黄土丘陵区人工林土壤微生物PLFA标记多样性分析

为研究不同植被下土壤微生物群落结构多样性的差异,采用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法,对山西吉县黄土丘陵区典型人工林刺槐、油松以及荒草地的土壤微生物群落结构多样性进行分析研究。结果表明:不同植被下土壤微生物PLFA标记含量存在显著差异,刺槐人工林的土壤微生物PLFA总量最大,细菌、真菌、放线菌的PLFA含量均大于油松人工林和荒草地;细菌PLFA含量在3种样地中的差异显著;2种人工林的真菌PLFA含量接近,而与荒草地差异显著,与荒草地相比,人工林的种植可明显提高土壤中真菌的比例;革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌呈现相同的变化趋势,油松人工林与荒草地2种菌群的PLFA含量接近,而与刺槐人工林差异显著。通过相关性分析发现,不同植被下土壤细菌、真菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌各总PLFA与土壤养分因子之间密切相关;不同植被下土壤微生物群落多样性差异显著,刺槐人工林更为丰富,且各个菌群分布更为均匀,油松人工林土壤的微生物群落多样性及菌群分布均匀度与刺槐人工林土壤较为接近,荒草地土壤微生物群落多样性和均匀程度较2种人工林明显偏低。因此从微生物群落结构多样性的角度看,人工林的种植能够明显改善微生物群落结构,改善土壤质量;刺槐人工林是黄土丘陵区人工植被恢复的较好选择。      

不同林龄杉木根际与非根际土壤微生物群落特征

为探究中亚热带杉木土壤微生物群落随林龄变化特征,以中亚热带7,24,34 a生杉木人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其根际和非根际土壤微生物数量和群落结构及驱动土壤微生物变化的主要土壤环境因子。结果表明：随着杉木林龄的增长,非根际土壤各类微生物数量不断减少,根际土壤微生物数量不断增加,34 a生杉木人工林细菌含量、革兰氏阴性菌含量、Cy∶MONO根际土壤显著高于非根际土壤,而其他各类微生物在根际和非根际土壤间均没有显著差异。相关分析和冗余分析结果表明：土壤环境因子对杉木土壤微生物群落有显著影响,其中有效磷和铵态氮含量对土壤微生物群落的影响较大,有效磷含量与土壤微生物群落呈正相关,土壤铵态氮含量与其呈负相关。因此,在杉木人工林管理过程中,可适当增加磷的输入,以增加土壤微生物数量,提高土壤质量,促进杉木的生长。     

连作大豆根际微生物群落结构及土壤酶活性

【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈现显著正相关,与转化酶和过氧化氢酶活性无显著相关性。【结论】大豆重迎茬使土壤微生物群落结构和土壤酶活性发生改变。大豆连作障碍是大豆根际土壤微生态系统和环境因子等综合作用的结果。     

利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法分析水稻根际土壤微生物多样性

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法,分析了4个以Ⅱ-32A为母本和3个以制5为父本的系列杂交水稻组合在同等栽培条件下根际土壤的微生物群落结构,并探讨其与水稻特性的内在联系,以期为水稻育种和品种改良提供科学依据。结果表明,水稻根际土壤磷脂脂肪酸生物标记丰富,共检测到38种PLFAs,其中完全分布的生物标记有23种,不完全分布的有15种;水稻根际土壤中PLFAs含量细菌真菌放线菌。不同水稻材料根际土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记组成结构存在差异。对根际土壤特征磷脂脂肪酸生物标记16:0(细菌)、18:1ω9c(真菌)、10Me17:0(放线菌)、10Me16:0(硫酸盐还原细菌)和16:1ω5c(甲烷氧化菌)比较可知,制5系列组合含量高,最高的为金生优制5,Ⅱ-32A系列组合较低,含量最低的为Ⅱ优797。对PLFAs总量和水稻特性进行Pearson相关分析,结果表明,PLFAs含量与水稻有效穗数和产量呈显著正相关,但与株高呈显著负相关。对水稻根际土壤磷脂脂肪酸生物量总量进行聚类分析发现,Ⅱ-32A系列组合聚为一类,制5系列组合聚为一类,表现出水稻遗传特性在其根际PLFAs上的差异性。研究结果表明,水稻根际土壤微生物群落PLFAs结构丰富,根际土壤微生物群落结构受水稻遗传亲缘关系的影响。     

施用鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响

为探究施用不同剂量的鸡粪有机肥对种植小油菜土壤微生物群落结构多样性的影响,设置0（CK）、7.5 t·hm^-2（T0.5）、15 t·hm^-2（T1）、30 t·hm^-2（T2）和60 t·hm^-2（T4） 5个鸡粪有机肥施用水平,种植3茬油菜后采集土壤样品,分析其基础化学性质和微生物磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）组成特征,并探究微生物与土壤化学性质之间的关联。结果表明：施用鸡粪有机肥后,土壤肥力整体趋于升高,其中T4处理土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮和有效磷含量分别较CK增加了34.1%、48.2%、47.9%、35.5%、3.9%和14.7%;土壤总PLFA、各类群微生物PLFA含量和真菌PLFA/细菌PLFA在中、高量有机肥处理下显著高于不施肥处理,T4处理总PLFA、细菌总PLFA和真菌总PLFA含量分别较CK增加了53.4%、52.1%和108.3%;T2处理的Shannon、Simpson、Pielou指数最高。微生物群落结构在施用极低和低剂量鸡粪有机肥（≤15 t·hm^-2）时较为相似,且显著区别于中量和高量施肥处理（≥30 t·hm^-2）;冗余分析结果表明,土壤基础化学特性解释了群落结构多样性发生变化的87.2%,起主要作用的环境因子包括硝态氮、总磷和pH,其中微生物PLFA与有效磷、铵态氮、硝态氮、全氮、全磷含量呈正相关,与土壤CEC和pH呈负相关。研究表明：施用鸡粪有机肥可以提高土壤肥力,增加土壤微生物群落多样性,但土壤微生物群落结构及多样性对不同的施肥剂量的响应结果不同,施用量为30 t·hm^-2和60 t·hm^-2时明显提高了土壤肥力、微生物总量及各菌群生物量,效果优于其他处理。因此,在短期内可通过适当增加有机肥的施用量来提高土壤肥力和生物学质量。     

3种耐盐植物对滨海盐土化学性质及微生物群落结构的影响

为探讨耐盐植物种植对滨海盐土化学性质及微生物群落结构的影响,在滨海盐土环境下,以种植耐盐植物费菜（Sedum aizoon L.）、田菁（Sesbania cannabina（Retz.）Poir.）、蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.）的样地和未种植植物的裸地土壤（CK）为研究对象,采用土壤农化分析技术和磷脂脂肪酸（PLFA）生物标记法,对土壤化学性质、微生物群落结构及多样性进行分析。结果表明,与裸地比较,种植植物样地土壤电导率和速效钾含量均显著下降,分别下降了20.26%~57.21%和23.42%~37.80%;而有机质含量和有效磷含量显著升高,分别升高了39.16%~53.01%和106.48%~259.92%。种植植物样地土壤中PLFA种类明显增加,微生物群落也有所改变,3个植物样地土壤中总PFLAs含量和革兰氏阴性菌、放线菌、AM真菌、真核生物、真菌PFLA含量显著升高,分别升高21.53%~103.32%、4.96%~63.37%、82.91%~222.72%、50.00%~160.25%、32.05%~268.59%、19.39%~454.77%;真菌/细菌（F/B）PFLA含量也显著升高1.00~6.50倍,而革兰氏阳性菌PFLA含量和革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌（G⁺/G^-）PFLA含量却显著下降,分别下降了48.06%~57.78%和59.77%~68.68%。此外,种植植物样地土壤微生物群落结构多样性也明显提高。研究表明,种植费菜和蒲公英可以降低滨海盐土土壤电导率,有利于土壤有机质的积累,同时其促进多种微生物的繁殖,可有效改善滨海盐土的微生态环境。