氮缺乏是陆地生态系统非常普遍的状态。相对于共生固氮，非共生固氮是草地生态系统中普遍存在的生物固氮方式，对草地生态系统的氮循环和氮平衡具有重要作用。但是，草地土壤非共生固氮过程没有受到足够的重视。本文对草地土壤非共生固氮研究进行了分析，全面梳理了草地生态系统中土壤非共生固氮菌的分类、群落组成、构建机制和影响因素等方面的研究进展，系统总结了草地土壤非共生固氮的研究热点和主要发现，阐明了草地土壤非共生固氮的研究不足及未来研究方向，为更好的理解草地生态系统的氮平衡过程提供支撑。

以根瘤菌 -豆科植物共生体系为主要代表 ,综述了近年来在结瘤固氮分子遗传学研究领域所取得的进展 ,特别是共生双方与结瘤、固氮有关的基因的定位、表达与调控

全球变化对人类生存环境的影响已成为当前全世界共同关注的焦点。草地分布十分广泛,且大多位于生态脆弱带,对全球变化响应十分敏感。当前,有关全球变化对草地生态系统影响的研究主要集中于地上植被部分,对于生态系统物质循环关键参与者和草地碳源汇的重要调节者——土壤微生物的研究相对较少。本文综述了全球变化因子,包括CO2浓度、气温、降水及氮沉降等因素及其交互作用对草地土壤微生物群落多样性影响的相关研究进展,并在此基础上对当前研究中的一些不足之处进行剖析,对未来研究需关注的问题和研究方向进行了讨论和展望。

草地作为陆地生态系统的主体类型之一,受到人类活动和全球变化的广泛影响。这些因素在直接影响草地生态系统地上植被生长和群落动态的同时,还直接或间接地影响着草地生态系统的各种地下生态过程。土壤微生物是指示草地生态系统各地下生态与生物地球化学过程对外部干扰响应的良好指标,其中微生物量是土壤微生物活性和大小度量的重要参数,是土壤有机质中最活跃的组分之一,能够敏感地反映土壤生态系统水平的微小变化,在各种土壤生化过程研究中具有非常重要的意义。研究综述了自然因子(土壤温度、土壤湿度、pH值)、人为干扰(放牧、开垦、施肥)和全球变化(大气CO2浓度升高、气候变暖)对草地生态系统土壤微生物量影响的研究进展,并指出目前的研究由于基础薄弱、研究样地间的差异以及各研究处理间的差异,土壤微生物量对各种干扰的响应仍存在很大的不确定性,在今后的研究中应加强长期性的野外定位试验研究、多因子的综合控制实验研究以及N输入对微生物量影响的研究等,并进一步完善和发展测量微生物量的新技术和新方法。

固氮作用、硝化作用和反硝化作用是土壤微生物参与氮素循环的三个重要方面。自分子生态学方法应用于土壤学后,土壤微生物作用于氮素循环过程的机理研究取得了若干重要进展。包括:1)利用固氮菌的nifH基因作为分子标记研究有机质、氮素与固氮微生物之间的关系,发现固氮微生物的丰度和群落结构与土壤有机质含量呈正相关。然而,固氮微生物的丰度和群落结构与土壤速效N含量呈负相关,施用氮肥会抑制固氮微生物的生长,施氮土壤固氮微生物数量减少,多样性降低。2)以氨氧化微生物功能基因为探针,揭示了土壤pH与氨氧化微生物分布关系密切,碱性土壤中氨氧化细菌是硝化作用主要参与者,而酸性土壤中氨氧化古菌是硝化作用的主导者。土壤中N...

随着我国社会经济及工农业的发展,人类活动造成的氮沉降量不断升高,沉降速率持续增加。大量研究表明过量的氮沉降对生态系统健康存在消极影响。杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)林是我国最重要的人工林之一,其种植面积和蓄积量均居人工乔木林之首,杉木速生丰产对于我国林业事业发展至关重要。杉木林下土壤是杉木生长的物质基础和支撑,微生物是土壤中重要的组成部分,对土壤的形成发育、物质循环和肥力演变等均有重大影响,对环境变化的响应具有特别的敏感性。因此选择杉木林下土壤微生物为研究对象

禾草与内生真菌共生不仅会增强禾草的抗逆性,提升宿主农艺性状,还会对食草动物的取食产生影响。内生真菌可以对植物地上性状及地下环境和地下生物产生重要影响。研究发现,内生真菌可以通过改变凋落物的分解速率、根系化学物质的释放、根际沉积物的数量和种类来影响地下环境和生物多样性。内生真菌与禾草共生对于土壤的物理、化学特性以及生物学多样性都会产生影响,并且因禾草的种类、内生真菌菌株和土壤类型等的不同而异。对物理特性的影响主要集中在土壤团聚体结构的影响上,而化学成分的影响主要体现在土壤碳氮量的改变,生物多样性主要包括土壤微生物和动物。本文回顾了禾草–内生真菌共生体对土壤理化性质和功能的响应,目的是阐明宿主土壤生境中共生体和微生物之间相互作用的机制及其功能,为发掘、开发新的禾草–内生真菌共生体以及使用新型禾草–内生真菌共生体来改变土壤微环境提供理论基础。

【目的】探讨桂西北喀斯特山地草地土壤微生物群落对土壤养分的指示作用。【方法】采用经典统计分析与排序分析,连续3年研究了桂西北喀斯特山地草地土壤微生物群落多样性变化特征,并探讨了其与土壤养分和土壤微生物数量之间的关系。【结果】①桂西北喀斯特山地草地土壤pH变化范围为7.01～7.87,随着土层深度的增加逐渐增加,土壤养分随着土层深度的增加逐渐降低,具有明显的"表聚性",不同土层土壤全磷差异均不显著(P>0.05)。②土壤微生物以细菌数目最多,占到90%以上,土壤细菌、真菌、放线菌数目随着土层深度的增加逐渐降低。③根据培养第100小时的AWCD值计算土壤微生物群落的物种丰富度指数(H)、均匀度指数(E)、优势度指数(Ds)和碳源利用丰富度指数(S)。物种丰富度指数、均匀度指数、碳源利用丰富度指数均随着土层深度的增加而降低,不同土层碳源利用丰富度指数差异均显著(P0.05)。④相关性分析表明土壤养分、土壤微生物数量均与土壤微生物群落多样性具有显著的相关性,其中,土壤微生物数量对微生物群落多样性的贡献最大(其相关系数绝对值最大)。⑤冗余分析表明土壤微生物群落多样性与土壤养分含量均呈正相关(除了pH);沿着RDA的第1排序轴,随着显著性影响因子(土壤养分各指标)的增加,微生物丰富度指数逐渐增加。【结论】微生物丰富度指数与pH值呈负相关;其中全碳和全氮与丰富度指数相关性最大,全碳和全氮是影响该区土壤微生物群落多样性分布的主要因子。

【目的】分析不同外源有机物料(稻草、葡萄糖)及氮素投入对紫云英季土壤固氮微生物的调控作用,为我国南方紫云英-水稻轮作体系中秸秆还田及化肥减施增效提供支持。【方法】采用盆栽试验,共设7个处理,即CK(对照,不添加有机物料和氮)、稻草等量添加并配施不同量氮素(分别表示为Rs、RsN1和RsN2,对应C/N比分别为66、25和13);等秸秆碳量添加葡萄糖并配施不同量氮素(即Glc、GlcN1、GlcN2)、调整C/N比与秸秆添加相应处理保持一致。采集紫云英快速生长期土壤样品,利用Illumina Miseq PE300高通量测序和绝对定量PCR技术分析固氮功能基因nifH及固氮微生物群落特征。【结果】单独添加外源秸秆或葡萄糖处理的土壤C/N与对照无明显差异,但增施氮肥后C/N比呈下降趋势,GlcN2处理土壤C/N显著低于对照;对于土壤速效养分,Rs和RsN1处理土壤NO3--N含量与CK类似,但RsN2处理明显增加了60%;而添加葡萄糖处理土壤NO3--N含量整体较高(增幅为35%—79%);稻草单独添加或与氮素配施对土壤速效磷含量无明显影响,添加葡萄糖处理则显著降低其含量,降幅为16%—24%,但不同氮水平之间无明显差异。不同处理土壤nifH基因拷贝数为80.4×106—140.5×106 g-1土,稻草和葡萄糖添加处理nifH基因拷贝数较CK呈增加趋势,而增施氮素后有所下降。外源碳、氮添加导致固氮微生物α-多样性较CK整体降低,但α-多样性对氮素的响应因碳源种类而异,即稻草添加后增加氮素供应(RsN1和RsN2)处理土壤固氮微生物物种数目和Chao 1指数较Rs显著降低,降低幅度分别为6%—11%和13%—15%,而添加葡萄糖后增施氮肥则对α-多样性有一定促进作用。PCoA结果显示土壤固氮微生物群落结构主要因碳源种类差异而聚集为不同组别,受氮水平供应的影响相对较小。属水平上不同物种对外源碳、氮添加的响应存在明显差异:慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)相对丰度最高,而外源碳、氮添加后较CK明显降低,且稻草添加处理的降低幅度(12.3%—19.7%)小于葡萄糖添加处理(31.6%—40.5%);第二优势菌属(地杆菌,Geobacter)对碳源添加的响应趋势与Bradyrhizobium相反,与CK相比,葡萄糖添加处理Geobacter相对丰度的增加幅度(170%—270%)明显大于秸秆添加处理(25.0%—54.6%)。同时,多元回归树、RDA及相关性分析表明土壤固氮微生物丰度、多样性和群落结构组成主要受土壤NO3--N和速效磷的影响较大。【结论】氮素供应对固氮微生物多样性和群落结构的调控作用受碳源种类(或秸秆和葡萄糖中碳源有效性差异)影响;同时,不同碳源添加后造成土壤速效磷含量的差异也可能是影响紫云英季土壤固氮微生物群落组成的重要环境因子。

土壤微生物主要通过参与养分元素循环和能量流动等过程来影响桉树生长发育，在提高土壤肥力和生产力方面扮演着重要角色。桉树作为世界三大速生树种之一，种类多，抗逆性强，适应性广。由于生态系统的复杂性和土壤微生物学研究技术手段的限制，桉树林土壤微生物多样性和功能的研究较少，当前对桉树林土壤微生物群落特征的研究大多处于初级阶段。本研究系统综述了不同经营方式、林分类型和林分年龄条件下桉树林土壤微生物群落特征的变化规律及研究进展。与桉树天然林相比，桉树人工林土壤微生物数量一般较少。与桉树人工纯林相比，桉树混交林能提高土壤微生物数量、多样性和活性。桉树林土壤微生物数量一般随林龄的增长而增加，而外生菌根真菌与内生菌根真菌多样性随林龄的增长而下降。分析了土壤微生物参与桉树林土壤养分元素循环和重金属污染修复的作用机制，并对桉树林土壤微生物研究和分析方法及其应用进行了展望。可为维持桉树林土壤健康、促进林业绿色可持续发展提供科学指导。表1参94

土壤微生物多样性是维系土壤功能的重要因素,但是由于传统的研究方法存在一定的局限性,使得过去研究其多样性及群落结构成为一个难题。随着分子生物学方法的应用,现在可以同时对可培养微生物和不可培养微生物进行研究,解决了传统培养方法存在的问题。综述了土壤微生物多样性的分子生物学研究方法,对比了各方法的优缺点,为选择合适的方法进行土壤微生物多样性研究提供了参考。

土壤碳是全球碳循环的重要组成部分，其碳循环过程在气候调节中发挥着重要作用，而微生物是土壤碳循环的关键驱动力。土壤微生物能与植物共生间接促进植物光合作用与土壤碳的输入，可直接参与土壤碳的固定与转化。微生物残体及其分泌物在矿物质结合态有机质和土壤团聚体的形成中发挥关键作用，有利于土壤有机碳的长期稳定。微生物介导的激发效应对土壤有机质分解具有调控作用，可影响土壤CO2和CH4等温室气体的排放。通过微生物作用提升土壤的固碳潜力或碳汇功能，可助力我国实现“碳达峰、碳中和”的重大战略目标。本文综述了微生物在土壤有机碳输入、有机质形成与稳定、有机质分解矿化等过程中的作用与机制，以及土壤性质、气候条件、植物因素与人类活动对微生物介导的土壤碳循环的影响，尤其是相关研究的最新进展与理论更新。未来可加强微生物介导的土壤有机碳稳定化与碳储过程的作用机制研究，关注土壤微生物群落结构功能与碳循环之间的复杂关系及其对全球变化的响应。

【目的】揭示马铃薯根际土壤固氮解磷菌类群,分析其固氮酶活性和溶磷能力,为利用新造地作物根际促生菌提供依据。【方法】以采自延安市安塞区新造地的马铃薯根际土壤为供试样品,采用Ashby培养基和无机磷培养基分离纯化马铃薯根际固氮解磷菌,以16S rDNA基因分析马铃薯根际微生物类群组成,以乙炔还原方法测定其固氮酶活性,以溶菌圈法和钼蓝比色法测定其溶磷能力。【结果】从延安新造地马铃薯根际土壤中分离并筛选到9株固氮解磷菌,经鉴定分别属于假单胞杆菌属(Pseudomonas)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、红球菌属(Rhodococcus)、节杆菌属(Paenarthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、贪噬菌属(Variovorax)、肠杆菌属(Kosakonia)和副球菌属(Paracoccus)等8个属;9株固氮解磷菌均具有固氮和溶磷特性,其固氮酶活性在11.88～95.08 nmol/h,其中菌株N34的固氮酶活性最高,且与其他菌株的固氮酶活性差异显著;9株固氮解磷菌株溶磷能力存在一定的差异,溶磷能力为22.05～54.9 mg/L,其中菌株N46的溶磷能力最好,7 d累积溶磷能力达到54.9 mg/L。【结论】分离纯化得到的9株固氮解磷菌均具有一定的固氮解磷能力,可用于开发马铃薯功能菌肥。

[目的]本文旨在明确施用生物有机肥对草地生产力的提升效果,从地下部角度分析并阐明草地生产力提高的微生物生态学机制,为构建高产草地土壤的微生物区系提供理论支撑。[方法]在呼伦贝尔地区采用原位定位试验(连续2年施肥)比较了不同施肥方式(不施肥、普通有机肥和生物有机肥)对草地生物量的影响,并采用高通量测序的方法测定了土壤微生物区系的变化。[结果]与不施肥(CK)或者普通有机肥(OF,9 000 kg·hm(-2))相比,施用生物有机肥(BOF,9 000 kg·hm(-2))可以显著提高草地地上部生物量。非量度

微塑料是一种新兴污染物，塑料制品的广泛使用和处理不当对土壤生态系统构成了潜在的环境风险。微塑料在土壤中为微生物提供了新的栖息地，并与周围环境形成了一个独特的生态系统——塑料际。塑料在土壤环境中不易降解，使得塑料际对原始土壤环境造成了严重且持久的生态威胁。目前对塑料际的研究主要集中在水生生态系统，关于土壤塑料际对微生物、微塑料以及土壤环境和其他污染物的影响联合效应等方面的认识仍然非常有限。为探究土壤塑料际中微生物与微塑料相互作用的机制和随之产生的生态效应，本文综述了塑料际作为土壤微生物新的栖息地带来的生态风险相关研究进展，主要讨论了土壤塑料际对微生物的选择效应与微塑料迁移转化的影响、土壤塑料际对土壤结构与土壤碳循环带来的改变以及与其他环境污染物的联合效应。