岩溶与非岩溶地区不同林分根际土壤微生物对碳酸盐岩的溶蚀作用北大核心CSCD

以云南建水岩溶与非岩溶地区针叶林云南松、阔叶林桉树的根际土壤为样品,比较不同地质背景条件下不同林分岩溶与非岩溶地区可培养土壤微生物及其分泌的碳酸酐酶对碳酸盐岩溶蚀作用的影响.结果显示,岩溶地区的溶蚀速率均高于非岩溶地区,针叶林的溶蚀速率大于阔叶林,且岩溶地区云南松的溶蚀率最高为5.01%,说明岩溶地区云南松的土壤根际微生物对岩溶地区的溶蚀效应最大;加入碳酸酐酶抑制剂的处理组溶蚀速率较未加入碳酸酐酶的处理低3.6%-16%,表明碳酸酐酶对碳酸盐岩的溶蚀具有促进作用.本研究表明岩溶地区针叶林根际土壤微生物有利于碳酸盐岩的溶蚀,加快成土速率,结果可为深入研究自然生态系统中微生物对碳循环的驱动作用以及微生物对喀斯特地区的风化作用提供理论依据.     

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。     

不同河岸带植物根际丁草胺降解特性差异及其微生物学机制

以根际袋盆栽方法,研究了芦苇(Phragmites australis)、茭白(Zizania aquatia)、菖蒲(Acorus calamus Linn)三种典型河岸带植物根际丁草胺降解特征的差异,并从微生物学角度探讨了可能的机制.结果表明,与非根际相比较,不同河岸带植物根际对土壤中丁草胺降解有显著的增强效应.不同河岸带植物对丁草胺的降解效果存在显著差异,降解效果由大到小的次序为:菖蒲,芦苇,茭白.芦苇、茭白、菖蒲根际丁草胺降解速率常数依次分别为0.0606、0.0500、0.0680.在丁草胺作用下,不同河岸带植物根际与非根际土壤关键酶的活性和微生物特征存在明显差异.丁草胺对几种植物根际与非根际脱氢酶与脲酶都有不同程度的激活,但随后抑制并趋于正常水平,而磷酸酶则基本上影响不明显.同期根际的酶活性要比非根际的高.丁草胺作用后,对土壤细菌及真菌有明显的抑制作用,但对放线菌的数量影响不大.与芦苇和茭白相比,菖蒲根际土壤酶活性和微生物数量明显更高,说明该植物对土壤中丁草胺污染具有较好的缓冲作用,从而大大提高了丁草胺的微生物降解的增强效应.     

岩溶地区土壤溶解有机碳的季节动态及环境效应

对桂林岩溶试验场土壤溶解有机碳(DOC)进行了逐月的观测，结果显示DOC是岩溶生态系统中活跃的有机碳组分，在岩溶地区碳循环中发挥着重要的作用。一年中土壤DOC的变化特征表现为3个阶段：(1)3-7月，随气温升高、降雨量增加，土壤生物活性和新陈代谢能力极大提高，土壤溶解有机碳呈升高趋势；(2)8-11月，气温保持较高的水平，但降雨量偏低，土壤干燥，土壤微生物活性极大地减弱，土壤DOC质量分数全年最低；(3)12月至次年2月，随温度的降低，土壤生物活性逐渐降低，土壤DOC呈缓慢升高趋势，且与土壤微生物量碳之间存在互为消长的关系。土壤碳酸盐岩的溶蚀速率季节变化与土壤DOC之间存在负相关。文章还提出了岩溶地区土壤碳循环模式及DOC在其中的作用。     

长期施肥对双季稻田根际土壤氮素的影响

土壤有机氮含量是评价土壤质量变化的重要肥力指标,土壤氮矿化及其微生物数量易受不同施肥措施的影响。为明确南方双季稻区长期不同施肥模式对根际土壤氮矿化及其微生物数量的影响,以长期（37年）定位施肥试验田为平台,系统分析了不同施肥模式[单独施用化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM)和无肥对照(CK)]下双季稻田根际土壤微生物量氮含量、氮素矿化、硝化和氨化速率、氮循环微生物数量的变化特征,及土壤氮转化与理化特性、微生物相关性。结果表明,OM处理根际土壤有机碳、总氮、碱解氮、硝态氮、氨态氮和无机氮含量均显著（P<0.05）高于RF、MF和CK处理。OM处理根际土壤微生物量氮含量最高,比CK处理增加24.1%。OM处理根际土壤有氧氮矿化率、厌氧氮矿化率和氨化速率均为最高,均显著高于MF和CK处理（P<0.05）;MF处理根际土壤硝化速率为最高,显著高于RF、OM和CK处理（P<0.05）。OM处理根际土壤硝化细菌、反硝化细菌和氨化细菌数量均显著高于RF、OM和CK处理（P<0.05）;RF处理根际土壤固氮菌数量显著高于MF、OM和CK处理（P...     

凤庆县不同古茶园根际与非根际土壤酶活性及其化学计量特征

研究不同古茶园土壤养分状况间的差异影响,可为古茶园的土壤养分管理提供理论依据,实现茶园的提质增效.以凤庆县郭大寨乡3个典型古茶园的根际与非根际土壤为研究对象,探究其根际与非根际土壤理化性质、土壤酶活性及其化学计量比之间的关系.结果显示：（1）茶园根际与非根际土壤养分含量及酶活性差异显著（P <0.05）,且表现出不同的土壤营养条件.（2）不同茶园的根际土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量差异显著（P <0.05）,均表现为大箐>龙潭>琼英;同时,龙潭茶园土壤pH=4.5为茶树生长最适值.（3）不同茶园非根际土壤胞外酶活性的高低表现为大箐>龙潭>琼英,其活性与土壤含水量、全碳、全氮、全磷含量正相关,其中土壤含水量解释了97.2%变异,与pH值负相关.而在植物根系的作用下,根际土壤酶活性呈现出不同变化趋势;其活性与土壤含水量、pH值、全碳、全氮、全磷含量均正相关,土壤含水量解释了93.9%的变异,全碳解释了5.2%的变异.（4）根据土壤酶化学计量比矢量分析,3个茶园土壤微生物受碳源限制程度不同,限制程度为琼英>龙潭>大箐,大箐茶园土壤微生物受到一...     

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.     

云南松根际与非根际磷酸酶活性与磷的有效性

通过对采集自滇中红壤区域的不同林龄云南松的根际与非根际土，以及不同磷补充量下根袋法培养的距云南松幼苗不同距离土壤的磷酸酶和有效磷的测定，探讨了根际与非根际土的磷酸酶变化及其与有效磷之间的关系。云南松根际及非根际都含有大量的磷酸酶，且这些磷酸酶的活性在根际土中较高。酸性磷酸酶是云南松土壤中的主要酶类，中性磷酸酶次之。培养实验结果显示，无论是根际土、近根际土还是远根际土，外界补充的磷量越低，其酸性和中性磷酸酶的活性越高，反映出磷饥饿对磷酸酶的诱导。但磷酸酶的变化同土壤有效磷的相关性不显著。因而酶数量增加不是云南松对磷饥饿的唯一适应性机制，它的变化或许只是磷胁迫下的一种症状。     

流动沙漠腹地灌木根际土壤微生物比较分析

分层采集塔里木沙漠公路3种防护林灌木梭梭、沙拐枣、红柳的根际土和非根际土,分析土壤微生物的根际效应及其与土壤环境因子间的关系.结果表明,3种防护林树种的根际土壤微生物均有比较明显的正效应,R/S值大小为梭梭沙拐枣柽柳;土壤微生物区系组成在不同树种根际土之间变化不大,其中细菌介于78.10%～93.18%,为优势类群,放线菌次之,真菌仅为0.03%～0.12%;与非根际土相比,根际土壤养分含量较高,盐分含量较低,为微生物营造了较好的土体条件.可见,沙漠腹地定植灌木对风沙土发育有较明显的促进作用,尤其是梭梭,建议实际林分配置中可适当提高梭梭的比例.     

长期施肥对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性是表征土壤质量变化的敏感指标,施肥措施可对土壤微生物群落功能多样性产生明显的影响。以位于双季稻主产区湖南省宁乡县国家级稻田肥力长期定位试验田为研究对象,应用Biolog技术分析了不同施肥处理(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥、60%有机肥、无肥对照)对双季稻田根际土壤微生物功能多样性的影响,从根际土壤微生物功能多样性的角度评价施肥对土壤质量的影响。研究结果表明,有机肥与化肥配施以及单施化肥处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度均显著高于其他处理,而秸秆还田处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度低于无肥处理。在早稻和晚稻成熟期,Mc Intosh指数均以60%有机肥和30%有机肥处理为最高,其次为施用化肥和无肥处理,秸秆还田处理最低;Richness和Shannon指数大小顺序均表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田无肥化肥。土壤微生物碳源利用的主成分分析表明,各施肥处理水稻根际土壤微生物群落利用的主要碳源为氨基酸类和糖类,但不同施肥处理间碳源利用类型存在较大差异。总的来说,不同的施肥处理对水稻根际土壤微生物功能多样性产生了不同影响,长期有机肥配施化肥有利于维持稻田根际土壤微生物群落多样性。     

植物碳酸酐酶对岩溶作用的影响及其生态效应

广泛存在各种类型生物细胞中的碳酸酐酶（cA）,通过催化C02和HCO3^-之间的相互转化,驱动岩溶过程。文章通过分析我国西南典型岩溶区植物叶片和根系CA活性,探讨其与岩溶作用的相互关系,结果表明：岩溶生态系统中植物的碳酸酐酶活性差异较大,并在植物的生长期发生变动,植株根系CA活性〉成熟叶片CA活性,因而在土壤水分充足的条件下．根系分泌的CA催化CO2＋H2O←→HCO3^-＋H^＋过程,促进石灰岩溶解,加快成土速率,并通过固定根呼吸和土壤微生物分解所释放的CO2产生岩溶碳汇效应;非岩溶生态系统由于土壤碳酸钙含量低,造成植物根系CA表达活性较低。     

岩溶生态系统的土壤

岩溶生态系统的土壤是岩溶地区岩石、大气、水、生物等四大圈层相互作用的产物，成土速率较慢，土壤剖面和空间分布受地貌演化阶段和岩溶双层空间结构的控制。在碳酸盐岩的差异侵蚀和土壤丧失的作用下，岩溶生态系统的土壤逐渐向裂隙和低洼部位退缩，形成景观中的土壤资源斑块，成为岩溶生态系统的养分库、水库和种子库，这种自然演替形成的小尺度上的土壤斑块和生境异质性对于维持岩溶景观的健康状况是非常重要的。今后的研究应着重从岩溶表层生态系统的运行过程中来把握岩溶生态系统土壤的动态特征和相互间的反馈关系。     

典型岩溶区不同土地利用方式下雨季、旱季岩溶作用研究

2006年4月-2007年4月,通过野外溶蚀标准试片法,测试得出重庆金佛山岩溶区山腰碧潭泉和山顶水房泉两泉域5种典型土地利用方式下的6个测试点雨季和旱季溶蚀量.测试结果表明:雨季溶蚀量明显高于旱季,位于生态保护良好的山顶原始生态区测试点溶蚀率高于保护区、非保护区交界地带且受人类活动影响较大的山腰测试点;同一时段内不同土地利用方式下的测试点溶蚀速率也存在较大差异;6个测试点的年均溶蚀量由大到小依次为:水房泉竹林地>水房泉林地>水房泉草地>碧潭泉林地>碧潭泉灌草丛>碧潭泉耕地.从测试点的土壤基本理化性质分析得出,在研究区域内局地气候(降雨量、温度)影响的基础上,除了土壤CO_2浓度,土壤有机质也是控制两泉域岩溶速率的主要因素之一.     

生物质炭对根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响

采用盆栽试验和Tessier连续形态分析方法,研究了不同镉污染水平下(1.0、2.5、5.0 mg·kg-1),施入不同量的生物质炭(0.0、2.5、5.0、10.0 g·kg-1)对根际与非根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响。结果表明,(1)施入生物质炭后,根际与非根际土壤中镉的有效性降低。施入生物质炭后,根际与非根际土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机物结合态镉最大可分别降低34.64%和28.15%、49.27%和63.82%、34.58%和24.59%、60.04%和49.00%,残渣态镉最大可分别增加14.79%和16.57%。10.0 g·kg-1生物质炭处理影响效果最显著。在不同处理下,镉形态变化显著且根际与非根际之间的变化呈显著性差异。中低镉污染水平下,施入生物质炭,根际与非根际土壤中镉形态变化趋于一致但镉形态含量存在差异。高镉污染水平下,生物质炭引起根际与非根际土壤中镉形态变化但不显著。(2)施入生物质炭可显著降低水稻各部分镉含量且水稻根部镉含量大于地上部镉含量。在不同镉污染程度下,不同施入量生物质炭处理与对照相比,地上部、根部镉含量最大可分别降低42.51%、22.86%;根部镉含量最大是地上部的2.63倍。10.0 g·kg-1生物质炭对水稻各部分镉含量降低效果最明显。     

典型细菌、真菌、放线菌对石灰岩动态溶蚀效果比较

以从西南岩溶地区土壤中筛选出来的典型细菌、真菌和放线菌为材料,进行了微生物对石灰岩的溶蚀动态模拟实验,比较了3种不同种类微生物的溶蚀作用效果.结果表明,各实验体系的pH值、钙离子浓度均发生有规律的变化.3种典型微生物试验组对石灰岩试片的溶蚀效果均较对照组好,其中,真菌的溶蚀效果最显著,石灰岩试片失重最大,达到5.15%,实验体系中钙离子浓度最高达233mg/L.扫描电镜结果亦显示,经3种典型微生物作用后试片表面的微观形貌均发生了较大的变化,其中真菌试验组的试片形貌变化最大,溶蚀效果最好.图4参21     

间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物区系的影响

为探究不同间作栽培模式缓解马铃薯（Solanum tuberosum）连作障碍的可行性及作用机制,以马铃薯单作为对照,研究马铃薯间作玉米（Zea mays）、蚕豆（Vicia faba）和荞麦（Fagopyrum esculentum）3种模式对连作马铃薯根际土壤养分含量及微生物区系的影响.结果表明,间作种植模式下马铃薯根际土壤全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著低于马铃薯单作,根际土壤速效磷降幅最大,达45％以上,土壤pH值明显下降.间作栽培模式改变了马铃薯根际土壤微生物群落结构,降低了根际土壤真菌的数量;间作栽培模式对马铃薯根际土壤微生物群落的碳源利用能力也有明显影响,其中马铃薯间作蚕豆和间作玉米处理马铃薯根际土壤微生物培养120 h的平均颜色变化率分别比对照高13.39％和4.30％.马铃薯根际土壤微生物群落总体上对碳水化合物利用率较高,对芳香化合物的利用率较低.间作蚕豆明显促进了马铃薯根际土壤微生物群落的碳源代谢强度,而且能维持较稳定的产量,因而可能是一种有利于改善马铃薯连作栽培根际微生态环境、缓解连作障碍的栽培模式.     

种植杞柳在镉污染土壤修复过程中对土壤微生物群落结构和理化性质的影响

研究种植杞柳在镉污染土壤修复过程中对微生物群落结构的影响,可为应用杞柳-微生物联合修复镉污染土壤提供理论依据.以1年生杞柳扦插苗为试验材料进行盆栽试验,设置4个镉浓度梯度处理(0、50、100以及150 mg/kg),每个处理同时设置种植杞柳组和未种植杞柳组.种植杞柳1年后收集根际、非根际以及未种植杞柳土壤,对土壤理化性质、不同形态重金属含量进行测定,利用Biolog-ECO平板法对微生物代谢功能多样性进行测定以及利用T-RFLP法对微生物群落结构多样性进行测定.采用冗余分析(RDA)对微生物群落结构多样性与土壤理化性质、不同形态重金属含量的相关性进行分析.结果表明,在镉污染处理组中养分含量总体呈现种植杞柳组高于未种植杞柳组,不同土壤来源对6类碳源的平均利用率存在显著差异,碳水化合物和酚酸类相对利用率呈现种植杞柳土壤未种植土壤,而氨基酸、羧酸、多聚物以及胺类相对利用率都在根际土壤中最高.对照组与处理组根际微生物丰富度与多样性指数差异不显著,但优势微生物种类明显不同. RDA分析表明,与对照相比,受污染的土壤中微生物与环境因子的相关性更强,可还原态镉与优势菌株B-T-RFs(137)、B-T-RFs(141)等有较强的相关性.综上,种植杞柳能显著促进镉污染土壤中微生物代谢活性、微生物丰富度指数以及多样性指数,对优势微生物种群、代谢组成有明显影响;影响根际与非根际土壤中优势微生物的主要环境因子不同,污染组微生物受环境影响更大.(图8表1参50)     

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     

不同植被类型对黔中山地丘陵区土壤细菌群落特征的影响研究

为研究不同植被类型对黔中山地丘陵区土壤性质及细菌群落结构的影响,选取了黔中山地丘陵区广顺农场的灌木丛、针叶林和阔叶林3种植被类型,分析其土壤理化性质,采用高通量测序对土壤细菌16S rRNA基因进行测序.结果 表明,针叶林土壤pH值显著低于灌草丛及阔叶林(P＜0.05);阔叶林全氮含量显著高于灌草丛及针叶林(P＜0.0...     

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。