大气CO_2浓度和温度升高会通过影响作物的光合作用,从而影响光合碳向土壤中的输送。输入到土壤中光合碳含量的变化势必会对土壤外源碳的主要分解者--微生物的群落结构产生影响。土壤微生物在土壤有机质的转化过程中发挥着重要的作用,是土壤碳循环的主要驱动者,其群落结构和功能的改变会影响土壤有机质的动态变化,而这些变化会进一步增加或者降低大气中的CO_2浓度,从而对气候变化产生反馈作用。未来土壤的碳平衡取决于大气CO_2浓度和全球变暖对土壤中碳的输入、输出以及碳在土壤中的驻留时间。因此,只有全面了解大气CO_2浓度和温度升高将对土壤碳库及土壤微生物群落结构产生何种影响,才能明确地揭示陆地生态系统对气候变化的反馈机制,对未来农田土壤有机碳库的管理和生产力的维持有重要意义。文章综述了大气CO_2浓度和温度升高及其交互作用对土壤碳库和土壤微生物群落结构的影响。主要结论为:(1)大气CO_2浓度和温度升高对土壤碳库的影响可以相互抵消,但是土壤碳库是否成为碳"源"与温度升高的幅度密切相关;(2)大气CO_2浓度升高增加了光合碳在玉米、小麦等植株各部分的分配,温度升高同样对光合碳的分配规律产生影响,但对不同部位的影响不一致,多呈降低或无显著影响;(3)大气CO_2浓度和温度升高可能对土壤微生物活性及其群落结构产生交互影响,且对不同微生物(细菌、真菌和古菌)群落的影响程度不同,进一步对土壤有机碳的转化产生影响。最后提出未来的研究方向:(1)从气候变化影响植物-土壤互作角度解析根系分泌物的转化过程及其对微生物的影响;(2)通过DNA-SIP进一步研究大气CO_2浓度和温度升高条件下土壤微生物对不同植物来源碳的选择性利用与碳循环的关系,从而阐明气候变化条件下微生物底物利用策略以及微生物群落结构的变化。

以采自湖北省荆州市和黄冈市的农田土壤作为供试土样,分别采用土壤样品冰浴后上清液100倍稀释、冰浴后悬浊液1 000倍稀释和离心去碳源3种方法,利用多功能酶标仪间隔12h检测D值,并计算AWCD(average well color development,每孔平均颜色变化)值来探究分析土壤肥力高、富含有机质、可利用碳源丰富的农田土壤微生物代谢功能的BIOLOG-ECO微平板技术适宜方法。结果表明,土样冰浴后上清液100倍稀释的方法不能有效去除土壤中可利用碳源,不能准确反映土壤微生物对碳源的利用程度。而冰浴

为揭示微生物群落结构特征和多样性对不同施肥的响应机制及与土壤环境因子的关系,以黄泥田水稻土为研究对象,设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)3个处理,采用Illumina Miseq高通量测序平台对土壤细菌16S r RNA基因和真菌ITS基因进行测序,分析不同施肥对细菌、真菌群落结构和多样性的影响。结果表明,黄泥田土壤细菌的主要类群为Acidobacteria、Proteobacteria、Chloroflexi、Actinobacteria和Firmicutes,而真菌主要由Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota构成。长期施肥导致土壤细菌和真菌群落结构及相对丰度产生显著差异。与CK相比,NPK和NPKS处理黄泥田土壤的Proteobacteria、Actinobacteria和Zygomycota相对丰度分别增加26.58%和45.84%、30.36%和55.45%、86.17%和68.08%。细菌的α多样性方面,不同处理的Shannon和Simpson指数无显著性差异,但NPK处理的Chao1和ACE指数均显著低于CK和NPKS处理。真菌α多样性指数均表现为NPK处理显著低于CK和NPKS处理。RDA分析结果表明,细菌群落结构主要受盐度、孔隙度、总氮、微生物生物量氮、有机质、微生物生物量碳和含水量的影响,而真菌群落结构的关键影响因素是含水量、孔隙度和盐度,其次为总氮、微生物生物量氮、有机质和微生物生物量碳。土壤p H对细菌和真菌的群落结构影响较小。因此,不同施肥影响细菌和真菌的群落结构组成和多样性。有机无机肥配施提高细菌和真菌的多样性,改变细菌和真菌的群落结构组成,为改良土壤质量和维持农田生态系统功能提供理论依据。

【目的】研究可溶性有机物（ＤＯＭ）输入对森林土壤ＣＯ＿２排放及微生物群落的影响，为探讨ＤＯＭ在森林生态系统碳循环中的作用提供依据。【方法】设置添加米槠凋落叶ＤＯＭ、杉木凋落叶ＤＯＭ、米槠枯死根ＤＯＭ、杉木枯死根ＤＯＭ及添加去离子水（对照）处理，通过３６ ｈ短期室内培养，研究添加米槠及杉木凋落叶和枯死根ＤＯＭ后土壤ＣＯ＿２排放速率最大值出现的时间及对土壤微生物群落的影响。【结果】无论米槠还是杉木，其凋落叶ＤＯＣ含量均显著高于枯死根ＤＯＣ含量，而凋落叶ＤＯＭ的腐殖化指数（ｈＩＸ）则显著低于枯死根ＤＯＭ的ｈＩＸ，添加米槠枯死根ＤＯＭ和杉木枯死根ＤＯＭ的土壤ＣＯ＿２排放速率在第２ ｈ达到最大值，分别是．．．

【目的】研究转基因库安托杨和非转基因库安托杨根际土壤微生物的碳源利用水平,为揭示转多基因库安托杨对土壤微生物系统的影响提供科学依据。【方法】在北京市房山区韩村河东营苗圃,取转基因库安托杨5个无性系(D5-9,D5-19,D5-20,D5-21和D5-24)、非转基因库安托杨(CK)根际土壤以及无植物种植土壤(NP)。通过Biolog生态板培养土壤微生物,用多功能酶标仪读数,计算碳源利用能力、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数。【结果】温育24 h后,土壤微生物逐渐适应了Biolog微平板基质环境,随后进入对数增长期,平均颜色变化率(AWCD)快速增加直至96 h,此时微生物活性旺盛,碳源开始被...

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P<0.01),含水量和全钾有显著影响(P

【目的】研究青海省7种林分类型土壤微生物群落组成的变化规律,从微生物的角度为该区森林土壤资源的科学管理与评价以及林分结构调整和生态系统更新、恢复与重建提供科学依据。【方法】利用常规实验室分析和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)分析法对青海省云杉、白桦、落叶松和山杨组成的7种不同林分类型(大通青海云杉天然林A、大通白桦次生林B、湟中白桦青海云杉天然混交林C、乐都落叶松白桦天然混交林D、民和山杨人工林E、循化山杨白桦次生林F、尖扎青海云杉天然林G)表层土壤(020 cm

【目的】研究生物质炭输入对杉木人工林土壤碳排放（ＣＯ＿２）和微生物群落组成的影响，为亚热带人工林生物质资源合理利用以及固碳管理提供科学依据。【方法】以福建建瓯万木林自然保护区内的杉木人工林土壤为研究对象，设置不同凋落物条件（未添加凋落物和添加凋落物），分别输入３种不同温度（３５０，５５０和７５０℃）制备的生物质炭，在２５℃条件下培养３６４天。利用碱吸收法研究杉木人工林土壤ＣＯ＿２排放特征，用磷脂脂肪酸方法（ＰＬＦＡ）分析微生物群落组成。【结果】未添加凋落物条件下，输入３种生物质炭后土壤ＣＯ＿２排放速率随时间延长逐渐降低并趋于平稳，而添加凋落物条件下，输入３种生物质炭后土壤ＣＯ＿２排放速率先上升．．．

【目的】了解施肥与土壤培肥和作物真菌病害的关系,为烤烟科学施肥、保持农业生产的长期可持续发展积累资料。【方法】利用云南省烟草农业科学研究院的长期肥料定位试验,设置长期不施肥(CK)、纯施化肥(CF)和有机无机肥配施(MCF)等处理,采用常规分析方法测定磷脂脂肪酸(PLFAs)和454高通量测序技术,分别就施肥对植烟土壤有机质、养分和微生物群落结构的影响进行分析。【结果】经16年长期施肥后,MCF使土壤有机质提高19.63%,有效磷增加;CF降低土壤有机质20.56%,碱解氮和有效钾减少。施肥显著增加微生物标记性磷脂脂肪酸(PLFAs)的种类和总量,尤以MCF最为显著,说明施肥尤其是MCF显著提...

【目的】本研究探讨了促生菌浸种处理对青稞根际土壤微生物群落结构和菌群多样性的影响,旨在为促生菌在青稞生产中应用提供理论依据。【方法】利用前期筛选出的2株促生菌TSXJ4与GSXJ进行浸种处理,于青稞灌浆期采集根际土壤样品,采用MiSeq高通量测序技术,分析鉴定青稞根际土壤微生物群落结构和菌群多样性。【结果】促生菌浸种改变了青稞根际土壤中细菌及真菌的群落结构,真菌群落结构的变化较为明显。根际土壤细菌丰富度和多样性表现为GSXJ4>TSXJ4>CK,真菌丰富度和多样性结果与细菌相反;细菌群落中影响较大的为Actinobacteria及Sphingobacteriia,通过浸种处理,Actinobacteria数量明显上升,而Sphingobacteriia数量明显下降;在真菌群落中影响较大的为Agaricomycetes及Pezizomycetes,通过浸种处理,Agaricomycetes数量明显下降,而Pezizomycetes,数量明显上升。【结论】促生菌浸种提高了青稞根际土壤中细菌的丰富度和多样性,而降低了真菌的丰富度和多样性;青稞根际土壤放线菌纲微生物反应对促生菌浸种较为敏感,且真菌各菌群数目变化波动较大;促生菌浸种使青稞根际土壤细菌种群多样性增加,但优势菌群种类及数量较稳定,且真菌种类变化较细菌明显。

本试验对被有机磷农药不同污染程度的土壤进行了微生物的分离、纯化,运用菌落、形态和生理生化特点进行鉴定,并从菌落总数、物种多样性指数及相对多度等方面分析了有机磷农药对土壤微生物群落的影响。结果表明:有机磷农药污染重的土壤菌落总数最少,为6.1×106/g,并与其它处理差异极显著;有机磷农药污染轻的微生物多样性指数最低,其丰富度和均匀度分别为0.775和0.218,与其它处理差异性显著;在有机磷农药污染土壤重的微生物群落结构中,真菌、细菌及放线菌的优势种群分别为头孢霉属、芽孢菌属、链霉菌属,其相对物种多度分别为0.311、0.291、0.565,与其它处理差异极显著。因此,头孢霉、芽孢菌、链霉菌可...

【目的】明确小麦和豌豆填闲对白菜幼苗生长和土壤微生物群落结构的影响，为麦、豆填闲减轻十字花科蔬菜的连作障碍提供理论依据和技术支撑。【方法】分别以白菜和白菜连作土为供试材料和供试土壤，设置小麦填闲（W）、箭筈豌豆填闲（P）及小麦和豌豆混合填闲（WP）3个填闲处理，以不填闲作物为对照（CK），分析不同填闲处理对白菜幼苗生长的影响，并利用实时荧光定量PCR(qPCR)和Illumina MiSeq技术，探究小麦和豌豆填闲对白菜根际土壤微生物群落的影响，通过Spearman相关性分析，找出与白菜幼苗生长相关的关键微生物类群，再通过环境因子关联性分析，探明土壤化学性质的变化对土壤微生物群落结构的影响。【结果】与对照相比，3种填闲处理均促进了白菜的生长，降低了土壤EC值，混合填闲处理显著降低了土壤速效钾含量，小麦填闲处理提高了土壤pH。qPCR结果表明，填闲处理对土壤总细菌丰度没有产生显著影响，但显著增加了土壤总真菌的丰度，豌豆填闲处理及小麦和豌豆混合填闲处理显著降低了芽孢杆菌和假单胞菌的丰度。Illumina MiSeq结果发现，在属水平上，填闲处理均显著增加了TM7a的相对丰度，但降低了Leptolyngbya＿EcFYyyy-00、瓶毛壳属（Lophotrichus）、无茎真菌属（Acaulium）、Sodiomyces的相对丰度；小麦和豌豆混合填闲处理显著增加了鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和马赛菌属（Massilia）的相对丰度，显著降低了镰刀菌属（Fusarium）的相对丰度。基于Spearman的相关性分析表明，鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、TM7a、马赛菌属（Massilia）和芽单胞菌属（Gemmatimonas）与白菜生长呈显著正相关，Leptolyngbya＿EcFYyyy-00、无茎真菌属（Acaulium）、瓶毛壳属（Lophotrichus）、Sodiomyces和镰刀菌属（Fusarium）与白菜生长呈显著负相关。填闲也改变了细菌和真菌的多样性指数，豌豆填闲处理降低了土壤细菌香农指数和逆辛普森指数，降低了真菌香农指数，增加了逆辛普森指数；小麦填闲处理和混合填闲处理增加了真菌香农指数，降低了逆辛普森指数。PCoA分析表明土壤微生物群落结构差异显著。土壤EC值是显著影响土壤微生物群落结构的土壤环境因子。【结论】填闲处理均能促进白菜幼苗生长，其中以小麦和豌豆混合填闲对白菜幼苗的促生效果最好。填闲处理增加了潜在促生菌鞘氨醇单胞菌属、TM7a、马赛菌等属的相对丰度，混合填闲处理显著降低了Leptolyngbya＿EcFYyyy-00和镰刀菌属的相对丰度，增加了潜在生防菌毛壳菌的相对丰度。

为了探讨全球气候变化对农田土壤氮素动态的影响,采用中国稻麦轮作系统FACE(Free-Air CO2 Enrichment)平台,开展了大气CO2浓度升高和氮肥管理对麦田土壤有效氮含量影响的研究。结果表明:在低N和常规N处理下,大气CO2浓度升高使拔节期土壤C/N分别增加了5.6%和10.2%,土壤pH分别降低了2.4%和6.4%(p<0.05)。在小麦生育期内,低N和常规N条件下,大气CO2浓度升高降低了土壤总有效氮和NO3--N含量,相对于低N处理,常规N处理下降的趋势更为明显。在低N条件下,大气CO2浓度使拔节期和成熟期土壤中NH4+-N含量分别增加了7.4%和9.9%,而常规N处理中则...

【目的】分析藜麦播期、密度对土壤养分、酶活性和微生物群落结构的影响,确定甘南地区藜麦的最佳播种期和播种密度,旨在为藜麦栽培制度的调整和藜麦产业的推广提供理论依据和科学参考。【方法】以藜麦品种‘陇藜5号’为材料,采用双因素随机区组设计,设播期和播种密度2个因素,其中播期设早播(5月15日播种,E),晚播(6月24日播种,L)2个水平;播种密度设低密度(1.2万株/hm~2,D1)、中密度(1.6万株/hm~2,D2)、高密度(2.0万株/hm~2,D3)3个水平,进行完全组合设计,共6个处理,分别为早播低密度(ED1)、早播中密度(ED2)、早播高密度(ED3)、晚播低密度(LD1)、晚播中密度(LD2)和晚播高密度(LD3),分析不同处理藜麦的产量及其构成因子,测定不同处理藜麦根际土壤p H、养分含量以及土壤酶活性;采用Illumina-Hi Seq高通量测序技术,分析不同处理藜麦根际土壤细菌群落结构组成和多样性,最后对不同处理藜麦土壤p H和养分含量、细菌群落相对丰度与酶活性的相关性进行了分析。【结果】播期、密度对藜麦产量及其构成因子有明显影响。各处理间主穗长差异不显著。6个处理中,LD1处理藜麦有效分枝数、千粒质量均最高,ED2和ED3处理总产量均较高。播期、密度对藜麦根际土壤p H无显著影响,但对土壤养分含量以及酶活性有明显影响。在相同密度下,无论是在分枝期还是在灌浆期,晚播藜麦根际土壤全磷、全钾、全氮和有机质含量总体高于早播处理。在相同密度下,分枝期晚播藜麦根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性总体高于早播处理,而早播处理土壤碱性磷酸酶活性低于晚播处理;灌浆期晚播藜麦根际土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性总体低于早播处理,晚播处理土壤蔗糖酶活性则高于早播处理。播期、密度对藜麦根际土壤细菌群落结构有明显影响。在分枝期,ED2处理Shannon指数平均值和Simpson指数平均值最大;在灌浆期,LD2处理Chao1指数最高,ED3处理的Coverage指数最高。相关性分析结果表明,土壤养分含量、酶活性与土壤细菌群落结构有明显相关性,其中土壤脲酶活性与速效磷含量呈极显著正相关,过氧化氢酶活性与速效钾含量呈显著正相关,土壤蔗糖酶与全氮含量呈极显著正相关;过氧化氢酶活性与放线菌门呈极显著正相关,脲酶活性与变形菌门呈显著正相关,蔗糖酶活性与芽单胞菌门呈极显著正相关。【结论】在甘肃省高海拔冷凉地区,播期、密度对藜麦产量及其根际土壤养分含量、酶活性和细菌群落有明显影响,在该地区藜麦播种时间以5月中旬、播种密度以(1.6～2.0)万株/hm~2为宜。