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应用PLFA方法分析氮沉降对土壤微生物群落结构的影响 总被引:4,自引:0,他引:4
【目的】土壤微生物是土壤生态系统变化的敏感指标。本研究选择磷脂脂肪酸法( PLFA)分析微生物群落结构的变化,可以更准确地了解短期氮沉降对土壤生态系统的影响,从而预测氮沉降后土壤性质及植物生长的变化趋势,为氮饱和条件下人工林的可持续经营提供微生物参数和指标,对氮沉降的即时调控和实时治理具有指导意义。【方法】2013年5月,在江西省分宜县山下林场约1 hm2的杉木幼龄林中建立30个1 m ×1 m 的样方,在30个样方中进行5种氮沉降量[N0(对照)、N1(20 kg·hm -2a -1)、N2(40 kg·hm -2a -1)、N3(60 kg·hm -2a -1)、N4(80 kg·hm -2a -1)]和2种氮形态(NH4+-N,I和 NO3--N,II)的模拟沉降试验,沉降1年后用土钻进行土壤样品采集。磷脂脂肪酸提取方法为氢氧化钾-甲醇溶液甲酯化法,以十九烷酸为内标,采用 Agilent 6850N 测定,用Sherlock MIS4.5系统分析PLFA图谱,脂肪酸含量换算成每克干土中的含量( nmol)后进行分析。【结果】本研究共检测到PLFAs 72种,其中特征脂肪酸36种。分析特征脂肪酸种类和含量可知:各处理中土壤微生物群落均以原核微生物为主,不同氮处理样地中以磷脂脂肪酸总量表征的土壤微生物生物量范围20~44 nmol·g -1。沉降铵态氮时,土壤中 PLFA总量、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌脂肪酸含量均高于对照样地,细菌、真菌、放线菌和原生动物的脂肪酸含量变化趋势相同,均为随着氮沉降量的增加先升高再降低最后再升高,NH4+-N N4处理土壤微生物 PLFAs的数量最多,NH4+-N N2处理土壤微生物 PLFAs的丰度值和多样性值最高;沉降硝态氮时,土壤中 PLFA 总量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌 PLFAs量随着硝态氮浓度的增加呈现出先增加后减少的趋势,在 NO3--N N2处理达到最大值。细菌和放线菌的标记脂肪酸含量变化趋势相同。NO3--N N2处理微生物脂肪酸量最多,NO3--N N4浓度下微生物 PLFAs多样性值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。【结论】当氮沉降量小于80 kg·hm -2 a -1时,铵氮和硝态氮处理均促进了微生物的生长,但增长幅度不同。铵态氮的最高氮处理和硝态氮的中氮处理,更有利于土壤微生物总量的增长,铵态氮的中氮处理和硝态氮的最高氮处理,更有利于土壤微生物多样性的增加。铵态氮对土壤中细菌和放线菌含量影响较为显著,土壤中硝态氮和含水量对细菌含量影响较为显著。 相似文献
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水浇地冬小麦垄作栽培技术研究 总被引:35,自引:12,他引:35
针对传统种植方式下.大水漫灌所造成的浪费水资源、破坏土壤结构、在高肥水条件下易招致小麦倒伏和病害发生等问题,对小麦垄作栽培进行了研究,旨在为水浇地小麦高产、高效栽培开辟新途径。试验结果表明,小麦垄作栽培下,水分利用效率提高20%~30%,当季氮肥利用率提高10%以上;由于垄作栽培改传统平作的大水漫灌为小水沟内渗灌,消除了传统平作大水漫灌导致的土壤板结现象,改善了根际土壤的理化性状,有利于小麦的健壮生长;由于垄作栽培改变了麦田的地貌特征,从而改善了田间的通风透光条件,不仅降低了田间湿度,显著提高了小麦的抗倒伏及抗病能力,而且极显著地提高了小麦的光能利用率,有利于小麦产量的提高及品质的改善。 相似文献
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【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤理化性质以及微生物对碳源利用的差异,明确林龄对土壤微生物功能多样性的影响,为杉木人工林可持续经营管理提供理论依据。【方法】在福建武夷山脉选择3、12和38年生的杉木人工林,采用Biolog-ECO法研究不同林龄杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物对碳源的利用特征,并对土壤微生物利用各类碳源的特性进行热图分析、主成分分析(PCA)和相关性分析,揭示利用碳源的差异及导致差异的主要影响因素。【结果】不同林龄杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、McIntosh多样性指数和McIntosh均匀度指数均随林龄的增加而增加。在96~168h培养时间内,38年生杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性显著高于12年生和3年生(P<0.05)。38年生对酚酸类、胺类和氨基酸的利用强度较大,12年生对酚酸类、多聚物和氨基酸的利用强度较大,3年生对多聚物、羧酸和碳水化合物的利用强度较大,并且38年生土壤微生物群落代谢碳水化合物、氨基酸、羧酸和胺类的强度显著高于3年生,而12年生和3年生土壤微生物群落对6类碳源的利用率差异不显著(P>0.05)。热图分析结果表明:38年生和12年生杉木人工林土壤微生物群落能够代谢31种碳源底物,而3年生杉木人工林土壤微生物群落仅能代谢19种碳源底物。环境因子中,土壤pH、全氮、速效钾和碳氮比能够显著影响微生物群落的代谢功能。【结论】38年生杉木人工林表土层(0~20cm)土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,3年生最低,pH、全氮含量随林龄的增加而上升,碳氮比则随林龄增加而下降,因此林龄是驱动杉木人工林土壤生物学和非生物性质变化的重要因素。 相似文献
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硫代葡萄糖苷硫酸酯酶(GSS)及其修饰因子(SUMF1)是小菜蛾代谢十字花科植物化学防御物质硫苷的关键因子,但其在人工饲料品系小菜蛾适应寄主植物方面的功能研究中鲜有报道。本研究检测了硫苷代谢相关基因GSS和SUMF1在2种人工饲料品系小菜蛾(AD和G88)不同发育阶段的表达模式,发现GSS基因在2种饲料品系间的表达模式较为相似,GSS1和GSS2均在3龄和4龄幼虫中大量表达;SUMF1基因的表达模式则差别较大,未呈现明显规律性。AD和G88品系小菜蛾从初孵幼虫起被转移至萝卜子叶上饲养,与取食人工饲料相比幼虫存活率下降、发育历期延长、蛹重降低;幼虫中肠的GSS1和GSS2表达水平显著下降,AD品系的SUMF1a基因在幼虫中肠的表达亦显著下降。本研究通过探究饲料品系小菜蛾转食寄主植物后适合度与GSS和SUMF1基因表达水平的关系,揭示了硫苷代谢相关基因的表达水平很可能受到植物因子调控,并与人工饲料品系小菜蛾对寄主植物的适应性密切相关。 相似文献