基于Meta分析研究毛竹入侵致土壤pH提升及养分和微生物群落结构的变化

诸多研究发现毛竹入侵周围林分提高土壤pH，但未见统计性描述报道。为此，本研究将通过大数据分析证实此现象的普遍性以及探究伴随的土壤养分和微生物变化。本研究收录包含毛竹入侵有关土壤pH变化的42篇文献总计101组数据，采用整合分析方法（Meta-analysis）进行深入探讨。在研究土壤养分变化时，本文还结合了团队采集的12个毛竹入侵带的样地数据总计92个样品18组数据进行分析。结果表明，在所有的数据组中，84.9%的土壤在经过毛竹入侵后其pH有不同幅度的提升，说明毛竹入侵周围林分普遍提高土壤pH；土壤pH增加幅度随入侵阶段、毛竹纯林时间增加而增加，随土层深度增加而降低；入侵针叶林致土壤pH增加的幅度高于阔叶林。入侵的毛竹纯林与原生林相比，总体上显著降低（P<0.05）了土壤全氮（-15.9%）、硝态氮（-21.7%）、全碳（-2.0%），却增加（P<0.05）了土壤有效磷（+54.9%）、铵态氮（+14.7%）和碱解氮（+8.2%）。对27篇包含微生物数据的文献进行整合分析，结果表明毛竹入侵改变了微生物群落结构，增加（P<0.05）了放线菌门相对丰度（+25.86%），而降低（P<0.05）了酸杆菌门（-15.49%）、浮霉菌门（-26.66%）、拟杆菌门（-22.58%）的相对丰度。本研究通过Meta分析证明毛竹入侵周围林分提高土壤pH为普遍自然现象，结合土壤硝态氮和铵态氮指标的变化推测了导致土壤pH提升的可能机制，毛竹入侵提高了土壤细菌和真菌多样性，表明入侵对土壤微生物具有正反馈效应。     

酸性红壤上玉米不同部位固氮微生物群落丰度和组成特征

[目的]发挥微生物固氮功能可降低农田化学氮肥的投入,对于缓解土壤酸化具有重要意义.固氮微生物广泛存在于植物体的各个部位,了解酸性土壤上作物不同部位固氮微生物群落特征,为挖掘其功能潜力提供数据支撑和理论基础.[方法]选择性状差异较大的耐铝玉米品种先玉335和铝敏感品种Mo17为试验材料,在酸性红壤上种植1个月后,收集玉米...     

缙云山不同森林植被下土壤微生物群落结构特征研究

为了解缙云山国家自然保护区不同森林植被对表层土中微生物群落结构和丰度的影响,以缙云山4种森林植被(针叶林、常绿阔叶林、针-阔混交林和竹林)土壤为研究对象,采用克隆文库、末端限制性片段多态性分析(Terminal restriction fragment length polymorphism analysis,T-RFLP)和荧光定量PCR(qPCR)等分子技术,研究不同森林植被对细菌、真菌和古菌群落结构和丰度的影响。结果表明:1)在4种植被类型中,针叶林土壤中微生物的拷贝数均低于其他植被。细菌16S rDNA拷贝数在3种微生物中最高且受植被影响最为明显(P0.05)。微生物拷贝数与土壤理化性质的皮尔逊相关分析显示:细菌和古菌拷贝数分别与pH(r=0.607,P0.05)和含水量(r=-0.919,P0.01)显著相关。2)根据T-RFLP图谱,群落结构的α-多样性指数显示:真菌的群落结构多样性最高,而古菌最低且受植被变化影响最显著(P0.05)。非度量多维尺度分析(Non-metric multidimensional scaling,NMDS)和热图分析(Heatmapanalysis)均显示:在不同植被间,土壤微生物群落组成表现出显著差异(P0.05),其中针叶林土壤中细菌和真菌群落结构最独特;3)不同植被中土壤微生物均存在不同的优势种群。其中,竹林土壤中微生物优势种群最突出。4)冗余分析(Redundancy analysis,RDA)显示3种微生物的群落结构显著受pH、钾和磷元素的影响(P0.05)。在缙云山地区,植被类型的变化对土壤表层微生物的群落结构和丰度均有显著影响。以上研究有助于了解土壤微生物与森林生产力及其发展演替的关系,为天然林的保护和可持续经营提供科学依据。     

毛竹入侵杉木林对土壤真菌群落多样性的影响

为揭示凤阳山毛竹入侵杉木林后土壤真菌群落结构组成和多样性的变化,采用Illumina Miseq 测序技术,分析杉木纯林、毛竹纯林及毛竹入侵后的杉木林真菌群落结构特征。结果表明:3 种林型的土壤真菌类群为26 门60 纲113 属415 OTU,子囊菌门和担子菌门是绝对优势的两个菌门。两者的丰度占真菌总量80.80% ～ 83.92%,在3 种林型间均不存在显著差异。识别出的1% 以上的优势菌纲有8 个,为古根菌纲、伞菌纲、粪壳菌纲、锤舌菌纲、银耳纲、球囊菌纲、散囊菌纲和酵母菌纲。古根菌纲和伞菌纲占真菌总量的50.82% ～ 75.40%。古根菌纲在毛杉混交林的相对丰度显著高于毛竹纯林(P<0.05),与杉木纯林无显著差异。Archaeorhizomyces 为优势菌属(20.07% ～ 51.51%)且在毛杉混交林中最高、在毛竹纯林最低,毛杉混交林中全氮、碱解氮和速效钾含量均显著低于杉木纯林和毛竹纯林。土壤真菌优势菌属水平丰度与土壤环境因子的斯皮尔曼相关性分析表明,全磷与Meliniomyces、毛壳菌属、Hodophilus、瓶霉属、Heterocephalacria 呈显著正相关(P<0.05),与Wickerhamomyces 呈极显著正相关(P<0.01)。毛竹入侵杉木林后土壤理化性质变化显著,全磷、有效磷、pH、速效钾和碳磷比是影响土壤真菌群落结构的主要环境因子,研究结果可为控制毛竹扩张,维护生态稳定和多样性提供科学依据。     

农田土壤理化性质对土壤微生物群落的影响

农田土壤系统是陆地生态系统的重要组成部分,也是受人类影响最多的生态系统。土壤微生物参与调节大部分土壤生物化学过程,在土壤碳循环过程中发挥着不可替代的作用。农业措施的变化会改变土壤理化性质,而土壤理化性质的变化又影响着微生物的群落特征等。因此为深入探究土壤理化性质变化对土壤微生物群落的影响,简述了农田土壤物理性质(密度、孔隙、水分、温度)及化学性质(土壤pH、土壤有机质)对土壤微生物群落的影响,并且指出了目前研究存在的问题及未来的研究方向。     

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。     

阔叶林改种毛竹(Phyllostachys pubescens)后土壤固氮细菌 nifH 基因多样性的变化

【目的】毛竹是喜氮植物,土壤氮素水平对毛竹生长至关重要。生物固氮是土壤氮素的重要来源,因此,探索阔叶林改种毛竹后土壤固氮细菌和土壤氮素的变化具有重要意义。【方法】选择立地条件相近的毛竹林(100多年前由阔叶林改种而来)和阔叶林,每种林地在东北坡向位置随机选择4个10 m×10 m标准样地,每个标准样地选取5个采样点,分层采集0—20 cm(表层)和20—40 cm(次表层)土壤样品,分析了土壤pH、有机碳、碱解氮、有效磷、速效钾和含水量等常规理化性质; 采用引物对AQER和PolF,以土壤总DNA为模板扩增了固氮细菌功能基因(nifH )片段,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和实时荧光定量PCR(Real-time PCR),分析了固氮细菌群落结构、多样性以及丰度(nifH 基因拷贝数)变化; 通过基因克隆测序对土壤固氮细菌进行初步鉴定。【结果】阔叶林改种毛竹后土壤pH显著(P0.05)提高; 毛竹林土壤的含水量、碱解氮以及表层土壤的速效钾显著高于(P0.05)同层的阔叶林土壤,而有效磷则显著(P0.05)低于同层的阔叶林土壤。总体来说,阔叶林改种毛竹后土壤养分含量明显提高; 阔叶林土壤固氮细菌DGGE条带数以及多样性指数(Shannon-Wiener index)都高于毛竹林; 基于DGGE条带信息的聚类分析和主成分分析(PCA)结果表明,阔叶林和毛竹林区分为2个类群,而同一林分的不同土层之间差异较小; 实时荧光定量PCR结果显示,毛竹林土壤的固氮细菌 nifH 基因丰度显著(P0.05)高于阔叶林土壤; 通过克隆测序,14个阳性克隆分别属于2个不同的菌属,其中13个均为Bradyrhizobium,1个为Azohydromonas lata,条带序列与已知序列的相似度为93%~98%。【结论】阔叶林改种毛竹后土壤固氮细菌的种类减少,而功能基因丰度却明显增加; 土壤氮素水平明显提高,这可能是土壤固氮能力增强的结果。     

天目山银杏根区土壤固氮微生物群落沿海拔梯度的分布特征

土壤微生物多样性的海拔分布规律已被广泛研究，然而单一木本植物根区土壤固氮微生物的海拔分布特征尚不清楚。本研究采集了浙江省天目山308米至1236米海拔范围内的161棵野生银杏树的根区土壤，利用Illumina高通量测序研究了土壤固氮微生物的多样性、群落组成及其空间分布。结果表明：固氮微生物多样性（Shannon与Richness指数）随海拔高度增加而降低，群落异质性随海拔差值增大而增加。慢生根瘤菌属、根瘤菌属、疣微菌属等优势属的相对丰度与海拔显著正相关，而地杆菌属、固氮菌属、伯克霍尔德菌属等优势属的相对丰度与海拔显著负相关。进一步分析发现，固氮微生物多样性和群落组成与土壤N:P均呈最显著相关，上述优势属的相对丰度同样与土壤N:P有着极强的相关性。结构方程模型显示海拔可以直接或通过影响土壤N:P间接作用于固氮微生物多样性和群落组成。通过随机森林模型分别鉴定出与海拔、N:P紧密相关的物种，发现这两类物种具有较大比例（45%）的重合。综上，土壤N:P是天目山银杏根区土壤固氮微生物群落沿海拔分布的关键驱动因子，N:P的变化直接影响银杏固氮微生物群落。我们的发现从土壤微生物学角度为天目山野生银杏的保护提供了科学依据。     

氮肥对盐渍化枸杞园土壤微生物群落和氨氧化微生物丰度的影响

研究主要分析氮元素对宁夏平罗盐渍化枸杞园土壤中氨氧化微生物(氨氧化细菌和氨氧化古菌)的影响。实验共设八个处理:(1)C(不施氮肥,不施脱硫废弃物,原始荒地);(2)不施氮肥(N0);(3)施氮肥25 kg hm~(-2)(N25);(4)施氮肥50 kg hm~(-2)(N50);(5)施氮肥100kg hm~(-2)(N100);(6)施氮肥200 kg hm~(-2)(N200);(7)施氮肥400 kg hm~(-2)(N400);(8)施氮肥800 kg hm~(-2)(N800),在N0-N800处理施用脱硫废弃物3.72×104kg hm~(-2)。2011年8月采集0~20 cm土样。结果显示:脱硫废弃物和氮肥配合施加对土壤理化性质产生了显著影响;NO_3~--N和NH_4~+-N含量在施氮处理中相对于原始样地和不施氮处理组都有显著的升高,微生物生物量和细菌和氨氧化细菌多样性指数在施氮400 kg hm~(-2)达到最大值,施氮肥400 kg hm~(-2)是促进微生物量和群落多样性增加的最佳施用量。实时荧光定量PCR结果显示:氨氧化细菌(AOB)丰度在施氮肥400 kg hm~(-2)和800 kg hm~(-2)显著高于其它处理,脱硫废弃物和氮肥配合施用对AOB的丰度具有叠加效应。相关性分析表明:NH_4~+-N与总磷脂脂肪酸(PLFA)、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)、真菌/细菌(F/B)、微生物碳(MBC)、微生物氮(MBN)及16S r RNA基因拷贝数、AOB的基因拷贝数都显著相关。因此,铵态氮是该地区微生物群落可利用的有效氮素。     

不同年限毛竹-白及复合系统土壤微生物群落多样性特点

为了揭示毛竹-白及复合经营系统中植物-土壤间的互作关系,在安徽省广德市邱村镇选择3个不同套种年限(1、3和4年)的毛竹-白及复合林分为研究对象,采用Biolog-ECO微平板技术,结合主成分分析对培养72 h土壤微生物群落功能多样性及其碳代谢特征进行分析.结果 表明,毛竹-白及复合林分的土壤微生物碳源平均颜色变化率、S...     

Intensive management enhances mycorrhizal respiration but decreases free-living microbial respiration by affecting microbial abundance and community structure in Moso bamboo forest soils

Intensive management is known to markedly alter soil carbon (C) storage and turnover in Moso bamboo forests compared with extensive management. However, the effects of intensive management on soil respiration (R_S) components remain unclear. This study aimed to evaluate the changes in different R_S components (root, mycorrhizal, and free-living microorganism respiration) in Moso bamboo forests under extensive and intensive management practices. A 1-year in-situ microcosm experiment was conducted to quantify the R_S components in Moso bamboo forests under the two management practices using mesh screens of varying sizes. The results showed that the total R_S and its components exhibited similar seasonal variability between the two management practices. Compared with extensive management, intensive management significantly increased cumulative respiration from mycorrhizal fungi by 36.73%, while decreased cumulative respiration from free-living soil microorganisms by 8.97%. Moreover, the abundance of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) increased by 43.38%, but bacterial and fungal abundances decreased by 21.65% and 33.30%, respectively, under intensive management. Both management practices significantly changed the bacterial community composition, which could be mainly explained by soil pH and available potassium. Mycorrhizal fungi and intensive management affected the interrelationships between bacterial members. Structural equation modeling indicated that intensive management changed the cumulative R_S by elevating AMF abundance and lowering bacterial abundance. We concluded that intensive management reduced the microbial respiration-derived C loss, but increased mycorrhizal respiration-derived C loss.     

Long-term nitrogen fertilization alters microbial community structure and denitrifier abundance in the deep vadose zone

Purpose

The excessive use of nitrogen (N) fertilizer in intensive agriculture has increased nitrate leaching into groundwater, but its impacts on N transformation processes and the associated microbial communities in the deep vadose zone remain unclear.

Materials and methods

Soil samples from 0–1050 cm depth were collected from a 20-year field experiment with two N fertilization treatments: 0 (N0) and 600 kg N ha^?1 year^?1 (N600). Amplicon sequencing and quantitative PCR analyses were performed to profile the vertical distribution of soil microbial communities and denitrification genes.

Results and discussion

The soil microbial community structure and diversity were strongly influenced by soil depth and N fertilization. The 250 cm depth was identified as a threshold depth, as dramatically different microbial communities were found below and above this depth. Quantitative PCR results showed that the absolute abundance of denitrification genes decreased with increasing soil depth.

Conclusion

This study elucidated the profound effects of long-term N input on the composition and diversity of the microbial communities and the abundance of denitrifiers in the deep vadose zone. Our results provide basic information for use in mitigating nitrate leaching by enhancing microbial denitrification in deep vadose zones in intensive agricultural areas.

     

不同土壤改良剂对酸化土壤微生物群落结构的影响

酸化土壤中微生物多样性降低是土壤养分减少、土传病害高发、作物产量和品质降低的重要原因。施用碱性土壤改良剂是改善酸化土壤理化特性、减少土传病害发生、提高作物产量的有效手段。为了明确不同碱性土壤改良剂对土壤微生物群落结构及多样性的影响,通过盆栽试验比较施用生石灰（S1）及氨基酸生态肥（S2）和黄腐酸水溶肥（S3）对酸化土壤微生物群落结构的改良效果。结果表明,施用3种土壤改良剂后土壤细菌丰富度和多样性均降低,而真菌群落物种丰富度没有显著变化。改良后土壤的主导菌门与改良前相同,而主导菌属存在较大差异。Iamia、Peroneutypa为S1处理特有主导菌属,节核细菌属（Arthrobacter）、德巴利酵母属（Debaryomyces）、Paraphaeosphaeria为S2处理特有主导菌属。根霉菌属（Rhizopus）、裂褶菌属（Schizophyllum）为S3处理特有主导菌属。各改良土壤中,S1处理对细菌的筛选作用最强,S2处理对真菌群落的影响最大,而S3处理相对丰度增加的菌属最多。3种土壤改良剂均能够抑制有害土壤微生物的生长和定殖,但抑制机制可能存在差异。综上所述,3种土壤改良剂均能...     

不同年限毛竹林土壤固氮菌群落结构和丰度的演变

应用变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)和荧光定量PCR(real time fluorescent quantitative PCR,q PCR)方法研究了不同年限毛竹林土壤固氮菌群落结构和丰度的变化。结果表明:土壤p H、有机质、有效磷、速效钾和铵态氮含量在马尾松林改造成毛竹林5 a后明显提高,而后逐渐降低,并趋于稳定;土壤固氮菌多样性和nif H基因丰度也呈现相似的趋势。条带测序分析表明,毛竹林土壤固氮菌均为不可培养的固氮菌,与慢生根瘤菌(Bradyrhizobium sp.)具有较高的相似度。冗余分析结果表明,不同栽培年限毛竹林地土壤固氮菌群落组成发生了明显变化,长期栽培毛竹林引起的土壤养分变化对土壤固氮菌多样性具有重要影响。     

不同肥料对油茶林土壤氮素含量、 微生物群落及其功能的影响

【目的】氮素的转化、 吸收和利用是油茶生长和高产的关键要素。为了研究不同肥料对油茶林土壤氮素含量和相关微生物数量及其生物作用强度的影响,探讨不同肥料对土壤氮素养分循环及土壤微生物类群影响的内在联系,以期为油茶合理施肥提供理论依据和科学指导。【方法】以江西省九江市庐山区海会镇油茶基地赣无油茶无性系(Camellia oleifera Abel)为试验对象,设计油茶专用肥(ZYF)、 生物有机肥(YJF)、 复合肥(FHF)和不施肥(CK)4个处理,每个处理设3个重复样地。【结果】不同施肥处理油茶林土壤中全氮、 硝态氮和铵态氮含量均存在显著差异,全氮年平均含量ZYF＞FHF＞YJF＞CK,不同处理土壤全氮含量季节变化均为春季至秋季呈递增趋势,秋季达到最大值。铵态氮年平均含量为ZYF＞YJF＞FHF＞CK,硝态氮年平均量为ZYF＞FHF＞YJF＞CK,不同处理铵态氮和硝态氮季节动态变化均不一致。不同施肥处理氨化细菌数量间和亚硝化细菌数量间均存在显著差异,氨化细菌与亚硝化细菌年平均量均为YJF＞ZYF＞FHF＞CK。氨化细菌数量秋季最高,冬季最低,但亚硝化细菌数量季节变化不明显。氨化作用强度与硝化作用强度年平均量均为YJF＞ZYF＞FHF＞CK。不同处理氨化作用强度均为从春季到秋季呈递增趋势,之后递减,冬季达最小。不同处理硝化作用强度季节动态变化较为复杂。不同施肥处理油茶林土壤中铵态氮含量与土壤氨化细菌数量、 氨化作用强度显著相关(P0.01)。土壤硝态氮含量与土壤硝化细菌数量、 硝化作用强度显著相关(P0.01)。FHF、 YJF、 ZYF与CK相比,油茶单株平均产量分别增加了27.55%、 76.10%、 77.57%。【结论】施用复合肥、 油茶专用肥和生物有机肥对提高土壤氮素含量、 微生物群落数量及其生物作用强度以及油茶产量均有显著效果。尤其富含有机质和有益菌的生物有机肥和营养元素更全面的油茶专用肥的效果更佳。因此,在生产实践中应根据实际情况,因地制宜地在施用常规复合肥的同时,增加油茶专用肥和生物有机肥的应用。     

Experimentally induced effects of heavy metal on microbial activity and community structure of forest mor layers

This study compared the toxic effects of adding chromium (Cr), zinc (Zn), lead (Pb), molybdenum (Mo), nickel (Ni), and cadmium (Cd) at three dose levels to mor layer samples in laboratory experiments. Microbial activity in the form of soil respiration was monitored for 64 days. At the end of the experimental period, the composition of the soil microbial community structure was analysed by phospholipid fatty acid (PLFA) analysis. The metals added induced changes in the microbial community structure and affected respiration negatively, indicating toxicity. The microbial community structure (principal component analysis of the PLFA pattern) for all metals was significantly related to microbial activity (cumulative respiration), indicating intimate links between microbial community structure and activity. The most striking result in this study was that the shift in the microbial community because of metal stress was similar for all metals. Thus, the PLFA i16:0 increased most in relative abundance in metal-polluted soils, followed by other PLFAs indicative of Gram-positive bacteria (10Me16:0, 10Me17:0, 10Me18:0, a17:0 and br18:0). The PLFA 16:1ω5 was consistently negatively affected by metal stress, as were the PLFAs 18:1, 18:1ω7 and 19:1a. However, a significant separation between Cr- and Cd-polluted soils was observed in the response of the PLFA cy19:0, which decreased in abundance with Cr stress, and increased with Cd stress. Furthermore, the PLFA 18:2w6, indicating fungi, only increased with Cr and Zn stress. The effective doses of the metals, ranked with regard to background metal concentrations, decreased in the order: Zn > Cr > Pb > Mo > Ni > Cd. We concluded that interpretation of results of microbial activity from experiments of metal toxicity should include microbial structural patterns and background metal concentrations.     

蚯蚓粪与鼠李糖脂配施对小白菜和生菜产量、生长指标及品质的影响

为了探明蚯蚓粪配施鼠李糖脂对小白菜及生菜品质的影响,基于盆栽试验,研究了蚯蚓粪及其与鼠李糖脂（0.027%、0.054%和0.108%）配施处理对小白菜和生菜产量、生长指标和品质指标的影响。结果表明,蚯蚓粪与鼠李糖脂配施可以不同程度地提高小白菜及生菜品质,相比不施肥处理蚯蚓粪配施鼠李糖脂处理小白菜及生菜的产量、叶面积、可溶性糖、可溶性蛋白和可滴定酸均显著提高。蚯蚓粪配施鼠李糖脂处理小白菜和生菜产量、可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸及硝酸盐含量与蚯蚓粪处理无显著性差异。随着鼠李糖脂浓度的增大,蚯蚓粪配施鼠李糖脂处理的小白菜产量呈现下降趋势,未达到显著性差异。蚯蚓粪配施鼠李糖脂相比蚯蚓粪处理可显著提高小白菜游离氨基酸含量。综上,蚯蚓粪配施鼠李糖脂具有显著提高蔬菜产量的效果,蚯蚓粪配施鼠李糖脂与蚯蚓粪处理对蔬菜产量及品质方面的影响没有显著性差异,二者配施没有降低蚯蚓粪的肥效,说明蚯蚓粪与鼠李糖脂配施具有药肥开发的可行性。     

Soil microbial abundance and community structure vary with altitude and season in the coniferous forests,China

Purpose

Soil microbes control the bioelement cycles and energy transformation in forest ecosystems, and are sensitive to environmental change. As yet, the effects of altitude and season on soil microbes remain unknown. A 560 m vertical transitional zone was selected along an altitude gradient from 3023, 3298 and 3582 m, to determine the potential effects of seasonal freeze-thaw on soil microbial community.

Materials and methods

Soil samples were collected from the three elevations in the growing season (GS), onset of freezing period (FP), deeply frozen period (FPD), thawing period (TP), and later thawing period (TPL), respectively. Real-time qPCR and polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) were used to measure the abundance and structure of soil microbial community.

Results and discussion

The bacterial, archaeal, and fungal ribosomal DNA (rDNA) copy numbers decreased from GS to freezing stage (FP and FPD) and then increased in thawing stage (TP and TPL). Similarly, the diversity of microbial community varied with seasonal freeze-thaw processes. The diversity index (H) of the bacterial and archaeal communities decreased from GS to FP and then increased to TPL. The fungal community H index increased in the freezing process.

Conclusions

Our results suggested that abundance and structure of soil microbial community in the Tibetan coniferous forests varied by season and bacterial and archaeal communities respond more promptly to seasonal freeze-thaw processes relative to fungal community. This may have important implications for carbon and nutrient cycles in alpine forest ecosystems. Accordingly, future warming-induced changes in seasonal freeze-thaw patterns would affect soil nutrient cycles via altering soil microbial properties.

     

秸秆还田对黑土亚表层微生物群落结构的影响特征及原因分析

为明确切碎秸秆与秸秆颗粒对黑土亚表层土壤微生物群落结构的影响效应,从而评价不同秸秆还田方式对亚表层的培肥效果,该研究于2016—2018年在东北黑土区进行一次性玉米秸秆深埋还田试验,设置切碎秸秆低量(QS1)、切碎秸秆高量(QS5)、秸秆颗粒低量(KL1)与秸秆颗粒高量(KL5)4种秸秆还田处理,并与秸秆不还田(CK)进行对比,于每年玉米收获季对土壤理化指标及微生物菌群结构进行监测。结果表明,1)秸秆还田第1年,切碎秸秆处理显著提高土壤总磷脂脂肪酸含量及真菌摩尔百分数,其高量处理较CK最高增加71.0%和120.5%,而秸秆颗粒处理对细菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的摩尔百分数增幅更显著,其高量处理最高增加41.6%、29.7%和26.3%;还田第2年高量处理显著提高各菌群磷脂脂肪酸含量,且切碎高量处理的真菌摩尔百分数含量显著高于颗粒高量处理21.0%;还田第3年仅高量处理下的菌群结构有显著分异。2)还田初期切碎秸秆处理显著提高真菌:细菌比值,而低量还田则对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌比有提高,随还田时间的增加,高量还田比值提高更显著,利于长期维持生态系统稳定性。3)秸秆高量还田可显著改...