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[期刊] 中国农业科学  [作者] 张梦阳  夏浩  吕波  丛铭  宋文群  姜存仓  
【目的】氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是硝化作用的限速步骤,是全球氮循环的关键环节。本试验旨在研究在我国不同类型土壤中添加花生壳生物炭对细菌和氨氧化作用的影响,为生物炭的推广使用提供理论依据。【方法】试验以黄棕壤、潮土、黑土为供试土壤,通过短期培养试验,利用16SrRNA测序研究生物炭对不同类型土壤氨氧化微生物、细菌群落结构以及相关酶基因表达量的影响。每种土壤设置4个处理:CK(不施用化肥和生物炭),F(单施化肥),C(单施2%花生壳生物炭),FC(施用化肥+2%花生壳生物炭)。【结果】施用生物炭后(C、FC)酸性土壤pH显著提高了0.5—1.0个单位,但碱性土壤pH显著降低了0.5—0.6个单位;单施生物炭(C)造成黄棕壤的微生物丰富度和多样性显著提高,潮土在单施生物炭(C)时仅显著提高了土壤的微生物多样性指数,在黑土中施用生物炭和化肥都未显著改变土壤微生物的丰富度和多样性;在3种土壤中氨氧化细菌的丰度皆高于氨氧化古菌,测得的氨氧化细菌的OTU丰度约为氨氧化古菌的8.1倍;生物炭和化肥并未显著改变奇古菌门中的OTU丰度,却对β和γ变形菌中的OTU丰度产生了显著性影响;3种土壤的氨氧化细菌都以β变形菌为主,约占60%;另外,生物炭的施用(C、FC)在PC1(40.4%)上显著改变了黄棕壤的微生物群落结构,在PC1(42.3%)和PC2(21.3%)上都显著改变了潮土的微生物群落结构;施用生物炭后(C、FC),短期内潮土中氨合成相关酶基因表达量显著降低14.7%—39.9%,氨氧化古菌丰度在单一施炭(C)和化肥与生物炭同施(FC)时分别降低了70.5%和48.7%。【结论】施用生物炭后,短期内显著改变了黄棕壤和潮土的微生物群落结构,并明显抑制了潮土的氨氧化作用。
[期刊] 浙江农林大学学报  [作者] 潘丽霞   姜振辉   张雯怡   周家树   刘娟   蔡延江   李永夫  
【目的】探讨不同外源碳(玉米Zea mays秸秆及其生物质炭)输入对亚热带毛竹Phyllostachys edulis林土壤氨氧化微生物和氮循环相关酶活性的影响,以揭示其对土壤硝化作用的生物学机制。【方法】以亚热带毛竹林为研究对象,设置3个处理:对照(不施用)、施用玉米秸秆(5 t·hm~(-2))和施用玉米秸秆生物质炭(5 t·hm~(-2)),进行为期1 a的野外试验。于试验的第3个月和12个月采集土壤样品,利用荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)及高通量测序技术分析不同处理下毛竹林土壤氨氧化微生物群落结构特征、酶活性与总硝化速率的变化规律。【结果】与对照相比,秸秆及其生物质炭处理显著改变了土壤氨氧化细菌(AOB)丰度和群落结构(P<0.05),而对氨氧化古菌(AOA)丰度和群落结构无显著影响;秸秆处理显著提高土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属Nitrosospira的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性以及总硝化速率,而生物质炭处理则使其显著降低(P<0.05)。相关性分析表明:氨氧化细菌丰度及其优势菌属亚硝化螺菌属的相对丰度、蛋白酶活性和脲酶活性与铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、水溶性有机氮(WSON)和土壤总硝化速率呈正相关(P<0.05)。冗余分析表明:土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、微生物生物量氮(MBN)和水溶性有机氮质量分数对氨氧化细菌群落结构存在显著影响(P<0.05)。【结论】秸秆生物质炭输入通过降低土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和水溶性有机氮质量分数,从而降低土壤氨氧化细菌丰度及其优势菌相对丰度,削弱氮循环相关酶活性,进而抑制土壤硝化作用。与秸秆直接输入相比,秸秆生物质炭有利于减少毛竹林土壤氧化亚氮气体排放以及土壤氮素损失。图6表1参57
[期刊] 浙江农林大学学报  [作者] 郭帅  徐秋芳  沈振明  李松昊  秦华  李永春  
雷竹Phyllostachys violascens林冬季地表覆盖施肥为核心的集约经营技术被广泛推广应用,冬季覆盖以及施肥处理必将对土壤氨氧化微生物群落结构产生影响。为揭示雷竹林覆盖和施肥等集约经营措施对土壤氨氧化微生物的影响,进行了田间试验。设计如下2个试验:试验1为施用等量硝态氮复合肥:m(氮)∶m(五氧化二磷)∶m(氧化钾)=16∶16∶16的对照1(不覆盖)和处理1(覆盖);试验2为覆盖的4个不同肥料处理,分别为对照2(不施肥),处理1,处理2(尿素),处理3(尿素+氯化钾),各处理以含氮量360 kg·hm-2为标准折算成相应的肥料用量,氯化钾与复合肥等钾量折算。应用聚合酶链式反应-...
[期刊] 中国农业科学  [作者] 辜运富  云翔  张小平  涂仕华  孙锡发  Kristina Lindstrm  
【目的】通过测定不同施肥制度下的微生物数量和氨氧化细菌群落结构特点,认识长期施肥对石灰性紫色水稻土培肥和肥力演化的重要作用。【方法】利用稀释平板法以及最大或然法(MPN法)和变性梯度凝胶电泳法(DGGE)分别研究农家肥(M),氮肥+农家肥(NM),氮磷肥+农家肥(NPM),氮磷钾肥+农家肥(NPKM),无肥(CK),氮肥(N),氮磷肥(NP)和氮磷钾肥(NPK)等不同施肥制度对微生物数量和氨氧化细菌群落结构的影响。【结果】与对照无肥处理相比,施肥能增加微生物数量并改变氨氧化细菌的群落结构。无机肥配施农家肥的土壤微生物数量及氨氧化细菌的群落结构丰富度均比施用无机肥的处理高。主成分分析将8种施肥处...
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 沈杨阳  白彦峰  靳云铎  刘园园  赵聪颖  刘超  厉月桥  刘儒  姜春前  张卓文  王永健  
【目的】探讨并分析不同树种凋落物组合添加对各龄级杉木林土壤养分以及对土壤微生物特性的影响,为南方杉木纯林营造混交林提供理论依据。【方法】以江西分宜不同龄级杉木人工林为研究对象,设置不同树种凋落物组合添加处理,研究其在杉木不同发育阶段对土壤有机碳(SOC)、氮(N)、磷(P)养分及其化学计量比,以及对土壤微生物生物量碳(MBC)、生物量氮(MBN)、生物量磷(MBP)的影响。【结果】无论添加何种凋落物都能显著提高土壤有机碳和土壤全氮,但添加不同类型凋落物的提升效果存在明显差异。混合凋落物添加组和近熟林协同效应表现最优,相较于对照组其土壤有机碳及土壤全磷分别提升36.8%及69.1%,同时混合凋落物添加组与幼龄林协同效应也表现较好,相较于对照组土壤全氮提升了40.4%,阔叶树种凋落物添加组与幼龄林协同效应显著提高了土壤的N︰P,表明阔叶树种凋落物的输入显著改善了林地土壤中的养分比例。混合凋落物添加组处理的幼龄林土壤显著提高了MBN及MBP(分别提升了23.4%和23.9%),在近熟林中显著提升土壤MBN(提升了12.9%),而在幼龄林中显著降低了土壤MBN/MBP,微生物磷限制的情况得到缓解。相关性分析显示,土壤微生物生物量特性与土壤养分之间关系紧密。土壤微生物生物量碳、生物量氮及微生物量磷均与土壤中有效养分呈正相关,与土壤碳氮磷计量比呈负相关。【结论】在杉木人工林中可以通过引种阔叶树种方式来改善地力。在杉木纯林中引种阔叶树种或营造混交林,不仅能增加杉木林地凋落物量,还能输入阔叶树种凋落物,使林地表层凋落物分解和土壤微生物活动加速,进一步加快土壤碳氮磷循环。
[期刊] 草业科学  [作者] 李玖燃  丁红利  任豫霜  张磊  
选取采集于国内17个省(区)的不同利用方式下的85个土样为研究对象,定量添加玉米(Zea mays)秸秆置于相同温度培养90d,分析土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量变化特征及其驱动因子。结果表明,添加玉米秸秆后,不同用地的SOM变化存在较大差异,63.5%的土壤样品的SOM增加,36.5%的减少;SOM含量相对变化率与其初始SOM含量呈显著负相关关系(P林地>菜地>粮食旱耕地,真菌>放线菌>细菌。磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析显示
[期刊] 西南农业学报  [作者] 杨如意   陈涛   廖睿   况帅   徐艳丽   宋文静   张波  
【目的】研究耕作深度对植烟土壤理化性质、土壤相关酶活性以及氨氧化功能菌群的影响,探明耕作措施和土壤环境因子对土壤氨氧化过程的影响。【方法】采用随机区组试验设计,在云南保山设置不同耕作深度,即耕深10 cm (CK)、耕深20 cm(S1)和耕深30 cm(S2),探究不同的耕作深度对不同土层植烟土壤理化性质、土壤酶活性以及氨氧化微生物的影响。【结果】在0~20 cm土层,与CK相比,S1和S2处理的土壤容重均显著下降,降幅为5.87%、5.10%;在0~20 cm和20~40 cm土层,与CK相比,S2处理土壤有机质、硝态氮、速效钾含量均显著增加,增幅分别为10.68%和11.45%、103.26%和159.74%、90.59%和103.52%;在0~20 cm土层,与CK相比,S1、S2处理土壤硝态氮均显著增加,增幅分别为106.42%、103.26%;在20~40 cm土层,与CK相比,S2处理铵态氮显著增加,增幅为28.19%;与CK相比,S2处理土壤微生物生物量碳、脲酶酶活性均显著降低,降幅分别为27.77%、36.84%;不同耕深处理下菌群组成相同,各菌群所占比例差异不显著,S2处理下AOB菌群中的变形菌门(Proteobacteria)丰度升高;不同耕深处理改变了氨氧化微生物AOA、AOB群落丰度,其中NH_(4)~(+)是对AOA群落结构影响最大的环境因子,有机质是对AOB群落结构影响最大的环境因子。【结论】深耕有利于改善土壤物理结构,提高土壤养分含量,改变AOA和AOB群落结构。
[期刊] 华中农业大学学报  [作者] 靳云铎  白彦锋  沈杨阳  厉月桥  刘儒  姜春前  张卓文  王永健  
为解决杉木人工林土壤质量下降、地力衰退问题,以赣中南杉木人工林为研究对象,采用分解袋法,设置不同施肥处理与树种凋落物组合添加处理,研究其对土壤养分与土壤微生物特性的影响。结果显示,与不施肥对照处理相比,施用氮磷混合肥后杉木林土壤碱解氮和速效磷含量分别增加了10.7%和36.7%,且显著高于施加单一肥料处理。与不添加凋落物对照处理相比,添加杉木+闽楠混合凋落物和单独添加闽楠凋落物后,土壤微生物生物量均显著提高。结果表明,在杉木林生产中,提倡营造杉×阔混交林以及对现有杉木中幼龄纯林进行近自然化改造以改变其凋落物的组成、质量和数量,能充分利用多树种混合凋落物分解的加合效应,并配合施用氮磷复合肥料来改善杉木林土壤养分状况。
[期刊] 华北农学报  [作者] 李亮亮  吴正超  陈彬  刘文娥  臧健  
为了给防治番茄连作障碍提供科学依据,通过室内培养法,研究了石灰氮、炭化玉米芯和稻壳的加入对含有自毒物质土壤的土壤酶活性和微生物数量的影响。结果表明:番茄叶片腐解过程中含有邻苯二甲酸、鞣酸、香草酸等酚酸化合物,番茄叶片在腐解过程中自毒物质含量呈现由低到高,再逐渐降低的规律,25 d自毒物质含量达到高峰。试验发现,自毒物质对多酚氧化酶活性有一定的促进作用,对脲酶、酸性磷酸酶以及蛋白酶活性均有不同程度的抑制作用,同时自毒物质能够抑制细菌的数量增加,提高真菌的数量。添加石灰氮不能缓解自毒物质对4种土壤酶的影响,但石灰氮可以降低土壤中细菌和真菌的数量,并能提高土壤B/F值。添加2.5%炭化玉米芯和稻壳后...
[期刊] 西南农业学报  [作者] 路丹  雷静  韦燕燕  沈方科  黄雁飞  顾明华  
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[期刊] 浙江农林大学学报  [作者] 王佳雨   朱玲姣   黄程鹏   姜培坤   查强威   陈林海  
【目的】探究施用硅肥和生物质炭对毛竹Phyllostachys edulis人工林土壤水溶性硅、生物可利用硅、有机结合态硅、铁锰氧化物结合态硅、无定形硅(生物成因和成土成因)、总硅质量分数的影响;分析土壤水溶性硅与土壤活性硅组分和土壤特性之间的关系。【方法】遵循析因试验设计,共4个处理,分别为对照(S_0B_0)、施用硅肥450 kg·hm~(-2)(S_1B_0)、施用生物质炭10 t·hm~(-2) (S_0B_1)、硅肥和生物质炭配施(S_1B_1)。【结果】硅肥提高毛竹林土壤中生物可利用硅和铁锰氧化物结合态硅。生物质炭增加无定形硅库(主效应)。硅肥和生物质炭配施提高了土壤水溶性硅。硅肥、生物质炭添加和土层深度均改变土壤活性硅组成,促进它们之间的相互转化。土壤有机碳质量分数与土壤活性硅组分存在极显著正相关(P=0.002)。此外,硅肥添加可直接和间接提高土壤水溶性硅,介导土壤硅组分之间转化,并提高土壤活性硅库容。生物质炭添加提高土壤水溶性硅积累,一方面增加植物源硅,另一方面提高土壤pH,提高成土成因无定形硅质量分数,调控土壤硅在各组分分布。【结论】施用硅肥和生物质炭促进了毛竹人工林土壤活性硅的积累,并改变了其相互转化,但其转化路径存在不同。图4表5参41
[期刊] 林业科学  [作者] 张晓文  邢世岩  吴岐奎  刘晓静  
采用磷脂脂肪酸法通过田间试验研究氮添加对银杏人工幼龄林土壤有机碳化学组分、微生物生物量与群落结构的影响,施氮水平设置为0 kg·hm-2a-1N(对照),50 kg·hm-2a-1N(低氮),100 kg·hm-2a-1N(中氮)及150kg·hm-2a-1N(高氮),试验周期为1年。结果表明:高氮处理显著降低土壤有机碳含量及氧烷基碳组分但增加烷基碳与氧烷基碳比值。不同施氮水平对土壤微生物量及群落结构的影响不同,总体上中、高氮处理显著影响土壤微生物量与群落结构组成。中、高氮处理显著降低土壤微生物生物量碳含量但增加土壤微生物生物量氮含量,同时显著降低土壤总微生物量、真菌生物量及细菌生物量;而且中...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 陈平  赵博  杨璐  赵秀海  张春雨  闫子超  
【目的】森林凋落物在森林地上和地下养分传输过程中发挥着不可替代的作用,大型土壤动物蚯蚓可以通过取食、消化、排泄、掘穴等活动影响凋落物的分解,从而对土壤养分和微生物产生影响。本文研究了凋落物添加和威廉环毛蚓接种对油松人工林土壤pH、有机碳(SOC)、全氮(STN)、微生物生物量碳(SMBC)、微生物熵(q MB)的影响。【方法】本研究通过室内培养实验设置4种处理:(1)对照(S);(2)添加油松叶凋落物(SP);(3)接种蚯蚓(SE);(4)接种蚯蚓+油松凋落物(SPE)4种处理,分别在培养后第7、14、21、28、42、56天进行土壤样品取样。【结果】结果表明:在整个培养期,SE处理下土壤pH均比同期S处理高,但没有达到显著水平(P>0.05);SPE处理土壤pH均比同期S处理高,但没有达到显著水平(P>0.05);无论是否添加叶凋落物,在各个培养期接种蚯蚓都对SOC和STN无显著影响(P>0.05)。到培养结束时,SE处理使SMBC和q MB分别降低了10.8%和10.9%;在各个取样期,SP处理土壤的SMBC和q MB较对照处理有显著提高(P<0.05)。【结论】本研究表明,添加凋落物可以提高土壤有机碳向微生物量碳的转化效率,且在凋落物中添加蚯蚓可进一步促进这种作用。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 郁培义  朱凡  王志勇  闫文德  宿少锋  李天平  
为探讨氮添加对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响,采用BIOLOG AN、FF、GenIII和YT 4种微生物平板测定了氮添加不同水平樟树林红壤微生物的代谢活性及其多样性。结果表明:(1)高浓度施氮对樟树人工林土壤微生物厌氧菌的代谢功能具有促进作用,而低浓度施氮抑制其活性。(2)氮添加不同水平处理均促进土壤微生物革兰氏好氧菌的活性,且施氮浓度越高促进作用越明显。(3)氮添加不同水平处理均抑制土壤微生物真菌和酵母菌活性。多样性的研究结果也与土壤微生物代谢活性的变化相似。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)  [作者] 黄怡婷  陈之歆  魏忠庆  郑奋  牛佳  刘鸿浩  庄婉娥  徐开钦  
针对水源中氨氮微污染顽疾,从微生物群落特征(多样性、丰度)的角度探究了饮用水深度处理工艺生物活性炭(BAC)的氨氧化机制.结果表明:BAC上的微生物(细菌、古菌)群落结构与其所处滤池水样中的微生物群落结构差异显著,且其多样性高于水体.此外,BAC上具有硝化功能的微生物以古菌为主(占总古菌的77.72%),而水样中细菌和古菌的硝化功能均不显著.对BAC上功能微生物——氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)和细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)的分子生物学的研究结果表明,其数量分别为(49.10±4.45)×10~5个·g~(-1)(干重)和(23.20±2.55)×10~4个·g~(-1)(干重),AOA的数量显著多于AOB(P<0.01).运用T-RFLP对氨氧化微生物群落多样性进行的分析发现,BAC上和水体中的氨氧化微生物组成及优势菌种均不同,表明氨氧化微生物在BAC上的富集具有选择性.
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