设施土壤的微生物区系

温室、塑料大棚等设施为蔬菜栽培和育苗提供了特殊的环境。因其能保温保湿,促进作物早熟,提高产量,因而效益十分显著。但是,随着温室、塑料大棚使用年限的推移,其土壤的盐渍化问题日益突出,影响微生物的活性,导致产量逐步下降。     

宁夏环香山地区压砂地土壤微生物结构及功能多样性研究

对压砂地不同利用年限下的土壤微生物群落结构及功能多样性进行了分析。研究结果表明,压砂地不同利用年限的土壤微生物群落总菌数整体上明显低于农田对照,且随着压砂利用年限的增加土壤微生物总菌数呈逐年下降的趋势。压砂利用1~3a,5~10a,10~15a之间均存在显著差异<0.05)。压砂第1a对土壤微生物的功能影响很大,能明显提高微生物对C源的利用能力。压砂1a后,随着压砂利用年限的增加土壤微生物的功能明显下降,且不同压砂年限间的微生物功能差异不显著,说明农田压砂初期由于土地利用方式的改变,提高了土壤蓄水保墒及增温效果,使得土壤微生物物功能和利用强度增加,随着压砂地利用年限的增加作物对土壤养分消耗增大,而土壤中养分得不到补充,使得压砂地土壤微生物环境逐步恶化。     

长期施肥对宁夏灌淤土土壤微生物多样性的影响

灌淤土是含有大量泥沙的黄河水流经长期灌溉而形成,其在宁夏土类中占有一定的比例。为了阐明长期施肥对灌淤土土壤微生物的影响,以宁夏灌淤土土壤肥力监测基地为试验平台,采用平板稀释法和Biolog微生物鉴定系统研究了长期施肥条件下土壤微生物特征的变化。结果表明:长期NP、NK、PK、NPK施肥处理显著降低了土壤细菌数量和土壤微生物总数,细菌数量降低达50%以上。M和1.5NPKM处理增加了土壤放线菌数量,增加的幅度达95%左右,单施氮肥处理显著降低了土壤放线菌数量。NPK和NPKM处理提高了土壤微生物群落对羧酸类、碳水化合物类和酚类碳源的代谢活性,1.5NPKM处理提高了微生物群落对胺类碳源的代谢活性,说明长期的NPK及NPK配合施用有利于土壤微生物活性的提高。施肥处理均不同程度地提高了土壤微生物群落的SHANNON多样性指数但降低了均匀度指数。     

黄土高原不同植被坡地土壤微生物区系季节性变化

应用稀释平板法对夏季和秋季黄土高原不同植被坡地土壤0~20 cm土层的细菌、真菌和放线菌的分布特征进行了研究。结果表明:(1)该区域不同植被下土壤中微生物总体比较丰富,数量差异较大,排序为刺槐林地>荒坡地>柠条林地>苜蓿地>耕地;同一植被下各类菌群数量排序为细菌>放线菌>真菌。(2)夏季微生物在土壤中的总量明显比秋季多。(3)秋季土壤中的真菌数量比夏季有明显的增长趋势;夏季土壤中细菌数量比秋季土壤中细菌数量多。     

花生连作土壤微生物区系变化研究

通过盆栽试验研究了不同连作年限花生根际及非根际土壤微生物区系变化。结果表明,随着连作年限的增加,花生根际及非根际土壤中的细菌、放线菌数量明显减少,真菌数量明显增加。4个处理根际土壤中细菌数量在整个生育期的变化均为先上升后下降的单峰曲线,不同之处为连作5年在结荚期时达到峰值,其他3个处理峰值出现在花针期。连作1年花生根际土壤中真菌数量动态变化曲线为先上升后下降再上升,峰值出现在花针期。其他3个处理均为先上升后下降的单峰曲线。CK和连作3年根际土壤中放线菌在整个生育期的菌量动态变化曲线较为一致,总体上均呈现先上升后下降的趋势,峰值均出现在结荚期,连作1年和5年的动态变化曲线较为一致,总体均呈现先上升后下降再缓慢上升的趋势,峰值均出现在花针期。     

铅胁迫对黄褐土微生物区系和功能多样性的影响

为了筛选出黄褐土中对铅污染敏感的指示微生物,本研究采用室内培养试验研究不同铅浓度对土壤微生物区系和功能多样性的影响。结果表明,向土壤中添加硝酸铅显著降低了可培养细菌、放线菌和真菌微生物的种群数量,这种抑制作用随着铅浓度的升高而增强,随着培养时间的延长而减弱。铅浓度、细菌、真菌和放线菌数量两两间呈极显著负相关关系。低浓度铅处理（100 mg kg?1）在培养初期（1 d）显著减少了可培养细菌和放线菌的数量,降低率分别为27.43%和30.89%;高浓度铅处理（2500 mg kg?1）在整个培养期内均对真菌数量产生显著抑制作用,且抑制率维持在90%左右。从培养初期到中期（1 ~ 14 d）,随着铅浓度升高土壤微生物群落活性和功能多样性指数显著下降（中浓度铅处理除外）,培养后期（28 d）各个浓度铅处理的土壤微生物的丰富度和优势度均显著增加。与对照、低浓度铅和高浓度铅处理相比,中浓度铅处理（500 mg kg?1）更有利于保持黄褐土较高的微生物的群落代谢活性和功能多样性。本研究中3 种可培养微生物功能群对黄褐土添加硝酸铅的敏感度依次是放线菌,细菌和真菌。研究表明,在黄褐土地区真菌可以用来指示较为严重的土壤铅污染状况,放线菌和细菌可以用来指示铅污染程度较轻的土壤环境状况。     

大棚栽培对土壤微生物区系的影响

本文对大棚内外土壤的环境条件及不同条件下土壤微生物区系状况作了初步的分析研究。结果表明：棚内外土壤无论在温度、湿度还是在养分含量方面都存在较大的差异，微生物区系也有明显不同，真菌、放线菌在棚内土壤低于棚外土壤，而亚硝酸及硝酸细菌数量则是棚内高于棚外。     

不同轮作模式对砂田土壤微生物区系及理化性状的影响

砂田是干旱半干旱地区具有综合效能的旱作覆盖技术,有明显改良和调节农田小环境的功效,近年来随着砂田产业化的快速发展,西瓜连作现象非常普遍,连作障碍明显。针对砂田西瓜连作障碍明显的现状, 基于定位试验, 研究了西瓜连作(对照, CK)和西瓜→花豆、西瓜→辣椒、西瓜→南瓜3种轮作方式对砂田土壤微生物群落和理化性状的影响, 结果表明: 与连作相比, 3种轮作模式均可改善土壤微生物区系结构, 增加土壤微生物多样性指数, 增加细菌、放线菌数量及细菌数量与真菌数量比值(B/F), 减少真菌数量; 其中以与辣椒轮作效果最为明显, 多样性指数(McIntosh指数, 0.247)较CK(0.146)显著增加, 放线菌数量比例(31.98%)较CK (14.22%)显著增加, 但真菌数量及占总菌数的比例(0.06%)相对CK(0.43%)明显降低。轮作能改变土壤微生态环境, 提高砂田土壤微生物多样性, 缓解西瓜的连作障碍,西瓜与辣椒轮作是有效预防和克服连作障碍的较佳种植制度。     

春灌结合秸秆隔层促进土壤脱盐增加微生物多样性

为探讨春灌结合秸秆隔层对土壤水盐分布及微生物区系的影响,该文采用田间微区试验方法,以当地常规春灌水平(2 250 m3/hm2)为对照(CK),设置秸秆隔层深埋条件下常规春灌灌水量的100％、90％、80％、70％ (W100、W90、W80、W70)4个梯度共5个处理,研究河套灌区不同春灌灌水量下秸秆隔层对中度盐碱地水盐分布、微生物区系及食葵产量的影响.结果表明:秸秆隔层处理20～40 cm土层含水率随春灌量的增加而增加,W100处理春灌后根系分布层(0～40 cm)含水率较CK、W90、W80、W70显著提高6.5％、3.6％、5.8％、8.9％ (P＜0.05);W100和W90处理春灌后均具有较好的脱盐效果,盐分淋洗深度达50～60 cm,其0～40 cm盐分较CK显著降低18.9％和 13.9％ (P＜0.05),春灌前后土壤脱盐率也分别较CK提高34.9％、30.1％ (P＜0.05),但W100与W90处理间春灌后土壤盐分、脱盐率均无显著差异,W80处理与CK之间也没有达到显著差异水平(P＜0.05).收获后,CK处理0～40 cm含水率显著高于其他4个处理,W100和W90处理0～40 cm含盐量显著低于CK 27.6％和16.3％ (P＜0.05),但2个处理间含盐量无显著差异,W80处理与CK差异也不显著,而W70盐分含量显著最高.与CK、W80和W70相比,W100和W90处理均显著增加了收获期土壤细菌、放线菌、真菌可培养微生物数量,并增加了可培养优势菌群种类,而W90处理相比W100处理更有利于土壤真菌生长.W100处理食葵产量显著高于其他4个处理(P＜0.05),分别较CK、W90、W80和W70增产5.3％、6.8％、11.4％和13.6％,W90与CK两处理间产量无显著差异,但其水分生产率显著高于CK,而W100与CK处理间水分生产率差异不显著.综上来看,单纯从高产角度,当前春灌量水平结合秸秆隔层(W100)处理食葵增产效果最显著值得推荐,而从土壤脱盐、作物稳产及水分生产率提高等综合效应考虑,在当前春灌基础上减少10％灌水量结合秸秆隔层(W90)是可推荐的措施.     

不同施肥处理对农田土壤微生物区系和功能的影响

本研究采用DGGE和Biolog两种方法, 研究了五种不同施肥处理对土壤微生物区系组成和功能的影响。采用UPGMA对DGGE试验结果进行聚类分析得出,小麦季中不施肥对照（T1）和常规氮磷钾肥（T2）聚为一类,相似性为41%,常规氮磷钾肥+秸秆还田（T4）和常规氮磷钾肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂（T5）聚为一类,相似性为52%,而70%常规氮磷钾肥+有机肥（T3）单独聚为一类;玉米季也得到类似的结果,只是T1和T2的相似性为68%,T4和T5相似性达78%,而T3依然归为一类,这说明不同施肥处理间土壤微生物区系存在相似性。经过切胶测序及BLAST比对,发现大多为不可培养细菌,可培养细菌中多为芽孢杆菌属和类芽孢杆菌属。Biolog试验采用主成份分析得出,T1和T2土壤微生物功能类似,T4和T5土壤微生物也具有相似的功能,而T3则单独分为一类。其中,T5和T4的土壤细菌群落对底物碳源的代谢活性最强,T3处理次之,T2和T1最低。通过这两种不同试验方法的分析可以看出,不同施肥处理对土壤微生物区系和功能的影响存在关联性。     

棉粕对盐碱环境下土壤微生物多样性及其土壤结构的影响

微生物是土壤物质循环的原动力,土壤团聚体的重要生物胶结因素。以棉粕作为盐碱土改良剂,针对不同程度的盐碱土壤为研究材料,探究棉粕对盐碱环境下微生物多样性及其土壤结构的影响。提取土样中微生物总DNA,利用新一代illumina HiSeq高通量测序技术进行相关分析,对于土壤微形态则利用扫描电镜进行观察,结果表明随着盐碱浓度的上升,氯化钠处理下小团聚体所占比例也逐步上升且土壤表面疏松多孔,碳酸钠则相反,其大团聚体随浓度上升而增加,小团聚体所占比例则下降,土壤表面紧实,孔隙少,盐碱土的这两种土壤结构都不利于微生物的生存活动。通过对土壤样品中微生物复杂度分析得出,通过添加棉粕相比CK可以增加盐碱土中微生物群落数量,MN、MA处理Shannon指数最大,Simpson 指数最小,说明添加棉粕后MN、MA的微生物丰富度最高,盐碱土中主要的微生物群落包括 10个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺菌门、浮霉菌门、疣微菌门、厚壁菌门。盐碱这种特定的土壤环境中微生物占优势菌门相互类似。     

不同改良措施对银川平原盐碱地土壤性质及酶活性的影响

研究了秸杆、有机肥、烟气脱硫废弃物、盐碱地改良剂对银川平原盐碱地进行改良后土壤理化性质及土壤酶活性的变化。结果表明:4种改良措施对土壤pH值、全盐含量、土壤容重均有不同程度的降低,脱硫废弃物和改良剂处理降低土壤pH值和全盐含量效果显著,改良剂和有机肥处理降低土壤容重、增加土壤孔隙度的效果显著。盐碱地改良后土壤转化酶活性、脲酶活性和碱性磷酸酶活性增加的幅度分别为0.02%～85.0%,2.7%～53.3%,17.9%～49.7%,各改良措施对过氧化氢酶活性的影响不显著。土壤pH值、全盐含量和土壤容重之间互成显著正相关关系(p<0.05),与土壤孔隙度呈显著负相关关系(p<0.05);土壤容重与土壤孔隙度、过氧化氢酶、脲酶活性之间达到显著负相关关系(p<0.05),土壤碱性磷酸酶、转化酶、土壤过氧化氢酶和脲酶之间互成显著正相关关系(p<0.05)。     

嘉陵江流域不同土地利用类型土壤微生物功能多样性特征

基于2013—2015年对嘉陵江流域中游（四川段）不同土地利用类型（混交林、草甸、针叶林、阔叶林、灌丛和裸地）土壤生境的调查分析数据,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法（FAMEs）系统研究了土壤微生物多样性群落特征。不同土地利用类型土壤养分和有效养分基本表现为混交林 > 阔叶林 > 针叶林 > 灌丛 > 草甸 > 裸地。不同土地利用类型土壤微生物群落代谢平均颜色变化率（AWCD）随培养时间延长而逐渐增加,土壤微生物群落代谢活性依次是混交林 > 阔叶林 > 针叶林 > 灌丛 > 草甸 > 裸地。土壤微生物对不同种类碳源的利用强度存在较大差异,碳水化合物和羧酸类碳源是不同土地利用类型土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类、酚酸类和聚合物类,胺类碳源的利用率最小。土壤微生物群落的物种丰富度指数（H）、均匀度指数（E）、优势度指数（D_s）和碳源利用丰富度指数（S）总体趋势为混交林最高,针叶林和阔叶林次之,裸地最低,优势度指数在不同土地利用类型差异并不显著（p > 0.05）。主成分分析结果表明,从31个因素中提取的与碳源利用相关的主成分1,主成分2分别能解释变量方差的65.154%和81.047%,在主成分分离中起主要贡献作用的是胺类和氨基酸类碳源;土壤微生物多样性指数与土壤养分之间呈正相关,与pH值呈负相关,而土壤全碳和全氮含量对土壤微生物多样性贡献较大,这是造成土壤微生物群落功能多样性差异的主要原因。H,E和S与土壤养分各指标的相关系数绝对值均高于D_s,说明了土壤养分对土壤微生物群落优势度指数的影响作用较小。     

Functional Diversity and Size of Soil Microbial Communities Induced by Different Land Management Systems

Abstract

Soil microorganisms drive nutrients cycling to a great extent, and they play an essential role in maintaining a stable soil ecosystem and ensuring sustainable forestry development. Land management has been proven to be a real factor in influencing soil quality. The purpose of this study was to investigate the effects of different land management techniques on soil microbial communities. There were four types of land management systems selected for this study: natural masson pine, Phyllostachy pubescens, Phyllostachys praecox, and vegetable. Soils were sampled from these four systems and assayed for soil microbial biomass carbon (MBC), community level substrate utilization pattern, functional diversity, and principle component analysis. Values of MBC were significantly different (P<0.05) from one another in the order of masson pine>Phyllostachy pubescens>Phyllostachys Praecox>vegetable. Analysis of community level substrate utilization pattern indicated that carbon source utilization and total activity by soil microorganisms were greater under the masson pine system than the other three systems (P<0.01). The functional diversities of soil microbial communities characterized as Shannon and McIntosh indexes were much richer in soil under masson pine system; Shannon index was 4.483, 4.241, 4.224, and 3.938 and McIntosh index was 13.51, 7.332, 6.272, and 6.261 for natural masson pine, Phyllostachy pubescens. Phyllostachys praecox, and vegetable systems, respectively. The results from the principle components analysis (PCA), based on the data of optical density (OD) at 120 h of incubation, showed that the value of the first principal component (PC1) of soil for natural masson pine was greater (P<0.05) than those for the other three systems. The difference in scores of the second principal component (PC2) between Phyllostachy pubescens, Phyllostachys praecox, and vegetable were not statistically different. The size and activity of soil microbial communities generally decreased with soil depth, with significant differences in soil MBC, community level substrate utilization pattern, and functional diversity indexes found between A and C horizons (P<0.01). It was concluded that land management systems had a great influence on soil microbial biomass, activity, and functional diversity.     

旱地红壤不同土地利用方式对土壤酶活性及微生物多样性的影响差异

土壤是人类存在与发展的必需物质基础,土地利用的变化直接影响土壤质量。以江西红壤为例,通过野外采样和室内实验分析,研究了旱地红壤的5种土地利用方式:荒地(HD)、茶树园(CSY)、柑橘园(GJY)、花生地(HSD)、玉米地(YMD)的表层土壤(0-15 cm)土壤酶活性及微生物多样性。结果表明:与荒地相比,茶树园、柑橘园、花生地和玉米地的土壤基础呼吸强度分别提高了93.33%,79.71%,9.12%,6.45%;茶树园的土壤微生物量碳含量比荒地的增大了113.67%,而柑橘园、花生地和玉米地比荒地的分别减小了12.35%,6.84%,87.57%;茶树园、柑橘园和花生地的土壤FDA水解酶活性分别比荒地的增大了51.99%,44.04%,25.55%,而玉米地的比荒地的减小了13.62%;茶树园和花生地的土壤脱氢酶活性分别比荒地的增大了2.47%和123.63%,柑橘园的比荒地的增大了35.70%;5种土地利用类型对土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性影响较小。茶树园、柑橘园和花生地的土壤微生物总磷脂脂肪酸量分别比荒地的增大了11.11%,5.56%,2.78%,而玉米地的比荒地的减小了13.89%;茶树园、柑橘园和玉米地的土壤细菌种类分别比荒地的减少约9.09%,4.55%,22.73%;不同土地利用方式的土壤真菌种类数相同,无差异;茶树园和花生地的土壤放线菌种类均比荒地的增大约16.67%,而柑橘园的比荒地的减少约16.67%。说明相比于荒地、柑橘园、花生地和玉米地,茶树园的土壤微生物多样性更加丰富,群落结构也相对稳定,种植茶树更有利于提高土壤质量及对土壤肥力的保持。     

滨海地区盐碱土类型与形成条件分析

滨海地区土壤具有盐分重、养分含量低的特性,是扩大开发滨海盐土资源,提高垦殖效果亟待解决的问题。根据实例对滨海地区盐碱土类型与形成条件进行较系统分析,引用了统计方法,对研究结果进行理论上的概括和总结,提出旱、涝、盐、碱、瘦综合治理方案和进一步改良利用的途径。对开发利用荒地和滩涂资源,发展我国沿海经济有着直接的指导作用和较高的科学理论价值。     

土壤微生物多样性与地上植被类型关系的研究进展

土壤微生物是生态系统中重要的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植物的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。同时地上植被也影响土壤微生物多样性,地上植被和地下微生物间具协同作用和正负反馈效应的互作机制。探讨植被和土壤微生物多样性之间的互作关系,为植物保护和生态系统的可持续发展研究提供参考。     

土壤微生物多样性与地上植被类型关系的研究进展

土壤微生物是生态系统中重要的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植物的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。同时地上植被也影响土壤微生物多样性,地上植被和地下微生物间具协同作用和正负反馈效应的互作机制。探讨植被和土壤微生物多样性之间的互作关系,为植物保护和生态系统的可持续发展研究提供参考。     

不同有机物料对盐碱土的淋洗效果研究

主要通过土柱模拟试验探究不同有机物料对渗滤液的盐分和可溶性有机碳（DOC）以及不同深度土壤盐分、有机质和微生物生物量碳氮的影响,设置有机硅功能肥（WO）、颗粒状有机物料（YP）、粉末状有机物料（GG）、颗粒状有机物料和粉末状有机物料各50%（YG）以及不添加有机物料（CK）共5个处理。结果表明,有机物料的添加提高了渗滤液的EC值及水溶性Ca²⁺、Mg²⁺和Na⁺含量,YP处理的渗滤液盐基离子含量最高,而WO处理的渗滤液中DOC含量最低;与CK处理相比,WO处理显著提高各深度土层的水溶性Ca²⁺、Mg²⁺和K⁺含量,显著降低各深度土层的pH、交换性Na⁺、碱化度（ESP）和0—20 cm土层的水溶性Na⁺和钠吸附比（SAR）,但其他有机物料的处理对pH、EC值和盐分等无显著影响;淋洗作用使表层土壤（0—20 cm）盐分向土壤深层移动,淋洗结束后,各处理的土壤EC值、水溶性总盐、交换性Na⁺和ESP随着土层深度的增加而升高;与CK处理相比,GG和YG处理显著提高0—20 cm土层的有机质含量,分别提高23.97%和20.53%。研究结果为有机物料的添加对盐碱地淋洗过程中盐分和有机质的变化提供了理论的数据参考。     

黄土高原不同植被类型对土壤养分、酶活性及微生物的影响

[目的]研究黄土高原不同植被类型对土壤酶活性、土壤养分和土壤微生物的影响,为该地区植被建设提供参考。[方法]根据研究区特点,选择4种(草地、柠条、杨树、蒿地)植被类型,采用SPSS软件分析各样地之间和同一样地土壤剖面不同层次的土壤酶活性和养分差异显著性和相关性,采用Canoco对微生物与环境因子进行分析。[结果](1)不同植被类型下,随土层深度的增加土壤酶活性与土壤养分均呈降低趋势。蒿地中酶活性最高,草地pH值随土层深度的增加而增加,表土层有机碳含量最高。硝态氮和铵态氮含量分别在杨树、柠条地块最高。(2)土壤养分间存在显著或极显著性相关,而土壤酶活性间存在极显著性相关。土壤酶活性与土壤有机碳、硝态氮之间都存在显著和极显著性相关。(3)表层(0—10cm)土壤微生物在门水平上多样性高。真菌第Ⅰ簇菌属与土壤pH值、硝态氮、铵态氮呈正相关,与土壤酶活性呈负相关;第Ⅱ簇菌属与土壤酶活性呈正相关关系,而与硝态氮、铵态氮、有机碳、pH值呈负相关关系;第Ⅰ簇与第Ⅱ,Ⅲ簇真菌群落间呈负相关关系。细菌与酶活性和土壤养分存在正相关和负相关。[结论]不同植被类型影响土壤酶活性、养分及微生物多样性,在植被建设过程中,宜种植蒿草来改善土壤的生态环境。