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[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
凌宁 荀卫兵 沈其荣
根际沉积碳与秸秆碳输入是植物-土壤-微生物交互作用的纽带,对土壤微生物群落结构和功能具有巨大的影响。然而,这些碳的输入会使氮素发生强烈的生物固持作用,造成土壤微生物与植物之间的氮素竞争。这不仅会对作物生长产生负面影响,而且会改变土壤有机碳氮的稳定性。国内、外前期的研究工作虽对秸秆还田后土壤有机质的周转情况有一定认知,但受传统研究方法局限,并未全面阐述植物源有机碳在作物与微生物氮素竞争以及在土壤微生物群落结构与功能演替过程中的驱动作用。在当前我国大力推荐秸秆全量还田的大背景下,理解全量秸秆还田下作物与微生物氮素竞争机制及其调控途径对建立合理的秸秆还田管理措施、改善土壤有机质稳定性并提高氮素利用率具有重大意义。本文综述了秸秆还田下作物与微生物间的氮素竞争规律,以及根际沉积碳与秸秆碳共存下根际激发效应的发生机制及其生态重要性,同时介绍了根际沉积碳与秸秆碳共存下植物和微生物间氮素竞争的关键微生物菌群研究的主流观点和方法,并提出根际沉积碳与秸秆碳共存下作物与微生物氮素竞争机制及其调控途径,以期为提升作物对氮素的吸收以及土壤中氮素的利用效率,减少传统化学肥料的施用,增加土壤有机质的稳定性提供理论基础。
关键词：
根际沉积 秸秆还田 微生物群落 氮素竞争
[期刊] 华北农学报
[作者]
李金婷 黄少欣 韦持章 农玉琴 陈远权 廖春文 覃潇敏
为茶园氮肥的科学施用提供理论依据,通过盆栽试验探讨4个不同氮素营养水平(N0、N1、N2、N3)下茶树根际土壤养分、微生物种群组成的变化以及二者的内在联系。结果表明:与不施氮(N0)处理相比,适宜施用氮肥可以增加茶树根际土壤的细菌、放线菌、真菌数量以及微生物总量,促进了土壤微生物群落多样性的改善;亦提高了茶树根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量,并且均在N1或者N2处理时达到最大值。相关分析结果显示,不同氮素水平下茶树土壤微生物数量与土壤各养分含量之间存在着极显著的相关关系。合理施用氮肥对于茶园土壤微生物数量及其群落中细菌、放线菌及真菌数量与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
徐洪钟 王沐婉 沐红元 米健 吴永红
表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)X-NM1是从盐湖附近土壤中筛选出的高效碳酸盐矿化菌株，该文以滇中引水工程玉溪段剧烈砂化白云岩为例，利用表皮葡萄球菌X-NM1诱导碳酸钙沉淀技术加固剧烈砂化白云岩。通过无侧限抗压强度、碳酸钙生成含量和微观结构分析等实验，探讨不同胶结液浓度、初始相对密度以及注浆轮次等因素对加固效果的影响。实验结果表明：1)加固后样品的碳酸钙含量、干密度以及无侧限抗压强度随着胶结液浓度的增加均呈先增加后减少的趋势，最优的胶结液浓度为2mol/L。增加注浆轮次和初始相对密度均可提高砂化白云岩柱体各项物理力学指标，注浆轮次为3轮时，样品的碳酸钙含量达29.62%,强度达7.69MPa。2)扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)结果显示碳酸钙晶体有效填充了白云岩颗粒表面的孔隙，胶结了白云岩固体颗粒，对于提高整体强度起到至关重要的作用。3)X-NM1表皮葡萄球菌能有效诱导生成碳酸钙，对加固剧烈砂化白云岩的效果明显。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王东 杨新元 赵燕昊 叶晨洋 黄振兴 甘毅
花生Arachis hypogaea、油菜Brassica napus、大豆Glycine max等油料作物是中国食用和工业用油脂的重要来源，其根系微生物的活性和相互作用，会直接影响油料的产量和品质。近年来，有关油料作物根际微生物的研究已逐渐成为国内外的研究热点。本研究从油料作物微生物群落组成及其影响因素、相互作用机制和农业生产应用3个层面，综述了近年来国内外油料作物根际微生物的相关研究进展。结果发现：(1)影响油料作物根际微生物组成主要因素有油料作物的品种、生育期、土壤环境和耕作方式等；(2)油料作物与根际微生物相互作用的研究主要在利用有益根际微生物对油料作物抗逆性、产量以及品质的提升方面；(3)目前在农业生产中，主要通过调控根际微生物、调控宿主油料作物以及调节耕种方式来促进油料作物生长。通过对油料作物与根际微生物相互作用的研究，为今后探究油料作物与根际微生物之间的相互作用关系，以及拓展微生物菌剂在油料作物中的应用提供科学参考。图1表1参75
[期刊] 农业现代化研究
[作者]
李卉 李宝珍 邹冬生 吴金水
通过室内模拟培养试验，添加水稻秸秆及由此热解产生的生物质炭，分析亚热带典型旱地土和水稻土微生物生物量碳（ＭＢＣ）、微生物生物量氮（ＭＢＮ）及氮素矿化的变化动态，探讨添加不同处理方式的水稻秸秆对土壤碳氮矿化的影响。结果表明，培养３５ ｄ后，与对照（ＣＫ）相比，添加生物质炭处理，旱地土ＭＢＣ、ＭＢＮ、矿化氮量分别增加了３４．６％、１６３．１％和６．４％；水稻土ＭＢＣ没有明显差异，ＭＢＮ和矿化氮量分别增加２３．０％和１５．１％。添加秸秆处理，旱地土ＭＢＣ、ＭＢＮ分别增加了９０．４％和２０３．８％，矿化氮量却减少了２２．２％；水稻土ＭＢＣ、ＭＢＮ、矿化氮量分别增加了１３．４％、１９．９％和７．３％。研．．．
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
Shaukat Ali Abro 把余玲 田霄鸿 李萌 游东海
【目的】探讨不同温度和添加微生物制剂条件下,小麦秸秆腐解对土壤中不同形态碳、氮含量的影响,为评价秸秆还田措施补充土壤养分、改善土壤肥力的贡献提供理论依据。【方法】采用室内模拟恒温培养方法,于15和20℃条件下,在装有127.5g风干土样的培养盆中,分别添加不同量秸秆(0.961,0g/盆)和微生物制剂(2.88,0.961,0mg/盆),后培养75d,测定秸秆腐解期间CO2释放量及腐解后土壤中不同形态碳、氮的含量。【结果】温度对秸秆腐解和养分释放影响较大,而微生物制剂未表现出作用效果。经75d腐解培养后,添加秸秆与对照相比,15℃下秸秆CO2-C的净累积释放量较20℃下低37.1%,而土壤有机...
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
乔蓬蕾 吴凤芝 周新刚
连作障碍是制约农业生产可持续发展亟待解决的问题,造成连作障碍的原因很多,而土壤微生物菌群及土壤酶活性的变化对于土壤健康有至关重要的作用,被认为是连作障碍的主要因子。围绕连作引起的作物土壤酶活性、土壤微生物数量及群落结构以及特异微生物的变化,提出将高通量测序技术及基因芯片技术与传统分子生物学技术相结合,重点研究微生物菌群活性和功能变化以及菌群之间的相互作用对连作障碍的影响,同时对从作物根系分泌物对土壤微生物菌群影响的角度和微生物细胞水平解决连作障碍提出了展望。旨在为农业生态系统的可持续发展提供参考。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
王鑫朝 韩一林 李美 王小东 汪俊宇 马元丹 宝音陶格涛 高岩 张汝民
为揭示放牧扰动对冷蒿Artemisia frigida根际土壤微生物量碳(MBC),微生物量氮(MBN)和基础呼吸等的影响,以内蒙古典型草原为对象,采用氯仿熏蒸浸提法和LI-7000 CO_2/H_2O分析仪,对轻度(LG)和重度(HG)放牧处理后的冷蒿根际土壤进行了MBC,MBN和基础呼吸及其相关性等研究。结果表明:随着放牧强度的增加,土壤MBC,MBN质量分数和基础呼吸速率均呈现先升高后降低的趋势,而且根际土壤值均高于非根际土壤,根际与非根际土壤中微生物量氮质量分数增加幅度高于微生物量碳;冷蒿根际土壤
[期刊] 中国农业科学
[作者]
苏兰茜 濮秋婕 白亭玉 吴月仙 吴刚 谭乐和 胡雅莉
【目的】研究相同施肥模式下不同质地土壤微环境差异及其与果实关键品质（糖分）的潜在关系，为区域性的果园培肥和增产提质提供理论依据。【方法】选取施肥方案一致、土壤质地分别为壤土、砂壤土和砂土的‘马来西亚1号’标准菠萝蜜园，采集养树期、花期和果期的菠萝蜜根周土壤和成熟果实，研究土壤微生物群落代谢功能、线虫群落结构、土壤理化性质及果实糖分的变化及潜在关系。【结果】砂壤土和砂土微生物碳源利用变化趋势均为养树期>花期>果期。壤土微生物碳源代谢强度大小为果期>养树期>花期。土壤微生物主要的碳源利用类型是碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类和多聚物类碳源。砂土各时期的土壤微生物群落结构多样性指数和各营养类群线虫丰度普遍高于其他两种土壤，且在养树期和果期较高。壤土各时期线虫生态指数和土壤pH、有机质普遍高于其他两种土壤。果实中的葡萄糖含量表现为砂壤土>壤土>砂土，其他糖组分在各质地土壤中差异不显著。采样时期对土壤线虫群落多样性有显著的直接效应，土壤质地对菠萝蜜果实糖分有显著的间接效应和总效应。【结论】有机、无机肥配施对异质土壤的微生态环境影响各异，土壤质地通过直接或间接影响养树期和果期菠萝蜜根际微生物和线虫群落结构及功能，最终影响土壤养分转化和果实品质。
[期刊] 林业科学
[作者]
丁令智 满秀玲 肖瑞晗 蔡体久
【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14～451.05 mg·kg~(-1),氮含量波动范围为40.38～185.00 mg·kg~(-1)。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42～5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42～5.24、1.57～3.79、1.67～4.55、1.55～2.59和1.79～3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%～0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%～5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
马南 安婷婷 张久明 汪景宽
【目的】作物秸秆和根茬是农田土壤有机质的重要来源之一，经微生物作用以微生物残体形式累积在土壤中，是稳定土壤有机质的重要组成部分。明确不同肥力土壤作物秸秆和根茬还田后微生物残体在土壤中的累积及其对土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）的贡献，以期为增加土壤碳氮的库容和稳定性提供依据。【方法】基于黑土长期定位试验站不同肥力水平土壤，利用~(13)C~(15)N双标记方法和氨基糖生物标识物技术，土壤中分别添加玉米秸秆和根茬后进行室内培养，在培养第30天和第180天采样，分析土壤中外源碳（秸秆碳和根茬碳）的残留率、外源氮（秸秆氮和根茬氮）的残留率、微生物残体碳氮的含量及其对土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）的贡献率。【结果】培养第180天，秸秆碳和根茬碳在土壤中的平均残留率分别为36.3%和31.7%，秸秆氮和根茬氮的残留率平均分别为95.8%和79.3%。添加秸秆和根茬处理SOC中外源碳含量与TN中外源氮含量的比值（~(13)C-SOC/~(15)N-TN）在培养第180天平均分别为17.6和28.5，与培养第30天相比平均分别下降了47.9%和28.2%。培养期间，高肥土壤真菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.17倍左右，细菌残体碳氮含量是低肥土壤的1.31倍。第180天，添加秸秆处理土壤微生物残体（真菌和细菌）碳和氮含量平均比添加根茬处理增加了8.5%左右。培养结束后（第180天），真菌残体碳对高肥和低肥土壤SOC的贡献率平均分别为37.0%和33.8%，细菌残体碳的贡献率平均分别为11.2%和9.2%；添加秸秆和根茬的处理真菌残体碳对SOC的贡献率平均分别为36.0%和34.7%，细菌残体碳的贡献率平均分别为10.8%和9.6%。第30天，真菌残体氮和细菌残体氮对TN的贡献率平均分别为55.2%和16.3%；培养第180天，真菌残体氮对低肥和高肥土壤TN的贡献率平均分别为63.5%和60.5%，细菌残体氮的贡献率平均分别为16.4%和17.5%。培养180天与初始土壤相比，细菌残体碳和氮对高肥土壤SOC和TN的贡献率平均分别增加了4.8%和7.4%，对低肥土壤平均分别增加了20.3%和32.5%。【结论】真菌残体对土壤有机碳库的稳定和氮库的扩容起着重要的作用。添加玉米秸秆较根茬更有利于微生物残体碳氮在土壤中的累积。低肥土壤添加秸秆和根茬有利于细菌残体碳和氮向土壤有机碳库和氮库的转化。
[期刊] 林业科学
[作者]
吴祝华 宋娟 朱树林 赵邢 杨学祥 任嘉红 陈凤毛
【目的】在枫香根际接种植物促生微生物（PGPM），研究PGPM对土壤理化性质和枫香叶色的影响以及对枫香根际微生物群落组成结构和多样性特征的改变，探明外源PGPM对植物和土壤微生物的影响。【方法】以句容市句容林场长势一致的7年生枫香为对象，通过田间接种试验并利用Illumina MiSeq高通量测序技术研究接种黏质沙雷氏菌（NJ2D）、摩西斗管囊霉（BJ04）对枫香根际土壤理化性质、叶色参数及根际土壤微生物群落结构和多样性特征的影响。【结果】1）处理组的枫香根际土壤全氮、全磷、土壤有机质、有效磷含量、土壤含水率（%）和土壤pH较对照均显著提高（P <0.05）;2）单接种BJ04菌剂的枫香叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均较对照显著提高（P <0.05），而双接种NJ2D+BJ04菌剂枫香叶片的花青素含量显著提高（P <0.05）;3）对照与处理组的枫香根际微生物多样性也存在显著差异（P <0.05），其中，单接种NJ2D、BJ04和双接种NJ2D+BJ04菌剂的枫香根际细菌的OTU（操作分类单元）数量较对照均显著增加（P <0.05），而丛枝菌根真菌（AMF）的OTU数量较对照均显著降低（P <0.05）;4）根际微生物高通量测序结果显示，放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门为枫香根际土壤中主要优势细菌菌群；球囊霉属、根生囊霉属和Dominikia为枫香根际土壤中主要AMF的优势菌群。接种处理后，枫香根际的酸杆菌门、绿弯菌门和浮霉菌门的物种丰度较对照均显著减小（P <0.05），而变形菌门和放线菌门的物种丰度较对照则显著增加（P <0.05）。【结论】接种解磷菌、丛枝菌根真菌以及复合菌剂NJ2D+BJ04均可改善土壤微环境，并对枫香秋季叶色变化产生影响。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
胡宗达 刘世荣 史作民 刘兴良 何飞
川滇高山栎林是川西亚高山地区地带性的灌丛群落,具有重要的生态水文功能。本文在川西巴郎山东南坡沿海拔梯度(2 551、3 091、3 549 m),研究了川滇高山栎林表土层(0 15 cm)和亚表土层(15 30 cm)的土壤微生物量碳氮、有机碳(TOC)和氮素含量的分布特征及其相互关系。结果表明:海拔3 549 m和3 091 m处两土层土壤TOC及其储量、总氮(TN)、水解氮含量无显著性差异,其含量均显著高于海拔2 551 m处;海拔3 091 m处表土层与亚表土层的铵态氮(NH4+-N)含量显著比3 549 m的高,但与2 551 m处的NH4+-N含量差异不显著;在3个海拔梯度,土壤层硝...
[期刊] 中国水产科学
[作者]
张雪梅 张秀梅 李文涛
为明确鳗草(Zosteramarina)根际溶磷微生物溶磷能力及其对鳗草生长的影响,采用选择性无磷培养基从鳗草根际土壤中分离获得4株具较高溶磷能力的菌株(P1、P2、P3和P4),从形态学、生理生化特征及16Sr DNA等方面对菌株进行了鉴定,探讨了菌株的最适培养条件,研究了其对鳗草植株存活、生长、生理及根际土壤酶活力的影响。结果表明,菌株P1～P4分别为芽孢杆菌(Bacillus altitudinis P1)、桑肠杆菌(Enterobacter mori P2)、大肠埃希氏菌(Escherichia coli P3)和Cobetia marina P4; 72 h菌株培养液中可溶性磷含量分别为116.98 mg/L、123.13 mg/L、130.21 mg/L和76.54 mg/L;最适培养温度分别为34.67℃、33.95℃、34.60℃和31.19℃;最适培养盐度分别为27.10、28.29、29.54和26.08;最适初始pH分别为8.26、7.92、8.17和8.21。鳗草室外盆栽实验证实,4个接菌处理组对鳗草植株的存活、生长生理及根际土壤酶活力等指标均有不同程度的提高或改善。其中菌株P2对鳗草生长的影响最为显著,单株新叶面积、地上及地下生产力最高,为(54.31±4.79)cm~2、(3.58±0.36)mg/(shoot·d)及(0.28±0.04) mg/(shoot·d),是对照组的2.77、2.91和1.75倍;叶片中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素4种光合色素含量分别为31.35μg/cm~2、12.57μg/cm2、39.42μg/cm~2和6.21μg/cm~2,显著高于对照组(P<0.05)。除菌株P4处理组外,其余各处理组的碱性磷酸酶活力均显著高于对照组(P0.05)。综合分析认为,桑肠杆菌(Enterobacter mori P2)具备进一步研制溶磷微生物肥料的潜力,在海草床生态系统恢复中可能具有较高的应用价值。研究结果为深入探究高效溶磷菌株功能与代谢调控及其在鳗草植株人工促繁中的作用奠定了基础。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
仇存璞 陈晓芬 刘明 李委涛 吴萌 江春玉 冯有智 李忠佩
【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆(CK)和添加~(13)C标记的水稻秸秆(RS)处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用~(13)C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质(SOM)产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO_2和CH4贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0(一般细菌)是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0(G+细菌)和18:1ω9c(真菌)也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G+细菌和放线菌的相对丰度增加,G-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质(SOM)矿化主要与G-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。
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