长白山森林不同演替阶段土壤微生物群落结构

森林生态系统是陆地生态系统中最为重要的类型之一,土壤微生物是森林生态系统的主要调节者。随着森林演替的正向进行,地上植物类型和多样性的改变会造成土壤微生物群落结构组成的差别。为了深入探究长白山森林不同演替阶段的土壤生物学特性,为长白山地区森林资源的可持续发展提供理论数据,本研究选取长白山年龄为30年、70年、300年的森林样地,分析了长白山森林不同演替阶段土壤理化性质和微生物群落水平上的演变规律。结果表明,不同演替阶段土壤微生物群落结构存在差异,70年与30年和300年相比具有明显的变化,70年的土壤微生物总PLFAs含量以及多样性均显著高于300年,且土壤微生物群落结构受到土壤pH和土壤养分含量的显著影响。     

中国新疆火焰山土壤环境及细菌群落结构北大核心CSCD

为评价火焰山地区土壤环境现状,并了解环境因子对土壤微生物数量和细菌群落结构的影响,测定了土壤理化性质和4种典型土壤酶活性,结合传统分离培养计数所得微生物数量进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和相关性研究,运用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术结合冗余分析(Redundance Analysis,RDA)解析影响细菌群落结构的关键因子.结果表明:(1)火焰山地区土壤肥力状况较差,主要特点为含水率低、养分贫瘠和盐碱化严重,其中盐分含量是限制土壤肥力水平的关键因素,脱氢酶活性可作为快速评价火焰山土壤肥力的重要指标,多酚氧化酶活性最能代表火焰山土壤系统内的肥力变异状况;(2)火焰山土壤微生物数量处于较低水平,细菌为绝对优势菌群(占98.13%),土壤水分是决定微生物数量的关键因子,但盐分含量与微生物数量的相关性不明显;(3)环境因子与土壤细菌群落多样性和结构分布的相关性密切,全氮含量和土壤水分是影响细菌群落多样性的关键因子,各环境因子对不同细菌群落的影响迥异,其共同作用决定了火焰山地区细菌群落结构分布.     

土壤微生物生态学研究方法进展

土壤微生物研究方法经历了微生物纯培养、土壤酶活性(BIOLOG微平板分析)、微生物库(如微生物生物量)和流(C和N循环)、微生物生物标记物(FAMEs)、微生物分子生物学技术(从土壤中提取DNA,进行PCR-DGGE、PCR-SSCP、RLFP分析等),揭示了土壤微生物群落丰富的多样性和生态功能;现代生物技术和传统微生物研究方法的配合将为土壤微生物学研究提供较好的前景。     

分子技术在湿地微生物群落解析中的应用

人工湿地的研究和应用近年来受到了广泛重视。微生物是人工湿地系统的重要组成部分,其群落结构对于湿地的净化功能的发挥具有重要影响。与传统的微生物分析技术相比,分子生物学技术在解析人工湿地微生物群落结构时无需纯培养,具有高效、快速、简便的特点,使其广泛应用于环境微生物的研究。文章综述了近年来在聚合酶链反应技术（Polymerase Chain Reaction,PCR）基础上发展起来的几种新的分子生物技术,包括PCR-DGGE、LH-PCR、T-RFLP、PCR-SSCP和ARDRA,以及其在人工湿地微生物研究中的应用现状。通过这些分子技术,可以分析湿地处理特定废水过程中微生物的数量、丰度、多样性及优势种;鉴定湿地中特定功能菌群（如氨氧化细菌、反硝化细菌、除硫菌等）的数量、活动分布、空间变更及与污染物去除的关系;判断各种系统条件（如不同基质、植物、水力负荷等）的设置对微生物多样性和稳定性的影响。最后,对分子技术在湿地领域的未来发展进行了展望。     

厌氧发酵过程pH对微生物多样性和产物分布的影响

采用PCR-DGGE技术,研究了不同pH条件下蔬菜类有机垃圾厌氧发酵过程中的微生物多样性,探讨了微生物群落结构与发酵产物分布的关系.Shannon指数分析表明,pH=7和pH=8时的微生物多样性较高,随时间变化规律相似,而pH=5时的微生物多样性较低.UPGMA聚类分析和PCA分析结果也表明,pH=7和pH=8时的微生物群落结构相似,pH=5与之显著不同.在不同pH条件下的优势菌属都是乳酸细菌和梭菌。微生物多样性的变化与发酵产物分布具有一定相关性,pH通过影响微生物群落结构的变化最终影响发酵产物的分布.图4表2参27     

长期不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及微生物群落功能多样性的影响

江西红壤生态试验站长期定位试验中不同施肥处理红壤水稻土酶活性及微生物群落功能多样性的研究结果表明,不同施肥条件下土壤酶活性及微生物群落功能多样性差异较大,土壤脲酶和脱氢酶活性可以作为土壤肥力的指标。经过20 a施肥管理及水稻种植,土壤酶活性及生物量有很大提高;但是B IOLOGTM生态测试板测定结果显示,施肥使微生物生物群落物种丰富度有所减少,施P土壤酶活性、微生物群落功能多样性均大于未施P土壤,采用秸秆还田处理的群落物种均一性高于未采用秸秆还田处理。     

恩诺沙星对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响（Effects of Enrofloxacin on the Functional Diversity of Soil Microbial Communities）

为了评价恩诺沙星(Enrofloxacin)对土壤微生物群落的影响,借助BIOLOG检测法比较了不同浓度恩诺沙星影响下的土壤微生物的群落特征.结果表明,加药组土壤微生物的丰富度指数和多样性指数显著低于空白对照组,且药物浓度越高丰富度和多样性越小.用药后第3d、14d,恩诺沙星含量0.1～100μg·g-1使土壤微生物群落代谢功能多样性显著降低(p<0.05);第35d,恩诺沙星含量10～100μg·g-1使土壤微生物群落代谢功能多样性显著降低,随着药物作用的时间延长,药物含量0.01～1μg·g-1组土壤微生物群落代谢功能多样性与空白对照组之间的差异变小.     

环境微生物群落分析的T-RFLP技术及其优化措施

末端限制性酶切片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism, T-RFLP)是近年来发展起来的、不依赖于培养的微生物群落分析方法之一.由于其在微生物群落结构分析方面的特点,包括分辨率高、易于实现自动化及互联网海量数据共享等优势,自1997年最先被报道以来得到了广泛的应用,成为环境微生物群落分析的最强有力的工具之一.本文详细介绍了T-RFLP技术的原理,并从环境样品群落DNA的提取、引物设计和PCR扩增、限制性酶切、电泳分离检测和T-RFLP图谱解析等5个方面讨论了用该技术解析环境微生物群落的方法和技巧,简述了近8 a来国外T-RFLP技术在群落分析中的研究进展.类似于其他的分子微生物生态学技术, T-RFLP也有自身的缺陷,因此重点分析了该技术的局限性及相应的解决办法.图2表1参62     

植物根圈微生物群落与功能特异性机制研究

植物-土壤微生物交互作用在土壤养分循环、碳固存和温室气体排放等生态过程中发挥着重要作用,而植物源有机物输入被认为是植物-微生物交互作用的纽带。根圈土壤微生物在群落结构和功能上与根圈外土壤差异显著,并存在一定的植物群落特异性。植物源有机物的高度可利用性对土壤微生物具有复杂的影响,改变着土壤生态过程。因此,揭示植物源有机物的输入对土壤微生物的影响有助于深化对植物-土壤微生物反馈作用的认识,同时为养分循环调控、肥料施用时效、作物增产和温室气体排放及生态平衡维持提供理论支持。基于国内外最新相关研究进展,综述了两大类植物源有机物(根际沉积和凋落物)的组成和输入时间对土壤微生物群落结构和特定功能(以氮循环为例)的影响机制;探讨了稳定性同位素示踪技术、分子探针技术和宏基因组学等研究方法在植物-土壤微生物交互作用中的综合应用;总结了植物生命周期内植物源有机物化学组成和输入时空差异对植物特异性土壤微生物群落的诱导机制。植物源有机物输入对微生物群落结构和功能具有重要影响,不但显著提高优势微生物群落生物量、改变微生物群落结构及相关功能、调控特定土壤微生物活性,并且其化学性质多样性决定了土壤微生物群落植物特异性。因此,植物源有机物输入是驱动植物根圈特异微生物群落结构演替与功能演变的重要因子。     

氮沉降增加对土壤微生物的影响

综述了国外氮沉降对土壤微生物的影响研究现状，主要从土壤微生物群落结构组成及功能等方面对氮沉降的响应进行了综述，并从微生物对底物的利用模式及碳分配状况，pH值的变化方面初步探讨了土壤微生物对过量氮沉降的响应机制。研究表明，过量氮沉降会给土壤微生物在以下几个方面带来负影响：首先，改变微生物群落结构组成，表现为土壤真菌细菌相关丰富度发生改变，真菌生物量的减少，真菌／细菌生物量比率的减少，土壤微生物量的减少，微生物群落结构发生改变；其次，改变微生物功能，表现为减少土壤呼吸率，土壤酶活性的降低，改变微生物对底物的利用模式等等。此外，文章还指出出未来该方面研究重点和方向。     

土壤微生物生物量及多样性测定方法评述

土壤微生物作为土壤中重要的分解者,在养分的循环与转化中起着重要的作用。另外,由于其与土壤理化性质相比,对外界环境的变化更为敏感,因此,土壤微生物性质常被用作表征土壤质量的灵敏性指标,而土壤微生物生物量与微生物多样性是土壤微生物学研究中应用最广泛的指标。土壤环境复杂,微生物种类丰富多样,需要合适的研究方法才能真正打开土壤系统这个黑箱,自19世纪60年代以后,土壤微生物学在研究方法上取得了重要的进展,本文综述了微生物生物量及多样性的概念及微生物生物量和多样性研究方法的发展状况,重点就已有应用比较多的研究方法如测定微生物生物量的熏蒸法,测定微生物多样性的平板计数法、Biolog微平板计数法、磷脂脂肪酸法及分子生物学等研究方法进行了详细介绍及优缺点分析。结合现有微生物生物量及多样性的测定方法,在未来的研究中,一方面应该引入更多的新技术,发展新方法,以期探索更多的未知微生物种群;其次应该根据实验要求,完善和改进现有研究方法,使其更为统一和准确;再者,在微生物数据的分析上应该探索和借鉴更多的分析方法和手段,从而更深入更全面的解读实验当中所得到的微生物的信息。     

土壤磷素微生物作用的研究进展

土壤中许多微生物(包括菌根真菌)能够通过产生质子和有机酸溶解土壤不溶态无机磷，通过分泌磷酸酶水解有机磷，但微生物的这种作用受土壤供磷与植物对磷需求间平衡的控制。土壤微生物量中的磷是土壤有机磷最为活跃的部分，由于其周转快、极易矿化为植物有效磷而成为土壤有效磷的活性库。目前，测定土壤微生物量中的磷的方法并不统一，而熏蒸提取法的应用最为广泛。文章阐述了土壤微生物在提高土壤磷素有效性磷中所起的作用，介绍了土壤微生物量中的磷周转及其对土壤磷素有效性调节的重要性，并总结分析了熏蒸提取法测定土壤微生物量中的磷的实用性和局限性。     

土壤微生物生物量及多样性测定方法评述

土壤微生物作为土壤中重要的分解者,在养分的循环与转化中起着重要的作用。另外,由于其与土壤理化性质相比,对外界环境的变化更为敏感,因此,土壤微生物性质常被用作表征土壤质量的灵敏性指标,而土壤微生物生物量与微生物多样性是土壤微生物学研究中应用最广泛的指标。土壤环境复杂,微生物种类丰富多样,需要合适的研究方法才能真正打开土壤系统这个黑箱,自19世纪60年代以后,土壤微生物学在研究方法上取得了重要的进展,本文综述了微生物生物量及多样性的概念及微生物生物量和多样性研究方法的发展状况,重点就已有应用比较多的研究方法如测定微生物生物量的熏蒸法,测定微生物多样性的平板计数法、Biolog微平板计数法、磷脂脂肪酸法及分子生物学等研究方法进行了详细介绍及优缺点分析。结合现有微生物生物量及多样性的测定方法,在未来的研究中,一方面应该引入更多的新技术,发展新方法,以期探索更多的未知微生物种群;其次应该根据实验要求,完善和改进现有研究方法,使其更为统一和准确;再者,在微生物数据的分析上应该探索和借鉴更多的分析方法和手段,从而更深入更全面的解读实验当中所得到的微生物的信息。     

垃圾堆肥对土壤微生物的影响

施垃圾堆肥并种２季蔬菜的潮土、黄棕壤及红壤中细菌、放线菌、真菌、固氮菌、纤维分解菌、亚硝化菌数量，纤维分解强度，呼吸强度和微生物生物量Ｃ、Ｎ含量的测定结果表明：当土壤本身含有的微生物数量多于或少于垃圾堆肥含有的微生物数量时，土壤中的微生物数量会随垃圾堆肥用量的增加而增加；当土壤本身含有的微生物数量与垃圾堆肥相同时，垃圾堆肥用量大小对土壤微生物数量影响不大。微生物生物量Ｃ、Ｎ含量，土壤有机质，全Ｎ，有效Ｐ含量，呼吸强度及纤维分解强度均随垃圾堆肥施用量提高而增加，并呈显著的正相关性。     

土壤微生物呼吸热适应性与微生物群落及多样性对全球气候变化响应研究

土壤微生物呼吸热适应性被认为是决定陆地生态系统对全球变暖反馈作用的潜在重要机制,可能显著改变未来的气候变化趋势,然而,土壤微生物群落结构变化如何引起土壤微生物呼吸热适应性的研究目前尚存争议.该文针对气候变化对土壤微生物呼吸的影响研究,梳理了当前对土壤微生物呼吸的热适应性是否存在的争议和不同观点与结论,综述了气候变化对土...     

贺兰山东坡典型植物群落土壤微生物量碳、氮沿海拔梯度的变化特征

土壤微生物量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,在生态系统物质循环和能量转化中占有特别重要的地位。开展土壤微生物量与海拔高度的关系的研究,能促使人们对土壤微生物空间分布格局及其形成机制的认识,预测全球变化对生态系统功能的影响。本文对贺兰山不同海拔梯度具有代表性的荒漠化草原（HM）、蒙古扁桃灌丛（BT）、油松林（YS）、青海云杉林（QH）和高山草甸（CD）等5种植物群落土壤微生物生物量及其微生物商进行了研究。结果表明：表层土壤（0～20 cm）微生物生物量碳（MBC）、氮（MBN）大小次序为：CD〉QH〉YS〉BT〉HM,MBC、MBN随海拔梯度的升高显著增加,与土壤有机碳、氮含量有着一致的变化规律,但是微生物商（qMB）表现出沿海拔梯度先增加后减小的变化趋势,最大值出现在蒙古扁桃灌丛土壤,MBC/MBN则没有明显的变化规律。相关分析表明,不同海拔高度的土壤微生物量碳氮不仅与年均降水量、土壤含水量,而且与土壤有机碳、全氮呈显著线性正相关关系（P〈0.01）,但是与年均气温、土壤容重呈显著线性负相关关系（P〈0.01）。贺兰山土壤微生物量碳、氮随海拔高度升高而增加,降水量、气温、土壤湿度、土壤有机碳和全氮可能是影响土壤微生物量沿海拔梯度变化的关键因子。     

小试膜生物反应器(MBR)中活性污泥微生物种群结构的演变

以膜生物反应器中的活性污泥为研究对象,考察接种驯化至膜污染时期的微生物群落结构的特征和演变过程.在试验运行中,定期采集样品提取DNA,并应用PCR-DGGE技术探究微生物菌群的变化.结果表明,在反应器运行接种5 d后,微生物群落结构已发生较大改变,与接种污泥相似性指数下降到47.8%;在运行的整个过程中,微生物种群多样性都要低于接种污泥,随着处理工艺运行,种群间进行逐步有序的演替.在运行后期,跨膜压力增速提高,此时占优势地位的菌种是Enterococcus faecalis、Comamonas sp.、不可培养的Fusobacterium sp.,可能是导致膜污染的主要菌种.     

长期施肥农田黑土微生物量碳、氮季节性变化

研究长期不同施肥处理农田黑土微生物量碳、氮(MBC、MBN)季节性特征,于不同月份采集单施化肥(NPK)、单倍有机肥(M)、双倍有机肥(M2)、单倍有机肥与化肥配施(MNPK)和对照(CK)处理土样。结果表明:与其它处理相比,M2处理MBC、MBN季节性变化较小。MBC季节性变化规律为:4月(春耕前)各处理较高,其它月份较低,CK、NPK、MNPK的最低值出现在5月(出苗期),M和M2的最低值出现在7月(拔节期),8、9月(灌浆期和收获后)各处理略有回升。MBN变化规律为:4月NPK、M、MNPK较低,其它月份较高,4、8月CK较低,其它月份较高。所有月份各处理均值方差分析结果表明:与CK相比,NPK、M、MNPK、M2均能提高MBC和MBN,其中M、MNPK、M2对MBC的提高达到显著水平(p<0.01),M对MBN的提高达到显著水平(p<0.01),其它处理未达到显著水平。另外,长期适量施用有机肥可以提高土壤微生物对有机碳及全氮的利用率。微生物量碳与土壤基本理化指标相关性显著,能够较好地反映出土壤质量变化情况。