大气CO_2浓度升高对稻田中小麦秸秆分解的影响

利用在江苏无锡运行的农田开放式空气C O2浓度升高(FA C E)系统平台,研究了FA C E条件对稻田中小麦秸秆分解的影响。结果表明,大气C O2浓度升高对秸秆的分解与土壤中氮肥的施用有关。在常规氮肥施用处理中大气C O2浓度升高显著降低小麦秸秆分解速率,而在高氮施肥处理中FA C E对秸秆分解没有显著影响;在常氮施肥处理中,大气C O2浓度升高显著降低秸秆中含碳物质的分解,而在高氮施肥处理中,大气C O2浓度升高的影响不显著;不论是在高氮还是常氮施肥处理中,大气C O2浓度升高对秸秆中含氮物质的分解没有显著影响;大气C O2浓度升高有增加土壤中脱氢酶活性的趋势。     

三种不同利用方式土壤上黄瓜根际微生物群落差异

蔬菜塑料大棚是一种高度集约化利用的设施农业类型,在太湖地区一般由原来的稻麦(或油菜)轮作或露地蔬菜改变而来。稻麦(或油菜)轮作或露地蔬菜改为蔬菜塑料大棚后,土壤养分高度累积,出现了次生盐渍化和酸化的现象[1-2]。可能受土壤酸化和次生盐渍化的影响,蔬菜塑料大棚土壤     

土壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌生长的影响

为了探索土壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)存活和生长繁殖的影响,通过设定环境温度、土壤含水量和土壤p H等,研究了这些因素对尖孢镰刀菌西瓜专化型(FON)和黄瓜专化型(FOC)生长繁殖的影响。结果发现,致病性尖孢镰刀菌在21℃~30℃范围内能快速繁殖,而在45℃条件下则无法生长;土壤含水量为20%时该菌繁殖速度最快,而含水量为5%时则受到明显抑制;p H 4~5.5的偏酸性土壤适宜尖孢镰刀菌繁殖,而p H为中性或以上土壤均不利于该菌生长。结果表明,高温、干旱和碱性是减轻土壤中致病性尖孢镰刀菌繁殖的有利环境因素,通过创造相应环境条件,可以控制枯萎病的发生或蔓延。     

红壤中丛枝菌根真菌对污泥态铜生物有效性的影响

以玉米为宿主植物 ,研究了不同污泥量 (0、1 %、4% )施入红壤后接种丛枝菌根真菌Acaulosporalaevis、Glomuscaledonium和Glomusmanihotis对菌根侵染率、孢子密度、玉米生长和铜生物有效性的影响。结果表明 ,施用 1 %的污泥可增加接种A laevis的菌根侵染率和孢子密度 ,其玉米地上部和地下部生物量也有显著增加 ,而不接种 (含土著菌根真菌 )、接种G caledonium和G manihotis的菌根侵染率、孢子密度、玉米地上部和地下部生物量却有显著下降 (p<0 0 5 )。施用 1 %的污泥时接种A laevis降低了玉米地上部铜浓度 ,而接种G caledonium和G manihotis却增加了玉米地上部铜浓度 ,另外 ,接种处理增加玉米根部对铜的吸收总量。不同的菌根真菌对重金属的耐受力是不同的 ,只有施入一定的污泥量即在一定污染程度下才能发挥菌根真菌A laevis对污染土壤的修复作用     

保护地菜田与稻麦轮作田土壤微生物学特征的比较

比较分析了位于长江三角洲嘉兴市的三类主要水稻土(漏水型水稻土、爽水型水稻土和囊水型水稻土)由稻麦(或油菜)轮作改为多年连作露地蔬菜和大棚蔬菜后一些土壤微生物学特征的变化,以衡量土壤质量演变的趋势。结果表明,与稻麦(油)轮作土壤相比,蔬菜地土壤微生物区系发生了极大的变化,细菌数量显著减少,真菌和放线菌数量却显著增加;硝化细菌和反硝化细菌数量随土壤类型不同呈不同的变化。多年连作露地蔬菜和蔬菜大棚保护地土壤中微生物生物量碳和总磷脂(TPL)含量显著低于稻麦轮作土壤,土壤中脱氢酶活性也显著低于稻麦轮作土壤。Biolog分析表明,蔬菜大棚保护地土壤中微生物能利用的碳源显著少于露地蔬菜和稻麦轮作土壤,而后两者间无显著差异。说明由稻麦(油)轮作改为多年连作大棚蔬菜后土壤微生物群落结构、功能的多样性明显下降,土壤质量的稳定性和可持续利用性土壤的长期生产力也将大大降低。土壤微生物数量、活性及群落结构和功能多样性的下降主要与蔬菜栽培特别是大棚蔬菜栽培的旱作与稻麦水旱轮作的生态环境条件的变化和前者的过量施用精有机肥和高效NPK复合肥导致的土壤氮、磷富集、有机质下降、次生盐渍化和酸化有关。     

基于磁性纳米颗粒分选的土壤活性纤维素降解微生物富集研究

磁性纳米粒子介导分离（magnetic nanoparticle-mediated isolation, MMI）技术是从复杂微生物群落中鉴定分离具有特定代谢功能活性物种的有力工具。针对我国江西鹰潭水稻土三种不同施肥模式（不施肥CK、化肥NPK和有机肥OM）,利用MMI技术定向富集活性纤维素降解细菌。结果表明,与不施肥相比,施肥可提高微生物数量和活性,增加拟杆菌门与厚壁菌门（特别是紫单胞菌科与类芽孢杆菌科）等活性纤维素降解细菌的占比,同时降低活性微生物种间依赖性,进而加速羧甲基纤维素钠的降解;此外,有机肥还增加了微生物生态网络中的潜在生态功能模块数量,因而效果好于化肥。以上结论与基于DNA稳定性同位素核酸探针（DNA-based stable isotope probing,DNA-SIP ）技术的结论一致,进而证明了MMI技术用于鉴定分离活性纤维素降解菌的可行性,同时本结果也为农田秸秆的资源化管理提供理论依据和实际指导。     

近地层臭氧浓度升高对稻麦轮作农田土壤生物学特性的影响

利用中国臭氧FACE(free-air O3concentration enrichment,开放式空气臭氧浓度增高)试验平台,通过对稻麦轮作农田土壤微生物生物量碳、土壤脱氢酶、蔗糖转化酶活性的测定,研究了近地层臭氧浓度升高条件下,2009年和2010年两年土壤生物学特性的响应。结果发现,1.5倍环境臭氧浓度下(≈70 nmol/mol),土壤微生物生物量碳有上升趋势,土壤脱氢酶和蔗糖转化酶活性显著增强(P<0.05)。土壤微生物对土壤碳源利用能力增强和数量的增加势必会加快土壤有机质的分解和周转,以致在大气臭氧浓度升高的一定阶段内可能会增大稻麦轮作农田温室气体的排放。     

微量热法在土壤微生物研究中的应用进展

一切生命过程都伴随着热效应。微量热法可对这些热效应进行精确的跟踪,并表征其过程。微量热法已广泛应用于医药、生化等研究领域,但在土壤微生物研究中却鲜有应用。本文简要介绍微量热法的原理和实验方法,综述其在土壤微生物研究中的应用现状并展望其应用前景,以期为土壤微生物研究提供新的思路和技术。     

南京有机污染风险区农田土壤多环芳烃污染状况研究

采集南京地区不同有机污染风险区农田表层土壤,用超快速液相色谱仪检测样品中15种EPA优控的多环芳烃(PAHs)含量。结果表明,被检农田土壤多环芳烃总量分布于306.0~1251.3μg kg~(-1)之间,均值682.0μg kg~(-1),四环以上高环多环芳烃占较大比例(80%)。根据欧洲土壤质量标准,所检土壤样本已达污染水平。不同风险污染区农田土壤PAHs的含量由高至低为:钢铁工业区、有机垃圾处理区、化工工业区及炼油工业区。钢铁工业区附近主要的污染物为荧蒽、芘、屈和苯并[a]蒽,分别占到污染物总量的16%、13%、10%和10%。采用荧蒽/(荧蒽+芘)与茚并[1,2,3-cd]芘/(茚并[1,2,3-cd]芘+苯并[g,h,i]苝)比值对各地污染物来源进行分析,结果发现调查区域的PAHs污染物以燃烧源为主,生物质燃料为主要污染物,部分地区同时有石油燃烧污染。     

潮土农田微生物研究进展

土壤微生物对不同施肥的响应和反馈对于评价和解释科学施肥具有极为重要的意义。本文总结了本课题组在我国华北平原潮土碳、氮、磷循环相关微生物对不同施肥,特别是对单施有机肥的响应方面的研究结果,明确了潮土地力提升过程中的微生物学机制。长期定位试验研究结果表明,长期平衡施肥,特别是施用有机肥能够显著增加潮土中有机碳和养分含量,特别是磷含量,进而改变土壤微生物群落结构,提高微生物生物量碳、转化酶活性、呼吸强度及微生物功能多样性(碳代谢活性),并且土壤微生物代谢熵与代谢热显著降低。相反,在缺素特别是缺磷条件下,土壤微生物不仅代谢效率低下,而且代谢过程会散逸相对多的热量、排放相对多的CO2,导致土壤质量明显下降。长期施用氮肥可增强潮土硝化活性、增加氨氧化细菌的数量和多样性,且无机氮肥比有机氮肥影响更显著;但是,科学施用氮肥的前提是必须合理地添加磷肥,才能更好地促进潮土作物生长、减少氮素损失和提升土壤地力。对于缺磷的潮土,长期施用磷肥,尤其是平衡施肥使得作物对菌根真菌(AMF)依赖性下降,进而导致土壤中AMF多样性下降,更多的土壤养分分配给其他微生物,有利于潮土农田地力的可持续性。潮土中一种土著微生物Bacillus asahii对长期施用有机肥的响应最为显著,该物种需要2~4 a会成为潮土中优势微生物,其有着独特的生理特征和丰富的代谢多样性,能够加速和促进其他微生物对潮土有机质累积和磷素循环过程的作用,在作物生长和土壤地力中起到"领军性"的作用。以上认知加深了对长期施用有机肥提升华北平原潮土地力过程中微生物学机制的认识,有助于指导调控土壤微生物更好地服务农田生态系统。