植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程，生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因素导致生态系统功能衰退，植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响。土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升，其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加，也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的，由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响，微生物生物量将可能减少，因为在大多数陆地生态系统中，有机碳源限制着土壤微生物的活性。     

紫茎泽兰和黄顶菊入侵对土壤微生物群落结构和旱稻生长的影响

为比较入侵植物与本地植物对土壤微生态影响的差异, 探索外来植物入侵的土壤微生物学机制, 本研究通过同质园试验, 比较分析了2种入侵菊科植物(紫茎泽兰、黄顶菊)和2种本地植物(马唐、猪毛菜)对土壤肥力和微生物群落的影响, 并通过盆栽反馈试验验证入侵植物改变后的土壤微生物对本地植物旱稻生长的反馈作用。同质园试验结果表明: 2种入侵植物和2种本地植物分别对土壤微生态产生了不同的影响, 尤其是紫茎泽兰显著提高了土壤有效氮、有效磷和有效钾含量,紫茎泽兰根际土壤中有效氮含量为39.80 mg·kg^-1,有效磷含量为48.52 mg·kg^-1。磷脂脂肪酸指纹图谱结果表明, 2种入侵植物与2种本地植物相比, 较显著增加了土壤中放线菌数量, 而紫茎泽兰比其他3种植物显著增加了细菌和真菌数量。盆栽结果表明: 黄顶菊生长过的土壤灭菌后比灭菌前旱稻株高增加113%, 紫茎泽兰也使旱稻的株高增加17%。由以上结果可知, 紫茎泽兰和黄顶菊可能通过改变入侵地土壤的微环境, 形成利于其自身生长扩散的微生态环境从而实现其成功入侵。     

植物内生菌影响土壤微生物区系的研究进展

土壤微生物区系是土壤生态环境的重要组分,其结构的稳定性对作物的健康生长至关重要。本文重点综述了植物内生菌对土壤微生物区系的调节作用,调节机制及潜在应用,指出了植物内生菌影响土壤微生物区系研究中出现的问题。一些植物内生菌不仅对植物生长有益,还可以显著改善土壤微生物区系,主要表现在对土壤微生物种类及数量、微生物生物量、酶活性及相关酶基因表达的影响,这可能是内生菌在土壤中和植物体内引发的多种效应的综合。植物内生菌可以在土壤中作为腐生菌与土壤微生物存在生态位竞争,通过产生某些抗菌活性物质和有机酸影响土壤微生物生长,通过降解复杂有机物如木质素、酚类化感物质等调节微生物区系,并吸收和转运重金属降低其对土壤微生物区系的危害等等。最后提出了今后的研究方向。     

农田重金属对“土壤-植物-微生物”系统的生态效应

以农田"土壤-植物-微生物"系统为对象,综述了重金属在农田生态系统中的生态效应。认为重金属对"土壤-植物-微生物"系统的影响表现在以下3个方面:影响土壤的生化特性,抑制土壤有机质的分解及矿化过程;被农作物吸收富集,并影响农作物的生长发育;影响微生物种群结构及生物活性,从而影响有机质矿化过程。     

纳米材料在土壤与植物营养领域的应用进展

将纳米技术应用于土壤与植物营养领域是该领域研究的一个新的突破,有可能解决肥料利用率、作物增产与环境污染等诸多问题.在总结了国内外纳米技术在土壤与植物营养领域应用研究的基础上,重点分析了纳米材料在土壤环境、抗菌及肥料方面的应用现状、分析方法和机理,指出了优点和不足,并进行了展望,以期对纳米技术在土壤肥料与植物营养领域上的应用有一个总体认识,也为该领域进行深入研究拓展新的思路.     

植物–微生物联合修复镍污染土壤研究进展

土壤健康是粮食安全的保障,人类活动给土壤造成的污染亟待治理。镍是人体必需微量元素,但过量的镍具有较大的毒性。目前我国土壤中镍污染比较严峻,应尽快响应《土壤污染防治行动计划》来改善土壤中镍污染状况。本文综述了植物–微生物联合修复技术的基本原理,微生物在镍污染土壤中对植物生长状况、有效态镍含量以及植物吸收镍的影响,对寻找合适的植物和微生物修复镍污染土壤具有重要意义;最后,提出将有机酸运用到植物–微生物联合修复镍污染土壤中、建立PGPB库和寻找我国超富集植物等下一步研究的重点。     

接种蚯蚓对加入不同植物残体土壤微生物特性的影响

通过室内试验,研究不同类型土壤和植物残体施用下接种蚯蚓对土壤微生物群落组成及活性的影响,为将蚯蚓引入农田及水土流失区提供理论依据。供试土壤为黏粒含量较低的灰潮土和黏粒含量较高的典型红壤,供试植物残体为高碳氮比的玉米秸秆和低碳氮比的三叶草,供试蚯蚓为体型较大的威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)。结果表明:接种蚯蚓对微生物量碳(MBC)无显著影响;不同土壤无论是否施用植物残体,接种蚯蚓均使土壤基础呼吸(BR)显著增大,尤其是不施用植物残体时;两种土壤中不施用植物残体和施用三叶草时,接种蚯蚓均使代谢熵(qCO2)增大,而施用玉米秸秆接种蚯蚓使qCO2有下降趋势。Biolog孔平均颜色变化(AWCD)在接种蚯蚓时均增大,基质利用丰富度(S)和多样性指数(H)也增大,且未施用秸秆时的变化较为明显;主成分分析(PCA)表明接种蚯蚓后土壤微生物群落组成与结构发生了明显变化。土壤微生物群落特性变化受蚯蚓、土壤及植物残体间交互作用的影响。     

驯化对植物微生物组结构和功能影响的研究进展

微生物组在植物的养分获取、健康生长过程中发挥重要作用.植物驯化对微生物组的结构和功能产生了不可忽视的影响,但是其机制仍缺少系统性梳理总结.为此,综述了驯化过程中,植物的类型和基因型、根外代谢产物、土壤生境的改变对微生物组的影响.通过多向比较归纳发现,在驯化过程中:(1)对微生物多样性影响显著.大多数植物微生物多样性随驯...     

植物修复对重金属镍污染土壤微生物群落的影响

采用室内盆栽试验方法,研究了外源镍污染土壤的植物修复对土壤微生物群落的影响。试验用水稻土中添加NiSO4.6H2O(100~1 600 mg kg-1)经过12周的驯化培养后,种植了2种超累积植物和1种耐性植物,经110 d的试验后进行了植物修复后土壤微生物活性的分析。结果表明,非根区土中添加镍的质量分数为100 mg kg-1时,对土壤中细菌、真菌和放线菌总数有一定的促进作用,土壤中微生物生物量最大;当添加镍的质量分数大于100 mg kg-1时,将对土壤微生物群落造成不利的影响。在植物修复过程中,通过植物的减毒(吸收重金属)作用和根系分泌物的作用,改善了土壤微生物的生存环境,提高了土壤微生物的数量和生物量。经过植物修复后,根区土壤微生物较非根区土壤的丰富,土壤微生物群落总DNA序列多样性指数相应增加,但不同植物对根区土壤微生物的贡献是不同的。     

土壤微生物对紫茎泽兰生长与竞争的反馈: 不同灭菌方法的比较

土壤微生物去除是验证土壤微生物反馈调节入侵植物竞争排斥本地植物群落的重要手段。为了确定土壤微生物反馈效应的最佳土壤微生物去除方法,以及土壤微生物对紫茎泽兰与本地植物竞争中的反馈作用,本试验比较了添加蛭石和未添加蛭石下,3种常见土壤微生物灭菌方式(干热灭菌、湿热灭菌、辐照灭菌)处理的紫茎泽兰单优群落根际土壤对紫茎泽兰与本地植物香茶菜生长的影响。结果表明:与未灭菌处理土壤相比,3种灭菌处理土壤均显著抑制了紫茎泽兰和香茶菜的生长;添加蛭石灭菌的土壤相对于未添加蛭石的灭菌土壤显著促进了2种植物的生长;灭菌土壤添加蛭石的情况下辐照灭菌土壤的两种植物的生物量显著地高于干热灭菌和湿热灭菌土壤两种植物的生物量,其中辐照灭菌下紫茎泽兰的生物量分别比干热灭菌和湿热灭菌条件下增加30.8%和66.5%,香茶菜生物量分别显著增加109.5%和63.4%。辐照灭菌土壤添加蛭石的处理方式最接近真实地反映土壤微生物对植物生长的反馈效应。进一步进行辐照灭菌土壤添加蛭石处理与未灭菌土壤添加蛭石处理的紫茎泽兰与香茶菜混种的盆栽试验,结果显示,土壤微生物显著增强了紫茎泽兰对香茶菜的竞争优势,相对竞争优势度增加16.0%,说明土壤微生物在紫茎泽兰竞争排斥本地植物的入侵过程中具有正反馈偏利调节作用     

微生物解磷的研究进展

综述了具有解磷能力的微生物在不同土壤、作物根际中的数量及种群分布 ,评价了不同微生物的解磷能力 ,探讨了微生物的解磷机制 ,还讨论了解磷菌对作物生长发育的影响以及实际应用效果     

土壤水分反演的特征变量选择研究综述

土壤水分是水、能量和生物地球化学循环中不可忽略的组成部分,土壤水分信息对水资源管理、农业生产以及气候变化等相关研究有着重要意义。基于遥感数据的土壤水分反演算法是获取土壤水分信息的重要手段,通过对影响土壤水分反演的因素进行梳理,将影响因素抽象为包括土壤特征,植被特征,以及气象特征在内的特征变量,并以此为主线对土壤水分的反演研究进行回顾与梳理。分析了利用不同特征变量反演土壤水分时存在的问题和发展趋势,指出土壤水分反演过程中存在特征变量理论研究不足、综合应用不深的问题,强调耦合使用各类特征变量以提高水分反演精度是未来的研究热点。     

基于被动采样技术的砷有效性和界面过程研究:进展与展望

全球诸多区域均发现由于人类活动或者地质因素造成的砷污染问题,严重威胁区域生态安全和人体健康.对大尺度下砷风险有效控制,需要准确评价砷在不同介质间的界面行为.砷的迁移转化受到化学和微生物调控,从而在土水和根际等典型环境界面上,具有在毫微米尺度下形态变化剧烈的特点.传统的以破坏性取样加实验室分析为主的主动采样技术难以胜任对...     

Microenvironments of soil microorganisms

Summary Ultrastructural studies of soil micro-organisms and the microenvironments surrounding them are reviewed. Soil microfauna, and bacteria, actinomycetes and fungi, fixed and embedded in situ, were examined by electron microscopy (both transmission and scanning). In some cases ultrastructural histochemistry was used to detect and identify the organic matter with which microorganisms were associated and to examine the polymeric microbial materials (enzymes, extracellular polysaccharides) they produced. Although some small organisms (0.3 m diameter) occurred singly in dense fabrics of clay or humified organic matter, larger bacteria occurred in rhizospheres, in small colonies in the larger micropores or associated with substantial deposits of organic matter (faecal pellets, carbohydrate-rich plant cell-wall debris). Whereas rhizospheres had mixed microbial populations, individual microvoids in the bulk soil usually contained only one type of micro-organism. Following chloroform treatment, microorganisms were found only in mucigel deposits or deep in the interiors of micropores, suggesting that these constitute protected sites where microorganisms survive temporarily adverse conditions. Soil microfauna and fungi were mainly confined to the larger voids. Although some live hyphae occurred in the outer regions of aggregates, hyphae deep within soil fabrics were usually devoid of cytoplasmic organelles. Faecal pellets, plant tissues and cell-wall remnants comprised the most frequent, larger organic masses, while the most common micron- and submicron-sized organic matter consisted of fibrous or amorphous humified matter. Unequivocal detection of enzymes was limited to the surface of microorganisms.     

乙草胺对土壤微生物数量及土壤呼吸的影响

通过室内瓶培养试验,研究了不同浓度(0.3、3、30μgkg-1干土)乙草胺对土壤呼吸、土壤细菌、放线菌和真菌数量的影响,结果表明乙草胺在培养初期促进土壤呼吸强度,之后土壤呼吸强度恢复到对照水平,甚至有降低的趋势;对细菌数量有先增长后抑制的趋势;对放线菌数量具有促进-抑制-恢复的趋势;对土壤真菌数量具有先抑制-恢复-促进的趋势。其研究结果为合理施用乙草胺提供理论依据。     

Changes in plant community structure and soil biota along soil nitrate gradients in two deciduous forests

Anthropogenic nitrogen (N) deposition is a serious threat to biodiversity and the functioning of many ecosystems, particularly so in N-limited systems, such as many forests. Here we evaluate the associations between soil nitrate and changes in plant community structure and soil biota along nitrate gradients from croplands into closed forests. Specifically, we studied the composition of the understory plant and earthworm communities as well as soil microbial properties in two deciduous forests (Echinger Lohe (EL) and Wippenhauser Forst (WF)) near Munich, Germany, which directly border on fertilized agricultural fields. Environmental variables, like photosynthetically active radiation, distance to the edge and soil pH were also determined and used as co-variates. In both forests we found a decrease in understory plant coverage with increasing soil nitrate concentrations. Moreover, earthworm biomass increased with soil nitrate concentration, but this increase was more pronounced in EL than in WF. Soil microbial growth after addition of a nitrogen source increased significantly with soil nitrate concentrations in WF, indicating changes in the composition of the soil microbial community, although there was no significant effect in EL. In addition, we found changes in earthworm community composition along the soil nitrate gradient in WF. Taken together, the composition and functioning of forest soil communities and understory plant cover changed significantly along soil nitrate gradients leading away from fertilized agricultural fields. Inconsistent patterns between the two forests however suggest that predicting the consequences of N deposition may be complicated due to context-dependent responses of soil organisms.     

分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景

分形理论的提出对于定量描述复杂的、高度不规则的系统特征与机理提供了方法.本文从土壤腐殖质、土壤微生物、土壤团聚体等方面回顾了分形理论在土壤肥力研究中的主要结果:土壤腐殖质胶体在不同条件下形成不同分形特征的聚合物;同一种微生物可能形成具有不同分形特征的结构;土壤中的有机无机胶体在不同条件下凝聚成不同的团聚体,从而形成不同的土壤结构并对其肥力功能产生影响.我们认为分形理论在探索土壤的形成过程和肥力功能上将具有重要的应用前景:如团粒结构体的形成可能是由土壤胶体分形凝聚而成;土壤中的活性有机质有逐渐老化的现象,可能和腐殖质胶体由结构疏松的分形结构向普通团聚体过渡的过程有关;土壤微生物在不同微环境下具有不同的分形特征,可以推测在各种土壤过程(包括物理、化学以及生物化学过程)中它们的功能也可能是不一样的.此外,土壤结构的开放程度决定孔隙、水分以及空气的分布,从而决定了微生物的生存空间.所以土壤结构体对微生物空间分布的影响也是将来该领域值得研究的内容之一.     

土壤生物的生态学研究

土壤生物是土壤圈的核心组分,对土壤的矿质营养循环起推动作用。土壤中食物资源的质量状况影响着各生物类群的数量动态和分布,归根结底是由田间管理措施改变了土壤的结构、营养和生物条件引起的。反过来,生物类群的结构和数量变动以及分布特点又可以反映土壤的状况及可持续性。本文逐次对土壤微生物、原生动物、线虫及小型节肢动物的生态学研究作了概述,并分析比较了各生物类群在土壤生态系统中的功能作用。     

多环芳烃污染土壤生物联合强化修复研究进展

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是广泛存在于环境中的一类有毒有机污染物。在PAHs污染土壤修复领域中,运用一些生物化学的方式来强化生物联合修复技术可以有效缩短生物修复的时间,大大提高修复效率,最具发展前景和应用价值。本文主要以植物-微生物、植物-微生物-土壤动物两种生物联合修复方式为对象,结合各自的特点、机理和实例,推断了其修复机制的内在原因,总结了影响土壤中PAHs降解效率的主要因素(包括:PAHs的浓度水平、根系分泌物的种类、外源添加降解菌和土壤动物的数量和种类、菌属或土壤动物之间的种间竞争和部分环境因素等);同时通过综述近年来国内外强化生物联合修复PAHs污染土壤的技术原理、应用成果和存在的一些问题,指出了不同情况下制约PAHs强化降解进程的潜在限制因子(包括:表面活性剂和固定化微生物的添加量、不同表面活性剂的适度混合、载体材料的性质、固定化方式的选取、土壤养分和水分含量等);并强调在进行强化修复的过程中,要注重现场应用和安全性评价,为多环芳烃污染土壤的生物联合强化修复研究提供了理论依据和技术参考。     

施肥对日光温室土壤微生物与酶活性变化的影响

在日光温室内,采用田间试验的方法,研究不同施肥处理对西红柿土壤酶活性和土壤微生物数量的影响。结果表明:施有机肥、化肥、有机肥 叶面肥处理土壤磷酸酶活性增加,施化肥 叶面肥处理比施化肥处理土壤磷酸酶活性增加;施有机肥处理土壤脲酶活性增强;施化肥 叶面肥处理土壤磷酸酶活性比施有机肥 叶面肥处理降低;施肥对蔗糖酶和过氧化氢酶活性的影响较小。施有机肥处理土壤细菌、真菌和放线菌数量增加,施化肥处理土壤细菌数量降低,土壤真菌和放线菌数量增加。