Soil microbial communities resistant to changes in plant functional group composition

The soil community is an often ignored part of research which links plant biodiversity and ecosystem functioning despite their influence on numerous functions such as decomposition and nutrient cycling. Few consistent patterns have been detected that link plant and soil community composition. We used a removal experiment in a northern Canadian grassland to examine the effects of plant functional group identity on soil microbial community structure and function. Plant functional groups (graminoids, legumes and forbs) were removed independently from plots for five growing seasons (2003-2007) and in the fifth year effects on the soil microbial community were examined using substrate-induced respiration (SIR - a measure of metabolic diversity) and phospholipid fatty acid analysis (PLFA - a measure of microbial community composition). Removal treatments were also crossed with both a fertilizer treatment and a fungicide treatment to determine if effects of functional group identity on the soil community were context dependent. Plant functional group identity had almost no effect on the soil microbial community as measured by either SIR or PLFA. Likewise, soil properties including total carbon, pH, moisture and nutrients showed a limited response to plant removals in the fifth year after removals. We found a direct effect of fertilizer on the soil community, with fertilized plots having decreased metabolic diversity, with a decreased ability to metabolize amino acids and a phenolic acid, but there was no direct soil microbial response to fungicide. We show that in this northern Canadian grassland the soil microbial community is relatively insensitive to changes in plant functional group composition, and suggest that in northern ecosystems, where plant material is only slowly incorporated into the soil, five growing seasons may be insufficient to detect the impact of a changing plant community on the soil microbes.     

玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20的菌种组成及降解稳定性

【目的】探索不同温度及pH条件对玉米秸秆低温高效降解复合菌系的玉米秸秆分解稳定性及菌群结构稳定性的影响,完善菌系培养方法,促进其应用开发利用。【方法】以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象,在10℃条件下连续继代培养45代、不同温度和pH条件下连续继代培养15代,分别获得多组不同代数（F）、不同温度（T）和pH（P）条件下的菌系。测定各复合菌系发酵液pH、玉米秸秆降解率及纤维素酶活,评价复合菌系的玉米秸秆分解稳定性;利用PCR-DGGE技术结合主成分分析法对菌群组成结构的稳定性进行研究。【结果】在10℃条件下经连续继代培养40代和在温度4-30℃、pH 6.0-9.0条件下继代培养获得的不同复合菌系发酵液pH均随发酵时间的延长趋近中性;玉米秸秆降解率在27.59%-32.53%,除F40显著高于F5外,其余无显著差异;纤维素酶活性呈高代菌系大于低代菌系,温度4-10℃和pH 6.0-9.0条件下,对复合菌系产酶有促进作用,纤维素酶活为1.34-1.84 IU·mL^-1;复合菌系的纤维素酶在较低的温度和较宽的pH范围内具有良好的温度和pH稳定性,酶促反应温度15-30℃和pH 4.0-9.0内仍保持80%以上的纤维素酶活力;复合菌系F5-F45、T4-T30和P6.0-P9.0的DGGE条带差异不显著,表明菌系的菌种组成稳定;而在偏酸（pH=4、5）和偏碱性（pH=10）条件下继代培养,复合菌系秸秆降解率和纤维素酶活均显著降低,菌种组成发生变化,进而影响性质与功能稳定性。PCR-DGGE共检测到18个条带,其中关键菌株分别为Bacillus licheniformis、Azonexus hydrophilusd、Azospira oryzae、Arobacter cloacae、Cellvibrio mixtus、Bacillus tequilensis、Clostridium populeti subsp. Mixtus和Clostridium xylanolyticum。【结论】复合菌系GF-20在温度4-30℃、pH 6.0-9.0条件下经过多代继代培养,仍然保持了较高的玉米秸秆分解活性和菌种组成稳定性,具有良好的应用前景。     

放牧与围栏内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳、氮变化及微生物群落结构PLFA分析

以内蒙古贝加尔针茅草原、大针茅草原和克氏针茅草原为研究对象,采用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸（PLFA）分析方法研究了放牧与围栏条件下内蒙古针茅草原土壤微生物生物量和群落结构特征的变化情况。研究表明放牧与围栏草地土壤微生物生物量和群落结构差异显著。氯仿熏蒸法分析结果表明内蒙古针茅草原土壤微生物生物量碳的含量介于166.6-703.5mg·kg^-1之间,微生物生物量氮含量介于30.34-92.15mg·kg^-1之间,其中贝加尔针茅草原土壤微生物生物量碳、氮最高,大针茅草原次之,克氏针茅草原则最低。放牧条件下,贝加尔针茅草原、大针茅草原土壤微生物生物量碳、氮显著低于围栏草地,克氏针茅草原则无显著变化。PLFA分析结果显示,内蒙古针茅草原土壤微生物群落PLFAs种类、含量丰富,共检测出28种PLFA生物标记磷脂脂肪酸,并且以直链饱和脂肪酸和支链饱和脂肪酸为主,相对含量占总量的2/3左右,其中贝加尔针茅草原土壤微生物含量最丰富,其围栏样地土壤的PLFA含量达到27.3nmol·g-1,大针茅草原和克氏针茅草原依次降低。围栏条件下,各类型草原土壤细菌脂肪酸与总PLFA含量均显著高于放牧草地,真菌脂肪酸含量则因草原类型不同各有差异;放牧导致各类型草原革兰氏阳性细菌PLFAs/革兰氏阴性细菌PLFAs（GPPLFAs/GNPLFAs）比值显著降低,而除了克氏针茅草原,细菌PLFAs/真菌PLFAs比值则显著升高。PLFAs主成分分析表明,放牧和围栏处理对内蒙古针茅草原土壤微生物群落结构产生影响,且围栏处理的影响程度大于放牧处理。经相关分析表明,氯仿熏蒸法和PLFA分析方法之间有很好的一致性,且土壤微生物PLFAs与土壤有机质、全磷、硝态氮显著相关。     

黑茶山自然保护区苔藓植物资源初步研究

通过实地调查、查阅文献、数据整理和分析,对黑茶山自然保护区苔藓植物资源进行了初步研究。结果表明,黑茶山保护区内共有苔藓植物33科74属223种,其中苔类植物9科10属15种,藓类植物24科64属195种11个变种2个变型;苔藓植物温带区系成分有26属,占该地区的74.29%,温带性质占有绝对优势,热带区系成分为2属,表明了一定的热带渊源;本区苔藓植物群落有4种类型,即水生群落、石生群落、土生群落和木生群落。对保护区苔藓植物要以保护为主,严格控制开发利用。     

福建万木林省级自然保护区苦槠群落特征研究

对福建万木林省级自然保护区苦槠天然林的群落结构、物种组成、多样性及演替趋势等进行调查分析,结果表明:该群落的物种多样性较丰富,共有维管束植物36科58属79种,群落中木本植物占绝对优势;群落层次分明,有乔木、灌木和草本3个层次;乔木层中苦槠的重要值最大,但在灌木层中未见苦槠分布,表明苦槠林正处于缓慢演替之中。     

碱性肥料对香蕉枯萎病发生及土壤微生物群落的影响

【目的】针对我国香蕉主产区蕉园土壤酸化、 微生物环境恶化,香蕉枯萎病严重泛滥和肆虐,严重威胁产业等问题,通过施用碱性肥料改善蕉园土壤酸性及微生物环境,从而降低香蕉枯萎病发病率,促进香蕉健康生长。【方法】以重病区蕉园土壤为对象,采用盆栽试验,研究碱性肥料对土壤微生物及香蕉枯萎病发生情况的影响。试验设碱性肥料(AF)和常规肥料(CCF)2种肥料处理,每种肥料设低量(L1)、 中量(L2)和高量(L3)3个施肥量,同一施肥量处理的氮、 磷、 钾总用量相等。于2013年3月6日移栽香蕉苗到营养钵, 130 d后待各处理香蕉发病明显时采集土壤及植株样品进行各项指标测定。【结果】 1)施碱性肥料能显著降低香蕉枯萎病的发病率,常规肥料处理的香蕉发病率为78%,而碱性肥料处理的仅为33%。2)碱性肥料对土壤微生物群落有明显的影响,土壤中的真菌数量AF处理明显少于CCF处理,而细菌、 放线菌数量则显著高于CCF处理,因此AF处理土壤的香蕉尖孢镰刀菌明显减少。3)试验期间碱性肥料能显著提高土壤pH值,较常规肥料处理提高了0.75个pH单位,而土壤EC值比常规肥料处理低47.76 μS/cm。4)土壤pH值与土壤中古巴专化型尖孢镰刀菌(FOC)的数量及香蕉发病率呈显著负相关; 细菌数量与FOC数量、 香蕉枯萎病发病率、 病情指数之间呈显著的负相关; 土壤中FOC和真菌数量与香蕉发病率呈显著正相关。5)香蕉生物量随着碱性肥料和常规肥料用量的增大而增加,但碱性肥料的效果更加明显。【结论】应用碱性肥料不仅可以为香蕉提供氮、 磷、 钾养分,而且能改良蕉园土壤酸性从而改善土壤微生物群落结构及环境,有效防控香蕉枯萎病的发生。     

三门湾春秋季鱼类群落特征及其与环境因子的关系

根据2014年11月(秋季)和2015年5月(春季)在三门湾进行渔业资源调查以及同步调查的6个主要环境因子数据(水温、盐度、悬浮物、p H、溶解氧及化学需氧量等),对三门湾鱼类群落结构及其与6个主要环境因子的关系进行了研究。结果显示,共捕获鱼类33种,其中以季节性洄游种类和暖水性种类为主。春、秋季优势种各有5种,其中棘头梅童鱼、龙头鱼和孔虾虎鱼为共同优势种。应用非度量多维测度分析(NMDS)和单因子相似性分析(ANOSIM)可得,春、秋鱼类群落均可划分为2组,其中1组主要分布在湾内,而另1组主要分布在湾口,在不同站位组间均存在极显著差异。长度谱分析结果显示,鱼类群落长度谱的斜率和截距有明显的季节性差异。RDA分析结果表明,鱼类群落主要受温度、溶解氧、悬浮物和p H等环境因子影响。     

煤矸石边坡植被恢复探讨——以郴州市青年大道煤矸石边坡为例

以郴州市青年大道煤矸石土壤结构边坡绿化为案例,提出了利用园林绿化技术进行煤矸石废弃地景观改造与生态恢复的方法,并调查了所改造的效果。结果表明:煤矸石边坡植被修复后形成了以邓恩桉、杨树、栾树为主体的植物群落,生态系统能够自我维护,生态环境得到了明显改善。     

接种微生物对改善奶牛粪便脱水性能的研究

采用室内模拟培养的方法,研究了接种纤维降解复合菌群及乳酸菌对改善牛粪脱水性能的影响。结果表明,接种后的牛粪有明显的水层析出现象,最高水层厚度为1.4cm,而对照无水层析出,接种后牛粪表面水蒸发量较对照增加了56%,培养15天,3000r·min-1,10min离心,固体物中含水量从85.3%下降到78.3%,减少了8.2%,而对照仅减少0.8%;进一步研究表明,接种加快了牛粪pH下降,增加了牛粪中纤维素的降解,纤维降解复合菌群与乳酸菌混合接种好于两个接种物的单一接种处理,相同的接种物,对于牛粪脱水性能改善,接种量越大效果越好。