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。     

铝对荞麦和金荞麦根际土壤微生物及酶活性的影响

以两种耐锅性不同蓼科荞麦属植物荞麦和金荞麦为材料,通过土培盆栽试验,比较研究其根际土壤微生态对铝胁迫反应的差异.结果表明,一定质量分数的Al对荞麦和金荞麦根际土壤绌菌具有显著刺激效应,对金荞麦的影响更大,但Al质量分数过高,对细菌的刺激效应明显减弱,甚至产生抑制作用,荞麦和金荞麦根际土壤真菌数量均随着Al质量分数的升高而明显增加,荞麦根际土壤真菌增加幅度更为显著,Al胁迫下二者根际放线菌数量的变化亦表现出一定的差异;Al胁迫下,养麦和金荞麦根际土壤氨化细菌、硝化绌菌、反硝化细菌等氮素生理群微生物的变化趋势亦显示出明显差异,整体上荞麦根际土壤细菌生珲群对Al胁迫比金荞麦更敏感;Al胁迫对荞麦和金荞麦根际土壤过氧化氢酶活性均表现出较弱的抑制效应,但荞麦根际土壤始终维持较金荞麦更高的过氧化氢酶活性,这与荞麦具有更强的耐铝性有一定的关系,荞麦和金荞麦根际土壤转化酶对Al非常敏感,随着铝的加入,其活性显著下降,荞麦和金荞麦根际土壤脲酶活性的变化趋势基本一致,但整体上荞麦根际土壤脲酶活性均明显低于金荞麦,这是否与其耐铝毒特性的差异有关有待于进一步探讨.     

铝对养麦和金荞麦根际土壤微生物及酶活性的影响

以两种耐铝性不同蓼科荞麦属植物荞麦和金荞麦为材料,通过土培盆栽试验,比较研究其根际土壤微生态对铝胁迫反应的差异。结果表明,一定质量分数的Al对荞麦和金荞麦根际土壤细菌具有显著刺激效应,对金荞麦的影响更大,但Al质量分数过高,对细菌的刺激效应明显减弱,甚至产生抑制作用,荞麦和金荞麦根际土壤真菌数量均随着Al质量分数的升高而明显增加,荞麦根际土壤真菌增加幅度更为显著,Al胁迫下二者根际放线菌数量的变化亦表现出一定的差异;Al胁迫下,荞麦和金荞麦根际土壤氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌等氮素生理群微生物的变化趋势亦显示出明显差异,整体上荞麦根际土壤细菌生理群对Al胁迫比金荞麦更敏感;Al胁迫对荞麦和金荞麦根际土壤过氧化氢酶活性均表现出较弱的抑制效应,但荞麦根际土壤始终维持较金荞麦更高的过氧化氢酶活性,这与荞麦具有更强的耐铝性有一定的关系,荞麦和金荞麦根际土壤转化酶对Al非常敏感,随着铝的加入,其活性显著下降,荞麦和金荞麦根际土壤脲酶活性的变化趋势基本一致,但整体上荞麦根际土壤脲酶活性均明显低于金荞麦,这是否与其耐铝毒特性的差异有关有待于进一步探讨。     

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。     

烟区烟草根际与非根际土壤微生物的生态因子作用分析

烟草根际和非根际土壤的理化性质、微生物区系和土壤酶之间的相互关系尚缺乏系统研究。对南阳烟区6种土壤包括黄褐土和黄棕壤等共13个取样点的烟草根际和非根际土壤的分析表明,根际与非根际微生物之间没有对应相关关系。根际土壤真菌数与解钾菌数、硝化细菌数显著正相关;非根际土壤荧光假单胞菌数与细菌芽孢数极显著正相关,氨化细菌数与放线菌数显著负相关。与土壤容重和空隙度显著相关的仅有根际真菌数(正相关)。与土壤全氮呈显著正相关的分别有根际荧光假单胞菌、纤维素分解菌(正相关)以及根际解磷菌和非根际真菌(负相关)。土壤全C与根际细菌总数显著负相关。土壤pH与非根际纤维素分解菌显著正相关。速效P与非根际放线菌数呈显著正相关。根际土壤蛋白酶活性与根际细菌总数极显著负相关。非根际土壤蛋白酶活性则分别与非根际放线菌和解钾菌显著正相关。根际土壤脲酶活性分别与根际真菌、解磷菌显著正相关,非根际脲酶活性则与非根际纤维分解菌显著正相关。非根际土壤过氧化氢酶活性与非根际细菌总数显著正相关。     

氢气对刺槐根际土壤微生物种群和土壤酶活性的影响

模拟豆科植物根瘤在固氮过程中释放氢气,分析其对根际土壤产生的影响.从黄土高原人工刺槐林采集有根瘤的刺槐根际土壤样品,采用电解水产生氢气分次处理,对处理后与未处理的土壤样品内微生物种群数量、微生物代谢强度及土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶、转化酶等指标进行比较分析.氢气处理后的两批土样中,氢氧化细菌数量均显著增多,分别占9月、5月土壤微生物总量的34.9%和32.4%;微生物在土壤中代谢强度分别增加了140.2%和57.6%;土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和转化酶含量均表现增加,其中9月处理土壤分别增加36.6%、57.1%、26.6%和147.0%,5月处理土壤分别增加37.2%、6.6%、108.8%和147.0%.研究结果为根瘤固氮过程中产生氢气对根际土壤微环境的影响及促生机制提供了实验资料.图2表3参14     

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。     

入侵植物对洪泽湖湿地杨树林土壤微生物特性和酶活性的影响

以洪泽湖湿地杨树林的入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)、狗尾草(Setaria viridis)、黄顶菊(Flaveria bidentis)和鬼针草(Bidens pilosa)为研究对象,研究不同入侵植物对本土植物土壤理化性质、酶活性、微生物数量的影响并探讨其入侵机制。结果显示,(1)土壤含水量、电导率和总孔隙度基本呈一致的变化规律,均表现为飞机草鬼针草狗尾草黄顶菊,土壤容重、pH值和全盐含量基本呈一致的变化规律,均表现为飞机草和鬼针草低于狗尾草和黄顶菊。(2)入侵植物改变了土壤微生物结构,不同入侵植物土壤微生物数量以细菌最多,其次是放线菌,真菌最少;土壤细菌和放线菌数量表现出一致的变化趋势。(3)不同入侵植物土壤纤维素酶、硝酸还原酶、转化酶和蔗糖酶活性表现出一致的变化趋势,均表现为飞机草和鬼针草显著高于狗尾草和黄顶菊(P0.05),飞机草和鬼针草土壤纤维素酶、硝酸还原酶、转化酶和蔗糖酶活性差异不显著(P0.05)。;(4)相关性分析显示,除了土壤容重、电导率和总孔隙度外,其他土壤理化性质均与土壤酶活性及微生物数量之间具有较强的相关性,表明土壤系统内部因子处于动态平衡,它们作为相互影响的整体表现出统一性和同步性。主成分分析表明,土壤含水量和微生物量碳、氮是植物入侵过程中土壤微生物和酶活性变化的主要影响因子。综合分析表明,不同入侵植物可以改变土壤微生物特性和酶活性,创造对自身生长有利的土壤环境,并借此增强其竞争能力。     

滨海4种盐生植物根际土壤酶活性特征与主要养分的关系

植物可直接或间接地影响土壤酶的活性,根际土壤酶的种类和活性对土壤养分的速效化产生影响,从而影响植物的吸收利用。以滨海盐土和轻度盐化潮土为材料,利用根袋法研究滨海盐生植物对根际与非根际土壤养分含量以及酶活性的影响,为盐生植物在滨海盐渍土壤中的修复利用提供理论依据。结果表明：在两种土壤中,植物根际过氧化氢酶,脲酶和蛋白酶的活性表现出相反的变化,滨海盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而轻度盐化潮土中的根际土3种酶活性均低于非根际土。在两种土壤中,根际土全氮质量分数比非根际土高,但全磷却比非根际土低。根际土速效态养分的变化则与全态养分的变化相反,4种植物的根际土速效氮质量分数均显著低于非根际土。除芦苇外,根际土速效磷质量分数均高于非根际土。滨海盐土中碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶和土壤中几种主要养分的相关性最紧密,较好地体现了4种滨海盐生植物根际的养分状况,也说明盐生植物对滨海盐土酶活性有较大的影响。对比4种植物根际土壤中的酶活性,在高盐质量分数的滨海盐土中,盐地碱蓬对根际土壤酶活性的影响最大     

混作在黄土母质生土改良中的应用

以黄土母质生土为供试土壤,采用盆栽试验,研究小麦与3种豆科牧草及油菜混作对根际土壤生物活性及土壤营养的影响.结果表明,黄土母质生土混作较单作可显著促进根际土壤微生物的繁衍、酶活性及土壤营养的提高,且在混作根土系统中,三大微生物种群数量、多种土壤酶活性以及土壤N、P、有机质营养之间均存在显著或极显著的正向相关关系.4种混作处理以豌/麦根际土壤综合效应较好,可作为生土改良的首选混播作物.结果还显示,在小麦生长期内,混作根际微生物数量与酶活性及根际土壤营养均随生育进程呈前低—中高—后低的抛物线变化.研究为混作复合群体应用于黄土母质生土地改良提供了理论参考.图3表1参23