需的时间则越长。上述动力学参数与群落代谢剖面各自的主成分分析结果显示 ,微生物群落功能多样性的动力学参数K值和s值能够很好地区分矿区土壤重金属污染程度 ,并且其区分效果比微生物群落代谢剖面值好。土壤微生物群落功能多样性动力学特征的变化可以较好地显示矿区重金属复合污染土壤微生物群落对碳源利用模式的差异 ,反映矿区特定生境土壤微生物群落功能多样性的变化 ,在一定程度上揭示重金属胁迫下环境微生物种群作用机理。     

不同林龄马尾松人工林土壤微生物群落结构和功能多样性演变

土壤微生物在森林生态系统中起着至关重要的作用,研究人工林演变中土壤微生物群落结构特征,对评价人工林土壤质量动态变化和维持土壤微生态平衡具有重要意义。以亚热带地区马尾松人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA)和BIOLOG技术研究不同林龄(13 a,25 a,38 a和58 a)对土壤微生物群落结构和代谢功能多样性的影响。结果表明:不同林龄土壤微生物类群均以细菌为主,其次为真菌和放线菌,最后为原生动物;土壤微生物总PLFAs量、真菌数量和真菌/细菌均表现为13 a最高,38 a最低;土壤细菌、革兰氏阳性细菌(G+)、革兰氏阴性细菌(G–)和放线菌数量均25a最高。层次聚类和主成分分析(PCA)结果表明,林龄对土壤微生物群落结构产生显著影响,13 a和25 a林龄分别与38 a和58 a林龄的土壤微生物群落结构差异较大。冗余分析表明,有机碳、全氮和pH是土壤微生物群落结构的主要影响因素。不同林龄土壤平均颜色变化率(AWCD)和微生物功能多样性指数(香农指数、辛普森指数和McIntosh指数)总体表现为25 a>13 a>58 ...     

沙漠微生物群落功能多样性分析

以宁夏回族自治区沙坡头地区的沙漠微生物群落为研究对象,采用Biolog方法研究了已固定沙丘结皮(J1)及结皮下层(J2),半流动沙丘上层(L1)和下层(L2)中微生物群落的功能多样性。结果表明,J1的微生物群落活性最高,J2的微生物群落次之,再次为L2的微生物群落,最后为L1的微生物群落;J1,J2,L1和L2的微生物群落对羧酸类、聚合物类和氨基酸类碳源的利用表现一致,对糖类、胺/氨类和双亲化合物类碳源的利用表现不同;利用ECO板上31种碳源进行主成分分析得出,PC1,PC2和PC3特征值的贡献率为分别为70.16%,19.23%,10.61%。研究结果表明:(1)经过固沙后的微生物群落活性明显高于半流动沙漠微生物群落的活性;(2)微生物群落结构上的差异致使其对6类碳源的利用方式不同;(3)主成分分析表明沙漠微生物群落对羧酸类、糖类和氨基酸类碳源的利用最高,主要利用碳源有22种。     

压砂地土壤微生物群落功能多样性分析

为了掌握荒地压砂对土壤微生物群落功能多样性及理化性质的影响,对荒地及不同年限压砂地土壤进行了Biolog微生物群落功能多样性和理化性质分析。Biolog分析结果表明,1年压砂地微生物群落生理活性最高,荒地微生物群落生理活性最低,其它各年限压砂地微生物群落生理活性随压砂年限增加而缓慢下降。微生物群落功能多样性指数分析表明压砂对微生物群落功能结构影响并不显著。通过微生物群落利用碳源类型分析明确了荒地和各年限压砂地土壤微生物群落利用的主要碳源类型。土壤理化性质分析表明,压砂第1年各项理化性质指标均有明显的下降;此后随压砂年限增加,有机质含量呈上升趋势,速效氮、速效磷和速效钾含量缓慢下降,全盐、全氮、全磷、全钾含量及土壤pH值变化不大。     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）、丰富度指数（S）和Shannon均匀度指数（E）均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74 mg glucose·g-1·（24 h）-1和1.15 mg NH3-N·g-1·（3 h）-1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高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,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

土壤微生物多样性研究方法的进展

对土壤微生物的4类研究方法即:传统微生物培养法、微生物标记物法、BIOLOGGN微平板法和微生物分子生物技术方法及其应用特点进行了简要的评述和分析,旨在通过比较寻求能够揭示土壤微生物群落结构的最佳方法。分子生物技术方法与传统研究方法等相结合将是大力推动土壤微生物研究的有效方式。     

水分条件对水稻土微生物群落多样性及活性的影响

采用BIOLOG碳素利用法、磷脂脂肪酸（PLFA）法和土壤酶活性测定等方法比较了三种水分条件（淹育、淹育晾干、非淹育）对水稻土微生物群落多样性及活性的影响。结果表明，淹育处理水稻土的脱氢酶、蔗糖酶活性明显高于淹育晾干和非淹育处理，并导致该土壤的基础呼吸升高。BIOLOG碳素利用法表明，非淹育处理的微生物群落平均吸光值（AWCD）显著低于淹育和淹育晾干处理。磷脂脂肪酸（PLFA）实验发现，淹育水稻土的真菌特征脂肪酸（18：2w6，9c）所占比例减少，真菌特征脂肪酸（18：2w6，9c）与细菌特征脂肪酸（15：0i＋15：0a＋16：0i＋16：1w5c＋17：0i＋17：0a＋17：0cy＋17：0＋18：1w7c＋19：0cy）的比值下降；水分条件变化没有改变土壤微生物环丙基脂肪酸19：0cy的相对丰度，但非淹育处理的环丙基脂肪酸17：0cy相对丰度明显高于另外二种处理。BIOLOG碳素利用法的群落水平生理剖面（CLPP）和磷脂脂肪酸（PLFA）测定结果经聚类分析后，发现淹育和淹育晾干处理的土壤微生物多样性在较低的距离尺度可聚成一类，且与非淹育土壤具有明显差异。淹育水稻土与淹育晾干相比，尽管土壤微生物群落结构和功能多样性有一定的相似性，但微生物的种群组成和活性仍发生了较大的变化。     

铅锌银尾矿区土壤微生物活性及其群落功能多样性研究

通过对浙江省天台铅锌银尾矿区土壤微生物活性指标以及微生物群落功能多样性研究 ,结果表明 ,尾矿污染区土壤几种重金属含量比非矿区土壤有明显的增加。尾矿区土壤微生物特征发生了显著的变化 ,微生物生物量和可培养细菌数量显著降低 ,但土壤基础呼吸和微生物代谢商 (qCO2 )值却明显升高。Bi olog测试结果显示 ,随着重金属污染程度的加剧其土壤微生物群落结构发生了相应变化 ,尾矿区土壤微生物群落代谢剖面 (AWCD)及群落丰富度、多样性指数均显著低于非矿区土壤 ,且供试土壤间均达极显著水平差异 (p <0 .0 1) ,表明尾矿区重金属污染引起了土壤微生物群落功能多样性的下降 ,减少了能利用有关碳源底物的微生物数量、降低了微生物对单一碳源底物的利用能力     

土壤微生物DNA木聚糖酶基因多样性的研究

采用国产硅胶Gk254（60型）代替进口Glass bead的改良方法抽提土壤微生物DNA，然后设计了一对扩增木聚糖酶基因片段的新简并引物，对抽提的土壤微生物DNA进行PCR扩增。扩增片段连接pMD18T载体，转化大肠杆菌，重组片段通过酶切进行RFLP分析后，测序分析得到10个木聚糖酶基因片段。对所得片段翻译的氨基酸序列进行BLAST分析表明有8个片段与来自放线菌的木聚糖酶具有较高的同源性，2个与假单胞菌的木聚糖酶具有较高的同源性。所得10个木聚糖酶片段的氨基酸序列同源性比较显示，第27个氨基酸均为天冬酰胺（N），暗示这些来自土壤微生物DNA的基因片段编码耐碱的木聚糖酶。通过构建系统进化树，发现扩增的木聚糖酶片段之间的相似性均在70％以上。     

土壤微生物多样性研究的DGGE/TGGE技术进展

分子生物学技术比传统的培养方法可得到土壤微生物种群多样性更全面的信息。变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和温度梯度凝胶电泳(Temperature gradient gel electrophoresis,TGGE)可分离PCR扩增的DNA片段,已成为研究土壤微生物群落多样性的重要手段。本文综述了DGGE/TGGE技术在土壤微生物多样性研究中的应用进展,分析了该方法的主要影响因素及其优点和存在的问题。     

Biolog方法在区分城市土壤与农村土壤微生物特性上的应用

通过利用环境微生物研究中比较可靠有效的Biolog方法研究了英国阿伯丁市城市土壤与邻近农村土壤的微生物群落结构和功能多样性,结果表明在重金属元素胁迫下,城市土壤的微生物群落结构与农村土壤相比已经发生了显著的改变,从而导致城市土壤微生物在利用能源碳方面包括消耗量、消耗速度、能源碳的利用种类等发生了一系列改变,使城市土壤显著区别于农村土壤。     

土壤微生物多样性的科学内涵及其生态服务功能

土壤微生物多样性是指土壤生态系统中所有的微生物种类、它们拥有的基因以及这些微生物与环境之间相互作用的多样化程度,当前研究主要集中在物种多样性、遗传多样性、结构多样性及功能多样性等4个方面。土壤微生物多样性作为全球性研究迄今仅有10余年时间,但已呈现对象广、内容多、水平宽、方法新等特点,特别是分子生物学技术在很大程度上决定并体现了其研究水平和发展进程。然而,如何进一步改进土壤微生物的培养技能、加强土壤宏基因组学分析与应用、耦合土壤微生物多样性与生态功能、揭示土壤微域结构的影响机制是土壤微生物多样性研究的4个关键科学问题。当然,土壤微生物多样性的生态系统服务功能是其根本价值所在,主要包括有机物分解、物质循环和生态安全调控等3个方面。今后,土壤微生物多样性研究应紧紧围绕其与土壤生物过程、生态服务功能三者之间的联系,着重建立土壤微生物多样性的研究指标和方法体系,进而阐明人类生产活动影响土壤微生物多样性及其生态服务功能的土壤生物过程。     

土壤微生物多样性研究的新方法

传统的分离培养和鉴定土壤微生物方法所具有的困难性和局限性 ,是造成难以深入了解土壤微生物生态学特性和多样性组成方面的主要障碍。本文运用分子生物学技术 ,以澳大利亚两种主要森林类型的土壤微生物多样性研究为实例 ,介绍了从土壤中直接提取土壤微生物DNA的方法以及末端限制性酶切片段长度多态性 (T RFLP)分析的基本原理和方法。作者认为 ,用该方法提取的土壤真菌DNA的纯度高 ,完全适合PCR扩增和T RFLP分析的要求。T RFLP已成为国外深入研究土壤微生物多样性的理想方法之一     

DEHP对土壤脱氢酶活性及微生物功能多样性的影响

选用肥熟旱耕人为土(黄棕壤),设置了在土壤中施加100 mg kg-1 DEHP与不施加DEHP两个水平,盆栽试验研究了DEHP对土壤脱氢酶活性以及土壤微生物群落功能多样性的影响,以及植物在污染土壤中的修复作用。结果表明,施加DEHP显著抑制了土壤脱氢酶活性,30 d时与对照相比降低了约30%, 第60 d时尽管有缓慢的回升,但仍明显低于对照(p<0.05)。从BIOLOG反应的结果可以看出,DEHP也显著影响土壤微生物的功能多样性,土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数和均度均显著低于无污染的对照,说明DEHP的污染导致了土壤微生物群落功能多样性的下降。种植植物对土壤脱氢酶和微生物活性有很明显的促进作用,并且在一定程度上缓解了DEHP的毒害作用,但并未消除DEHP对土壤微生物的影响。     

单季不施氮肥对太仓水稻土的微生物功能多样性的影响

氮肥的过量施用在浪费资源的同时也污染了环境,单季不施N肥是太仓地区探索的减少N肥施用量方法中的一种。本文通过比较短时期的单季不施N肥区和常规施肥区中土壤中微生物的数量和群落水平的功能多样性指数来研究单季不施N肥对土壤质量的影响。结果表明:细菌、真菌、放线菌的数量在两种施肥方式下没有显著差异;BIOLOG平板法获得的平均吸光度、多样性指数Shannon指数H’和Simpson指数的变型G在两种施肥方式下没有显著差异;主成分分析(PCA)在95种因子中提取的3个主成分因子,尽管主成分因子2在两种施肥方式下略有差别,主成分因子1和3却无法区分两种施肥方式。这说明短时期的单季不施N肥不会对土壤中微生物数量造成影响,对土壤微生物功能多样性也仅对细微有影响。