土壤微生物多样性及其影响因素

土壤微生物多样性,包括微生物类群多样性、群落结构多样性以及遗传多样性等。土壤微生物多样性对维持土壤生态系统稳定起重要作用,而且不同的土壤具有不同的土壤微生物群落。影响土壤微生物多样性的因素很多,主要可以分为自然因素和人为因素。     

盐城滨海湿地土壤微生物群落的季节变化特征

为探讨盐城滩涂湿地典型生境土壤微生物多样性与群落结构特征及其季节动态，选择盐城滩涂湿地淤泥质光滩、互花米草群落、藨草群落、盐地碱蓬群落、芦苇群落5种典型生境，通过16S rRNA高通量测序技术对不同季节0～<10 cm(表层)、10～<30 cm(中层)、30～60 cm(深层)的土壤微生物群落特征进行分析。研究发现，不同生境间，淤泥质光滩微生物多样性高于有植被覆盖的滩涂湿地，且土壤微生物群落结构与植物群落差异较大。不同植物群落间，互花米草群落和芦苇群落土壤微生物多样性较高，土壤微生物群落结构上，互花米草群落和藨草群落相似，芦苇群落和盐地碱蓬群落相似。不同季节间，表层土壤微生物多样性差异较大，中深层土壤差异较小。表中层土壤秋季土壤微生物多样性最高；深层土壤中，互花米草群落秋季最高，本土植物群落夏季最高。总体上，互花米草入侵改变了土壤微生物群落组成结构特征，不同季节间土壤微生物多样性的季节变化规律也与本土植物群落存在一定差异。     

直流电场对根际土壤微生物群落的影响及其机理

电场作用下根际土壤微生物群落的变化与利用电场强化植物修复效率密切相关.利用改进的PCR-DGGE方法研究了不同电场条件下根际土壤微生物群落多样性和相似性的变化,分析了直流电场对土壤微生物群落的影响机理.结果表明,电场对根际土壤微生物群落的影响与电场条件有关,合适的电场条件有助于增加土壤微生物群落的多样性,但是电场形式、强度和施加方式不当则会使土壤微生物群落的多样性和结构受到明显影响.电场作用下土壤性质的变化、电场对土壤微生物的迁移作用和致死效应,以及微生物对环境压力的生理响应等是电场影响土壤微生物群落的主要机制.为了避免电场对根际土壤微生物的不利影响,利用电场强化植物修复时需要采用合适的电场条件.     

转基因作物影响土壤微生物群落多样性的研究

转基因技术在提高作物抗逆性、增加粮食产量方面贡献卓越的同时,对包括土壤微生物群落在内的土壤生态系统的风险评估一直存在争议。大多数研究表明,转基因作物的种植会引起土壤微生物群落多样性的变化,但其对土壤微生物群落多样性的影响程度、持续作用时间等都没有定论。综述了外源基因及其表达产物进入作物根际的方式与不同类型外源基因及其表达产物对土壤微生物群落多样性的影响;并对转基因作物影响土壤微生物群落的研究手段进行了讨论,提出了下一步的研究策略。     

畜禽粪肥添加及干湿交替强度对土壤微生物功能多样性的影响

水肥管理是农业土壤田间管理的重要措施,对农业土壤质量和生态稳定性具有重要的影响。以长期施用化肥的稻麦轮作低有机碳含量的犁底层土壤为供试土壤,通过设置添加畜禽粪肥处理和干湿交替强度处理的室内培养实验,研究水肥管理对土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,添加畜禽粪肥显著提高了土壤微生物群落对碳源的利用能力,添加鸡粪肥和猪粪肥处理土壤总AWCD值分别为空白对照的4.5倍和5.9 倍;土壤微生物群落丰富度指数、辛普森指数和香农指数均显著高于对照。干湿交替强度对微生物群落功能多样性也产生了明显影响,表现出对土壤微生物群落功能多样性的激发作用,其中强干湿交替最为明显。因子分析、对应分析和聚类分析结果表明,添加畜禽粪肥是土壤微生物群落功能多样性变化的主控因子,而干湿交替胁迫是第二控制因子。综合分析结果表明,添加畜禽粪肥和干湿交替主要是通过改变土壤中碳水化合物和氨基酸类碳源等影响土壤微生物群落功能多样性。     

不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog-ECO技术对新垦农田不同作物种植模式下土壤微生物群落功能多样性进行了研究。结果表明:不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性均有很大影响。与6年连作小麦相比较,头3年连种大蒜再轮作小麦的土壤微生物对全部碳源的利用能力最强,生理代谢活性最高,在0~144h内其平均颜色变化率(AWCD)变化最显著,土壤微生物群落优势度、多样性指数及均匀度也相对较高,说明该种作物种植模式对土壤微生物群落结构和功能多样性影响最大,可有效改善土壤贫瘠状况。     

微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响

为明确微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响.对玉米农田土壤细菌的总DNA提取后,采用微生物多样性测序技术对玉米农田土壤细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了2种微生物菌剂拌土后玉米农田土壤细菌群落多样性和结构特征.微生物菌剂M1和M2拌土增加玉米农田土壤中全磷、硝态氮、有效磷和速效钾的含量;对玉米土壤细菌群落多样性有一定程度的影响,丰富度增加,多样性和均匀度降低,检测样本序列数量和细菌群落的OTU(operational taxonomic units)数量显著增加;对土壤细菌群落组成有影响,变形菌门(Proteobacteria)的丰度下降,放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度增加,优势菌属放线菌和芽孢杆菌的丰度增加;降低了土壤中引起人类疾病、参与细胞转化的微生物丰度,增加了参与代谢通路的微生物丰度.微生物菌剂拌土会影响玉米农田土壤细菌群落多样性和结构组成,改善土壤营养,增加有益微生物的丰度,进而改善玉米农田生态环境.     

地下煤火不同燃烧阶段上覆土壤微生物群落功能多样性

[目的]了解不同燃烧阶段地下煤火上覆土壤微生物群落功能多样性.[方法]利用BIOLOG指纹图谱方法,分析新疆吉木萨尔县境内不同燃烧阶段地下煤火风化期、氧化期、自燃期、全面燃烧期、硫磺析出期、芒硝析出期和熄灭期的上覆土壤微生物功能多样性.[结果]地下煤火不同燃烧阶段上覆土壤理化性质差异显著,自燃期硝态氮含量最高,熄灭期有机质含量最低;不同时期微生物群落碳源利用能力及多样性均低于对照;主成分分析表明,土壤微生物在31种碳源构建的二维体系分布差异明显,微生物群落结构在地下煤火发生发展过程中呈现动态变化;相关性分析显示,土壤pH是影响地下煤火上覆土壤微生物群落利用碳源差异的显著因素.[结论]地下煤火降低上覆土壤微生物群落功能多样性,不同燃烧阶段微生物群落功能多样性差异显著,这对地下煤火区生态恢复具有一定参考利用价值.     

污泥施用对土壤微生物群落结构多样性的影响

[目的]探明污泥土壤施用后土壤微生物群落的演变情况。[方法]采用磷脂脂肪酸图谱法(PLFA)对施污泥土壤微生物群落结构多样性进行了研究,并对土壤中提取的细菌PLFA进行了定性和定量分析。[结果]施用污泥后土壤微生物群落的PLFA组成比例发生了变化,说明采用PLFA法能够检测污泥施用对土壤微生物区系结构的影响。对施污泥土壤微生物PLFA数据的聚类分析结果表明,污泥来源与处理方式均是引起土壤微生物群落结构变化的因素,这与污泥施用增加了土壤中重金属的含量及土壤有机碳、pH、EC等基本性质的变化有关。[结论]土壤微生物群落结构多样性特征的变化在一定程度上揭示了外源污染物胁迫下环境微生物种群作用机理。     

施肥模式对稻田土壤微生物影响的研究进展

综述了长期施肥条件下不同施肥模式对土壤微生物的生物量、酶活性、群落结构和多样性4个方面的影响,发现有机无机肥配合施用有利于维持和增加作物生长发育过程中土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤微生物群落结构多样性;同时,也探讨了利用现代分子生物学方法研究土壤微生物多样性的进展及其应用前景,其研究结果可为作物高效生产、养分高效利用及农田可持续发展等提供理论指导。     

Stereoscan electron microscopy of soil microorganisms

Details of the surface structure of microorganisms growing in soil and the complex topography of individual soil particles were observed with the Stereoscan electron microscope. Because it was not necessary to remove the microorganisms from the soil particles, it was possible to establish their occurrence in different microhabitats. This technique can provide useful ecological information about the soil microflora.     

微生物降解土工布袋内有机磷农药动力学研究

为探究微生物对土工布袋内底泥中有机磷农药(Organophosphorus pesticides,OPs)降解速率的影响,采用两类微生物混合菌剂:好氧菌群(不动杆菌属、芽孢杆菌属、酵母菌属)和厌氧菌群(产甲烷菌属、假单胞菌属、乳酸菌属),对土工布袋内的含有4种OPs的污染底泥进行降解试验研究。结果表明:污染底泥在土工布袋内的脱水效果显著,25 d后含水率分别降至3.81%(好氧菌群)和2.93%(厌氧菌群)。马拉硫磷、喹硫磷、二嗪磷和乐果在好氧菌群的作用下降解率分别为93.17%、93.78%、60.91%和78.11%,在厌氧菌群的作用下降解率分别为96.64%、92.13%、61.50%和83.34%。两类菌群对有机磷农药的降解过程均符合一级动力学方程,喹硫磷、二嗪磷和乐果的半衰期明显缩短至6.27、17.64、10.16 d(好氧菌群)和7.39、17.29、9.79 d(厌氧菌群)。4种OPs的量子化学参数为分子的最低空轨道能(E_(LUMO))、分子的最高占据轨道能(E_(HOMO))和两者的差值E_(GAP)(E_(GAP)=E_(LUMO)-E_(HOMO)),其计算结果提示,量子化学参数可能有助于从分子结构角度解释OPs在土工布袋内被微生物降解的难易程度。研究表明,好氧菌群和厌氧菌群对土工布袋内的OPs具有良好的降解效果。     

几种化学农药对阿维菌素的增效作用

室内试验结果表明，在阿维菌素中加入20％的化学农药作为增效剂，可不同程度地提高其对小菜蛾的毒力，其中以辛硫磷及杀虫双的增效作用最大，增效系数分别达4.07倍和4.20倍。田间药效试验结果表明阿维菌素与化学农药混用可以达到速效、增效的目的。     

土壤病原微生物检测技术研究进展

病原微生物如细菌、病毒、真菌等广泛存在于土壤环境中,其严重威胁着全球公共卫生安全。发展病原微生物快速检测技术,对于减少病原菌扩散传播、防控传染性疾病、维护生物安全具有重要意义。本文对病原微生物检测技术的最新研究进展进行了综述,包括显色培养技术、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱、分子生物学技术、拉曼光谱技术、流式细胞技术和生物传感器等,并对其原理、应用及优缺点进行了全面比较。最后,对病原微生物检测技术的未来发展提出展望,旨在促进土壤环境病原微生物的快速检测和生物风险防控。     

植物化感物质与土壤微生物的研究进展

近年来,植物化感物质作用途径研究逐渐受到关注.植物产生的化感物质大多数最终都将进人土壤,因而土壤微生态环境与植物化感作用密切相关.一方面通过土壤微生物对化感物质的活性、转化和在土壤中持久性影响探讨了土壤微生物对化感物质的作用;另一方面由化感物质对土壤微生物生长、活性、群落多样性的影响等方面探讨了化感物质对土壤微生物的影响.从两方面阐释了植物化感物质与土壤微生物的相互关系,以期为进一步探讨植物化感作用的机理及途径奠定基础.     

全氟辛酸铵盐对土壤呼吸强度和微生物数量的影响

【目的】研究全氟辛酸铵盐(PFOA)对土壤呼吸强度和微生物数量的影响,探究其对土壤的生态毒性。【方法】以采自不同地区的黄褐土、风沙土、土娄土、红壤为供试土样,采用室内模拟试验,在土壤中添加0,50,100,150,200,300,400 mg/kg PFOA,研究土壤呼吸强度和微生物(细菌、真菌、放线菌和芽孢杆菌)数量的变化。【结果】加入PFOA后,土壤呼吸强度有所减弱,但随PFOA含量的增加,土壤呼吸强度的变化规律并不明显;高含量PFOA会抑制土壤细菌数量;土壤芽孢杆菌和真菌受PFOA的影响不明显;PFOA对土壤放线菌数量有一定抑制作用,在供试土样中,除红壤外,PFOA含量与土壤放线菌数量间呈线性负相关,且其相关性达显著或极显著水平。【结论】放线菌可在一定程度上表征土壤PFOA污染的程度,土壤PFOA轻度和中度污染的临界质量浓度值分别为34和171 mg/kg。     

鱼腥草土壤养分与微生物特征分析

分析不同样地鱼腥草非根际和根际土壤的养分状况、微生物特性,以了解鱼腥草的土壤条件,提高栽培鱼腥草的品质。结果显示,不同样地鱼腥草非根际和根际土壤的养分、p H、酶活性、微生物生物量碳、氮,微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)以及其群落特征存在差异;鱼腥草根际土壤p H显著低于非根际土壤,而有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性,微生物生物量碳、氮,微生物总PLFAs含量,微生物群落的多样性和均匀度指数显著高于非根际土壤。微生物总PFLAs含量与碱解氮、有效磷、有机质、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶呈显著或极显著正相关;微生物生物量碳与有效磷和蔗糖酶呈显著极显著正相关;微生物生物量氮与有效磷、碱解氮、有机质和多酚氧化酶呈极显著正相关。结果表明,鱼腥草的广泛生长适应性,是鱼腥草的根系分泌物及其残体适合多种微生物生长繁殖,增强酶活性,促进土壤酶和微生物对有机质及氮、磷转化,提高土壤养分的有效性,改善根际土壤理化性质,有益鱼腥草适应不同的土壤条件。     

茶园土壤中拟除虫菊酯类农药残留检测

采用乙酸-乙腈溶液(体积比1∶99)超声提取,乙二胺-N-丙基硅烷和十八烷基硅烷键合硅胶吸附剂进行分散固相萃取净化,建立了气相色谱-电子捕获法(GC-ECD),用该方法检测了土壤中甲氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、氯菊酯、氟氯氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯7种拟除虫菊酯类农药残留。结果显示,7种拟除虫菊酯类农药在0.004~2.000 mg/L范围内农药浓度与峰面积线性关系良好;7种农药在0.01~0.50 mg/kg添加水平下,平均回收率为91.6%~100.3%,相对标准偏差为1.3%~9.8%,检出限为0.001 8~0.008 8 mg/kg,定量限为0.029 0~0.005 8 mg/kg。将该方法应用于16份茶园土壤样品中7种拟除虫菊酯类农药的残留测定,其中4份样品含有高效氯氟氰菊酯,含量为0.007 5~0.013 4 mg/kg,1份样品含有氟氯氰菊酯,含量为0.038 mg/kg。该方法操作简单、结果准确、溶剂用量少、分析成本低,可以满足土壤中拟除虫菊酯类农药的检测需要。     

4种农药对土壤微生物呼吸及过氧化氢酶活性的影响

研究了甲基托布津、代森锰锌、杀灭菊酯、阿维菌素4种农药对土壤微生物呼吸及过氧化氢酶活性的影响,并对农药进行了安全性评价.4种农药对土壤过氧化氢酶都有不同程度的抑制作用,表现为抑制→激活→恢复3个阶段.浓度越高,抑制作用与激活效应越明显.4种农药对土壤微生物的呼吸作用,初期表现为轻微的激活,5 d后出现抑制作用,12 d后基本恢复正常,接近对照水平.通过安全性评价可知,供试农药对土壤微生物的危害都较小,为无毒害或无实际危害.     

世界桉树林土壤微生物研究综述

土壤微生物主要通过参与养分元素循环和能量流动等过程来影响桉树生长发育,在提高土壤肥力和生产力方面扮演着重要角色。桉树作为世界三大速生树种之一,种类多,抗逆性强,适应性广。由于生态系统的复杂性和土壤微生物学研究技术手段的限制,桉树林土壤微生物多样性和功能的研究较少,当前对桉树林土壤微生物群落特征的研究大多处于初级阶段。本研究系统综述了不同经营方式、林分类型和林分年龄条件下桉树林土壤微生物群落特征的变化规律及研究进展。与桉树天然林相比,桉树人工林土壤微生物数量一般较少。与桉树人工纯林相比,桉树混交林能提高土壤微生物数量、多样性和活性。桉树林土壤微生物数量一般随林龄的增长而增加,而外生菌根真菌与内生菌根真菌多样性随林龄的增长而下降。分析了土壤微生物参与桉树林土壤养分元素循环和重金属污染修复的作用机制,并对桉树林土壤微生物研究和分析方法及其应用进行了展望。可为维持桉树林土壤健康、促进林业绿色可持续发展提供科学指导。表1参94