贡嘎山海螺沟冰川退缩迹地土壤微生物生物量碳氮

在全球气候持续变暖的影响下,贡嘎山海螺沟冰川加快退缩形成裸露独特的土壤环境,这些裸露地随着时间演替发育形成不同的生态系统.为了解海螺沟冰川土壤发育及土壤质量情况,采用熏蒸浸提法测定冰川演替迹地土壤微生物生物量碳氮含量,并研究其与土壤氮素各指标之间的关系.结果表明:(1)土壤铵态氮(P=0.000)、硝态氮(P=0.006)、全氮(P=0.000)和微生物生物量碳氮(P=0.000,P=0.000)含量随海螺沟冰川演替年限有显著变化,这种显著变化可能是由于冰川演替不同年限土壤枯枝凋落物养分返还、有机物质分解率及温度和水分等因子的差异造成的;(2)贡嘎山海螺沟冰川演替迹地中土壤铵态氮的含量为4.78-145.53 mg kg-1,硝态氮为1.23-46.08 mg kg-1,全氮含量为284.38-1 980.56 mg kg-1,土壤微生物生物量碳的含量为2.76-1 230.57 mg kg-1,土壤微生物生物量氮的含量为0.16-245.30 mg kg-1;(3)土壤微生物生物量碳氮比的变化范围是0.36-22.99,且大多数值都小于6,说明在贡嘎山海螺沟冰川演替迹地土壤微生物群落结构中细菌占优势;(4)土壤氮素(除全氮外)各指标均与微生物生物量碳氮显著正相关(P<0.01).综上,贡嘎山海螺沟冰川不同演替迹地土壤质量较好,本研究可为海螺沟冰川不同演替年限冰川退缩迹地土壤质量评价提供基础数据支持.     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％；投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.     

不同铅化合物对红壤中微生物生物量的毒性差异

为了评估红壤中不同铅人合物对微生物生物量的毒性差异,进行了实验培养试验,铅化合物为氯化铜和醋酸铅,施加的６个不同浓度为０,１００,２００,３００,４５０和６００,在铅水平相同时,醋酸铅比氯化铅对土壤中微生物生物量碳和微生物生物量氮的降低更为明显,土壤中微生物量Ｃ／Ｎ比和有机碳／微生物量碳比随着醋酸铜水平的增加而显著提高,而氯化铜在相同水平下,提高的幅度大大减少,这些结果表明,不同铅化合物的溶解度和     

田间直播下化感水稻抑草作用及其根际土壤微生物生理特性动态

在人工除草与不除草的田间种植模式下,研究化感水稻PI312777和非化感水稻Lemont苗期对田间杂草的抑制作用、根际土壤的化感潜力以及根际土壤微生物生理特性动态.结果显示,PI312777的田间抑草率在7叶期达85.82%.土壤-琼脂三明治法实验表明,5叶期的PI312777根际土壤对稗草干重抑制率显著高于3叶期,不除草处理下5叶期比3叶期增加了20.16%.在相同叶期下,PI312777的根际土壤微生物生物量碳及呼吸强度、细菌数量和土壤酶(脲酶、蛋白酶和蔗糖酶)活性均远高于Lemont,且不除草处理下显著高于除草处理.PI312777根际土壤抑草率和土壤微生物生理指标均表现为3叶期到5叶期之间的增幅最大.不除草处理下,化感水稻PI312777根际土壤微生物生物量碳、呼吸强度、细菌数量、脲酶活性、蛋白酶活性和蔗糖酶活性,5叶期比3叶期分别增加了53.11%、51.56%、38.97%、44.83%、60.00%和41.92%.本研究结果表明水稻化感作用与根际土壤微生物活动关系紧密,水稻化感物质引起土壤微生物变化,水稻化感作用是一个植物-土壤之间的相互作用过程.     

不同耕作和秸秆还田模式对紫云英-双季稻土壤微生物生物量碳、氮含量的影响

土壤微生物能够灵敏、准确地反映土壤质量变化,可综合反映土壤肥力和环境质量状况。为探明南方双季稻区不同耕作和秸秆还田模式对水稻(Oryza sativa L.)根际与非根际土壤微生物生物量碳、氮含量的影响,以紫云英(Astragalus sinicus L.)-双季稻种植模式大田定位试验为平台,设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(对照,RTO)4种土壤耕作处理,于2017年和2018年系统分析了不同土壤耕作处理对双季稻各个主要生育时期根际与非根际土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵及水稻产量的影响。研究结果表明,早、晚稻各个主要生育时期,各处理根际与非根际土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均表现为先增加再降低的变化趋势,均于齐穗期达到最大值;2个年份早、晚稻各个主要生育时期,各处理根际与非根际土壤微生物生物量碳平均含量变化范围分别为317.2-822.4、276.9-616.8 mg·kg~(-1)和286.8-792.0、281.1-617.8 mg·kg~(-1);根际与非根际土壤微生物生物量氮平均含量变化范围分别为38.6-64.5、33.1-50.6 mg·kg~(-1)和37.8-64.6、33.2-50.6 mg·kg~(-1);根际与非根际土壤微生物生物量碳、氮含量大小顺序均表现为:CTRTNTRTO。早、晚稻各个主要生育时期,CT处理根际土壤微生物生物量碳氮比和微生物熵均显著高于NT处理(P0.05)。秸秆还田处理(CT、RT和NT)根际与非根际土壤微生物熵均显著高于RTO处理(P0.05)。CT和RT处理早稻和晚稻产量均显著高于RTO处理(P0.05)。总的来说,耕作方式和秸秆还田对南方双季稻区稻田根际与非根际土壤微生物生物量碳、氮含量均具有明显的影响,采用土壤翻耕、旋耕和秸秆还田模式对于增加水稻根际与非根际土壤微生物生物量碳、氮含量、微生物熵和水稻产量的效果为最佳。     

Cu、抗生素协同污染对土壤微生物活性的影响

随着畜禽养殖业的规模化发展，重金属和抗生素在土壤环境中协同污染的几率不断升高。为分析和评价重金属、抗生素协同污染对土壤微生物生态系统的影响，以Cu、磺胺甲基嘧啶为添加毒物，其中，Cu的添加质量分数为0、100、500mg·kg-1；磺胺甲基嘧啶的添加质量分数为0、5、25、50、100mg·kg-1，采用室内培养试验的方法研究分析了cu、磺胺甲基嘧啶协同污染对土壤微生物微生物基础呼吸、微生物量碳、微生物量氮、硝化势、尿酶以及脱氢酶等土壤微生物指标的影响。结果表明，与磺胺甲基嘧啶单独污染处理相比，在Cu的质量分数为100mg·kg。协同污染污染下土壤微生物呼吸，土壤微生物量碳、氮以及土壤尿酶等指标的活性均明显增加；即表明它们对Cu与磺胺甲基嘧啶的协同污染表现出不同程度的交互抗性；在cu的协同污染质量分数为500mg·kg-1，Cu与磺胺甲基嘧啶对土壤各微生物指标则基本表现为协同抑制作用；在不同剂量Cu的协同污染处理下，当磺胺甲基嘧啶处理质量分数≥10mg·kg-1时，各土壤微生物指标的活性随着其处理质量分数的增加而显著降低，表现出很好的剂量依赖效应。因此，低剂量的Cu．磺胺甲基嘧啶协同污染可能会诱导土壤微生物对二者产生交互抗性；而高剂量协同污染则对土壤微生物生态功能产生较为严重的协同抑制作用。     

紫花苜蓿改良盐渍土对土壤微生物活性和养分含量的影响

为探讨干旱地区种植紫花苜蓿改良盐渍土对土壤微生物生物量及其活性和土壤养分的影响,选择河西走廊黑河流域国有临泽农场的草甸盐土荒地作为对照,研究了种植紫花苜蓿2、3、4年后的改土效果。结果表明：与CK相比,连续种植4年后,所测定的土壤化学性质和微生物化学性质指标都发生了极显著（P〈0.01）的有利变化,电导率下降5.96 mS.cm-1,pH下降0.25,有机碳增加1.50 g.kg-1,微生物生物量碳增加48.93 mg.kg-1,微生物熵上升0.43%,荧光素二乙酸酯水解率提高10.87μg.g-1.h-1,碱解氮增加17.37 mg.kg-1,速效磷增加2.87 mg.kg-1,速效钾增加44.93 mg.kg-1。相关分析表明,微生物生物量碳、微生物熵、荧光素二乙酸酯水解率、碱解氮、速效磷、速效钾与土壤有机碳之间极显著（P〈0.01）正相关,相关系数分别为0.86、0.80、0.87、0.85、0.79、0.80,而与电导率之间极显著（P〈0.01）负相关,相关系数分别为-0.83、-0.79、-0.84、-0.86、-0.88、-0.78。研究认为,种植紫花苜蓿对草甸盐土有显著的改良效果,电导率下降,有机碳含量提高,微生物活性增强,速效养分含量增加。     

速生杨人工林对土壤碳氮含量及微生物生物量的影响

以耕地为对照,在山东德州对4年生和7年生速生杨人工林下土壤有机碳、全氮和微生物生物量测定结果表明,土壤有机碳、全氮及微生物生物量主要集中分布在0-5和5-10 cm土层,林地土壤有机碳、全氮含量及微生物生物量都显著低于耕地,微生物生物量降低幅度比土壤有机碳和全氮大.10 cm以下土层检测指标在各样地间差异不显著.土壤有机碳与微生物碳、土壤全氮与微生物氮分别呈显著线性正相关,耕地转为林地后,土壤肥力下降.     

长期施肥对大麦生育期双季稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物商的影响

长期有机无机肥配施定位试验条件下,关于不同施肥处理对稻田土壤微生物特性方面的研究目前还较少。为探明大麦(Hordaum vulgare L.)各个生育时期不同施肥处理对大麦-双季稻三熟制种植模式中稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物商的影响,以湖南宁乡长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4提取法和化学分析法系统分析了长达28年5种施肥处理之间(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥+70%化肥、60%有机肥+40%化肥和无肥)稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物商及大麦产量的差异。结果表明,大麦各主要生育时期,长期施肥均能提高土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物商,各施肥处理土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物商均随生育期推进呈增加的变化趋势,均于齐穗期达到最大值;其中,化肥、秸秆还田、30%有机肥和60%有机肥处理土壤微生物生物量碳含量分别比无肥增加20.04%、26.47%、45.94%和51.42%,土壤微生物生物量氮含量分别比无肥增加12.87%、18.42%、32.16%和36.55%。60%有机肥和30%有机肥处理土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物商均为最高,均显著高于其他处理,其大小顺序表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田化肥无肥。各施肥处理大麦产量分别比无肥增产357.6、683.0、721.2和782.1 kg·hm-2。长期有机无机肥配施可以提高土壤微生物生物量碳、氮和微生物商,有机肥与化肥配施对提高土壤肥力和增产效果最好。微生物生物量碳、氮及微生物商可以反映土壤质量的变化,作为评价土壤肥力的生物学指标。     

秸秆还田少免耕对冲积土微生物多样性及微生物碳氮的影响

土壤微生物是耕地质量的重要指标,为阐明秸秆还田少免耕对土壤质量的影响及其机理,在成都平原(温江)冲积水稻土区,开展了水稻–小麦/油菜轮作秸秆还田培肥定位试验(2003～2008年),在小麦生长季节,系统研究了土壤耕层微生物数量和微生物生物量的变化特征.结果表明,秸秆还田翻耕与秸秆还田免耕的土壤耕层微生物总量分别增加了51.7%、12.8%,土壤微生物数量增加主要来自土壤细菌数量的增加;从小麦全生育期看,在小麦分蘖期的增加幅度高于小麦播种期和小麦收获后,有利于促进小麦养分吸收与生长发育.秸秆还田少免耕显著增加了微生物生物量,秸秆还田翻耕和秸秆还田免耕处理土壤微生物碳总量分别比对照提高74.1%、25.8%,土壤微生物氮分别提高60.2%和12.1%.秸秆还田循环利用显著增加了土壤微生物数量和生物量,有利于土壤养分循环与转化,有利于提高土壤有机质含量并改善有机质质量,是耕地质量建设的重要途径.     

Responses of microbial interactions to elevated salinity in activated sludge microbial community

● Salinity led to the elevation of NAR over 99.72%. ● Elevated salinity resulted in a small, complex, and more competitive network. ● Various AOB or denitrifiers responded differently to elevated salinity. ● Putative keystone taxa were dynamic and less abundant among various networks. Biological treatment processes are critical for sewage purification, wherein microbial interactions are tightly associated with treatment performance. Previous studies have focused on assessing how environmental factors (such as salinity) affect the diversity and composition of the microbial community but ignore the connections among microorganisms. Here, we described the microbial interactions in response to elevated salinity in an activated sludge system by performing an association network analysis. It was found that higher salinity resulted in low microbial diversity, and small, complex, more competitive overall networks, leading to poor performance of the treatment process. Subnetworks of major phyla (Proteobacteria, Bacteroidetes, and Chloroflexi) and functional bacteria (such as AOB, NOB and denitrifiers) differed substantially under elevated salinity process. Compared with subnetworks of Nitrosomonadaceae, Nitrosomonas (AOB) made a greater contribution to nitrification under higher salinity (especially 3%) in the activated sludge system. Denitrifiers established more proportion of cooperative relationships with other bacteria to resist 3% salinity stress. Furthermore, identified keystone species playing crucial roles in maintaining process stability were dynamics and less abundant under salinity disturbance. Knowledge gleaned from this study deepened our understanding of microbial interaction in response to elevated salinity in activated sludge systems.     

Pharmacological significance of marine microbial bioactive compounds

Environmental Chemistry Letters - The continuous growth of the world population has raised heatlh&nbsp;issues such as the inefficiency of common drugs, such as antibiotics, due to...     

Incorporating dormancy in dynamic microbial community models

Biogeochemical activity in natural and engineered systems depends on the abundances, functional capabilities and physiological states of the indigenous microorganisms. Typically, only a fraction of the microbial population is active at any given time. As environmental conditions change, previously active microorganisms may switch to an inactive or dormant state, while dormant ones may become active. Here, we present an extended modeling concept for the growth and decay of microorganisms that explicitly accounts for their ability to switch between active and dormant states. The equations describing the switching between physiological states are implemented into a biogeochemical reaction simulator. The model was used to reproduce published data from two laboratory experiments in which microorganisms were subjected to intermittent substrate supply or reactivated after a prolonged period of starvation. Parameter values obtained from the simulation of these experiments were used for subsequent sensitivity analyses and for the simulation of hypothetical scenarios. Results for hypothetical microbial communities consisting of two competing species exposed to periodic feeding imply that, under certain conditions, an effective dormancy-reactivation strategy may have a competitive advantage over a fast growth strategy. That is, organisms that can switch rapidly in response to fluctuations in external conditions may outcompete fast-growing organisms. Furthermore, certain combinations of growth and dormancy strategies may lead to the long-term coexistence of the two competing species. Overall, the simulated population dynamics show that dormancy is an important feature of microbial communities, which can lead to complex responses to environmental fluctuations.     

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。     

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。     

乐果对土壤微生物种群的影响

农药对土壤微生物的影响已成为评价农药对土壤生态安全的一个重要指标。采用室内培养法研究了乐果在3种不同质量分数下对土壤微生物种群数量以及土壤中占优势的细菌、真菌和放线菌生长速率的影响。结果表明,以真菌种群受抑制最大,放线菌次之,细菌最小。在供试质量分数下,该杀虫剂对土壤细菌种群数量的影响较复杂,没有明显规律;对土壤真菌和放线菌种群数量的影响均表现为明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高和加药时间的延长抑制趋势越明显。因此,可以选择真菌和放线菌作为土壤受乐果污染的敏感指示菌。结果同时表明,50～500mg·kg-1的乐果不影响细菌的生长速率,而5000mg·kg-1的乐果在加药后2～5d明显抑制其生长速率,加药后6～7d,又恢复到正常水平;3种不同质量分数的乐果在加药后2～7d对真菌和放线菌的生长速率均表现明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高而逐渐增强,但随加药时间的延长又逐渐恢复。     

免耕覆盖对土壤微生物量碳的影响

通过设置在甘肃省定西县李家堡镇甘肃农业大学旱农实验站的用间定位试验,研究连续3年春小麦(Triticum aestivum)-豌豆(Pisum sativum Linn.)双序列轮作后6种不同处理土壤微生物量碳的变化情况,结果表明:免耕条件下表土层土壤微生物量碳总是显著地高于翻耕土壤;秸秆覆盖表土层和亚表层土壤微生物量碳明显高于不覆盖;不同处理对表土层和亚表层土壤微生物量碳的影响差异达极显著;表土层土壤微生物量碳有明显的季节动态变化;土壤微生物量碳随土层加深而递减.     

石油污染与微生物群落结构的相互影响

从两种土壤中分别分离出石油烃降解菌,并从中筛选出6株石油烃高效降解菌A1、A2、A6、A8和B2及B5,然后将各菌株鉴定至属,分别为A1假单胞菌属、A2鞘氨醇单胞菌属、A6微球菌属、A8节杆菌属、B2不动杆菌属和B5诺卡氏菌属。另外对比分析了单菌株及不同菌株重组对不同石油烃组分的利用情况,结果发现,从不同石油污染的土壤中分离到的菌株对石油烃组分的利用能力不同,从胜利原油污染的土壤中分离到的菌株A1、A2、A6和A8对石油烃组分的利用范围窄,主要利用饱和烃组分;而从经芳香烃驯化过的土壤中分离到的菌株B2及B5对石油烃利用组分的利用范围较宽,能同时利用饱和烃和芳香烃组分。     

磺酰脲类除草剂的微生物降解研究进展

磺酰脲类除草剂属于高效、低毒、高选择性的新型除草剂,被广泛应用于水稻、玉米、小麦、大豆等田间杂草的防控,其用量也呈逐年增加的趋势,但其微量的除草剂残留易对后茬敏感作物产生药害.利用微生物降解土壤中的除草剂残留有望成为一种修复污染的有效方法.本文综述了近几年国内外筛选出的能够降解磺酰脲类除草剂菌株的来源和所属微生物类群,以及除草剂降解酶的研究进展,此外,对相关微生物对不同除草剂的降解途径也进行了简要介绍,最后提出了目前有待解决的问题并对未来该领域的研究趋势进行了展望,可为后续寻找高效的微生物降解菌种及利用基因工程法修复受污染的土壤、水源提供参考.