洛克沙胂暴露胁迫对土壤微生物群落结构特征的影响

采用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)方法,分析了洛克沙胂残留对土壤微生物群落结构的影响特征。结果表明,在整个采样周期中,每克土壤总PLFA含量在洛克沙胂胁迫影响下出现明显降低,且存在一定的剂量依赖效应。经主成分分析,第1周,洛克沙胂低浓度组(w=15 mg·kg-1)土壤微生物群落结构和对照组差异不明显,第2、3、5、8周,各组土壤微生物群落结构多样性的类型差异显著,其中高浓度组(w=150 mg·kg-1)与对照组差异最大。结果表明,洛克沙胂可致土壤微生物群落结构多样性改变,暴露浓度越高其作用越强。同时,洛克沙胂对土壤微生物群落结构多样性的影响还表现出时间差异,在暴露胁迫的后期(第5、8周),洛克沙胂的影响逐步减弱,可能与洛克沙胂在土壤中发生化学结构改变和降解有关。     

外源物质添加对东北黑土氨基酸矿化的影响

采用间歇淋洗好气培养法研究了东北黑土中氨基酸的矿化过程以及添加葡萄糖和葡萄糖与氮肥配施对其质量分数的影响。结果表明：土壤中氨基酸质量分数的变化受到外源物质添加的影响。与对照处理相比,葡萄糖以及葡萄糖与氮肥配施均能促进土壤氨基酸质量分数的积累,并且2种外源物质对氨基酸质量分数的影响相差不多。土壤不同种类的氨基酸具有不同的矿化特征,其中异亮氨酸的矿化速率最快,其次是赖氨酸、缬氨酸、组氨酸和亮氨酸,而精氨酸、甘氨酸和酪氨酸矿化速率较低。此外,土壤中每种氨基酸矿化对总氨基酸矿化的贡献与其在土壤中的质量分数有关,一般来说,氨基酸质量分数高则其矿化的贡献也大。     

多氯联苯复合污染土壤的微生物群落结构多样性变化

土壤微生物群落结构多样性是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acids,PLFAs)方法,对长江三角洲地区某POPs高风险区PCBs长期复合污染土壤的微生物群落结构多样性进行了初步研究。结果表明,PCBs重度污染土壤中格兰氏阴性菌(16:1w9、cy17:0等)和厌氧微生物(18:1w7)的PLFAs组分含量较多,而格兰氏阳性菌(如i15:0、i17:0等)、放线菌(16:0(10Me))及真菌(18:2ω6,9)和好氧性微生物的PLFAs含量较低,表明PCBs污染土壤中微生物群落结构与组成发生了明显变化。这一结果为PCBs降解微生物资源的定向筛选提供了科学依据。     

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。     

Effects of cotton straw amendment on soil fertility and microbial communities

Maintaining soil fertility, while controlling pollution from excessive chemical fertilizer application is important for keeping soil productivity of sustainable agriculture. Variety of straws have been used and proven to be good soil amendments for increasing soil organic matter (OM) and a range of additional soil nutrients. However, little is known about the utilization of cotton straw for soil amendment. To better understand the mechanism behind cotton straw soil amendments, investigations were performed upon cucumber seedlings, where changes to soil nutrients and microbial communities were investigated. The results revealed that the cotton straw application promoted the cucumber seedling growth by significantly increasing the soil OM, available nitrogen, available phosphorus, and available potassium. The concentration of cotton straw was positively correlated to both the number of the culturable microorganisms and also the total microbial biomass within soil. Furthermore, assessment of cotton straw application using Biolog metabolic profiling and phospholipid fatty acid analysis revealed that such application increased the microbial community metabolic activity, and markedly changed the structure of microbial community. 16S rRNA gene clone library construction and phylogenetic analysis of soil bacteria revealed γ- Proteobacteria sequences dominated the cotton straw amendment soil, comprising 27.8% of the total number of analyzed sequences, while they were less represented in control soil (13.4%). On the contrary, the Sphingobacteria (7.8%) and Verrucomicrobia (2.4%) in the cotton straw amendment soil decreased after application when compared to the control soil 15.2% and 15.2%.     

宁夏引黄灌区不同土地利用方式土壤微生物群落多样性研究

以宁夏引黄灌区6种典型利用方式(12年果园田、稻旱轮作田、盐化旱田、枸杞田、常年旱田、常年稻田)灌淤土为研究对象,通过同期野外多点采样和室内培养分析相结合,运用磷脂脂肪酸谱图分析方法,探讨了不同土地利用与管理方式下灌淤土理化性质、微生物生物量、微生物区系及微生物群落多样性差异及相关关系,以期为宁夏引黄灌区土壤可持续利用提供数据支撑。结果表明,(1)不同土地利用方式中,长期秸秆还田的盐化旱田、长期有机无机配施的12年果园以及常年旱田3种利用方式下,土壤地力水平较高,相应土壤微生物生物量炭、氮水平最高,有利于土壤微生物数量的保持,而常年淹水条件下的常年稻田土壤肥力水平低下,微生物生物量最低。(2)不同土地利用方式磷脂脂肪酸PLFA总量变幅为81.1-94.8 nmol·g^?1,其中盐化旱田>12年果园>稻旱轮作>常年旱田>枸杞园>常年稻田;好氧细菌14:0、16:0和18:0比例最大,革兰氏阳性细菌16:0iso在12年果园、稻旱轮作田中含量显著提高,放线菌次之,而真菌18:3ω6c在12年果园、盐化旱田、稻旱轮作3种利用方式下含量升高。(3)相关分析表明,引黄灌区土壤磷酸脂肪酸与土壤pH、微生物量碳及微生物量磷之间呈极显著正相关,与土壤有机质呈显著正相关;主成分分析表明,盐化旱田和12年果园具有相近的微生物群落结构。(4)综上所述,有机无机配施常年果园和秸秆还田常年旱田是适用于该地区的土地利用与管理方式。     

低质量浓度除草剂2，4滴丁酯处理对土壤动物群落结构的影响

土壤动物是土壤污染的敏感指示生物,对土壤环境变化表现出比较灵敏的反映,为了解低质量浓度除草剂对土壤生态系统的影响,进一步推动除草剂使用的安全性评价研究,采用除草剂2,4滴丁酯对土壤动物群落进行室内染毒模拟试验,参照农田施用常规参考质量浓度,设置4个质量浓度梯度和一个不喷施除草剂的对照质量浓度,质量浓度最高限于参考喷施质量浓度的3~4倍,一次染毒后分别于12、24、48和72 h后对土壤动物进行分离并对群落结构特征进行分析。试验共获得土壤动物18655个,隶属于2门,4纲,12目,群落结构分析结果表明低质量浓度2,4滴丁酯导致土壤动物个体数和类群数有所减少,但减少的程度并不大。个体数量变化与质量浓度增高之间呈现较明显负相关（r=-0.856,P〈0.05）,种类数变化与质量浓度之间不具有明显的相关性,土壤动物种类数的减少主要取决于稀有类群和极稀有类群,数量的变化则主要是优势类群和常见类群的增减。2,4滴丁酯的施加使得土壤动物群落多样性指数和优势度指数降低,均匀度指数增高。土壤动物个体数量和类群数量变化与染毒后经历的时间之间并未表现出明显的规律性,染毒后不同时间土壤动物优势度指数相差较大,而多样性指数和均匀度指数在不同历时时间段内相差不大。综合各分析结果能够看出,低质量浓度2,4滴丁酯处理会对土壤动物群落造成一定影响,但影响程度并不大。     

不同年龄小叶锦鸡儿固沙群落土壤酶活性及微生物生物量的变化

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是科尔沁沙地广为采用的豆科固沙植物。为探讨采用小叶锦鸡儿固定流沙后,土壤生物活性的变化特点和发展趋势,选取5、10、22年生小叶锦鸡儿人工固沙群落为对象,以半流动沙丘和天然群落为对照,研究了人工固沙群落发育过程中土壤磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶的活性和微生物生物量C、N、P质量分数的变化特征。土壤按5层取样:0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm。结果表明,随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,群落内土壤生物活性逐渐改善,沙土中5种酶的活性和土壤微生物生物量C、N和P质量分数均大幅度提高,其中0~10cm土层增幅最大。土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,5、10和22年生群落0~10cm土层中蔗糖酶的活性分别是半流动沙丘的76.80,167.27和261.63倍。22年生群落的土壤生物活性已接近于天然群落,处于相对稳定的状态。小叶锦鸡儿群落中土壤酶和微生物生物量之间存在极显著的正相关关系。以上表明,小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在本地区大面积推广应用。     

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。     

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.     

耕作方式对土壤微生物和土壤肥力的影响

通过2年田间定位试验,对比研究了免耕+秸秆覆盖、旋耕+秸秆覆盖和传统耕作:三种耕作方式对土壤温度、土壤呼吸速率、土壤微生物数量和土壤肥力状况的影响.结果表明:秸秆覆盖对地温的影响存在"双重效应";土壤温度、土壤呼吸速率和土壤微生物量碳三者之间存在凸面关系;秸秆还田后耕作措施对土壤0～10和10～20 cm的微生物数量的影响不同,但均能增加土壤微生物量;土壤微生物能够加快秸秆中的有机碳向土壤有机质的转化速率;土壤微生物量碳可以作为反映土壤生产力状况的重要生物学指标之一.     

除草剂对土壤氮素循环的影响

土壤微生物参与土壤氮素循环的生物学与生物化学过程,对氮素形态转化与去向产生很大影响。在现代农作物生产上农田普遍施用除草剂,除草剂进入土壤生态环境中影响土壤微生物种群数量、活性和土壤氮素循环过程,在一定程度上改变氮素各去向的比例。因此,除草剂的施用对植物氮素吸收利用和土壤氮的环境释放具有一定效应。文章综述了除草剂对生物固氮、土壤氮矿化与转化、氨挥发、硝化反硝化、温室气体N2O排放、植物的氮吸收利用、土壤氮损失等方面的影响,并提出了今后进一步研究的方向,为减少氮素损失和温室气体排放以及除草剂使用的安全性评价提供参考。     

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。     

耕作方式对华北冬小麦田土壤微生物生物量碳分布特征的影响

土壤微生物生物量碳（SMBC）反映了土壤有机碳（SOC）情况,其值大小代表了土壤肥力的高低,研究不同耕作方式SMBC的变化特征及其影响因素具有重要意义。试验于2001年在中国科学院栾城农业生态系统实验站开始,试验设置翻耕（CT）、旋耕（RT）、免耕（NT）三个处理。利用熏蒸提取-容量分析法研究了不同耕作处理2007～2008年冬小麦生育期的SMBC分布特征及影响因素。结果表明SMBC具有时空变化特征：在冬小麦生育期中,各SMBC处理均随着时间波动起伏,并在小麦返青期和扬花期达到峰值;空间分布上SMBC含量随土壤深度的增加而降低。不同耕作处理间差异显著,0～5 cm土层SMBC以NT最高,CT最低;5～10 cm土层RT与CT相当,NT最低;10～20 cm土层以CT最高,NT最低;20～30 cm各处理均较低,NT亦为最低。对不同处理SMBC层化率分析显示：NT具有明显的表层富集现象;RT处理0～10 cm SMBC分布均匀;CT处理0～20 cm SMBC分布均匀。对SMBC的影响因素分析表明：土壤有机碳是SMBC空间分布的主要影响因素,二者呈显著正相关。而土壤温度和土壤含水量是影响SMBC季节变化的主要外界因素。     

pH变化对酸性土壤酶活性的影响

采用酸性土壤,以添加酸或碱的方式,研究酸化或碱化对土壤酶活性的影响.结果表明,培养过程中对照土壤微生物C量(Cmic)变化与土壤pH变化密切相关,Cmic大时pH值相对较低,显示土壤中微生物活动加剧对土壤pH下降的影响.除过氧化物酶外,土壤pH值变化对土壤酶活性影响较大.脲酶、过氧化氧酶、酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、多酚氧化酶和蛋白酶活性大致呈现酸化抑制碱化激活的规律.前期酸碱添加都抑制了酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活性,中期酸碱添加都抑制了多酚氧化酶活性,后期酸碱添加都抑制了蛋白酶活性.蔗糖酶活性呈现前期酸化激活碱化抑制,中期酸碱都以激活为主,后期碱化又呈现抑制作用.纤维素酶活性变化没有明显规律性.总体上酸添加对土壤酶活性主要起抑制作用,碱添加主要起激活作用.土壤Cmic变化和酶活性变化之间有着较为密切的关系,存在酸化抑制Cmic碱化激活Cmic的现象,pH变化对微生物活性的影响是造成土壤酶活性变化的主要因素.     

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。     

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。     

Behaviour of pendimethalin and oxyfluorfen in peanut field soil: effects on soil biological and biochemical activities

A field experiment was conducted to study the dissipation kinetics of herbicides pendimethalin and oxyfluorfen in black soil of peanut field at half recommended rate (HRE), recommended rate and double recommended rate as well as to assess their effects on soil microbial parameters and enzymatic activities. In addition, their role in the transformations and availability of some plant nutrients like nitrogen transformation (through ammonification and nitrification processes) and availability of phosphorous were also studied. Incorporation of these herbicides was found to stimulate the activity of soil microbial biomass carbon, fluorescein diacetate hydrolysing activity, alkaline phosphatase and ammonification rates, while dehydrogenase activity, acid phosphatase, nitrification rate and available phosphorous was adversely affected. However, urease remains almost unchanged except for little stimulation at later stages. Dissipation of pendimethalin and oxy?uorfen followed first-order reaction kinetics with half-life (T_1/2) of 13.7–20.1 and 21.5–27.4 days, respectively. Residues of both herbicides persisted up to 60 days in the soil at all the doses except 45 days for pendimethalin at HRE.     

长期棉花连作对北疆棉区土壤生物活性与酶学性状的影响

以长期连作棉田为研究对象,通过对5-15年连作棉田土壤理化性质和生物学性状的测定,揭示北疆长期连作对土壤主要肥力性质、土壤酶活性、微生物量碳氮以及土壤呼吸的影响。结果表明：长期棉花（Gossypium spp）连作对土壤肥力性状影响显著,表层土壤（0-20cm）肥力明显高于亚表层（20-40cm）。长期棉花连作对土壤酶活性、微生物量碳氮、土壤呼吸等生物活性有显著影响,脲酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和多酚氧化酶均随棉花连作年限增加而下降,棉花/苜蓿（Medicago sativa Linn）轮作（CtR-AR）处理各酶酶活性均高于棉花连作处理。微生物量碳（MBC）随棉花连作年限逐渐下降,而微生物量氮（MBN）随不同棉花连作年限并无一致性变化。不同棉花连作年限处理之间的呼吸商（q（CO2））有很大的差异,15年棉花连作非病区（CtN15）土壤呼吸商最高为19.00g？mg-1？h-1,CtR-AR处理的呼吸商最低为13.64g？mg-1？h-1。土壤微生物商随棉花连作年限延长呈现下降趋势,CtN15处理出现最低值,为0.81%。随棉花连作年限增加,土壤微生物活性降低,不利于土壤健康持续利用。     

岩溶生态系统中土壤微生物量氮含量及其变化规律

选择果树园和林地两种土地利用类型来研究土壤微生物量氮(Soil microbial biomass nitrogen,SMBN)含量及其与土壤溶解有机氮(Soil dissolved organic nitrogen,DON)、碱解氮的关系。结果表明:SMBN含量范围在5.33~34.61kg·hm-2之间,平均为14.81kg·hm-2,仅为文献中报道的SMBN的3%~37%。SMBN占土壤全氮的比例较小,为0.25%~1.5%,平均为0.754%。SMBN与DON及土壤有机碳等指标变化趋势一致。SMBN易矿化,与碱解氮关系密切,但由于岩溶山区这种特殊的生态环境,使得这种关系不像文献中报道的呈极强的正相关关系,这对于研究岩溶区特定条件下SMBN的变化以及对当地的土地利用类型有一定的参考价值和现实意义。