菜园土壤的理化性质和微生物生态特征与种植年限的关系

为了研究菜园土壤生态系统的演化，在广州白云区采集共计64个不同种植年限的菜园土壤样本。对土壤丰要物理化学性质和土壤微生物生态特征进行分析，结果表明：土壤粘粒和微网粒含量、土壤全磷、全钾的含量随菜园土的种植年限而增加；呼吸商则随年限升高，土壤细菌／真菌、放线菌／真菌亦有升高的趋势，而微生物碳氮比、土壤微生物商、微生物氮／全氮随年限降低；种植10a左右菜园土壤的Shannon多样性指数和AWCD值最低，40a土壤最高，80a以上土壤的微生物多样性指标有所降低，表明种植80a后的老菜园土壤微生物生态系统有退化的迹象。     

有机肥料对杉木根际土壤生化性质的影响

施用不同有机肥料对杉木幼林根际土壤生物化学性质的影响的研究结果表明，施有机肥料有如下的作用：（１）在很大程度上增加了杉木根际土壤三大类微生物数量．其中以牛栏肥和绿肥混施效果最好，施绿肥又比施牛栏肥效果好，并且施用有机肥料能提高微生物中细菌所占的比例；（２）能增加氨化细菌、硝化细菌、纤维素分解菌和芳香族化合物分解菌的数量，其中氨化细菌提高幅度最大，并以混合施用最好，纤维素分解菌则以单施绿肥最高，芳香族化合物分解菌则以施牛栏肥最高；（３）提高了土壤酶活性，过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蛋白酶的活性为：混合施用＞施牛栏肥＞施绿肥＞不施肥；（４）不同程度地降低了杉木根际土壤多酚氧化酶的活性．     

设施土壤pH值与有机质演变特征研究

设施土壤的pH、有机质与土壤环境质量及设施栽培作物生产水平密切相关。文章对云南不同区域、不同大棚种植年限、不同轮作制度的设施土壤pH与有机质的演变特征进行研究,结果表明:大棚种植年限长的地区,土壤pH、有机质变化明显;随着大棚种植年限的增长,土壤pH呈下降趋势,有机质含量则呈上升趋势;随着土壤层次的加深,大棚土壤pH逐渐升高,而有机质则逐渐降低;不同轮作方式,花-菜轮作比菜-菜轮作有利于增加有机肥对设施土壤pH的缓冲性。     

长期连作及秸秆还田对棉田土壤微生物量及种群结构的影响

通过采用常规微生物培养技术分析长期不同连作年限及秸秆还田棉田土壤微生物量及种群结构变化,揭示棉花连作及秸秆还田与土壤微生物多样性关系。研究表明,随着连作年限增加,秸秆还田连作模式下真菌数量持续增加,细菌和微生物总量在连作5-20 a逐渐下降,25 a后又上升;非秸秆还田连作模式随着连作年限增加其微生物种群变化与秸秆还田连作模式变化一致,但非秸秆还田连作模式土壤细菌和微生物总量分别比秸秆还田连作模式在连作5、10和15 a降低42.9%、57.9%、70.6%和41.9%、54.7%和65.7%,而真菌数量增加28.4%、80.8%和116.7%。说明棉花秸秆还田能够增加微生物数量,改善棉田土壤微生物种群结构。连作棉田土壤Simpson指数和Shannon指数呈随连作年限增加呈增加的趋势,连作棉田土壤微生物细菌/真菌（B/F）和放线菌/真菌（A/F）比值在秸秆还田模式下先逐渐减小至连作25 a有升高,而非秸秆还田模式下持续下降。     

河流底泥施用对土壤微生物群落功能多样性和小麦生长的影响

设置0（对照）、20、60和100g·kg-1 3个底泥施用量水平,研究施用底泥对冬小麦籽粒Cd含量以及土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明,60和100g·kg-1底泥施用处理小麦穗质量和千粒重显著高于对照（P〈0．05）。各处理间小麦籽粒cd含量无显著差异。与对照相比,施用底泥并没有显著改变土壤中可培养细菌、真菌和放线菌的数量。整个培养过程中土壤微生物平均颜色变化率（IAWCD）以及96h时微生物多样性指数（Shannon指数、Simpson指数、McIntosh指数）在对照与底泥施用处理间无显著差异。主成分分析（PCA）表明,仅有占总变量方差14．22％的PC3能识别出对照土壤微生物群落碳源利用谱与底泥施用处理间的差异,而PCI（21．76％）、PC2（16．32％）和PC4（11．62％）则无法将对照与底泥施用处理区分开来。可见,该试验条件下合理的底泥施用量并不会对小麦籽粒Cd含量、微生物功能多样性和土壤质量产生显著影响。     

转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响

设置非转基因抗虫棉棉田以及分别种植7和10 a转Bt基因抗虫棉的棉田3个处理,于2007--2008年棉花苗期、蕾期、花铃期和吐絮期采样测定了土壤中5个微生物种类的数量,以监测长期种植转Bt基因抗虫棉对土壤微生物群落生物多样性的影响.结果表明,3种类型棉田土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量以及微生物多样性指数在整个棉花生长期内变化趋势基本一致,其中,在棉花蕾期各种微生物数量达到高峰.与种植非转基因抗虫棉相比,不同种植年限转Bt基因抗虫棉对土壤细菌、真菌、固氮菌、反硝化细菌、亚硝化细菌数量和微生物多样性指数都无显著影响,但随着采样时间的不同,3种类型棉田土壤各类微生物数量和多样性指数都呈明显季节变化.     

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。     

连作茶树根际土壤酸度对土壤微生物的影响

为了解连作茶树根部土壤酸化对微生物生物量及区系的影响,以不同种植年限黄金桂茶树根际土壤为研究对象,分析茶树根际土壤p H值对土壤微生物量、微生物数量和微生物类群的影响以及土壤微生物对土壤酸度响应的敏感性趋势.结果显示,茶树根际土壤的微生物生物量碳、微生物呼吸强度、微生物生物量氮及细菌、放线菌、氨化细菌、亚硝酸细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌的数量随着茶树树龄的增加呈现下降趋势,且与茶树根际土壤p H值呈现极显著正相关(P0.01),而真菌、嫌气性纤维素分解菌、硫化细菌的数量呈现上升趋势,且与茶树根际土壤p H值呈现极显著正相关(P0.01).敏感性分析结果显示,不同微生物指标响应茶树根际土壤p H值变化的趋势为微生物呼吸强度(8.721 8)细菌(8.428 7)微生物量碳(7.955 2)硫化细菌(7.726 8)放线菌(5.780 0)真菌(4.740 8)嫌气性纤维素分解菌(4.065 0)氨化细菌(3.760 6)好气性自生固氮菌(2.368 3)反硝化细菌(2.340 6)微生物量氮(2.324 2)亚硝酸细菌(2.219 8)好气性纤维素分解菌(1.772 0).综上表明,茶树根际土壤酸化显著影响了土壤微生物数量变化,不同的微生物指标响应土壤酸度的敏感性存在一定差异.(图3表3参32)     

有机肥与化肥配施对黄瓜产量及土壤微生物多样性的影响

有机肥和化肥配合施用比单施化肥或有机肥具有明显的优势,但在配合施用时其对土壤生物多样性的影响方面还缺乏深入探讨。在等氮量条件下,将水葫芦(Eichhornia crassipes)有机肥(WOF处理)、猪粪有机肥(POF处理)和发酵床熟化垫料有机肥(FOF处理)分别以1∶1的比例与化肥〔w(N)∶w(P2O5)∶w(K2O)=15∶15∶15〕配施,并以单施化肥(CF处理)和不施肥(CK处理)为对照,分析其对设施大棚黄瓜(Cucumis sativus)产量及土壤微生物多样性的影响。结果表明:采用不同有机肥与化肥配施可以获得与化肥相当或者超过化肥的产量,其中FOF处理产量最高,比CF处理提高26.77%,其次为WOF处理。有机肥与化肥配施不仅可以保持或提高黄瓜果实产量,同时可以提高果实品质,WOF、POF和FOF处理维生素C含量比CF处理增加30%左右。与CF处理相比,有机肥与化肥配施能提高氮素利用效率,但是不同来源的有机肥与化肥配施在氮素利用效率上存在明显差异。PCR-DGGE分析显示细菌群落结构可分为3大类,CK和CF处理群落结构相似,WOF和POF处理群落结构相似,FOF处理则单独成一类;不同来源的有机肥与化肥配施都能提高土壤中细菌的香农-威尔指数和丰度,与CF处理相比最高能提高5%以上。施入外源有机物质可以改变土壤的细菌群落结构,提高土壤微生物多样性,而施入化肥对土壤的细菌群落结构无显著影响。     

短波单胞菌(Brevundimonas sp.)A1A18对碱性土壤毒死蜱污染的修复

以毒死蜱污染的碱性土壤为研究对象,采用盆栽法,探讨降解菌短波单胞菌(Brevundimonas sp.)A1A18单独施用、配施不同肥料条件下土壤残留毒死蜱的降解动力学,以及降解菌不同施用量对土壤残留毒死蜱降解动态和土壤微生物的影响。结果表明,在pH为8.57的强碱性土壤中,毒死蜱初始质量分数为2.5 mg·kg~(-1)(干土,下同),其降解动态符合一级动力学方程(C_t=C_0·e~(-kt)),可应用于降解菌、肥料施用时毒死蜱相关降解动力学参数的确定。降解菌A1A18可显著促进土壤残留毒死蜱的降解,其降解速率常数由0.070增至0.148-0.169。降解菌分别与0.2%尿素、1.0%有机肥及二者的混合物配施,进一步将降解速率常数提高至0.221、0.252和0.257,但是两种肥料对毒死蜱降解的促进作用不具有叠加效应。毒死蜱施用初期,土壤细菌数量呈下降趋势,真菌数量显著增加,放线菌数量在短期下降后呈增加趋势。随着时间延长和毒死蜱残留量降低,土壤微生物的数量逐渐恢复至对照水平。降解菌与肥料配施,在提高毒死蜱降解速率的同时可加速消除毒死蜱对土壤微生物的影响,而且在一定范围内,降解菌数量越多,其作用越强。通过比较,碱性土壤中施用毒死蜱降解菌A1A18初始密度为6×10~7CFU·g~(-1)时,与1%有机肥或0.2%尿素+1%有机肥配施,土壤残留毒死蜱的半衰期为1.70-1.87d,降解率达到90.71%-91.65%,对毒死蜱污染土壤的修复效果最好。     

Carbon sequestration and soil microbes in purple paddy soil as affected by long-term fertilization

Soil organic carbon (SOC) sequestration impacts on food security and climate change and may be affected by soil microbes in fertilized croplands. A 12-year field experiment under the rice–wheat system was used to evaluate the effect of the long-term fertilization on the SOC accumulation, culturable soil microbes, and their interaction in purple paddy soil. Results showed that varied fertilizations resulted in a significant increase of the SOC content and stock in the plow layer, as well as rise in populations of major soil microbes, including bacteria, actinomycetes, and fungi compared with no fertilization. Soil with combined application of chemical NPK fertilizer and organic amendment (pig manure or rice straw return) on average had the highest organic carbon content and stock, amounts of bacteria, actinomycetes, and fungi, which were 7.8%, 5.8%, 75.8%, 130.5%, and 16.2% higher than the NPK fertilization alone. Fertilization differentially altered populations of the functional anaerobic bacteria in paddy soil. With the combined application of chemical NPK fertilizer and organic amendment, soil displayed higher amounts of anaerobic cellulolytic bacteria, anaerobic fermentative bacteria, hydrogen-producing acetogen, methanogenic bacteria, denitrifying bacteria, and sulphate-reducing bacteria than that with the NPK fertilization alone or no fertilization. Populations of all three major soil microbes showed significantly positive correlations with the SOC content, indicating their interaction was of mutual promotion. Data suggest that the combined application of the NPK fertilizer with organic amendment especially by the rice straw return is recommended to sustain the soil biological fertility and mitigate the emission of the greenhouse gas by the SOC sequestration in purple paddy soil.     

不同耕作和培肥模式对豫中冬小麦田土壤腐殖质及微生物区系的影响

了解不同耕作与培肥模式对麦田土壤的影响,对提升麦田土壤地力及促进小麦的持续高产具有重要的意义。试验于2011-2012年在许昌县陈曹乡史庄村小麦试验田进行,以周麦22为试验材料,分别于孕穗期、开花期和成熟期取土测定土壤微生物与腐殖质含量。借助方差分析和相关分析等经典统计方法研究了不同耕作模式（浅耕15~20 cm;深耕35~40 cm）和培肥模式（单施化肥;化肥增施有机肥）对麦田土壤腐殖质与微生物的影响。试验结果表明：深耕增施有机肥能够显著提高小麦生育后期0~5和5~20 cm耕层土壤富里酸含量（p〈0.01）。增施有机肥有利于小麦生育后期各耕层土壤胡敏酸含量的积累（p〈0.05）,其中20~40 cm耕层土壤增幅最为明显,成熟期深耕增施有机肥与浅耕增施有机肥和开花期相比增幅分别达253.85%与300.00%;深耕增施有机肥能够显著提高小麦孕穗期与成熟期5~20 cm耕层土壤细菌数量（p〈0.01）,成熟期浅耕增施有机肥与深耕增施有机肥处理细菌数量和开花期相比增幅分别达690.38%和508.75%,其中深耕增施有机肥处理与其它三个处理相比细菌数量最多且差异极显著（p〈0.01）。增施有机肥能够显著提高小麦成熟期0~5与20~40 cm耕层土壤真菌数量（p〈0.01）,深耕增施有机肥能够显著提高小麦孕穗期5~20 cm耕层土壤真菌数量（p〈0.01）。深耕增施有机肥能够显著提高小麦生育后期20~40 cm耕层土壤放线菌数量（p〈0.05）。相关分析表明,在本研究培肥和耕作模式下麦田土壤腐殖质组分的含量与微生物区系的数量呈正相关关系。     

生物有机无机复合肥对土壤微生物活性的影响

进行了化肥、有机肥、生物堆肥、有机无机复合肥和生物有机无机复合肥的田间比较试验。结果表明 :生物有机无机复合肥显著提高土壤微生物活性。与不施肥处理比较 ,土壤细菌增加了 1 6 5 .3 8% ,真菌增加了1 89.4 7% ,放线菌增加了 4 8.72 % ,总量增加了 1 0 4 .0 7% ,其增加量高于其他处理。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性也都有明显提高 ,促进了土壤有机质的分解转化和速效养分的释放。     

枯草芽孢杆菌Bs-15对板栗土壤微生物种群数量及功能多样性的影响

土壤微生物是维持土壤质量的重要组成部分,是土壤中生物活性的具体体现。土壤微生物多样性的变异可反映其对环境的响应与适应,能敏感反映生态系统的功能演变和生态环境的变化。本研究采用固体平板法研究了枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）Bs-15对板栗（Castanea mollissimaBL）土壤微生物种群数量的影响,并通过BIOLOG ECO微孔板法分析Bs-15对板栗土壤功能多样性的影响。结果表明,接种Bs-15后,土壤中细菌数量比对照略有增加,但差异不显著;接种后放线菌的数量与对照相比有所减少,第7天达到极显著（p〈0.01）差异,之后差异变小,第14 d开始,处理与对照之间放线菌数量基本持平;真菌数量则先增加后减少,第7天开始接种后的真菌数量与对照相比达极显著（p〈0.01）差异。BIOLOG ECO微孔板分析显示,Bs-15使得土壤中微生物的AWCD值变大,72小时以后,AWCD值与对照相比差异达到极显著（p〈0.01）水平;接种Bs-15后增大了土壤微生物多样性指数,其中Shannon多样性指数、Simpson多样性指数和McIntosh多样性指数分别增加了4.09%、6.01%和7.20%,对对照相比差异均达到极显著水平（p〈0.01）,Simpson均匀度和McIntosh均匀度分别增加了2.07%和2.53%,与对照相比差异均达到显著水平（p〈0.05）。本研究结果表明,Bs-15不但提高了板栗土壤微生物的整体活性,丰富了土壤微生物种群,有利于保持和促进土壤肥力和健康状况;还提高了板栗土壤微生物功能多样性,使板栗土壤微生态系统功能更加稳定。     

铝对土壤微生物区系组成的影响

通过大豆盆栽试验,研究了金属铝对土壤微生物区系组成的影响。结果表明,当铝质量分数<1.1 g/kg时,土壤细菌、放线菌的数量随着铝质量分数的增加而增加;当铝质量分数>1.1 g/kg时,土壤细菌、放线菌的数量随着铝质量分数的增加而减少。铝对丝状真菌的生长具有明显的促进作用。在低质量分数下,铝对土壤氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌具有一定的刺激作用;当质量分数>1.1 g/kg时,则表现为抑制作用,最大抑制率分别达48%、96%和95%;土壤硝化细菌、反硝化细菌可以作为铝污染土壤生态环境的指示菌。自生固氮菌的数量随铝质量分数的升高而逐渐下降。铝对土壤微生物区系产生抑制作用的临界质量分数在1.3 g/kg左右。     

Response of soil microorganisms to vegetational succession in Ziwuling Forest

This study investigates the changes in soil microbial populations as vegetational succession progress from abandoned farmland to climax forest in the Ziwuling Forest, which is located in the northern part of the Loess Plateau, China. Different organic C and total extractable N between the fumigated and non-fumigated soils were assumed to be released from soil microorganisms. Soil microbial C was calculated using Kec = 0.38 and microbial N was calculated using Ken = 0.45. The released P was converted to microbial biomass P using Kep = 0.40. Soil bacteria, fungi, and actinomycetes increased as the vegetational succession progressed. Microbial C was of the highest amount in farmland. Microbial C, N, and P generally increased from abandoned land to climax community. The results indicated significant (P < 0.05) diversities of soil microbial biomass under different vegetation. There was a significant correlation between microbial biomass and soil nutrients. Knowledge about soil microbial populations is important for forecasting vegetational succession and determining the ecological condition of the environment.     

丁草胺污染对高产水稻土微生物区系的影响

土壤微生物多样性是表征土壤质量最有潜力的指标,与农田生态系统的稳定性和生产力密切相关。云南永胜涛源乡是保持我国水稻小面积超高产纪录的特殊生态区,常年施用丁草胺作为选择性芽前除草剂,因此,了解丁草胺对其土壤微生物物种多样性的影响意义重大。采用平板菌落计数法,研究了模拟条件下不同丁草胺剂量（有效成分质量分数0.15、0.30和1.5 mg·kg^-1）对高产水稻土中好氧细菌（aerobic bacteria）、放线菌（actinobacteria）和真菌（fungi）,以及功能微生物自生固氮菌（nitrogen fixing bacteria）、磷酸盐溶解菌（phosphate solubilizing bacteria）和硅酸盐细菌（silicate dissolving bacteria）数量的影响。结果表明：施药7 d,中、高质量分数（0.30和1.50 mg·kg^-1）丁草胺处理好氧细菌数量比CK分别高出78.6%和153.8%,而后数量逐渐下降,表现出先刺激生长、后抑制活性的作用,低质量分数（0.15 mg·kg^-1）丁草胺对好氧细菌的生长和增殖影响不明显;施药7 d,高质量分数处理放线菌数量超过CK 75.1%,表现出明显的刺激作用;施药15 d,中等质量分数处理放线菌数量比 CK 高出125.0%,丁草胺浓度越高,刺激作用越迅速,低浓度丁草胺对放线菌则主要表现为抑制作用。低浓度丁草胺对真菌的生长和增殖基本没有影响,中等浓度有先抑制后刺激的作用,施药30 d后其真菌数量超过CK 56.9%,高浓度丁草胺则表现为抑制作用,施药7、30和45 d其真菌数量始终显著低于CK;不同浓度处理丁草胺均能刺激自生固氮菌的数量显著增加,施药7 d,低、中、高质量分数处理自生固氮菌数量分别高出CK 237.1%,179.9%和138.1%,刺激作用显著,但随培养时间延长,高浓度开始表现出抑制作用;不同浓度丁草胺均能抑制磷酸盐溶解菌的生长和增殖,低浓度处理抑制作用微弱,中、高浓度处     

复合菌剂对盆栽番茄土壤理化性质及微生物活性的影响

通过盆栽对照试验的方法,研究复合菌剂C1、C2对土壤理化性质及微生物活性的影响,结果表明：与对照相比,施用复合菌剂C1、C2能够减少土壤真菌的数量,在施菌剂早期可以增加土壤细菌的数量,对土壤放线菌影响较小;提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾等土壤养分的质量分数,降低土壤酸度;同时还能够显著地增强土壤脲酶、磷酸酶、纤维素酶及过氧化氢酶的活性。进一步对各处理的土壤因素进行主成分分析,结果显示PC1为土壤碱解氮、速效磷、速效钾,PC2为土壤矿化氮、脲酶、纤维素酶。综合评价土壤质量,复合菌剂C2在各处理中综合得分最大。     

马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能的影响

采用BIOLOG技术,研究马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能的影响。研究发现：连作土壤湿热灭菌后,细菌、放线菌及微生物总量都明显升高,真菌数量显著降低。连作土壤添加马铃薯残茬后,细菌数量降低,真菌数量增加。连作土壤中微生物对多聚化合物和碳水化合物的利用能力较高;湿热灭菌后,土壤微生物对6类碳源的利用率有升有降,表现为对羧酸类化合物、芳香化合物的利用率升高,对多聚化合物、碳水化合物、氨基酸、胺类化合物的利用率降低,微生物丰富度和均匀度降低。土壤病源微生物可能是马铃薯连作障碍发生的原因之一。