土壤原生生物的生态功能及其影响因素

【目的】土壤原生生物是指土壤中除植物、动物和真菌以外的所有真核生物,具有明显的系统发育和功能多样性特征,是地下生态系统的关键组成部分之一。与原核生物(细菌与古菌)和真菌相比,原生生物在土壤食物网中的作用常被忽视。本文系统论述了土壤原生生物的多样性及其生态功能,并综述了土壤养分、水分、pH、温度、重金属、微塑料等因子对土壤原生生物的影响,旨在阐明原生生物对土壤养分转化、土壤食物网和植物健康的生态作用及对主要环境因子的响应。【进展】土壤原生生物的数量、大小与形态各异,且营养级类群多样性丰富,它们可作为光合藻类、微生物捕食者、植物与动物的寄生者,在土壤食物网中扮演重要角色。光合型原生生物除潜在提高土壤氧浓度外,对陆地生态系统的碳储存具有重要贡献。消费型原生生物可通过捕食改变微生物群落,推动土壤微生物环,抑制植物病害,并提高植物性能。寄生型原生生物常被认为对宿主具有负面效应,如改变动物多样性,并引起植物病害。然而,寄生型原生生物对推动养分(如磷)循环也有贡献,且对植物的叶际细菌具有生防功能。总的来看,原生生物推动了陆地生态系统物质循环与能量流动向更高营养级的转移,并在土壤食物网中占据中心位置,...     

生物复混肥对土壤微生物功能多样性及土壤酶活性的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板技术,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥、生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤酶活性的动态变化。结果表明,生物复混肥处理的微生物群落平均颜色变化率（AWCD）、微生物群落Shannon指数（H）、丰富度指数（S）和Shannon均匀度指数（E）均为最高;微生物群落主成分分析表明,不同施肥处理土壤微生物群落碳源利用特征有一定差异,PC1将生物复混肥与其他处理明显区分,生物复混肥处理分布在PC1的正方向,其他处理分布在PC1的负方向;起分异作用的主要碳源有糖类、羧酸类和氨基酸类;土壤蔗糖酶、脲酶活性均以生物复混肥处理最高,分别为72.74 mg glucose·g-1·（24 h）-1和1.15 mg NH3-N·g-1·（3 h）-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、微生物群落的丰富度和功能多样性,增强土壤蔗糖酶和脲酶活性。     

土壤放射性污染的生态效应及生物修复

放射元素半衰期长,放射性污染物进入土壤会危害农业生态环境,威胁人类的健康和其他生物的生存。本文介绍了土壤放射性污染的来源及环境生态效应,阐述了土壤放射性污染的生物修复途径、修复方法、修复机理和影响修复效果的因素,指出生物修复土壤放射性污染的关键,即利用植物基因工程技术筛选核素积累植物和超积累植物,通过构建基因工程技术筛选、改造对放射性核素具有高度亲和力且对环境友好的微生物。     

氮肥配施秸秆对土壤原生生物群落的影响

长期施用化肥所致的不利影响严重威胁到环境和人类的健康,已引起全世界的广泛关注。将生态友好的作物秸秆归还农田是减少化肥投入和缓解环境问题的极具潜力的农业管理措施。原生生物是土壤中丰富且多样的真核生物,是土壤微生物组的重要组成部分。为研究氮肥配施秸秆对原生生物群落的影响,设置了2 × 4（2个秸秆还田组×4个氮梯度）全因子交互田间定位试验,采用Illumina高通量测序技术研究了8种不同施肥处理下土壤原生生物群落多样性、组成和潜在功能的变化,并结合土壤理化性质分析探究驱动土壤原生生物群落变化的关键环境因子。结果表明：绿藻门（Chlorophyta）、锥足亚门（Conosa）、丝足虫门（Cercozoa）和纤毛虫门（Ciliophora）是所有处理中的优势类群。氮肥施用降低了土壤原生生物的多样性,而配施秸秆提升了土壤原生生物的多样性,并且在高施氮水平提升效果更为显著。绿藻门（Chlorophyta）的相对丰度随氮肥施用量增加呈下降趋势。丝足虫门（Cercozoa）和纤毛虫门（Ciliophora）的相对丰度在秸秆还田组中随氮肥施用量的增加而升高。捕食类原生生物（phagotrophs）在所有处理中均为绝对优势类群。与单施化肥处理相比,配施秸秆提高了捕食类原生生物的相对丰度,但降低了光养类原生生物（phototrophs）的相对丰度。单施化肥情况下,寄生类原生生物（parasites）表现出对高施氮量的偏好。土壤有机质和pH是土壤原生生物群落变化的重要驱动因子。总之,本研究证明了氮肥施用耦合秸秆还田措施能够影响土壤原生生物群落,同时明确了对农业管理措施变化反应敏感的原生生物类群。     

大兴安岭北部森林生态系统土壤动物的功能类群及其生态分布

对大兴安岭北部塔河县7个森林群落的土壤动物进行研究,将该区土壤动物划分为腐食性、植食性和捕食性动物三个功能类群,无论个体数量还是生物量,腐食性动物所占比例都最大,而植食性和捕食性动物所占比例较小。土壤动物各功能类群在组成、个体数量和生物量等方面均具有相对稳定性,并在一定程度上反映了环境质量。土壤环境条件优越的群落,腐食性动物的个体数量及生物量所占比例相应较大。与小兴安岭森林土壤动物相比,大兴安岭地区腐食性动物所占比例减小,植食性和捕食性动物所占比例相应增加。各地区的共有类群反映了大环境的相似程度,而特有类群则反映出各自局地环境的特殊性,它们对生态系统具有指示作用。     

砷污染土壤的生物修复研究进展

土壤As污染已是全球性问题,我国也不例外,对As污染土壤的生物修复已是研究热点,但相关机理仍不完全清楚.本文综述了国内外微生物、蚯蚓、植物在As污染土壤中吸收转化As及其解As毒机理,以及微生物-植物复合系统修复As污染土壤方面实验室内研究情况.目前广泛认为植物修复土壤重金属/非金属污染较有应用前景,可限于甚至是使用超富集植物单一作用下仍有较多缺陷,如通过微生物技术及蚯蚓调节根际微生态,以利于植物在污染土壤中存活或/和吸收更多的As,将极具应用前景.     

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。     

陕北枣林土壤动物功能类群及其害虫生态调控

在陕北枣林研究区域内,以土壤动物为研究对象,采取野外调查取样、定点动态观测与室内鉴定分类的研究方法,选取了延安万花山、延川县、清涧县、佳县枣林4个样点7个样地,于2007年3月、6月、9月、11月,对土壤动物功能类群进行了初步研究。陕北枣林土壤动物可划分为植食性、捕食性、腐食性、枯食性、菌食性土壤、杂食性土壤动物6个功能类群,基于土壤动物功能类群与枣林病虫害生态调控的内在关系,建构陕北枣林害虫生态调控体系,为深入探讨土壤动物与枣林害虫生态调控的关系提供基础资料和理论依据。     

有机物料对原生盐碱地土壤生物学性质的影响

采用连续2年大田试验方法,研究了颗粒型秸秆(KL)、正常秸秆(JG)、牧草(MC)以及羊粪(YF)4种有机物料处理对试验地微生物数量、微生物生物量碳氮、土壤呼吸强度、三种土壤酶活性以及水稻产量的影响,并分析了生物学性质与测产指标的相关性。结果表明:与不施有机物料处理(CK)对比,施用有机物料的JG、MC、YF处理均不同程度提高了微生物数量、微生物生物量碳氮含量、土壤呼吸强度、土壤酶活性以及水稻产量,但差异不明显。同种有机物料不同形态之间差异显著,颗粒秸秆效果优于正常秸秆,颗粒秸秆与CK相比,提高了39.45%的土壤细菌、50.28%放线菌、89.91%真菌数量、63.21%和46.02%的土壤微生物生物量碳氮含量,土壤呼吸强度提高46.22%,过氧化氢酶活性提高18.03%,转化酶活性提高23.22%,纤维素酶活性提高79.32%,增产130.6%。土壤微生物数量(细菌、真菌和放线菌)与千粒重、结实率、每穗总粒数和产量具有相关性,土壤微生物活性(土壤呼吸强度和微生物生物量碳氮)与有效穗数、每穗总粒数、千粒重以及产量具有相关性,土壤酶活性(过氧化氢酶、转化酶和纤维素酶)与穗长和千粒重表现出相关性。结果表明相同条件下,原生盐碱地改良前期,不同种类有机物料对原生盐碱地作用效果相似,但同种有机物料不同形态其作用效果差异显著。     

生物有机肥对土壤微生物活性的影响

通过两次连续温室玉米盆栽试验,研究了施用具有调节微生物功能的生物有机肥对土壤微生物数量与活性的影响,并利用传统平板计数法与BIOLOGECO方法相结合研究生物有机肥对土壤微生物生态的影响。结果表明,与化肥相比,施用生物有机肥可显著提高土壤微生物中3大菌群的数量;AWCD值及微生物对不同碳底物利用水平的测定结果表明,施用生物有机肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其土壤中的羧酸、胺类和其他类碳源等。表明生物有机肥的施用能增加土壤微生物利用碳源能力,改善微生物营养条件,使微生物保持较高活性,提高土壤微生物多样性。     

土壤功能及其分类与评价研究进展

土壤功能及其分类与评价相关研究,可以为农业、环保、国土资源等部门制定土壤资源合理利用与管理提供科学依据。国际上对土壤功能有着不同的划分与评价方法,我国也正在进行探索性研究,本文对土壤功能分类与评价的研究背景与意义进行了阐述,分别整理了国内外土壤功能的概念与发展,归纳了土壤功能分类与评价的研究进展。不同学者根据其研究需要对土壤功能有不同划分,主要集中在作物生长、缓冲过滤、栖息地和基因库、自然景观和文化遗产、原材料生产、建设承载等几个方面;在已有土壤功能评价的研究中,有的学者在整体上对土壤的不同功能进行评价,有的则选择其中一到两个功能进行深入研究。最后,讨论了我国土壤功能分类与评价的研究方向。     

多点肥料效应函数方程分类与土壤养分相关性研究

采用主成分分析方法对多点动态肥料试验聚类分析结果与土壤养分间的关系进行了研究。结果表明,土壤氮素状况是分类的第一主因子,磷素状况是第二主因子,有机质含量是第三主因子。确定类肥料效应函数应用范围的主要依据是土壤碱解氮和全氮含量,其次是土壤有效磷含量,再次是土壤有机质含量。     

Combinatorics and Soil Classification

Eurasian Soil Science - Experimental data on 1029 soil profiles examined in the area of the Chashnikovo Experimental and Training Soil-Ecological Center of Moscow State University in Moscow region...     

Russian Soil Classification System: Towards the Next Approximation

Eurasian Soil Science - The current status of soil classification in Russia is considered: its usage; difference among variants of 1997, 2004, and 2008; and reasons, means, and methods for its...     

细菌胞外聚合物：基于土壤生态功能的视角

胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）是微生物分泌到胞外环境的高分子量天然聚合物,其建立了生物膜结构和功能的完整性,是决定生物膜物理化学特性的关键组分。EPS是细菌生命的基础,为化学反应发生、养分捕获和抵抗环境胁迫提供了理想的环境。细菌分泌的EPS可以通过自身特性（如黏着性、吸湿性和络合性能等）实现土壤功能增益,如提高团聚体稳定性、增强保水持水能力,以及固持重金属等。本文梳理了细菌EPS的土壤生态功能,即充当细胞保护层、调节土壤生物响应、缓解土壤非生物胁迫和改善土壤整体功能,并探讨了土壤中细菌EPS未来研究的着眼点,以期呼吁更多学者关注细菌EPS及其在土壤生态系统中的功能。     

Soil Sealing: Quantifying Impacts on Soil Functions by a Geospatial Decision Support System

Soil sealing is considered among the most dangerous of land degradation processes on global, European and national scales. Despite important policy documents aiming to mitigate this soil threat, it currently shows no signs of abating, and current efforts often do not result in appropriate implementation of soil sealing mitigation in spatial planning, which represents the subject area governing soil sealing. In this paper, we show a spatial decision support system – based on a Geospatial Cyberinfrastructure – with the aim of applying it as an operational instrument aiming towards soil sealing mitigation. The system has the ambition to impact on those who take decision over soil sealing; typically, these are not agriculture experts but rather spatial planners. This tool, focusing on mitigating such crucial land degradation, allows the users – via the Web – to produce ‘what‐if’ land planning scenarios thanks to the ‘on‐the‐fly’ modelling engines. Therefore, integrated geospatial quantitative data and procedures may be directly and freely used by planners. The tool has been applied to and tested in an area in the South of Italy. Results from two applications are reported: one addressing municipal planning and the other on a more detailed spatial scale. Furthermore, results include quantification of rural fragmentation, loss of soil ecosystem services and an estimate of soil sealing evolution over time. The tool was developed with the help of end users and indirectly explores a change of paradigm where soil science and landscape/urban planning work together to provide operational instruments that may be adopted by local communities in addressing soil sealing issues with a proactive approach. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

俄罗斯新土壤分类的研究现状和特点

通过与俄罗斯著名土壤学家来访时的交流、结合最新的一些文献记载 ,作者介绍了俄罗斯新土壤分类的研究状况 ,包括土壤分类的原则、方法 ,新土壤系统分类体系的建立、特点与存在的问题。使我国土壤科学工作者对曾是土壤发生分类的发源地的俄罗斯土壤分类研究的最新进展有所了解     

香蕉根际土壤原生动物群落特征及与枯萎病病原菌的关系

香蕉枯萎病由病原真菌尖孢镰刀菌4号生理小种引起,其根际微生物组是抵御病原菌入侵的关键屏障。根际原生动物群落在根际微生物群落调控以及植物健康方面有不可忽视的作用。利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析连作蕉园中植株发病前后根际土壤原生动物群落特征变化以及其与病原菌的相互关系。结果表明：相较于可培养细菌与真菌,原生动物的数量对病原菌的种群数量变化的影响更大;根际原生动物的群落多样性与丰富度都随植株生长而降低,且在发病植株中更低;抽蕾前后的健康与发病植株中根际原生动物群落结构存在显著差异;总体而言,吞噬型原生动物的相对丰度显著高于其他功能类型的原生动物,且在健康与发病植株中差异显著;吞噬型原生动物中与病原菌具有显著相关性的多为丝足虫门;在抽蕾期的健康植株中,丝足虫门的高丰度属中Group-Te与Cercomonas属与病原菌呈显著负相关;在抽蕾期的患病植株中,相对丰度较高的植物致病型原生动物Pythium属与病原菌呈显著正相关。综上所述,根际土壤中原生动物对病原菌的影响较大,在植株生长过程中,原生动物的群落特征发生改变,且在发病与健康植株中存在差异。与病原菌具有显著负相关的吞噬型原生动物,尤其是丝足虫门的部分高丰度属,可能会在防控香蕉枯萎病上产生一定潜力。     

土壤质地分类及其在我国应用探讨

土壤质地是土壤重要的物理特性之一,严重影响土壤的持水、通气等特性,研究统一土壤质地分类制意义重大。针对我国土壤质地分类制混用的现象,文章在介绍国内外主要的土粒分级标准,比较四种土壤质地分类制的特点,回顾第二次土壤普查初期采用前苏联的卡庆斯基制,后期采用国际制的基础上,重点对比了我国的国标、各部门行标或规范等所运用的土壤质地分类标准。研究发现我国目前还没有普遍采用统一的土壤质地分类系统。土壤质地分类推荐采用美国制。     

黄淮海平原土壤盐渍化状况的数值分类

本文通过ＧＰＳ定位的网格取样和Ｑ型聚类等方法，研究了整个黄淮海平原土壤盐分的剖面特征与水平分布．结果表明：根据黄淮海平原土壤盐分的剖面构型，可将整个黄淮海平原的剖面特征分为４大类，即表聚型、　底聚型、中聚型和平衡型．从其占聚类剖面的数量而言，它们分别占总聚类剖面数的约３０％、５％、１３％和５２％．黄淮海平原各种土壤盐分剖面类型都具有明显的空间集聚性，其中表聚性剖面主要分布在徐淮及滨海地区，底聚剖面主要分布在原来盐渍化严重的豫东黄泛平原，中聚剖面主要分布在黑龙港下游地区．其它为平衡型剖面．这类剖面根据其特点，可分为山前平原土壤盐分淋溶区、鲁西南土壤盐分通体积聚区和浅层咸水影响下的土壤盐分平衡区．整个黄淮海平原土壤剖面中脱盐与积盐比例约为２∶１．所以土壤盐分以脱盐为主．