三江平原小叶章湿地土壤微生物活性特征研究

选取三江平原河滨湿地、沼泽湿地和草甸化湿地3种类型小叶章湿地0~20cm土壤,研究了不同类型湿地土壤总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、基础呼吸(BR)、呼吸势(PR)、微生物熵(Cmic/Corg)和代谢熵(qCO2)变化规律.结果表明,不同类型小叶章湿地土壤总有机碳、微生物生物量碳和基础呼吸分别为46.60~75.44g.kg-1、1106.86~2319.42mg.kg-1和5.72~10.10mg.kg-.1h-1.河滨湿地和沼泽湿地土壤总有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、基础呼吸、呼吸势和微生物熵均显著高于草甸化湿地(p0.01),而河滨湿地和沼泽湿地代谢熵明显低于草甸化湿地(p0.05).各土壤微生物活性指标在河滨湿地和沼泽湿地间均无明显差异.因而,相对于河滨湿地和沼泽湿地,草甸化湿地土壤微生物活性处于较低水平,土壤总有机碳和水分含量低是限制草甸化湿地土壤微生物活性的重要因素.     

重金属镉污染土壤的微生物影响研究进展

镉污染严重影响了土壤微生物生物量碳氮、土壤基础呼吸、土壤酶活性以及种群结构,破坏了土壤微生物的正常组成区系,抑制了土壤微生物代谢功能,降低了土壤微生物活性,造成土壤重金属污染,威胁到人类生活健康。近二十年来,研究土壤微生物与土壤重金属污染之间的关系已成为国内外环境科学领域的一个热点,而镉污染对土壤微生物生物量、微生物活性、群落结构影响研究也已取得一定进展,可为镉污染土壤微生物修复技术提供理论依据。     

CO_2倍增对稻田土壤碳氮水解酶活性的影响

为了探究CO_2倍增对土壤微生物生物量和酶活性的影响,选择亚热带区多年种植水稻的典型红壤为研究对象,对不同水稻生育期下土壤微生物生物量碳氮及其土壤碳氮转化关键酶活性:β-葡糖苷酶(β-Glu)、木聚糖酶(Xyl)和几丁质酶(N-Ac)进行了研究.结果表明:相比于常规CO_2浓度(400×10~(-6)),CO_2倍增(800×10~(-6))促进了水稻生物量及土壤微生物生物量碳氮含量,且土壤微生物生物量碳氮受水稻生育期显著影响(P0.05),在水稻孕穗期时土壤微生物生物量碳氮均达到最大值.总体上,CO_2倍增促进了土壤中β-Glu酶、Xyl酶、N-Ac酶的活性,且三种酶的活性随水稻生育期变化的趋势一致,先递增(在孕穗期的酶活性最大),随后在成熟期下降.在相同生育期和CO_2浓度下酶活性大小为:β-GluN-AcXyl.多变量方差分析表明,CO_2浓度和生育期显著影响了水稻植株生物量、土壤微生物生物量碳氮和酶活性,且土壤微生物生物量碳(SMBC)和酶活性对CO_2浓度和生育期的交互作用产生了显著的响应;而且相关性分析表明,SMBC与土壤β-Glu酶、N-Ac酶、Xyl酶活性之间均有显著的正相关.总体而言,CO_2升高可促进水稻生长,增加土壤微生物量和土壤酶活性,这种影响随水稻生育期而变化,并在水稻生育旺期(孕穗期)达到最大;而且土壤微生物生物量特别是SMBC与土壤酶活性之间具有密切关系.     

亚热带不同稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征

土壤微生物生物量碳是稻田土壤有机质最具活性的组分之一,可有效地指示土壤质量状况.为探明亚热带地区不同类型稻田土壤微生物生物量碳的剖面分布特征及其与土壤有机碳及养分的关系,通过选取5种不同母质发育的稻田土壤,采集土壤发生层次分层样品,分析其有机碳、微生物生物量碳以及土壤养分的分布特点.结果表明,土壤有机碳和微生物生物量碳含量均随土壤深度的加深而急剧下降,分别介于2.45～26.19 g.kg-1和4.55～1 691.75 mg.kg-1,以耕作层和犁底层的含量最为丰富.不同母质发育的稻田表层土壤微生物生物量碳含量存在显著差异,以板岩风化物发育的黄泥田Ⅰ最高,河沙泥和红黄泥最低;而有机碳含量却以红黄泥和河沙泥最高,其余几种土壤之间并无明显差异.尽管如此,土壤微生物生物量碳依然受有机碳数量的限制,两者呈显著的正相关关系.土壤微生物商亦随土壤深度的增加而明显降低,不同类型土壤耕作层微生物商以河沙泥(2.11%)和红黄泥(1.37%)相对最低,而板岩风化物发育的黄泥田Ⅰ最高(8.24%),说明河沙泥和红黄泥的底物有效性明显低于黄泥田,这也是河沙泥和红黄泥有机碳含量最高而微生物生物量最低的原因之一.土壤微生物生物量碳含量与土壤全氮、碱解氮和有效磷呈显著的正相关关系,而与土壤速效钾的相关性不明显,说明稻田土壤微生物生物量碳除受有机碳的限制外,还与土壤养分存在较为复杂的关系.     

水盐梯度对闽江河口湿地土壤有机碳组分的影响

为了揭示水盐梯度对河口湿地土壤有机碳组分的影响,对闽江河口不同淹水环境和盐度下短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地土壤活性有机碳含量进行了测定与分析.结果表明,无论半咸水湿地还是淡水湿地,土壤微生物生物量碳(MBC)含量均随淹水频率增加而增加,增幅分别为67.8%和38.8%.半咸水湿地高低潮滩的土壤MBC含量均低于淡水湿地,高低潮滩降幅分别为52.9%和43.1%.半咸水湿地高低潮滩土壤可溶性有机碳(DOC)含量均高于淡水湿地,增幅分别为56.7%和105.6%.2种湿地土壤易氧化有机碳(EOC)含量均随淹水频率增加而降低,半咸水湿地高低潮滩间降幅18.0%,淡水湿地降幅50.1%.半咸水湿地高低潮滩土壤EOC含量均高于淡水湿地,增幅分别为20.2%和97.4%.微生物熵以及DOC和EOC占SOC的比值分别为0.42%~1.76%、0.39%~0.85%和20.14%~36.49%.微生物熵随盐度增加而降低,土壤DOC和EOC的分配比例随盐度的增加而增加.相对于淹水环境变化,土壤TN含量和电导率对SOC及其活性组分含量影响的贡献更大.土壤DOC、EOC与SOC显著正相关,土壤MBC与SOC、EOC和DOC均呈负相关,暗示底物的有效性和土壤MBC周转速率是影响土壤微生物活性和碳库积累的重要因子.淹水频率增加提高了土壤微生物的数量,但土壤微生物对淹水环境有一定的适应机制.盐度增加可提高土壤DOC、EOC含量,但降低土壤MBC含量.土壤氮含量和盐度是影响闽江河口湿地生态系统土壤碳库演变的重要限制性参数.     

短期氮添加对黄土高原人工刺槐林土壤有机碳组分的影响

人类活动背景下,氮(N)沉降持续影响着生态系统的碳循环.氮沉降对土壤有机碳的影响与不同碳组分的差异性响应有关.为探究短期氮沉降背景下土壤有机碳组分变化及其影响因素,基于野外氮添加试验,以刺槐人工林为研究对象,共设置4个氮添加梯度：0(CK)、1.5(N1)、3(N2)和6(N3) g·(m²·a)^-1,分别在6月和9月进行取样,测定土壤理化性质、微生物生物量和酶活性.结果表明：(1)外源氮输入降低了土壤pH,促进可溶性有机碳含量的增加,增加了土壤氮素有效性.(2)短期氮添加显著降低了土壤有机碳含量,且有机碳各组分对氮添加响应不同.其中,易氧化有机碳含量显著降低,且在N2处理下达到最低,与对照相比分别降低了54.4%和48.2%,惰性有机碳含量增加,但增加不显著.氮添加降低了土壤碳库活度,提高了土壤碳库的稳定性.土壤碳库活度分别在N3和N2处理下达到最低,与对照相比分别降低了53.3%和52.80%.(3)随机森林模型表明,短期氮添加下土壤微生物生物量化学计量比、微生物生物量碳和AP是驱动土壤有机碳活度变化的关键因子,分别解释了易氧化有机碳和惰...     

旅游踩踏对土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响

为了探明旅游活动对张家界国家森林公园土壤微生物活性及多样性的影响,保护土壤生态平衡及合理开发自然保护区提供理论依据,进行了旅游踩踏对土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响研究.结果表明,在所设的3个试验区中,0～5cm土壤层的微生物生物量碳、磷受到旅游踩踏的影响最严重,5～15cm土壤层的微生物生物量碳、磷受到旅游踩踏的影响较严重,而15～25cm土壤层的微生物生物量碳、磷受到旅游踩踏的影响最轻,旅游踩踏对所设3个试验区中3个层次土壤的微生物生物量碳、磷的影响均达到了显著水平(p＜0.05).从旅游踩踏对3个土壤层的微生物生物量氮的影响程度来看,0～5cm土壤层的微生物生物量氮受到的影响最严重,5～15cm土壤层的微生物生物量氮受到的影响较严重,而15～25cm土壤层的微生物生物量氮受到的影响最轻,背景区与缓冲区15～25cm土壤层的微生物生物量氮差异没有达到显著水平.说明张家界国家森林公园土壤微生物遭到了旅游踩踏的破坏,抵御外界干扰的能力已受到了旅游踩踏的破坏.     

五氯酚(PCP)污染土壤模拟根际的修复

模拟根际环境条件下,研究了根系分泌物对五氯酚(PCP)污染土壤的修复效应及其机理.结果表明,PCP的土壤残留消解行为随根系分泌物添加剂量的不同显现相应差异.土壤中微生物生物量碳(C_mic),氮(N_mic),碳氮比(C_mic/N_mic),微生物商及酶等土壤生化指标与PCP的消解均存在一定程度的相关性.低剂量(13.38TOCmg/kg)处理,PCP土壤甲醇可提态残留量最小,修复效应最佳,此时土壤微生物生物量碳,氮,微生物商,脱氢酶活性等显现最大响应,为最适根系分泌物添加剂量.修复机理可能在于其诱导的土壤环境质量友好演变过程.逐步回归分析结果显示,微生物生物量氮,微生物商及脱氢酶活性可作为表征根际修复PCP污染土壤时土壤环境质量友好演变过程的敏感生物学指标.     

起源喀斯特溶洞湿地稻田与旱地土壤的微生物数量、生物量及土壤酶活性比较

本研究的目的是比较起源于天然湿地的稻田湿地与旱地土壤微生物特征的差异.以桂林会仙喀斯特溶洞湿地系统内的稻田湿地、天然湿地和旱地表层(0~20 cm)土壤为研究对象,采用平板菌落计数法与氯仿熏蒸提取法和试剂盒提取法分别测定微生物数量与微生物生物量和微生物DNA,采用比色法测定土壤酶活性.结果表明,稻田湿地的细菌数量为(4.36±2.25)×10~7CFU·g~(-1),显著高于天然湿地和旱地;稻田湿地和旱地的真菌数量分别为(6.41±2.16)×10~4 CFU·g~(-1)和(6.52±1.55)×10~4 CFU·g~(-1),显著高于天然湿地,而旱地的放线菌数量为(2.65±0.72)×10~6 CFU·g~(-1),显著高于天然湿地.稻田湿地微生物DNA质量分数为(11.92±3.69)μg·g~(-1),显著高于旱地.稻田湿地的蔗糖酶活性为(66.87±18.61)mg·(g·24 h)~(-1),显著高于旱地,天然湿地的碱性磷酸酶活性为(2.07±0.99)mg·(g·2h)~(-1),显著高于旱地.统计分析显示,碱性磷酸酶活性、微生物生物量碳和微生物DNA质量分数与土壤pH、土壤有机碳、总氮、碱解氮、土壤水分、交换性Ca~(2+)和交换性Mg~(2+)呈显著的正相关关系,蔗糖酶活性与前4种土壤因子也呈显著的正相关关系.以上结果表明,微生物生物量和微生物功能活性对会仙喀斯特溶洞湿地土地利用方式变化的反应比较敏感,土壤含水量、pH、Ca~(2+)和Mg~(2+)等理化因子与土壤有机碳等养分是影响土壤微生物数量和活性的主要因子.鉴于天然湿地和稻田湿地土壤微生物特征的相似性,把适量稻田湿地作为一种特殊的人工湿地在喀斯特湿地系统的缓冲区和实验区中加以保留并加以保护较为合理.     

鄱阳湖湿地土壤酶及微生物生物量的剖面分布特征

为探明淡水沼泽湿地土壤微生物功能活性随土壤剖面深度的变化,以鄱阳湖区内典型的苔草湿地土壤为研究对象,选择剖面深度为1 m共5层(0~20、>20~40、>40~60、>60~80、>80~100 cm)的土壤,对土壤酶[Bglu(β-葡萄糖苷酶)、NAG(乙酰氨基葡萄糖苷酶)、Bxyl(β-木糖苷酶)、Phos(酸性磷酸酶)、Phox(酚氧化酶)、Pero(过氧化物酶)]活性、w(MBC)(微生物生物量碳含量)和w(MBN)(微生物生物量氮含量)及土壤理化性质进行研究.结果表明,代表微生物功能活性的土壤酶和w(MBC)、w(MBN)均随着剖面深度的增加而逐渐降低,表层(0~20 cm)土壤中的酶活性和w(MBC)、w(MBN)均显著高于深层土壤.值得注意的是,不同土壤酶活性随着剖面深度的变化规律不一,但总体酶活性在土壤深度为>40~60 cm时达到稳定,并且仍都具有较高活性;表层土壤中w(MBC)为65.58~161.90 mg/kg,w(MBN)为7.39~16.28 mg/kg,二者占所研究剖面土壤总微生物碳氮含量的51%~69%.进一步的相关性分析发现,土壤微生物功能特性与有机质AFDM(去灰分干重)、w(TOC)、w(TN)、含水量及pH存在显著的相关性,其中土壤w(TOC)、w(TN)是影响鄱阳湖湿地土壤微生物数量和活性的最主要因素.研究显示,土壤深度对湿地土壤微生物功能特性及土壤性质具有显著影响,表层土壤中微生物功能活性最高,但湿地深层土壤中仍存在大量的微生物,由微生物参与的代谢活动仍然活跃,深层土壤微生物功能特性不容忽视.      

1株高耐性肠杆菌的筛选及对镉、砷同步钝化

从镉、砷复合污染农田土壤中筛选出1株具有硫酸盐还原功能的肠杆菌,通过去除率实验结合表征实验来探究其对镉、砷钝化机制.结果表明,经鉴定筛选出来的菌株M5为肠杆菌属(Enterobacter sp.),具有硫酸盐还原功能,对镉、砷最大耐受浓度为1.0 mmol·L^-1左右.在模拟体系中,菌株M5对镉去除率最大达94.13%,对砷去除率最大为27.26%.SEM-EDS和XRD的结果证实了Cd和As被固定成CdS和As₂S₃,XPS结果表明该菌表面的羧基、羟基和酰胺基主要参与生物吸附.结果为微生物应用修复重金属及类金属污染土壤提供思路和理论依据.     

黄河源区高寒沼泽湿地土壤微生物群落结构对不同退化的响应

为研究高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性的变化,应用MiSeq高通量测序技术,分析高寒沼泽湿地退化过程中土壤微生物群落多样性以及相关的环境因子.结果表明,高寒沼泽湿地退化改变了土壤微生物在OTUs水平上的物种组成,OTUs种类变化丘间较冻融丘明显,且土壤真菌OTUs种类变化显著;冻融丘和丘间细菌微生物多样性指数大于真菌微生物;不同退化高寒沼泽湿地土壤优势微生物种类相同,细菌为变形菌门（Proteobacteria）和RB41,真菌为子囊菌门（Ascomycota）和被孢霉属（Mortierella）,除RB41外未退化与重度退化间优势微生物丰度有较大差异（P<0.05）,丘间的优势微生物对不同退化较冻融丘敏感;土壤含水量、有机碳、微生物碳、微生物氮和莎草科的盖度是影响土壤微生物群落结构的主要因素.综上所述：高寒沼泽湿地退化导致微生物多样性降低,在湿地恢复中应加强湿地冻融丘和莎草科植物的保护以及土壤水分、有机碳和微生物碳氮的补充.     

Variability of soil organic carbon reservation capability between coastal salt marsh and riverside freshwater wetland in Chongming Dongtan and its microbial mechanism

Two representative zones in Chongming Dongtan which faced the Yangtze River and East China Sea respectively were selected to study the variability of soil organic carbon (SOC) reservation capability between coastal wetland and riverside wetland in the Chongming Dongtan wetland as well as its mechanism by analyzing soil characteristics and plant biomass. The results showed the SOC content of riverside wetland was only 48.61% (P = 0.000 < 0.05) that of coastal wetland. As the organic matter inputs from plant litter of the coastal wetland and riverside wetland were approximately the same, the higher soil microbial respiration (SMR) of riverside wetland led to its lower SOC reservation capability. In the riverside wetland, the high soil microbial biomass, higher proportion of β-Proteobacteria, which have strong carbon metabolism activity and the existence of some specific aerobic heterotrophic bacteria such as Bacilli and uncultured Lactococcus, were the important reasons for the higher SMR compared to the coastal wetland. There were additional differences in soil physical and chemical characteristics between the coastal wetland and riverside wetlands. Path analysis of predominant bacteria and microbial biomass showed that soil salinity influenced β-Proteobacteria and microbial biomass most negatively among these physical and chemical factors. Therefore the low salinity of the riverside area was suitable for the growth of microorganisms, especially β-Proteobacteria and some specific bacteria, which led to the high SMR and low SOC reservation capability when compared to the coastal area.     

连作对党参根际土壤理化性质、微生物活性及群落特征的影响

为探究连作对党参根际土壤理化性质、土壤微生物活性和群落特征的影响.以休耕5 a再种植党参的地块(CK)和不同连作年限的党参种植田为研究对象,采用Illumina高通量测序技术结合土壤理化性质分析,探讨了党参根际土壤理化性质、微生物活性和微生物群落特征对连作年限的响应.结果表明,党参根际土壤有机碳、全磷、全氮和盐分的含量随着连作年限的延长而增加,而土壤pH值则随着连作年限的延长而降低.较CK处理,连作1 a、 2 a、 3 a和4 a的党参根际土壤有机碳含量分别增加了11.1%、 80.5%、 74.9%和78.2%,全磷含量分别增加了11.8%、 52.9%、 66.7%和78.4%,全氮含量分别增加了31.3%、 68.8%、 52.1%和56.3%.连作3 a和4 a时土壤盐分含量显著增加,较CK处理,土壤电导率分别增加了54.2%和84.7%.根际土壤中微生物生物量碳氮比随着连作年限的延长而呈现增加的趋势,土壤呼吸熵和微生物熵则呈现降低的趋势.随着连作年限的增加,土壤中细菌多样性和丰度降低,真菌多样性和丰度增加.此外,随着连作年限的增加,土壤中细菌群落之间的拮抗作用增强,而真菌群...     

武昌湖典型退化湿地菰草根际微生物群落结构

为研究淡水湖泊湿地微生物群落结构与退化湿地环境之间的关系,选取武昌湖湿地菰草根际水体、根际土壤、根下湖泊沉积物3组环境样本,提取样本微生物基因组DNA,并利用16S r DNA基因进行454高通量测序,共得到优质序列17 051条,产生2 062条OUTs。结果表明:武昌湖退化湿地菰草根际具有较为复杂的微生物群落结构,涉及15门48属,其中以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主要门类;菰草根际不同微环境微生物群落结构存在明显差异,生物多样性指数Shannon、Chao、ACE指数及OTUs均呈现根际土壤湖泊沉积物根际水体的变化特征。探究湿地退化过程中植被菰草根际微生物群落结构特征,对揭示长江中下游浅水湖泊湿地退化机理具有重要意义。     

青藏高原克鲁克-托素湖湿地系统微生物多样性

克鲁克湖(Keluke Lake)和托素湖(Tuosu Lake)是青藏高原重要的湿地和水禽自然保护区,其水体微生物的多样性有待研究。利用Illumina测序平台进行16S rRNA基因(V3-V4区)高通量测序,并分析两湖水体微生物的群落结构和多样性。结果表明淡水克鲁克湖和咸水托素湖的物种注释OTU数目分别为331和148,获得克鲁克湖的已知细菌种类为16门34纲66属;托素湖为9门19纲54属。克鲁克湖的微生物优势类群以变形菌门(Proteobacteria)为主,次为蓝菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes),其优势种群是未确定种属的蓝细菌、弓形杆菌属(Arcobacter)和盐单胞菌属(Halomonas)。托素湖的优势类群以变形菌门为主,次为厚壁菌门(Firmicutes),优势种群是盐单胞菌属。克鲁克湖的微生物物种丰富度、多样性和分布均匀度均显著高于咸水托素湖,但托素湖的物种优势度明显高于克鲁克湖。两湖优势微生物的属群分布与环境因子存在明显的正相关,此为高原湿地生态系统的环境监测与保护提供参考依据。     

接种菌根真菌对湿生植物根际土壤硝化反硝化活性的影响及其微生物机制

为探究接种菌根真菌对湿生植物根际土壤硝化-反硝化作用的影响,以湿生植物旱伞草和石菖蒲为材料,接种筛选自本地植物根系及根际土壤的菌根真菌混合菌种MF-MD为试验组,并设置未接种植物作为对照组.在水体氮素富营养化条件下种植3个月,然后测定植物根际土壤硝化反硝化活性.结果表明,接种MF-MD能促进两种植物根际土壤硝化反应,同时接种MF-MD促进了旱伞草根际土壤反硝化作用但是抑制了石菖蒲根际土壤反硝化作用.从接种后植物根际土壤微生物量,硝化细菌与反硝化细菌群落结构变化等角度分析了引起土壤硝化-反硝化反应发生变化的原因.发现接种处理的试验组湿生植物根际土壤微生物量(soil microbial biomass,SMB)高于对照组但差异不显著,且与对照组相比,试验组与土壤硝化反硝化作用相关的微生物群落结构发生变化.此试验对于研究菌根真菌结合湿生植物去除富营养化水体中的N元素具有积极意义.     

土地利用变化后不同种植年限香榧土壤微生物群落的组成及多样性

为探究毛竹林改种香榧后以及香榧种植年限的增加对土壤微生物群落结构特征的影响,并研究其与土壤肥力因子的关系,运用高通量测序技术,研究毛竹林、香榧5a、香榧+山稻5a、香榧10a和香榧30a 土地利用方式下土壤微生物群落组成及多样性的变化.结果表明土地利用改变后,土壤中细菌群落的Shannon指数和Chao l指数显著增加...