重金属污染条件下生物质炭对土壤微生物群落结构及多样性的影响

为了探究生物质炭在重金属污染土壤中的影响及作用机制。本文基于前人的研究成果,概述了生物质炭的特性以及它与重金属、土壤微生物三者之间相互作用的关系。从土壤微生物生物量、活性、群落结构及多样性三个角度入手介绍土壤微生物的重金属胁迫效应及生物质炭相应的有益保护效应,着重分析了生物质炭对土壤微生物群落结构及多样性的影响。最后对该领域未来的研究进行展望,以期为日后生物质炭在重金属污染土壤中的科学应用提供一个微生态的新思路。     

生物质炭对土壤团聚体微域环境及重金属污染的作用研究

生物质炭作为一种优质的土壤改良剂,由于其实现了资源的可循环利用且在农业及生态领域中有着巨大的应用价值和现实意义,因而近年来受到国内外学者的普遍关注。笔者综述了生物质炭在土壤重金属污染方面的修复作用,并从生物质炭对土壤团聚体微域环境的阳离子交换量、养分及微生物等方面的改善及影响入手,探索了生物质炭对土壤重金属污染的修复机制,研究结果表明生物质炭对土壤重金属形态及生物有效性有显著的固定及改善作用。旨在为该领域未来的研究提出展望和建议,以期为生物质炭的发展动向提供参考。     

生物炭对盐碱地土壤微生物活性和桔梗生长的影响

为了揭示原始生物炭和磷酸改性生物炭对对盐碱地土壤的修复作用及对桔梗(Platycodon grandiflorus)生长的影响。本研究分别使用原始生物炭(1%, 2%, 3%)和磷酸改性生物炭(1%, 2%, 3%)处理盐碱地土壤种植的桔梗。分别检测了不同处理组的土壤理化性质、微生物群落功能多样性、酶活性和桔梗农艺性状。结果显示,原始生物炭和磷酸改性生物炭均降低了盐碱地土壤pH值,提高了土壤养分、微生物群落功能多样性、酶活性,促进了盐碱地土壤中的桔梗生长。与原始生物炭相比,磷酸改性生物炭对盐碱地土壤pH值的降低作用更明显,土壤有效磷含量、微生物群落功能多样性和酶活性更高,因此更能促进盐碱地土壤中桔梗的生长。磷酸改性生物炭可能是一种提高桔梗耐盐性和修复盐碱地土壤的改良剂,具有较高的研究价值。     

不同强化处理措施对铜污染土壤微生物多样性的影响

通过探究不同强化处理措施对铜污染土壤微生物多样性的影响,以期为解释土壤微生物影响植物吸收累积重金属的机理以及提高植物-微生物联合修复重金属污染效率提供了基础数据和参考。研究采用田间小区试验,基于高通量测序技术对不同强化处理措施下的土壤微生物进行16SrDNA测序,揭示其微生物群落组成和差异。结果表明：5种处理下微生物群落共覆盖42个门,145个纲,359个目,562个科,1060个属,2290个种。在门水平上,不同处理土壤微生物群落组成较为相似,优势物种相同,丰度较大的门类为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门。在OTU水平上,不同处理土壤微生物群落组成具有显著差异,对微生物群落影响排序为：铜胁迫>螯合剂>有机物覆盖;不同处理出现了特异物种,空白对照和其他处理差异性最大,铜胁迫处理和有机物覆盖处理土壤微生物群落组成最为相近。铜胁迫均增加了土壤微生物群落的丰富度;螯合剂处理下土壤微生物群落的多样性和丰富度均最大,且群落多样性和有机物覆盖处理的差异达到了显著水平。     

有机肥对土壤微生物群落特征影响的研究进展

土壤微生物是评价土壤健康的关键指标，农业生产中，施肥提高土壤肥力和粮食产量的同时也深刻地改变着土壤微生物的生存环境。在农业生产发展和推广有机肥的基本政策下，研究有机肥料对土壤微生物的影响有利于全面、客观评价有机肥对土壤健康的意义。中国自20世纪70、80年代，布局了一批长期定位施肥试验，基于这些研究结果，对土壤微生物研究发展变化趋势及环境影响因素进行研究，阐述了有机肥在提高土壤微生物生物量和构建群落结构方面的积极效应，探讨了有机培肥对土壤微生物群落功能多样性的影响。总的来说，有机肥改变土壤微生物群落多样性和碳源利用特征，提高土壤细菌真菌比，增加古菌、固氮微生物和氨氧化微生物等功能微生物菌群丰度，抑制土壤病原菌的活性，从而起到提高土壤碳氮代谢活性和维护土壤健康的作用。有机肥构建土壤微生物群落结构的途径主要是引起土壤pH、养分含量、团聚结构、酶的活性等理化性质的改变，以及自身携带的外源微生物、抗生素、重金属等对土壤微生物群落特征的影响。施用有机肥时应综合考虑土壤条件、作物类型和肥料种类等因素。今后，可以通过新的生物技术深入挖掘微生物功能特性及作用机制，同时开发安全高效的新型微生物肥料，充分发挥微生物在农业绿色发展中的作用。此外，还要重视土壤健康微生物指标的开发和验证，深入开展土壤健康评价体系研究。     

景观观赏性植物向日葵生物炭栽培与盐碱地土壤微生物的关系

本研究针对景观观赏性植物向日葵在添加了普通生物炭与H₃PO₄改性生物炭的盐碱地土壤中的生长表现进行了深入探讨,同时研究了生物炭对土壤的理化特性、微生物群落多样性及酶活性的影响。实验在盐碱地土壤中添加不同浓度的普通生物炭(1%, 2%, 3%)和H₃PO₄改性生物炭(1%, 2%, 3%),之后在该地种植向日葵。播种后15 d记录萌发率,45 d时,进一步检测了植物的农艺性状、叶绿素含量、Na⁺和K⁺含量,以及土壤的理化性质、微生物群落功能多样性和酶活性。实验结果表明：普通生物炭和H₃PO₄改性生物炭均有效提高了向日葵的出苗率,增强了植株高度、叶面积、地上与地下的干物质质量,增加了叶绿素含量,同时降低了Na⁺含量并提高了K⁺含量。此外,这两种生物炭都成功降低了土壤的pH值,并增强了土壤养分、微生物群落功能多样性及酶活性。比较两者发现,H₃PO     

AM真菌对污染土壤细菌群落与土壤因子的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌具有修复重金属和有机物污染土壤的潜力。随着工业化和农业生产的发展，AM真菌联合植物修复逐渐成为修复污染土壤的可行策略，并且对污染土壤细菌群落产生一定的影响。本文首先总结了重金属和有机污染物对土壤细菌群落和土壤因子的影响，并重点阐述了利用AM真菌修复重金属和有机物污染土壤的过程中，土壤细菌群落的多样性、组成与土壤因子的响应特征。本文旨在为今后污染土壤修复效果与土壤健康评价提供理论依据与科学支撑。     

生物炭对土壤微生物影响的研究进展

生物炭的施用改变了土壤的理化性质，刺激了土壤微生物的活动，从而影响土壤质量和植物生长。通过研究生物炭对土壤微生物的影响，可以更好地理解生物炭与土壤以及植物之间的相互作用具有重要的意义。然而，生物炭对土壤特性的研究比较多，但对土壤微生物的研究比较少。本文主要从以下几个方面进行相关介绍：（1）生物炭施用对土壤理化性质的影响；（2）生物炭施用对土壤微生物生长的影响；（3）生物炭施用对土壤微生物群落多样性的影响；（4）生物炭施用对土壤微生物酶活性、微生物活性和生态功能的影响。主要论述了生物炭对土壤微生物的研究进展，并对其应用前景进行了预测，为中国农田生态系统的建设和发展奠定了基础。     

生物质炭与氮肥配施对植烟土壤微生物量碳、氮和碳氮比的影响

旨在深入研究和开发利用生物质炭对植烟土壤改良及对提高烟叶品质的影响。以牡丹江地区暗棕土为研究对象,设置了生物质炭与氮肥配施不同梯度水平的试验,测定了生物质炭施加到植烟土壤3个关键时期的土壤微生物量碳、氮和C/N。结果表明:和对照相比,生物质炭和氮肥配施在烟株生长的3个关键期显著提高了土壤微生物量碳,最大提高幅度分别为63.25%、58.00%、69.81%,3个时期最大土壤微生物量氮分别是对照的2.29倍、2.79倍、2.01倍。生物质炭和氮肥配施土壤微生物C/N有不同程度的降低,3个时期降低幅度分别为24.06%~28.90%、29.37%~43.47%、20.64%~34.44%,其中1200 kg/hm~2生物质炭和5.5 kg/hm~2氮肥配施对土壤碳氮比降低效果比较明显。由此可知,通过生物质炭和氮肥配施可以有效地提高植烟土壤中土壤微生物量碳、微生物量氮及土壤中氮素生物活性。     

不同制炭材料与温度对水稻生长发育影响

旨在找到适合南通地区秸秆生物质炭还田的最适条件。在南通科技职业学院试验基地，设7 组不同处理CK、3SD、4SD、5SD、3YM、4YM、5YM。测定生物质炭施用后稻田土壤的物理性状、养分含量、酶活性以及微生物群落结构的变化状况，采用水稻产量以及多指标的冗余分析评价不同制炭条件与生物质炭施用量对水稻生长发育的影响。结果表明，5SD 与5YM均能使水稻增产，分别为28.01%和29.86%，5SD对水稻增产效果更高；在成熟时期5SD与CK相比，对水稻生物量具有增产的效果增幅为65.99%；对稻田土壤微生物总量具有增幅效果为243.90%。而稻田土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤酶脲活性、土壤蔗糖酶活性均会降低，降幅为-41.01%、-82.78%、-48.92%、-57.29%。在本实验条件下施加500℃、水稻秸秆制成的生物炭对水稻的增产效果最好，而且还能改善土壤理化性质以及土壤酶活性。     

生物质炭配施有机肥对旱地红壤酶活性及其微生物群落组成的影响

研究生物质炭配施有机肥对旱地的土壤养分的影响,可为旱地农作物的土壤改良提供理论依据。针对中亚热带第四纪红黏土发育的旱地红壤,本研究通过室内培养试验,向土壤中施用生物质炭配施有机肥,探索土壤微生物生物量碳和氮(MBC、MBN)、酶活性（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶）和微生物群落组成的变化。试验共设置5种处理,分别为对照(CK,0 g/kg)、水稻生物质炭配施有机肥(RM,50 g/kg)、玉米生物质炭配施有机肥(CM,50 g/kg)、小麦生物质炭配施有机肥(WM,50 g/kg)和单施有机肥(M,40 g/kg)。为尽量消除误差,试验数据采用归一化处理,即实测值减CK值后除以各处理所添加的C、N量。结果表明：生物质炭配施有机肥(RM、CM、WM)处理均显著降低了旱地红壤MBC、MBN含量、脲酶活性和总PLFAs量,以WM处理的降幅最大,降幅分别是单施有机肥（M处理）的33.89%、69.03%、47.62%和23.30%;RM处理显著提高了蔗糖酶和过氧化氢酶活性,升幅分别是M处理的91.49%和28.94%。相比单施有机肥,生物质炭配施有机肥降低了土壤总PLFAs含量（平均为-16.89%）、真菌PLFA (-38.17%)、土壤真菌PLFA/细菌PLFA比值(F/B)(-40.63%)和土壤革兰氏阴性菌PLFA/革兰氏阳性菌PLFA比值(G^-/G⁺)(-4.3%),而提高了土壤细菌PLFA (+5.18%)、Shannon-Wiener多样性指数(+0.38%)和土壤细菌压力指数(BSI,+11%)。主成分分析表明RM处理与其他处理之间差异较大。综之,不同物料生物质炭配施有机肥引起土壤微生物量、酶活性和微生物群落组成的变化差异较大,其中影响最大的是水稻生物质炭配施有机肥处理,可为温室气体减排提供参考。     

有机肥配施生物质炭对土壤肥力性状与蔬菜生长的影响

为探讨科学施用生物质炭的方法，该研究采用盆栽方法比较了施用等质量生物质炭、有机肥和生物质炭与有机肥配合对土壤肥力性状和蔬菜生长的影响,试验设对照(不施有机肥和生物质炭)、单施生物质炭、生物质炭与有机肥配合施用及单施有机肥等4个处理。结果表明,与对照相比,单施生物质炭对增加土壤有机碳的固定和降低土壤酸度的作用大于生物质炭与有机肥配合施用,生物质炭与有机肥配合施用对增加土壤水稳定性团聚体、CEC、总氮、矿物氮、有效铁、有效锰、有效钼、易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳含量,及改善土壤微生物区系与土壤酶活性要优于单施生物质炭的处理；在影响土壤容重、有效钾、有效磷、有效钙、有效硅、有效镁、有效锌和有效铜等肥力性状方面二者基本相似。生物质炭与有机肥配合施用的蔬菜产量略高于单施生物质炭的处理。总体上,生物质炭与有机肥配合施用对改善土壤肥力性状与促进蔬菜生长的效果好于单施生物质炭。     

绿肥套作对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响

以Biolog技术研究了套作绿肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,为绿肥与烟草套作栽培模式的应用提供理论依据,结果表明:团棵期和成熟期表征土壤微生物碳代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)均为套作草木犀套作黑麦草对照,说明套作绿肥对土壤微生物利用碳源的能力影响显著。土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为套作草木犀套作黑麦草对照,且套作草木犀的土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为最大值,说明套作绿肥影响了植烟土壤的微生物群落结构,提高了植烟土壤微生物群落多样性。不同碳源的代谢强度分析表明,不同绿肥及不同生长时期土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用程度明显高于氨/胺类、其他化合物类和聚合物类碳源。主成分分析表明,套作绿肥及不同生长期植烟土壤的微生物群落功能多样性具有明显的差异,糖类、其他化合物类和羧酸类对微生物碳代谢差异起主要作用。套作绿肥增强了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了植烟土壤的微生物群落结构和群落功能多样性,并且套作草木犀的效果更为明显。     

生物质炭的土壤效应研究综述

研究旨在探讨生物质炭添加到土壤中后对土壤理化性质、土壤菌根真菌以及植物的影响,为改善土壤性质提供有效途径。基于国内外对生物质炭的研究成果,本文主要对生物质炭的土壤效应进行研究,系统阐述了生物质炭的作用及添加到土壤后存在的问题,并分析了土壤理化性质、土壤菌根真菌、植物对添加生物质炭的反应,研究结果表明：生物质炭含碳量高,呈碱性,具多微孔结构,比表面积大,表面具丰富官能团,阳离子交换能力强,添加到土壤之后可以增加土壤容重和土壤持水量,提高土壤孔隙度,改变土壤团聚体分布,提高土壤的pH值,增加土壤有机质的含量并减少土壤养分的淋溶,使得土壤理化性质得到改变同时对土壤菌根真菌的生长和定殖有促进作用,并间接影响植物生长发育。生物质炭作为一种古老而新型的生物质材料,在改善土壤结构,促进植物生长等方面均有优越表现,充分了解和认识生物质炭的特性,使生物质炭在营造绿色可持续发展生态环境任务中大显身手。     

有机肥配施生物质炭对土壤肥力与蔬菜生长的影响

为探讨科学施用生物质炭的方法,采用盆栽方法比较施用等质量生物质炭、有机肥和生物质炭与有机肥配合对土壤肥力性状和蔬菜生长的影响,试验设对照(不施有机肥和生物质炭)、单施生物质炭、生物质炭与有机肥配合施用及单施有机肥4个处理。结果表明,与对照相比,单施生物质炭对增加土壤有机碳的固定和降低土壤酸度的作用大于生物质炭与有机肥配合施用,生物质炭与有机肥配合施用对增加土壤水稳定性团聚体、CEC、总氮、矿物氮、有效铁、有效锰、有效钼、易氧化有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳含量,及改善土壤微生物区系与土壤酶活性要优于单施生物质炭的处理;在影响土壤容重、有效钾、有效磷、有效钙、有效硅、有效镁、有效锌和有效铜等肥力性状方面两者基本相似。生物质炭与有机肥配合施用的蔬菜产量略高于单施生物质炭的处理。总体上,生物质炭与有机肥配合施用对改善土壤肥力性状与促进蔬菜生长的效果好于单施生物质炭。     

16S rDNA扩增子测序揭示长期定位秸秆还田对土壤细菌群落的影响

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系,利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验,采用16S r DNA扩增子测序技术,分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明,土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示,各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分,有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

我国农田土壤重金属污染危害研究

随着我国工业和农业快速发展,部分农田土壤中的重金属含量明显超标,生态系统中的生物和人类均受到了极大威胁。介绍了我国农田土壤中重金属污染的危害,阐述了农田土壤中的重金属对微生物、动物、植物和人类的毒性效应。     

植物对土壤微生物多样性的影响研究进展

土壤微生物是植物-土壤系统中比较活跃的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植被的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。本文通过植物类型、植物多样性、植物不同生长发育阶段、同一植物不同基因型、植物根系分泌物和外来植物入侵对土壤微生物多样性的影响分析,探讨植物和土壤微生物多样性之间的内在联系,为植物保护和农业可持续发展研究提供参考。     

引入豆科作物的轮作模式对设施蔬菜土壤微生物群落组成的影响

基于豆科作物养分减投的轮作模式有助于在保障高产的基础上实现农业面源污染防控,为了探讨引入豆科蔬菜的轮作模式对土壤微生物群落的影响,采集定位试验3种轮作模式:西红柿-甜瓜、豆角-甜瓜、西红柿-豆角土壤样品,利用MiSeq高通量测序分析不同轮作模式下土壤微生物多样性、群落组成和结构差异,并结合土壤性质等环境因子探讨影响设施...     

大宝山矿污染弃耕农田不同恢复植被下土壤动物群落结构及多样性

为了筛选重金属超富集植物提供土壤生态的科学依据,选取大宝山矿坝心区重金属污染弃耕农田上5种自然修复植物和1种人工栽培植物,采用干漏斗法（Tullgren法）进行6种植物根系下土壤动物群落结构及多样性调查与研究,共分离鉴定168只动物,分属2门7纲12目和4种幼体。结果表明,土壤强酸性和多金属（Cu、Cd、Zn）重度污染是导致弃耕农田动物群落结构简单,动物数量较少的主要原因,不同植被生长对根系下土壤动物的群落结构有一定影响,表现为乌毛蕨、类芦、小白菜、铺地黍4种植物根系下,土壤动物群落结构相对复杂,多样性指数较高,芦苇和斑茅的根系下土壤动物结构简单,多样性指数较低,无植物的裸露地下土壤动物结构最简单;不同植被的根系下土壤动物的群落结构有差别,表现为常见类群和稀有类群差别较大。