4种替代植物对黄顶菊入侵土壤养分和酶活性的影响

入侵植物对土壤环境的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一,而选择合适的植物可以替代控制和抵御外来植物的入侵。比较了高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草4种植物与黄顶菊单种和混种后不同时期的土壤养分和土壤酶活性变化规律。结果表明：（1）黄顶菊单独种植根区土壤NH4＋-N、NO3-N含量均显著低于紫花苜蓿和黄顶菊混种群落,其有效磷含量显著低于高丹草和黄顶菊混种群落;（2）紫花苜蓿和黄顶菊混种群落土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均显著高于黄顶菊单种群落。因此,在本试验条件下,高丹草、紫花苜蓿对土壤氮素转化利用能力比黄顶菊高,且能竞争性抑制黄顶菊对土壤磷素的吸收,利于实现对黄顶菊的替代控制。     

豆科植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

自然界中很多种类的植物与固氮微生物共生,故其自身可进行氮同化,尤以豆科植物为甚。豆科植物由于与固氮微生物共生,所以豆科植物根际土壤的氮素较高于非固氮类植物种类。由于氮素是微生物代谢必需的营养元素之一,所以,豆科植物与非豆科植物的根际微环境存在一定的差异,自然而然两者根际土壤微生物的种群数量及其代谢活性也应存在一定的差异。基于此,本研究拟选取两种豆科植物(合欢Albizia julibrissin和豌豆Pisum sativum)及两种非豆科植物(樱花Prunus serrulata和艾蒿Artemisia argyi)的根际土壤微生物为研究对象,以平板梯度稀释法测定其种群数量,并通过测定纤维素酶、转化酶、脲酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶的活性为切入点分析其代谢活性,进而分析豆科植物对根际土壤微生物种群数量及其代谢的影响。本研究结果显示豆科植物的根际土壤细菌和真菌数量显著低于非豆科植物的。木本非豆植物和木本豆科植物根际土壤放线菌数量无显著差异,但是草本豆科植物根际土壤放线菌数量却显著高于草本非豆科植物的。另外,豆科植物根际土壤纤维素酶、转化酶、硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性均显著大于非豆科植物的,而豆科植物根际土壤脲酶活性却显著低于非豆科植物的。另外,转化酶和脲酶活性与真菌数量呈显著相关。     

2种入侵植物对根际土壤微生物种群及代谢的影响

选取2种入侵植物（一年蓬Annual Fleabane及加拿大蓬Erigeron Canadensis）及本土植物（艾蒿Artemisia argyi）的根际土壤微生物种群为研究对象,以分析不同根际土壤微生物种群的数量及测定根际土壤微生物酶活的活性为切入点来探析入侵植物对土壤微生物的影响及其响应机制。结果显示：2种入侵植物显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,而显著抑制了真菌与放线菌的数量。另外,入侵植物一年蓬显著抑制其根际土壤中纤维素酶的活性,而3种植物的根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异。入侵植物对其他3种土壤酶（即转化酶、脲酶及酸性磷酸酶）活性的影响却呈现出截然相反的影响,即一年蓬显著增加了3种根际土壤酶的活性,而加拿大蓬却显著减少了3种根际土壤酶的活性。导致这种现象的原因可能是不同入侵植物的根系释放不同的化学物质进而对土壤微生物的数量和活性造成不同的影响。     

不同放牧梯度下草甸草原土壤微生物和酶活性研究

通过小区控制放牧实验,研究呼伦贝尔草甸草原不同放牧强度下草地土壤微生物和酶活性的变化。结果表明：不同处理土壤微生物数量表现为细菌〉放线菌〉真菌。不同土层土壤微生物总数不放牧处理大于放牧处理,0～30 cm土层土壤微生物生物量碳、氮含量在轻牧区较高,在中牧区较低。土壤脲酶和过氧化氢酶活性轻度放牧和中度放牧高于不放牧和重度放牧。土壤微生物数量、生物量、土壤蛋白酶和过氧化氢酶活性均随土壤深度的增加呈递减趋势。相关分析表明,土壤微生物数量、微生物生物量以及土壤酶活性相互之间密切相关,土壤微生物量N与细菌达到极显著正相关（P〈0.01）,与真菌和放线菌呈显著相关（P〈0.05）。土壤微生物量C与真菌达到极显著负相关（P〈0.01）,与放线菌呈显著负相关（P〈0.05）。土壤微生物数量、土壤微生物量N与转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性呈显著或极显著正相关。土壤微生物量C与转化酶、蛋白酶、过氧化氢酶呈显著负相关（P〈0.05）。     

低浓度Pb^2＋对Cd^2＋污染下冬小麦幼苗根微域土壤水解酶活性及与根微域土壤生化特征关系的影响

采用盆栽试验法探讨了Cd^2＋、低于国家“土壤环境质量标准”规定的II类土壤环境基准值300mg-kg^-1干土时的Pb^2＋与Cd^2＋复合处理对冬小麦幼苗根微域土壤磷酸酶、转化酶和脲酶活性及与根微域土壤微生物数量和生化特征关系的影响特征。结果表明：（1）Cd^2＋对冬小麦幼苗根微域土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性表现为显著抑制效应;而低浓度Pb^2＋主要表现为协同Cd抖污染抑制根微域土壤水解酶活性效应;（2）Cd^2＋处理下,磷酸酶活性与微域土壤有机质含量呈极显著正相关;转化酶活性与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与有机质呈显著正相关;脲酶活性与细菌、真菌和放线菌数量及微生物量碳表现为极显著正相关;（3）Pb^2＋／cd^2＋处理下,碱性磷酸酶活性与微生物量碳表现为显著正相关;转化酶活性与全氮含量表现为显著负相关,与有机质含量呈极显著正相关;脲酶活性与全氮呈极显著正相关,与有机质为极显著负相关,总体来讲,Cd^2＋／Pb2＋与Cd^2＋处理之间酶活性与生化特征的关系存在明显差异;同时Pb^2＋／Cd^2＋处理下磷酸酶、转化酶和脲酶活性与土壤微生物数量之间的相关性特点与Cd^2＋处理下也明显不同。     

六氯苯胁迫下2种湿地植物根际土壤微生物数量与酶活性变化

为揭示人工湿地植物根际效应对氯苯类化合物生物降解的影响,选取典型湿地植物芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia),模拟室外人工湿地微宇宙系统,研究六氯苯(hexachlorobenzene,HCB)胁迫下根际土壤中微生物数量和酶活性变化。结果显示:芦苇和香蒲表现出明显的根际效应,根际土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量以及土壤脱氢酶(DEH)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性均表现为根际土大于非根际土,且香蒲组土壤微生物数量和酶活性均显著高于芦苇组(P0.05);芦苇和香蒲组土壤中HCB含量与微生物数量和3种酶活性呈负相关,香蒲组土壤中HCB含量与DEH活性和PPO活性呈显著负相关(P0.05)。研究表明随着芦苇和香蒲根际土壤微生物数量与酶活性的增加,2种植物的根际效应增强,进而促进湿地系统对HCB的去除。     

长期不同施肥模式对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响

以砂姜黑土长期定位土壤培肥试验(1981年—)为依托,研究了长期不施肥CK、长期单施化肥NPK、长期单施有机肥M、长期有机肥与化肥配施MNPK(等氮)和HMNPK(高氮)对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响,揭示砂姜黑土微生物数量和酶活性对不同施肥模式的响应机制,以期为改善砂姜黑土肥力和质量提供科学依据和理论支持。结果表明,CK细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量明显低于其它施肥处理,灌浆中期M细菌、放线菌和固氮菌数量显著高于NPK,而真菌数量在M与NPK间差异不显著。MNPK和HMNPK细菌、真菌和放线菌数量显著高于NPK和M,其中灌浆中期MNPK比NPK和M分别增加了47.0%、21.1%、32.1%和23.2%、11.7%、20.2%。MNPK与HMNPK细菌、真菌和放线菌数量在灌浆中期差异皆不显著,而固氮菌数量MNPK显著高于HMNPK。灌浆中期M转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性显著高于NPK,分别增加20.9%、22.1%、17.7%、18.4%、10.0%。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施有机肥和化肥可以明显提高土壤转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性。HMNPK的脱氢酶活性显著高于MNPK,而转化酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性与MNPK差异不显著。土壤中转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性皆与细菌、真菌、放线菌呈显著正相关关系,与固氮菌正相关不显著。有机肥与化肥配施最利于提高砂姜黑土微生物数量和酶活性,其次为单施有机肥,有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤微生物数量和酶活性提高作用不大,甚至导致固氮菌数量的下降。     

不同配比土壤对平邑甜茶苗木生长和土壤微生物及土壤硝酸还原酶的影响

为探索平邑甜茶育苗质量与栽培基质理化特性的关系,通过设置不同配比的栽培基质,测定了平邑甜茶苗木生长相关指标、土壤微生物数量以及土壤硝酸还原酶活性.结果显示:(1)不同配比土壤下,微生物数量及土壤硝酸还原酶活性差异显著,其中细菌数量随植物生长先增多后减少,与植物的生长速率趋势一致;(2)壤土为主的栽培基质,土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长期均较高,平邑甜茶苗木较粗,质量较高;(3)沙土为主的栽培基质,前期根系优先发育,根冠比最大,土壤微生物数量和土壤硝酸还原酶活性在整个生长期最低.说明壤土的营养状况和物理性状更适合平邑甜茶幼苗的生长.     

秸秆还田配施化肥及微生物菌剂对水田土壤酶活性和微生物数量的影响

土壤微生物学特性是表征土壤质量的重要生物学指标。通过田间试验研究了秸秆还田配施不同配比化肥及微生物菌剂对水田土壤酶活性和微生物数量的影响。结果表明,与单施秸秆相比,秸秆还田配施N、P、K及微生物菌剂后,土壤过氧化氢酶、转化酶和尿酶活性分别提高了37.5%~68.8%、32.3%~61.5%和48.8%~102%,细菌和真菌数量分别提高了95.3%~174%、286%~351%,放线菌数量减少了34.5%~39.4%,差异显著。统计分析显示,土壤过氧化氢酶与尿酶活性之间及其酶活性与微生物数量之间关系密切。氨化细菌和硝化细菌数量主要控制土壤过氧化氢酶活性,真菌数量是转化酶活性的主要影响因素,而尿酶活性主要受细菌数量影响。秸秆还田配施微生物菌剂及平衡施肥可以促进酶活性的增强,使土壤微生物群落物种个体数增加更多,分布更为均匀。过量施用氮肥会抑制土壤酶活性和微生物的生长和繁殖。     

围封对荒漠草原土壤微生物数量及其酶活性的影响

以鄂尔多斯高原温性荒漠草原为对象,对比研究了放牧和围封条件对草原植物地下生物量、土壤有机质、土壤微生物数量及酶活性的影响,旨在为干旱区退化草地的恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)与放牧区相比,围封显著增加了表层土壤(0~10 cm)草地植物地下生物量23.81%,极显著增加了次表层土壤(10~20 cm)草地植物地下生物量37.21%,而对土壤有机质含量无显著影响。(2)围封极显著提高了表层土壤真菌种群数量71%,次表层土壤细菌种群数量147%,显著提高了底层土壤(20~40 cm)真菌164%和表层、次表层土壤放线菌种群数量56%和8.9%。(3)围封区的次表层土壤脲酶活性显著增加了31.13%,表层土壤蔗糖酶活性显著降低了24.14%,表层土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性分别显著提高了16.59%和11.76%。(4)围封与放牧条件下,各指标相关性表现不尽一致;放牧条件下,放线菌种群数量与各指标相关性均不显著(P0.05),而在围封下,放线菌与真菌种群数量及碱性磷酸酶活性无显著相关性(P0.05),与其他指标均表现出显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系,相关系数达68%以上;放牧条件下,真菌种群数量与4种土壤酶活性均呈极显著(P0.01)正相关关系,相关系数在84%以上,而围封条件下,其与4种酶活性均呈显著正相关关系(P0.05)。     

计划烧除对云南松林土壤微生物及酶活性的影响

计划烧除是森林防火与经营的主要手段之一,探究云南松林计划烧除后土壤微生物与酶活性的变化,可为科学实施计划烧除提供参考。以云南省玉溪市新平县照壁山云南松天然次生林为研究对象,对计划烧除后土壤微生物(真菌、细菌、放线菌)与酶活性(蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶、磷酸酶)的变化及相关性进行研究。结果表明,(1)云南松林计划烧除后,表层土壤微生物数量急剧下降,但这种影响随着土壤深度增加越来越小。细菌和放线菌数量在0-10 cm土层、真菌数量在0-20 cm土层未烧除样地显著高于烧除样地;细菌、放线菌在11-60 cm土层、真菌在21-60 cm土层受火烧影响小。(2)计划烧除导致大部分表层土壤酶失活,随土层深度增加受影响程度越来越小。土壤蔗糖酶和纤维素酶活性在0-20 cm土层未烧除样地显著高于计划烧除样地,脲酶、蛋白酶在0-10 cm土层显著高于烧除样地,过氧化氢酶活性在0-60 cm土层显著高于烧除样地;磷酸酶活性与其它酶不同,在0-10 cm土层未烧除样地显著低于计划烧除样地,在10-20 cm土层未烧除除样地显著高于烧除样地,在21-60 cm土层,受计划烧除影响小。(3)土壤微生物与酶活性相关分析结果显示,与未烧除样地比较,计划烧除样地细菌与脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶、蛋白酶的相关性变化不明显,而与蔗糖酶、纤维素酶的相关性减弱;真菌与蔗糖酶、过氧化氢酶的相关性变化不明显,而与脲酶、纤维素酶、蛋白酶的相关性减弱,与磷酸酶的相关性增强;放线菌与脲酶、过氧化氢酶的相关性变化不明显,与蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蛋白酶相关性减弱,与磷酸酶的相关性增强。因此,计划烧除使土壤表层微生物与酶活性受到显著影响,土壤酶活性与微生物之间的相关性也发生改变。     

AMF对入侵植物黄顶菊与棉花竞争生长的反馈作用

菌根植物黄顶菊(Flaveria bidentis(L.)Kuntze)是近年来广泛蔓延于河北境内的一种入侵植物,因其旺盛生长期与棉花的产量形成关键期基本重合,对棉花的生长及产量造成了不利的影响。为了探明菌根在黄顶菊和棉花竞争生长中的相关作用机制,以外来入侵植物黄顶菊(Flaveria bidentis)和本地作物常用棉花品种中棉所6号(CCRI6)与转Cry1A抗虫棉新科8号(GK83)为材料,利用温室盆栽试验,研究黄顶菊入侵后根际土壤形成的丛枝菌根真菌(AMF)在黄顶菊与棉花竞争中的反馈作用。结果表明,在与棉花的竞争生长过程中,黄顶菊抑制了棉花的株高和根冠比,AMF促进了混种处理中棉花地上部分的生长;竞争生长显著降低了与中棉所6号竞争生长的黄顶菊的MDA含量和SOD活性显著降低、POD活性显著升高,提高了中棉所6号POD的活性。AMF与黄顶菊根系的共生能力强于棉花,AMF显著降低了黄顶菊单种处理中POD和SOD的活性,提高了黄顶菊混种处理中SOD的活性,AMF降低了单种处理中两种棉花的POD活性,提高了混种处理中中棉所6号的POD活性和新科8号的SOD活性。研究结果对深入探讨入侵植物和土壤微生物的互作关系,揭示黄顶菊的入侵机制提供了重要依据。     

亚高山森林不同演替阶段物种间作用对土壤酶的影响及其对不同肥料的响应

为揭示西南亚高山森林恢复过程中不同演替阶段物种间相互作用对土壤酶活性的影响,采用盆栽试验,选取亚高山森林演替后期针叶树种云杉(Picea asperata)和阔叶树种红桦(Betula albo-sinensis)以及演替中期灌丛树种高山柳(Salix oritrepha),研究物种间相互作用对土壤酶活性的影响及其对不同施肥种类(无机肥和有机肥)的响应.结果表明:(1)与对照相比,添加有机肥提高了土壤多酚氧化酶、转化酶、纤维素酶和蛋白酶活性;添加无机肥后,土壤转化酶活性增加了16%-41%,纤维素酶和蛋白酶活性却显著降低;多酚氧化酶活性在单栽高山柳土壤中增加129%,而在红桦土壤中降低了43%.(2)对照组中,蛋白酶活性表现为在高山柳土壤显著低于红桦、云杉土壤;无机肥组中,蛋白酶活性表现为云杉土壤红桦土壤高山柳土壤;转化酶活性在无机肥和有机肥组中均表现为云杉根系土壤显著低于红桦和高山柳根际土壤;(3)物种混栽后,在对照组中,除云杉-红桦混栽土壤蛋白酶活性低于单栽红桦和云杉土壤蛋白酶活性外,其余物种两两混栽后土壤酶活性与单栽植物土壤酶活性没有显著差异性;但是添加无机肥和有机肥后,与单栽植物土壤酶活性相比,物种混栽可提高土壤蛋白酶和转化酶活性.(4)不同土壤酶活性受不同的土壤因子调控.可见,不同种类植物根际土壤酶活性对无机肥和有机肥的响应不同,而且物种间相互作用对土壤酶的影响及其对肥料的响应因物种而异;本研究结果不仅为认识亚高山森林恢复演替过程中微生物功能和养分循环对植物作用与施肥的响应机制提供了重要的科学依据,还为深入了解西南亚高山森林植被更新与恢复的影响机制提供了重要支撑.(图3表2参27)     

模拟增温和酸雨对水稻土酶活性及温度敏感性的影响

土壤酶是土壤生态系统物质循环和能量流动的积极参与者,全球温度、酸雨强度可能是同时变化的,研究土壤酶在增温和酸雨背景下的变异规律具有重要意义。以水稻土为研究对象,通过室内培养实验,设置2种温度梯度(25和30℃)和2种降水pH值水平(pH 5.0和pH 6.7),研究了模拟增温和酸雨对水稻土酶活性的影响以及土壤酶温度敏感性指数(Q10)。结果表明:(1)去离子水(pH 6.7)条件下,增温(30℃)处理土壤转化酶、纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活性比常温(25℃)处理平均升高13.37%、13.57%、6.14%和17.60%;土壤脲酶和过氧化氢酶活性平均降低3.25%和12.89%。常温条件下,酸雨(pH 5.0)处理土壤转化酶、蛋白酶、脲酶和过氧化氢酶活性比去离子水处理平均升高22.91%、7.65%、38.24%和69.98%,纤维素酶和淀粉酶活性平均降低35.73%和19.63%。(2)增温和酸雨的交互作用对土壤转化酶、纤维素酶、过氧化氢酶活性有显著影响,而对淀粉酶、蛋白酶、脲酶活性则无显著影响。(3)不同种类土壤酶Q10不同,转化酶对温度变化敏感,淀粉酶则不敏感。酸雨处理下,转化酶、纤维素酶、蛋白酶和脲酶的Q10降低,过氧化氢酶的Q10升高,淀粉酶的Q10变化不大。(4)短期内增温和酸雨都提高了土壤酶综合活性,增温酸雨处理土壤酶综合活性最高。这可能意味着气候变暖和短期低浓度酸雨可以提高土壤酶活性,加速土壤物质循环。     

滇中高原常绿阔叶林土壤生物学特性对土壤理化性质的影响

土壤酶活性和微生物是构成土壤生态系统的重要组分,也是决定土壤功能的关键因子,研究土壤生物学特性对理化性质的影响可以阐明影响土壤理化性质的因子,从而为林地土壤质量的恢复与保育提供科学依据。文章通过野外调查与室内实验相结合的方法进行样品采集与处理,结合相关分析与通径分析的数据分析方法对云南省玉溪市磨盘山常绿阔叶林土壤理化因子与土壤酶活性、微生物数量之间的关系进行了研究。结果表明,(1)常绿阔叶林林下土壤含水量、田间持水量、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效钾含量随着土层深度的增加而减少,土壤容重、p H、全钾含量随着土层深度的增加而增加。(2)土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性及可培养的细菌、放线菌、真菌数量随着土壤深度的增加而减少。(3)相关分析表明,土壤理化性质与酶活性、微生物数量之间存在显著的相关关系。(4)通径分析表明,过氧化氢酶和脲酶对土壤物理性质影响显著,而脲酶、过氧化氢酶、转化酶和真菌数量对化学性质有显著影响。     

低分子量有机酸对土壤微生物数量和酶活性的影响

采用室内培养实验测定了4种低分子量有机酸在低浓度(4 mmol·kg~(-1)干土)、中浓度(20 mmol·kg~(-1)干土)和高浓度(100 mmol·kg~(-1)干土)梯度下,对土壤微生物数量、呼吸强度和土壤酶活性的影响规律.结果表明,随着有机酸浓度的升高,甲酸、草酸和柠檬酸处理的土壤细菌数量和呼吸强度持续升高,真菌数量持续降低,放线菌数量在低浓度被促进,中浓度和高浓度被抑制;苯甲酸则表现出了与前3种有机酸不同的规律,土壤真菌数量持续升高,而土壤细菌、放线菌数量和土壤呼吸强度则表现了低浓度升高而后不断降低的特点.对于土壤酶活性而言,甲酸处理的淀粉酶、脲酶和磷酸酶活性和苯甲酸处理的土壤过氧化氢酶、脱氢酶和土壤肥力生物指数(BIF)在低浓度升高,而在中浓度和高浓度降低;甲酸处理的过氧化氢酶、脱氢酶和BIF,草酸处理和柠檬酸处理的蛋白酶、脱氢酶、土壤酶活性指数(EAN)、BIF,苯甲酸处理的蛋白酶和脲酶活性呈现随着有机酸浓度的升高而持续上升的趋势.综合土壤微生物数量、土壤呼吸和土壤酶活性,对土壤生态质量而言,在低浓度时苯甲酸处理最高,中浓度时柠檬酸处理最高,而在高浓度时草酸处理最高.     

施氮对不同有机碳水平桉树林土壤微生物群落结构和功能的影响

碳、氮是影响土壤微生物群落结构和功能的2种重要生源要素,但研究施氮对人工林土壤微生物群落影响时很少考虑土壤有机碳水平。本研究以我国南方桉树Eucalyptus人工林为对象,研究施氮水平(对照:0 kg·hm-2,常规施氮水平166.8kg·hm-2,施二倍氮素水平333.7 kg·hm-2)对不同有机碳水平桉树林土壤微生物群落结构(磷脂脂肪酸构成)和功能(土壤酶活性及可溶性土壤有机碳含量)的影响,结果表明:施氮显著降低土壤微生物群落磷脂脂肪酸总量以及细菌、真菌、放线菌磷脂脂肪酸量和真菌/细菌比值(P0.05);区分不同处理的土壤微生物磷脂脂肪酸主要是:真菌特征脂肪酸16:1ω5c、18:1ω9c、18:2ω9c及细菌特征脂肪酸16:1ω7c、i17:0和放线菌特征脂肪酸10Me18:0;施氮显著增加了土壤纤维素酶、酚氧化酶活性及土壤可溶性有机碳含量(P0.05);尽管高土壤有机碳水平样地的土壤微生物磷脂脂肪酸量、土壤酶活性以及可溶性有机碳含量显著高于低土壤有机碳水平样地,但低、高土壤有机碳水平样地的土壤微生物群落结构和功能对施氮的响应不一致,土壤细菌、真菌、放线菌磷脂脂肪酸量以及酚氧化酶活性和土壤可溶性有机碳含量在低土壤有机碳水平样地中对施氮的响应更敏感,而这些指标在高土壤有机碳水平样地中只有在施二倍氮素处理中才显著降低或不变化。该研究结果表明不同土壤有机碳水平中的土壤微生物群落对施氮的响应不一致,强调了在全面认识氮肥施用对土壤微生物群落的影响时,需要充分考虑土壤有机碳水平。     

汶川地震受损区恢复初期植物与微生物生物量、土壤酶活性对土壤呼吸的影响

为了解汶川地震灾区不同恢复方式土壤呼吸差异性及其影响因素,选取干旱河谷气候区与亚热带季风气候区,设置受损治理、未受损、自然恢复3种恢复方式的固定样地,于2015年9月到2016年9月测定土壤呼吸、植被生物量、土壤微生物生物量和土壤酶活性,分析各指标的季节变化特征及与土壤呼吸的相关关系.结果显示:土壤呼吸速率和9种生物学性质(植被地下生物量和总生物量、土壤微生物量碳和氮含量、土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶、脲酶、纤维素酶和蔗糖酶活性)在两个气候区的季节变化特征整体表现为冬春低、夏秋高.两个气候区的土壤呼吸速率、植物生物量、微生物量碳和氮含量、脲酶和蔗糖酶活性以及亚热带季风气候区碱性磷酸酶和纤维素酶活性、干旱河谷气候区的过氧化氢酶活性均表现为未受损区受损治理区自然恢复区,在受损治理区和自然恢复区各指标的恢复率介于11%-114%.两个气候区土壤呼吸的影响因子存在差异性,干旱河谷气候区主要为植物总生物量、地下生物量、微生物量氮含量以及土壤脲酶活性,亚热带季风气候区主要为碱性磷酸酶、纤维素酶活性.本研究表明不同恢复方式区域土壤呼吸速率存在差异性,群落植被生物量、微生物生物量与土壤酶活性是影响土壤呼吸的主要因子.(图5表2参28)     

紫云英苷在黄顶菊适生土壤中的迁移及降解

近年来植物黄酮类次生代谢物质已成为外来植物入侵机制研究的热点。黄顶菊(Flaveria bidentis)自2001年入侵我国以来,已对自然生态系统及农业生产造成了严重危害。紫云英苷是黄顶菊植株体内含量最高的黄酮类次生代谢物质,可抑制种子萌发,影响植物生长,目前对其被分泌到土壤后,在土壤中的迁移性及降解等行为尚不清楚。本文研究了紫云英苷在不同土壤中的迁移及降解规律,并以潮土为例,通过土壤酶活性测定与高通量测序技术,试图揭示紫云英苷在土壤中的降解机制。结果表明:紫云英苷在不同土壤中的迁移值R_f为0.14~0.51,呈现弱至中等移动特性;紫云英苷在不同土壤中的降解符合一级动力学方程,降解半衰期为2.68~18.55 h,在灭菌潮土中的半衰期为111.8 h;紫云英苷加入土壤后土壤脱氢酶、多酚氧化酶及β-葡萄糖苷酶活性均表现出一定程度的升高;高通量测序结果表明,紫云英苷改变了土壤细菌群落结构,其中诺卡氏菌属(Nocardioides)、鞘氨醇单胞菌属(Sohingomonas)、新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)、脂肪杆菌属(Pimelobacter)、Aeromicrobium属、Pedobacter属、溶杆菌属(Lysobacter)、热单胞菌属(Thermomonas)、枝动菌属(Mycoplana)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、红球菌属(Rhodococcus)、支原体属(Mycoplasma)等菌群在紫云英苷加入土壤后表现出较高的丰度,可能在紫云英苷降解过程中起重要作用。     

蚯蚓活动对锌污染土壤微生物群落结构及酶活性的影响

以不同质量分数Zn污染高沙土为材料,研究在重金属污染土壤中,蚯蚓活动对土壤微生物数量和各种酶活性的影响。试验结果表明:Zn的加入使土壤蔗糖酶、脲酶活性降低,而对磷酸酶活性没有影响,加Zn量在300mg·kg-1以下时对微生物量碳有促进作用,高于该水平则表现为抑制作用。接种蚯蚓后,土壤细菌和放线菌的群落数明显提高,除各别处理外均达到显著差异,真菌数量没有变化;土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶等酶活性也因接种蚯蚓而显著提高(p<0.05),随土壤Zn污染质量分数变化,蚯蚓对三种酶活性的影响趋势不同。蚯蚓活动对土壤酶活性的提高一定程度上缓解了重金属对酶的抑制作用。试验结果还表明蚯蚓活动显著提高了各处理土壤的NO3--N含量,相关散点图显示NO3--N含量和植物地上部生物量,地上部Zn质量分数及植物地上部Zn吸收总量间都有明显相关性(r=0.517,r=0.532,r=0.607)。试验初步验证了蚯蚓对Zn污染土壤中微生物和酶活性的改善作用。