茶与大豆间作对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响

探究茶与大豆间作条件下根系土壤微生物群落代谢功能多样性的变化特征,有助于进一步了解茶园间作生态系统高产优质的机制.通过田间试验,设置茶树单作、大豆单作和茶树/大豆间作3种种植模式,运用Biolog技术分析土壤微生物群落代谢功能多样性的变化.结果表明,与单作模式相比,茶-大豆间作提高了土壤微生物群落的碳源平均利用率(AWCD),在120 h分别显著提高了11.52％,12.99％.茶-大豆间作提高了土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类及胺类等4类碳源的利用强度,并且提高了土壤微生物多样性指数.主成分分析表明,茶树与大豆间作主要通过改变土壤微生物群落对糖类、羧酸类碳源利用的模式来改善土壤微生物群落的代谢多样性.本试验条件下,茶与大豆间作改变了根际微生物的群落组成,改善了根际微生物群落功能多样性.     

玉米马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

玉米与马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

植物覆盖对蕉园土壤微生物群落功能多样性的影响

蕉园地表裸露造成土壤肥力下降是阻碍香蕉产业可持续发展的重要因素之一。植物覆盖是缓解蕉园土壤肥力下降的有效措施,土壤微生物群落功能多样性能够敏感反应土壤的质量变化,是土壤质量变化的重要衡量指标。本研究以香蕉园常规种植方式（行间地表裸露）为对照,以行间自然生杂草覆盖和人工种植大翼豆[Macroptilium atropurpureum (DC.) Urb.]覆盖为处理,利用微生物Biolog鉴定技术研究植物覆盖措施对蕉园土壤微生物功能多样性的影响。结果表明：不同植物覆盖处理下,蕉园土壤微生物对碳源的利用能力有显著差异,结果表现为大翼豆覆盖(CP)>自然生杂草覆盖(NW)>无覆盖(CK)。与行间地表裸露对比,植物覆盖显著(P<0.05)提高了蕉园土壤微生物的Richness Index、Shannon-Wiener和Simpson指数;蕉园土壤微生物对糖类、氨基酸类和羧酸类的利用率高,其中自然生杂草覆盖下土壤微生物偏向利用羧酸类碳源,大翼豆覆盖土壤微生物偏向利用糖类及氨基酸类碳源。不同覆盖植物对土壤微生物功能多样性影响差异显著,大翼豆覆盖较自然生杂草更能改善土壤微生物群落多样性,在蕉园裸露行间人工种植大翼豆的方法可有效减轻土壤退化程度,以植物多样性促进土壤微生物多样性的提高,可促进香蕉园土壤健康可持续利用。     

不同施肥处理对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响

根际土壤微生物在调控土壤根际环境和养分转化中发挥着重要的作用。高粱已被广泛用作饲料且耐瘠薄性较强,探明根际微生物对不同养分的生态响应,可为不同土壤养分条件下高粱的养分管理提供理论依据。以高粱/玉米轮作的长期定位大田试验为基础,结合人工温室的盆栽试验,采用BIOLOG微平板法研究了NPK、PK、NK、NP、CK(无肥处理) 5种长期不同施肥条件对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,大田试验与盆栽试验的结果一致,PK处理提高了根际微生物的代谢活性,提高了微生物对氨基酸类、羧酸类、胺类、糖类和聚合物的利用,降低了对双亲化合物的利用,其多样性指数、丰富度指数和Simpson(优势度指数)均高于其他处理; NK和NP处理对根际微生物功能多样性的影响不显著,但NK处理降低了培养后期根际微生物代谢活性; CK处理显著降低了根际微生物对碳源的利用能力,其多样性指数、丰富度指数和优势度指数均低于其他处理,均匀度指数高于其他处理。主成分分析表明,大田试验中,NPK和NP处理根际土壤微生物碳源利用能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著;盆栽试验中施氮处理NPK、NK和NP利用碳源能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著。综上所述,施肥有利于改善土壤微生物特性。高粱根际微生物对氮、磷、钾胁迫的响应不同,氮胁迫时,微生物活性的增强可能是高粱耐氮的原因。     

不同施肥措施对酸性植烟土壤酶活性及微生物的影响

通过田间试验,研究了烟农施肥(CK1)、钙镁磷肥(CK2)、熟石灰(SSH)、源天有机肥(YT)和腐熟农家肥(FS)对烟草土壤pH、酶活性、微生物数量和群落结构及其代谢的影响。结果表明:土壤pH的表现为FSYTSSHCK2CK1,不同施肥管理对土壤酶活性、烤烟根际土壤细菌、放线菌和微生物总量的影响总体表现为FS、YT处理最高,再次为SSH和CK2处理,CK1处理最低,真菌则变化相反且各个处理与对照有显著差异(P0.05)。Biolog微平板法测定结果表明,各个处理均比对照提高了土壤微生物的平均每孔颜色变化率,增加了物种多样性、丰富度和均匀度,改变了微生物对6大类碳源的相对利用率,微生物对氨基酸类、羧酸类、糖类碳源的相对利用率提高同时却降低了微生物对聚合物类碳源的相对利用能力;主成分分析表明,对土壤微生物起分异作用的碳源种类主要是糖类、氨基酸类和羧酸类。综合来说与烟农施肥相比,4个处理均有较好的效果,FS、YT处理的效果最好。     

不同施肥对农田土壤微生物功能多样性的影响

为了研究华北农区施肥管理对农田（玉米-小麦轮作）土壤微生物群落功能多样性的影响。应用Biolog-ECO技术,借助中国农业科学院武清农田生态系统野外观测站,对农田（玉米-小麦轮作）土壤微生物群落功能多样性进行研究。结果表明：（1）单施有机肥(A1)土壤微生物对碳源利用率明显高于对照不施肥(A0)处理。（2）单施有机肥土壤微生物群落丰富度(H)和优势度指数(D)分别为2.413和0.902,显著高于推荐施肥(A2)与不施肥处理;均匀度指数(E)在推荐施肥处理下最高,显著高于单施化肥处理(A4)与其他处理间无显著差异。（3）主成分分析结果表明,推荐施肥与习惯施肥处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,单施有机肥和单施化肥处理下土壤微生物碳源利用方式独特。糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物为土壤微生物主要利用的碳源。总之,有机肥的添加有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性。     

不同肥料种类对连作烟草根际土壤微生物功能多样性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,施用不同肥料, 调查施肥后的土壤对连作烟草作物的生长、土壤微生物功能多样性的影响及其对土壤化感自毒的调节作用。结果表明,烟草根际土壤化感自毒潜力以施用常规复合肥最大,施用农家肥最小。基于Biolog平板法的微生物功能多样性研究表明,施用常规复合肥利于氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长;施用有机肥利于羧酸类物质为碳源的微生物生长;而施用农家肥则利于糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长。土壤微生物利用单一碳源的主成分分析结果表明,与碳源利用相关的主成分1、主成分2可分别解释变量方差的74.37%和25.63%。在主成分分离中有主要贡献的是糖类、脂肪酸类、酚酸类碳源。相关性分析结果显示,烟草土壤的化感自毒潜力与以糖类和酚酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著正相关,而与以脂肪酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著负相关。此外,农家肥施用最利于微生物生长,有机肥次之,常规复合肥最差。     

耕作方式对农田土壤微生物功能多样性的影响

通过种植前对土壤进行不同耕作处理试验,探讨不同耕作方式对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响。采用Biolog-ECO微平板检测法,研究了撂荒、翻耕、免耕和旋耕4种不同耕作方式下土壤微生物碳源代谢的多样性变化特征。结果表明：在168 h培养期内,撂荒和免耕处理下AWCD值明显高于翻耕和旋耕处理;免耕条件下微生物功能多样性指数、优势度指数和丰富度指数与撂荒条件相似,而进行翻耕和旋耕后,三指标均显著下降。土壤微生物群落主成分分析和聚类分析结果显示,免耕条件下,土壤微生物具有接近于撂荒处理的碳源代谢模式和代谢能力,翻耕和旋耕则差异较大。分析试验结果,不同耕作方式对土壤微生物群落代谢和功能多样性产生较显著影响,免耕对其具有较好的保护作用。     

长江下游水体微生物群落代谢多样性及影响因素研究

研究旨在对长江下游微生物群落代谢多样性以及环境因子对它的影响进行分析,以期为长江下游地区生态环境的改善及修复做参考。通过Biolog-ECO技术分析了长江下游各江段水体微生物代谢多样性,探究各江段水质理化因子变化与微生物群落代谢多样性的关系。研究发现长江下游水质指标除TP、TN外,其他指标均符合Ⅱ类以上标准;微生物群落的整体代谢能力南京江段最强;微生物群落丰富度指数在南京江段最高;多样性指数与均匀度指数由高到低排列顺序为安庆江段、南京江段、靖江江段、铜陵江段、芜湖江段;RDA分析表明,水体理化因子TP、Pb对长江微生物代谢六大类碳源呈现正相关关系。综合水质指标和各江段微生物代谢多样性分析,长江下游水体安庆江段和南京江段的富营养化程度较高,TP、Pb对长江下游水体微生物群落代谢多样性具有促进作用。     

草木灰对烤烟根际土壤微生物群落结构及代谢功能多样性的影响

施用草木灰旨在改善土壤微生物群落结构，减少由土壤自身衰退而引发的土传病害，更好的维持土壤生态系统的平衡。通过田间小区试验，采用平板培养法和BIOLOG技术研究施用草木灰对烤烟根际土壤微生物数量和功能多样性的影响。研究结果表明：施用草木灰显著增加了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量(P＜0.05)，真菌数量虽略有降低但差异并不明显；移栽后35、55、75天的3个时间段均有一致规律。同时，上述3个时间段烤烟根际微生物群落碳源利用率(AWCD)和对6类碳源的利用程度也以施用草木灰处理显著高于对照。施用草木灰后，烟株各时期根际土壤微生物群落Shannon 指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)(P＜0.05)均有所提高，其中移栽后35天时差异显著。根际微生物群落的PCA分析表明，增施草木灰处理和对照在主成分坐标体系中差异十分明显，草木灰处理集中在第1主成分正方向，而未施用的对照则集中在第1主成分负方向，表明土壤微生物功能多样性差异显著。上述说明增施草木灰在改善烟株根际土壤微生物群落结构及功能多样性方面有明显效果。     

草木灰对烤烟根际土壤微生物群落结构及功能多样性的影响

施用草木灰旨在改善土壤微生物群落结构,减少由土壤自身衰退而引发的土传病害,更好的维持土壤生态系统的平衡。通过田间小区试验,采用平板培养法和BIOLOG技术研究施用草木灰对烤烟根际土壤微生物数量和功能多样性的影响。研究结果表明:施用草木灰显著增加了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量(P0.05),真菌数量虽略有降低但差异并不明显;移栽后35、55、75天的3个时间段均有一致规律。同时,上述3个时间段烤烟根际微生物群落碳源利用率(AWCD)和对6类碳源的利用程度也以施用草木灰处理显著高于对照。施用草木灰后,烟株各时期根际土壤微生物群落Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)(P0.05)均有所提高,其中移栽后35天时差异显著。根际微生物群落的PCA分析表明,增施草木灰处理和对照在主成分坐标体系中差异十分明显,草木灰处理集中在第1主成分正方向,而未施用的对照则集中在第1主成分负方向,表明土壤微生物功能多样性差异显著。上述说明增施草木灰在改善烟株根际土壤微生物群落结构及功能多样性方面有明显效果。     

不同施肥方式对烤烟土壤群落多样性的影响

通过研究不同施肥处理对云南大理植烟土壤群落的影响,为生物有机肥的合理配施及改善土壤提供依据。采用Illumina Miseq高通量测序技术,对不同有机肥配施(祥云管盛有机肥,弥渡国发有机肥、福建三炬提供的固体微生物菌肥(耕多邦)以及福建三炬提供的液体微生物菌肥(耕多邦))下的大理烟区植烟土壤菌相分析。研究得出,植烟植株土壤中微生物多样性丰富,包括42个门、93个纲、307个目、386个科、804个属;其中子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门、球菌门、罗氏菌门、乳杆菌门是土壤样品中物种丰度较高的7个门类。与常规对照组相比,施加微生物菌肥可明显增加植烟根际土壤微生物群落结构多样性,其中施加液体为生物菌肥土壤样本微生物多样性指数Chao指数最高,Simpson指数最小,表明施用液体微生物菌肥土壤样本微生物群落多样性最高。物种丰度Heatmap表明,与对照相比,施肥处理的土壤微生物组成明显增加,且随着移栽时间的增加施肥处理的群落丰富度也逐渐上升。不同施肥处理间的微生物结构聚类具体表现为施肥处理间的结构聚类较紧密,而对照较为分散,说明施加生物有机肥可以改变土壤微生物结构,且子囊菌门为连作土壤优势...     

微生物菌肥作用下荒漠土壤微生物群落结构和功能研究

为了探究施用微滴灌生物菌肥后对土壤的影响,笔者以经过微滴灌菌肥处理、种植棉花的荒漠土壤为研究对象,采用常规的稀释平板法和Biolog-Eco微平板反应系统研究了4种不同浓度的微生物菌剂(A、R、G、K)对荒漠土壤微生物群落结构及功能多样性的影响。结果表明,各处理组的土壤中的微生物数量关系为：细菌＞真菌＞放线菌;相比对照组,处理组AWCD提高了3.7%~25.6%,并且AWCD、Shannon指数(H’)、Simpson指数(D)与有机质、全氮、可溶性磷、全钾等的含量呈现显著的正相关;不同种类的微生物菌肥影响了不同土壤中微生物群落间的代谢特征,通过主成分分析表明碳水化合物类碳源是这种变化重要指示指标。本试验结果可为微滴灌微生物肥料的使用效果以及荒漠土壤微生物群落结构评价提供一定的参考。     

蚯蚓活动对生态滤池微生物群落功能多样性的影响

生活污水的蚯蚓生态滤池工艺是在污水生物处理反应器中引入蚯蚓,改善生态滤池的处理环境,提高处理效率,适宜用于农村生活污水处理。笔者以蚯蚓生态滤池（+E）和普通生态滤池（-E）为试验对象,研究了蚯蚓活动对生态滤池基质微生物功能群落结构及代谢特征的影响。结果表明,土壤微生物群落碳源代谢能力随土壤深度的增加而逐渐减小,不同深度的微生物群落碳源代谢特征已基本分异;相比无蚯蚓对照滤池,蚯蚓活动对0~20 cm各基质层微生物群落碳源利用能力有显著促进作用,基质土壤微生物群落的丰富度、均匀度和优势度均得到增强;同时,在蚯蚓作用下,蚯蚓生态滤池0~5 cm和5~10 cm基质层的微生物群落差异减小。蚯蚓通过掘穴、摄食、排泄等生理行为影响了生态滤池0~20 cm基质层的土壤微生物群落功能多样性状况。     

不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性初探

旨在研究不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性差异。利用Biolog 技术对不同摄食状态下罗非鱼养殖水体微生物群落对六大类碳源利用情况及其微生物群落功能多样性与环境因子间的关系进行研究。结果显示：不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物对醇类和胺类的利用强度均存在显著性差异,对其他类碳源利用情况基本相同;RDA分析表明,NH4+-N、NO2--N、NO3--N是影响不同摄食状态罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性差异的主要因素。结果表明：不同摄食状态的罗非鱼养殖水体微生物群落功能多样性存在一定差异。     

甘薯轮作与间作对根际土壤微生物群落的影响

为揭示土壤微生物群落对甘薯不同种植制度的响应机制,通过田间定位试验,设置甘薯连作、甘薯–小麦轮作、甘薯–玉米间作3个处理,采用磷脂脂肪酸（PLFA）和生态板（BIOLOG ECO）技术手段,研究了轮作与间作对甘薯根际土壤微生物群落结构、碳源利用能力的影响。结果表明,与甘薯连作处理相比,轮作与间作改变了土壤微生物主要类别的PLFA生物量,甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作处理的细菌含量分别显著（P<0.05）增加21.82%和38.77%,放线菌含量分别显著增加6.98%和12.77%,革兰氏阳性菌生物量分别显著增加28.60%和63.44%,革兰氏阴性菌生物量分别显著增加18.21%和22.29%,真菌含量分别显著降低16.60%和13.03%;随着培养时间的延长,甘薯–玉米间作处理的平均颜色变化率（AWCD值）显著高于其他2个处理,甘薯–玉米间作处理对羧酸类化合物、多聚化合物、碳水化合物、氨基酸化合物和胺类化合物的利用能力较甘薯连作处理分别显著增加17.28%、14.67%、54.17%、36.62%和20.00%;冗余分析（RDA）结果表明,土壤微生物群落结构及功能多样性的变化受多种因素共同影响,土壤速效钾和全氮为主要驱动因子;甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作在一定程度上均可优化土壤微生物群落结构,提升微生物功能多样性,其中甘薯–玉米间作处理效果较好。     

元阳梯田核心区周边森林群落植物多样性研究

为了了解元阳梯田核心区周边植被群落物种、结构特征及多样性,揭示元阳梯田核心区周边森林群落结构及多样性特征,为元阳梯田核心区周边森林群落进行合理保护和利用提供依据,笔者通过样方法对元阳梯田核心区周边森林群落进行野外调查,利用物种丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielon均匀度指数、生态优势度等多样性指数,对森林群落植物多样性进行研究。结果表明：（1）草本层植物种类91种,灌木层67种、乔木层42种。草本层多样性最大,其Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.82、0.98、均匀度指数为0.18;灌木层多样性最小,Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.32、0.87、均匀度指数为0.08;（2）14个群落中,鸭公树-木荷群落多样性最大,其Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为1.38、0.92,均匀度指数为0.36;云南松群落多样性最小,Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为0.42、0.37,均匀度指数为0.16。不同群落类型间的多样性大小次序为：阔叶林群落>人工林群落>草地群落>针叶林群落;（3）多样性指数随海拔梯度变化,呈先增大后减小的变化趋势,其最大值出现在1850 m,体现了“中度膨胀“的垂直分布格局。