城市五种景观植物土壤微生物多样性研究

绿地为城市提供广泛的生态服务,绿地土壤微生物群落是其中的关键组成部分。为探究城市绿地土壤微生物多样性及其影响因素,通过16S rRNA基因的高通量测序对城市绿地5种常见景观植物土壤微生物进行分析,发现不同景观植物土壤微生物优势物种具有较高的一致性,以变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、粘球菌门为优势门。但其α多样性和β多样性根据景观植物不同表现出明显相异性。另外,各土壤中古菌趋同性极高,几乎都属于氨氧化古菌。微生物相互作用关系主要受土壤含水量、盐离子浓度和pH等因子的影响。     

菌肥对青稞根际土壤理化性质以及微生物群落的影响

应用化学分析、聚合酶链反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术和DNA测序技术,研究了西藏棕色砂壤土中微生物肥料不同施用量和施用期对青稞根际土壤理化性质和细菌群落多样性的影响。结果表明,施用谷特菌肥能显著提高土壤全氮、全磷、全钾、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的水平,如播前施用菌肥浓度750 ml hm-2的处理较不施用菌肥的处理上述指标分别提高13.32%、28.42%、16.20%、9.81%、21.36%、39.35%和30.48%,拔节期施用菌肥浓度2 250 ml hm-2的处理较不施用菌肥的处理分别提高7.25%、29.35%、18.04%、12.86%、15.90%、43.27%和53.99%。DGGE分析表明,相同施用方式中不同施用量土样中微生物的DGGE图谱相似。非加权组平均法(UPGMA)聚类分析将DGGE图谱分为2大类群。Shannon-Wiener指数表明,施用菌肥的土壤细菌多样性先增加后逐渐降低,播前以喷施谷特菌浓度750 ml hm-2时的细菌多样性最高;拔节期则以喷施谷特菌浓度2 250 ml hm-2处理的细菌多样性最高,且两种施用方式土壤养分的释放与Shannon指数的变化规律均为播前﹥拔节期。测序结果表明,不同施肥浓度土样微生物种群分布较为广泛,其中Actinobacteria纲细菌种类略多,少数菌种为未经培养菌种(Uncultured bacterium)。典型对应分析(CCA)表明,DGGE图谱条带分布与土壤理化性质密切相关,碱解氮、全磷和全氮是影响微生物群落的主要环境因子。研究结果表明,施用谷特菌肥可明显改善青稞根际土壤理化性状,提高土壤细菌多样性。     

若尔盖高原湿地植物群落结构特征与土壤微生物群落多样性

[目的]探究若尔盖高原湿地植物群落(乌拉苔草、木里苔草、花葶驴蹄草、藏嵩草)结构特征、土壤微生物群落多样性的长期变化特征及其二者之间的演化关系,为该地区的植被恢复和生态环境保护提供借鉴.[方法]结合室内样品分析,连续4 a(2016-2019年)观测了不同植物群落地上和地下各个指标的动态特征.[结果]①对于a多样性,2...     

基于BIOLOG指纹解析三种不同森林类型土壤细菌群落功能差异

土壤微生物是生态系统的重要组成部分,直接参与土壤碳氮循环及土壤有机质矿化过程,在生态系统中具有不可替代的作用[1].土壤微生物群落多样性反映了群落总体的动态变化,而微生物对不同碳源的利用能力很大程度上取决于微生物的种类和固有性质,因此分析土壤微生物对不同碳源利用能力能够在一定程度上反映土壤碳源转化和土壤微生物多样性情况.     

BIOLOG在土壤微生物群落功能多样性研究中的应用

微生物功能多样性信息对于明确不同环境中微生物群落的作用具有重要意义 ,而微生物群落的定量描述一直是微生物学家面临的最艰巨的任务之一。目前 ,以群落水平碳源利用类型为基础的BIOLOG氧化还原技术为研究土壤微生物群落功能多样性提供了一种简单、快速的方法 ,并得以广泛应用。但它仍然是一种以培养为基础的方法 ,显示的代谢多样性类型也不一定反映整个土壤微生物群落的功能多样性。因此 ,这种方法优点明显 ,缺陷也存在 ,并且在应用过程中还有很多关键的操作要点与技巧。本文综述了BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的原理、BIOLOG研究土壤微生物群落功能多样性的方法与技巧、应用过程中容易产生的问题及可能克服的办法 ,同时还提出了值得进一步研究的问题。旨在促进对BIOLOG测定土壤微生物群落功能多样性的了解 ,为正确运用这种方法开展土壤微生物群落功能多样性研究提供科学依据和理论指导。     

生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性和微生物量的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板法和氯仿熏蒸浸提法,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明:生物复混肥处理的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)和微生物群落丰富度指数(S)均最高;施用生物复混肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其是多酚化合物类和糖类;不同处理土壤微生物碳源利用特征有一定差异,生物复混肥在第1主成分上的得分值为正值,其他各处理在第1主成分上的得分值基本上为负值,起分异作用的主要碳源是糖类和羧酸类。在玉米生长期间各处理土壤微生物量大致呈先升高后逐渐平稳的趋势,且土壤微生物量碳、氮、磷的含量均以生物复混肥处理最高,最高值分别为333.21mg.kg 1、53.02 mg.kg 1和22.20 mg.kg 1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落丰富度和功能多样性,显著增加土壤微生物量碳、氮、磷的含量,有利于维持良好的土壤微生态环境。     

种植方式对玉米不同生长期土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨玉米不同种植方式下土壤微生物群落功能多样性的差异,进行田间定点试验,采用Biolog方法分别研究了4行轮作、4行连作、8行轮作和8行连作的种植方式对玉米种植前、拔节期、抽穗期和收获期土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:4种种植方式的土壤微生物均在种植前代谢活性最弱、功能多样性最低,在玉米抽穗期土壤微生物代谢活性最强,功能多样性最高。在种植玉米前,轮作的土壤微生物代谢活性和功能多样性高于连作,8行轮作和4行轮作土壤微生物的物种多样性指数分别比相应的连作高22.93%和11.42%;4行轮作的土壤微生物物种多样性指数比8行轮作低3.17%,而4行连作比8行连作高6.83%。在玉米拔节期、抽穗期及收获期连作土壤微生物功能多样性略高于轮作,且有4行连作大于8行连作的趋势,但差异均未达显著水平。种植前,4种种植模式的土壤微生物对6大类碳源的利用程度整体上都较低,降解碳水化合物类、羧酸类和聚合物类碳源的微生物是种植方式影响的主要土壤微生物类群;随着玉米的生长,土壤微生物对6大类碳源的利用都逐渐增强,玉米拔节期、抽穗期和收获期之间土壤微生物特征碳源没有较大差异,4种种植方式的土壤微生物对聚合物类碳源利用程度差异都不显著。PLS-EDA分析结果表明种植方式对土壤微生物产生较大影响,种植前8行轮作和4行连作的土壤微生物碳源利用模式具有相似性;种植玉米后4种种植方式的土壤微生物对碳源的利用模式存在较大差异,其中4行连作的土壤微生物在玉米拔节期和收获期对碳源的利用模式与其他3种种植方式差异最大。试验说明作物长期连作栽培会影响土壤微生物群落功能,降低土壤微生物物种多样性,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

重金属复合污染下土壤微生物群落功能多样性动力学特征

用碳素利用法对浙江省天台铅锌银尾矿区重金属复合污染土壤微生物群落功能多样性动力学特征进行了初步探讨。研究结果表明 ,矿区重金属复合污染降低了供试土壤的微生物群落代谢剖面 ,且群落代谢剖面值与培养时间之间呈非线性关系 ,其变化过程符合微生物种群生长动态模型 (S形 )。随着重金属复合污染程度的加剧 ,土壤微生物群落功能多样性动力学参数K和r值越低 ,参数s值所需的时间则越长。上述动力学参数与群落代谢剖面各自的主成分分析结果显示 ,微生物群落功能多样性的动力学参数K值和s值能够很好地区分矿区土壤重金属污染程度 ,并且其区分效果比微生物群落代谢剖面值好。土壤微生物群落功能多样性动力学特征的变化可以较好地显示矿区重金属复合污染土壤微生物群落对碳源利用模式的差异 ,反映矿区特定生境土壤微生物群落功能多样性的变化 ,在一定程度上揭示重金属胁迫下环境微生物种群作用机理。     

缺氮胁迫对小麦根际土壤微生物群落结构特征的影响

根际微生物在作物养分吸收的过程中发挥着重要作用.为提高小麦的氮肥利用率,有必要深入探究缺氮胁迫对小麦根际微生物群落结构的影响.利用氮素耗竭的陕西关中地区典型的塿土,设置了正常供氮(150 mg·kg-1)和缺氮(不施氮肥)的小麦根箱实验,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术分析了小麦根际、近根际和非根际土壤微生...     

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。     

不同经营模式对毛竹土壤活性有机碳的影响

以起始于1984年的长期不同经营模式毛竹林为研究对象,探讨了夏季毛竹林集约经营后土壤有机碳的变化。结果表明:(1)集约经营后0~80 cm土层毛竹林土壤总有机碳平均增加了5.48%,易氧化碳含量平均增加了15.14%,水溶性有机碳含量平均下降了3.98%,三者均未达到显著差异。(2)两种毛竹林土壤总有机碳、易氧化碳、水溶性有机碳的剖面特征均随土层深度的增加而呈现下降趋势,但下降速度不同。集约经营在一定程度上影响毛竹土壤易氧化碳剖面特征。(3)土壤总有机碳、易氧化碳与土壤养分之间相关性均达到极显著水平,而水溶性有机碳与土壤养分之间相关性不显著。(4)集约经营提高了土壤易氧化碳占总有机碳的比例、土壤碳库活度,并在土壤剖面部分土层差异达到显著水平。但其水溶性有机碳占总有机碳的比例3.74%,低于粗放经营毛竹林的4.10%。因此,集约经营的毛竹林,通过配施恰当比例的有机无机肥,结合土壤垦复、除草、合理的竹株留养和采伐等综合竹林经营技术,以达到改善土壤质量和实现毛竹林可持续经营的目的,也可改善土壤生物化学活性。     

砒砂岩区坡位环境梯度下土壤微生物活性及其环境影响因素

[目的] 开展砒砂岩区土壤微生物活性及其环境影响因素研究,为发掘本土微生物资源及区域生态环境保护和建设奠定基础。[方法] 以鄂尔多斯砒砂岩区为研究对象,通过实地考察取样,测算土壤微生物数量、酶活性、理化性质以及植被相关指标,分析坡面环境梯度土壤微生物数量分布特征、土壤生态功能、植被多样差异之间的相互影响。[结果] ①砒砂岩区土壤微生物区系中细菌为优势类群,放线菌次之,真菌很少。坡位环境梯度间土壤微生物各生理类群数量差异显著。②不同坡位土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性各异但含量极低。真菌数量与酸性磷酸酶显著正相关,细菌数量与脲酶显著负相关,放线菌数量与磷酸酶和过氧化氢酶显著或极其显著正相关。③研究区土壤水稳性团聚体粒径多集中于0.25~0.5 mm;阴坡0.25~0.5 mm土壤粒径比例大,0.106~0.25 mm粒径比例小,而阳坡和沟底与之相反;土壤含水率呈现：阴坡 > 沟底 > 阳坡;土壤的pH值、铵态氮、有效磷、全碳、全钙含量均为阳坡顶大于其他坡位。细菌数量与含水率、钙含量,放线菌数量与酸碱度均极显著负相关。④环境因子可解释土壤微生物数量差异的90%,其中坡位和土层影响最大（37.31%）,植被次之（29.83%）,土壤理化性质影响最小（22.86%）。在土壤理化性质中,团聚体粒径、含水率及pH值影响较大。[结论] 砒砂岩区坡位加剧土壤微生物数量和生理类群的分化,微生物的生存能力随着环境条件的下降而下降;生存环境适中的沟底孕育着该区生态修复关键的本土植被及土壤微生物资源。     

石灰性旱地土壤施用生物质炭对土壤节肢动物群落的影响

为探讨玉米秸秆生物质炭不同施用量对土壤节肢动物群落结构的影响,于2019年5—10月分别对0、5、10、20和50 t/hm2生物质炭处理下的贵州石灰性旱地农田土壤小型土壤节肢动物群落进行调查,并探讨土壤节肢动物群落与土壤温度、湿度、pH、电导率和有机碳等环境因子的关系.本研究共捕获土壤节肢动物14133头,隶属于6纲...     

天台山不同林型土壤微生物DNA总量的分布特性

研究了天台山8种植被类型土壤微生物DNA总量分布的特性及其与土壤微生物数量、土壤生化活性和土壤其它环境因素之间的关系。土壤的发育程度等对土壤微生物DNA总量分布影响较大。此外,土壤微生物数量、微生物生物量C和土壤呼吸速率对土壤微生物DNA总量分布的直接作用和它门之间的相互作用产生的间接影响较显著。在所测的8种土壤理化因素中,土壤微生物DNA总量分布对土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾影响较大。     

黄瓜连作土壤微生物区系变化研究

研究了黄瓜根部土壤主要微生物类群随连作茬次的反应,并着重用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测黄瓜根际未培养优势菌群的动态变化。结果表明:随着连作茬次增加,土壤可培养微生物数量减少,其中细菌数量降低更为明显,对连作表现出较高的敏感性,放线菌对黄瓜连作反应稍滞后,至第三茬时开始呈现降低趋势。黄瓜连作致使少数真菌种群富集,同时多种真菌类群数量减少,种群变化呈现单一化趋势,多样性水平降低。DGGE分析结果表明黄瓜连作引起根际Bacillus sp.、Pseudom onas sp.和另一未培养细菌种群数量减少,而同时引起Sphingom onas sp.类群数量增加。实验结果暗示,黄瓜连作破坏根部微生物种群生态平衡,使其多样性水平降低。     

温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性研究

利用Biolog研究温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性变化,结果表明:就总体AWCD值来看,阔叶林土体土微生物功能多样性较高于原始红松林,而在根际土上反映更加明显,阔叶林红松幼苗根际土AWCD值几乎高出原始红松林25%。而就整体丰富度及多样性指数上来看,原始红松林根际无论在多样性还是丰富度上均占优,但其土体土却均处于最低位置,这表明在原始林中,微生物更加集中于根系附近。通过单个碳源方差分析发现,在原始林中,无论是土体土还是根际土,在对氨基酸类碳源的利用上均有较大优势。这表明在温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性确有变化,且主要集中在根际部分。     

不同年龄麻疯树林地土壤微生物多样性研究

为了探明麻疯树林地土壤微生物类群的生态分布情况,研究了1～10年1,1～20年,21～30年的不同年龄麻疯树林地土壤细菌、真菌及放线菌的数量和类群组成。结果表明:3种林地土壤微生物的数量和种类组成有明显差异,随着林龄的增加微生物数量和种类呈递减趋势;不同土层的微生物数量变化也有所不同,但3种林地都有一个共同特点,即26～30 cm范围内的微生物总数最少;细菌在不同年龄麻疯树林地的各个土层中均有分布,数量明显高于放线菌和真菌;在林地内共分离出土壤真菌20属,其中,假丝酵母属为3个不同年龄麻疯树林地土壤中的优势菌属。     

连作对黑龙江烤烟土壤微生物功能多样性的影响

利用BiologTM微平板检测技术研究了烤烟连作对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,烤烟连作7年土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)显著低于轮作各处理;土壤微生物功能多样性丰富度指数、Shannon多样性指数和Simpson指数连作处理均低于轮作处理,且差异达到显著水平(P<0.05);连作7年处理土壤微生物功能多样性明显低于连作2年处理。在土壤微生物碳源利用上,烤烟连作2年和7年处理土壤微生物对聚类化合物、碳水化合物、羧酸类、氨基酸类和其他化合物的利用显著低于正茬轮作处理,表明烤烟连作降低了土壤微生物的种群多样性和功能多样性,而且连作年限增加不利于土壤微生物的多样性。     

南方竹林地土壤有机碳空间异质性研究

土壤养分空间异质性是土壤质量评价的一个重要内容,为提高竹林有机碳估算精度,利用2013年永安六乡镇138个竹林地土壤有机碳样点数据,运用GIS技术和地统计学方法分析了永安市竹林地土壤有机碳数据的空间变异特征与格局。结果表明:竹林土壤养分有机碳含量极为丰富,全剖面及各层土壤有机碳含量在空间上属于中等变异;空间自相关Morans'I系数总体上随空间距离的增加而呈现递减趋势;全剖面、A层、B层及C层最佳理论模型依次为指数、高斯、指数、球状模型;半方差拟合决定系数分别为0.684、0.831、0.506、0.538,空间上均表现出强烈的自相关性,块金效应值分别为10.330%、13.100%、10.160%、0.120%;分形维数值为A层(1.964)B层(1.962)C层(1.944)全剖面(1.938);从空间分布特征看,永安市毛竹林地土壤有机碳明显呈带状和斑块状分布,东部和西部有机碳含量明显高于中部。研究结果可为永安市竹林有机碳含量空间插值、制图和野外取样的设计提供参考,同时也可为精准农业和土壤可持续经营发展提供科学依据。