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应用PCR-DGGE技术分析多氯联苯长期污染农田土壤的细菌群落结构,并主要运用统计学方法探讨了多氯联苯总量和土壤理化因子对细菌群落结构的影响。结果显示:不同水平多氯联苯污染农田土壤中细菌群落结构存在差异,较高水平多氯联苯(64.0~484.5 ng g-1dw)污染土壤的细菌群落结构较为接近;相对于其他土壤理化因子(如有效磷、pH、有机质等),多氯联苯显著影响农田土壤中的细菌群落结构(p<0.05)。这表明在多氯联苯胁迫下土壤细菌整体群落结构发生改变,提示多氯联苯污染对土壤微生物生态的影响,这可能导致土壤生态环境质量发生变化,是潜在的生态风险因素。 相似文献
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添加生物炭改善菜地土壤氨氧化细菌群落并提高净硝化率 总被引：2，自引：0，他引：2
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土壤加速酸化的主要农业驱动因素研究进展 总被引：13，自引：1，他引：13
土壤酸化是土壤质量退化的一个重要方面,农业活动对其有极其重要的驱动作用。本文从土壤酸化加速的农业主驱因素:化肥、作物及有机物料等方面阐述它们对土壤酸化的影响。认为化肥尤其是生理酸性肥料和含硫肥料的不合理施用加速土壤酸化,而氮肥的致酸除受氮素形态影响外,硝化作用及硝化产物的淋溶是重要的致酸原因,同时豆科作物的固氮致酸作用也不容忽视。作物通过选择性吸收盐基阳离子,通过秸秆和子粒转移出生产系统后,导致土壤盐基量减少,土壤表面交换性酸增加;作物根系呼吸、根系分泌物及土壤溶液中重碳酸盐的淋溶也引起土壤酸化;而秸秆和畜禽粪便对土壤酸化的影响除受土壤本身性质影响外,秸秆中的灰化碱含量、畜禽粪便中的碳及氮和盐分去向对酸化也有重要的影响。 相似文献
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采用PCR-DGGE技术,对‘寒富’苹果园生长季内土壤氨氧化细菌群落结构、多样性及其与土壤理化因子的相关性进行探讨。结果表明,不同时期土壤硝化强度、氨氧化细菌数量、种群组成及多样性表现出明显差异。其中,11月份土壤硝化强度最高,9月份最低,而氨氧化细菌数量则表现为11月份最低,7月最高。多样性特征分析表明,土壤氨氧化细菌多样性和均匀度指数均表现为11月份最高,9月份最低;而丰富度指数则表现为5月份与7月份最高,11月份最低;优势度指数则为9月份最高,5月份最低。系统发育分析结果表明,苹果园土壤氨氧化细菌均隶属于β-变形菌纲(β-Proteobacteria),多为不可培养菌株,其中亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira)为土壤优势菌属。氨氧化细菌与土壤理化性质相关性分析发现,土壤速效磷、速效钾含量与硝化强度、氨氧化细菌多样性指数、均匀度和优势度指数呈显著相关,而与土壤氨氧化细菌数量无明显相关性。说明环境因子时间分布的不均匀性是不同时期土壤氨氧化细菌群落结构组成差异的重要原因。 相似文献
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中国土壤酸化呈现出全国普遍发生的趋势,对作物产量、农产品品质和生物多样性造成不利影响。自20世纪50年代以来,我国在酸性土壤方面开展了大量工作,取得显著成效,但因我国酸性土壤分布详情不明、土壤酸化机制存在争议、耐逆作物品种缺乏、作物酸害阈值不清、改良产品及技术落地性差等问题,酸性土壤利用仍受到极大限制。针对上述问题,绘制了新的中国土壤酸碱度图,明确了我国酸性土壤的分布详情,讨论了土壤酸化机制特别是氮肥与土壤酸化之间的关系,论述了土壤酸化的危害,解析了植物和微生物对酸性土壤的响应和适应机制,提出了分区分级分类改良、酸度改良和肥力提高并重、有机无机肥配施、发展特色农业等酸性土壤改良和利用策略,建议进一步加强酸性土壤新型改良剂、作物酸害阈值、氮肥高效利用、中微量元素、耐逆作物育种和土壤酸化模型等方面研究,以期为酸性土壤可持续利用提供支撑。 相似文献
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采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）和寡聚核苷酸探针-荧光原位杂交（FISH）方法研究了十溴联苯醚（BDE209）对土壤中微生物群落的影响作用。结果表明,1mg·kg^-1 BDE209对土壤中微生物群落多样性以及总细菌数有明显的促进作用,土壤中的氨氧化细菌以及亚硝酸氧化菌的数量有显著增长。BDE209浓度达到100mg·kg^-1时,土壤微生物的总数和群落多样性则显著降低,同时氨氧化细菌以及亚硝酸氧化菌的生长也受到明显的抑制。暗室培养45d内,BDE209虽未被降解,但高浓度的十溴联苯醚会对土壤中的微生物群落结构及土壤潜在的硝化作用产生较大影响。 相似文献
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桂西北不同植被恢复阶段土壤氨氧化细菌遗传多样性研究 总被引：5，自引：0，他引：5
以桂西北喀斯特不同植被恢复阶段(草丛、灌木林、次生林、原生林)生态系统为研究对象,运用分子生物学技术分析了土壤氨氧化细菌amoA功能基因多样性,探讨了其与脲酶活性和土壤理化性质的关系.结果显示,随着植被的恢复,土壤氨氧化细菌多样性指数与均匀度指数呈增大趋势(灌木林例外),且土壤中氨氧化细菌群落结构发生了改变:主要表现在因Nitrosospira3簇种群对铵态氮浓度敏感度差异导致其在3a、3b簇中分布不一致;相关分析表明;土壤脲酶活性与铵态氮浓度呈正相关关系,土壤脲酶可能通过影响铵态氮浓度改变氨氧化细菌多样性,但植被恢复后期土壤铵态氮浓度减少并未降低土壤氨氧化细菌多样性.LIBSHUFF和RDA分析揭示,植被类型和土壤脲酶活性及pH与氨氧化细菌群落结构紧密相关,说明植被和土壤氮素有效性以及pH可能是决定土壤氨氧化细菌多样性的主要因子,为深入理解喀斯特地区土壤氮素循环提供了一定的科学依据. 相似文献
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生物炭对酸化茶园土壤性状和细菌群落结构的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
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为探究局域尺度麦田土壤微生物群落构建过程，本研究采集河南省济源市小麦种植户麦田土壤，应用高通量测序技术，研究局域尺度下麦田土壤细菌群落结构、群落构建过程及其影响因素。结果表明：①土壤细菌群落中优势菌门是酸杆菌门（Acidobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）。通过曼特尔检验以及冗余分析发现有机质和全氮对细菌群落结构影响显著（P<0.05）。②细菌分子生态网络中不同细菌类群之间以合作关系为主，关键物种来自拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门和变形菌门。③细菌群落在系统发育上聚类，有机质和有效磷对细菌群落系统发育影响显著（P<0.05）。④确定性过程和随机性过程在细菌群落构建中的贡献率分别为74.59%和25.41%。⑤曼特尔检验发现最近物种指数（βNTI）值与有机质、全氮、全磷含量变化呈显著正相关（P<0.05）。有机质、全氮、全磷含量差异的增大导致细菌群落从同质性选择以及均质扩散向异质性选择过程的转变。综上所述，本研究发现确定性过程在局域尺度麦田土壤细菌群落构建中占主导地位，土壤有机质、全氮、全磷是影响细菌群落构建的关键环境因素。有机质和全氮还对细菌群落结构有显著影响。本研究有利于对局域尺度下麦田生态系统土壤微生物多样性形成机制的认识。 相似文献
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根际土壤微生物群落是联系土壤环境与作物生长的重要纽带,也是转基因作物环境安全评价的主要指标,而Cu胁迫对转基因水稻根际土壤微生物的影响目前尚不清楚。本研究基于盆栽试验,采用高通量测序等技术研究Cu胁迫(Cu含量100 mg/kg)对抗虫转基因水稻华恢1号(HH)及其亲本非转基因水稻明恢63(MH)农艺性状及成熟期根际土壤微生物的影响,并以不施加Cu胁迫处理为对照。结果显示:Cu胁迫显著降低了水稻株高、生物量及产量;Cu胁迫改变了水稻根际土壤总氮、铵态氮含量及氧化还原电位值,而种植转基因水稻仅降低了根际土壤氧化还原电位值;Cu胁迫没有影响水稻根际土壤细菌丰度,但降低了细菌群落Alpha-多样性,改变了水稻根际土壤细菌群落组成和群落结构;相同Cu含量胁迫下,HH和MH水稻生长指标及根际土壤细菌群落结构及组成差异较小。上述研究表明,Cu胁迫抑制了水稻农艺性状及根际土壤细菌群落,但种植抗虫转基因水稻没有影响水稻植株及根际土壤细菌群落对Cu胁迫的抗性。 相似文献
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红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
利用中国科学院桃源农业生态试验站坡地不同利用方式长期定位观测试验场农田、自然恢复和茶园土壤为研究对象,直接从土壤中抽提总DNA,应用T-RFLP和RT-PCR技术研究红壤坡地利用方式对土壤细菌群落结构的影响。结果表明,红壤坡地三种土地利用方式土壤细菌多样性指数农田>茶园>自然恢复(p<0.05),但土壤细菌数量茶园>自然恢复>农田(p<0.05),茶园土壤细菌数量是农田的8.76倍。基于T-RFLP图谱的样品间相似性指数和主要限制性片段(T-RFs)定性分析均表明,农田与茶园和自然恢复土壤均存在显著的差异(p<0.05),而茶园和自然恢复土壤细菌群落比较相似。不同土地利用方式土壤有机质、有效磷和速效钾均对土壤细菌群落结构产生显著影响(p<0.05)。综合考虑经济效益和保持红壤坡地的可持续利用,茶园将成为中国南方红壤丘陵坡地可持续利用的一种有效方式。 相似文献
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酸化土壤中微生物多样性降低是土壤养分减少、土传病害高发、作物产量和品质降低的重要原因。施用碱性土壤改良剂是改善酸化土壤理化特性、减少土传病害发生、提高作物产量的有效手段。为了明确不同碱性土壤改良剂对土壤微生物群落结构及多样性的影响,通过盆栽试验比较施用生石灰（S1）及氨基酸生态肥（S2）和黄腐酸水溶肥（S3）对酸化土壤微生物群落结构的改良效果。结果表明,施用3种土壤改良剂后土壤细菌丰富度和多样性均降低,而真菌群落物种丰富度没有显著变化。改良后土壤的主导菌门与改良前相同,而主导菌属存在较大差异。Iamia、Peroneutypa为S1处理特有主导菌属,节核细菌属（Arthrobacter）、德巴利酵母属（Debaryomyces）、Paraphaeosphaeria为S2处理特有主导菌属。根霉菌属（Rhizopus）、裂褶菌属（Schizophyllum）为S3处理特有主导菌属。各改良土壤中,S1处理对细菌的筛选作用最强,S2处理对真菌群落的影响最大,而S3处理相对丰度增加的菌属最多。3种土壤改良剂均能够抑制有害土壤微生物的生长和定殖,但抑制机制可能存在差异。综上所述,3种土壤改良剂均能... 相似文献
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为明确菜-菌轮作模式对土壤微生物的影响,基于高通量测序技术,对4种轮作模式下的土壤微生物群落结构与多样性进行了研究,结果显示：不同轮作模式下土壤样品中真菌和细菌OUT总数分别是2298和15840条,相较于常规轮作模式A,菜-菌轮作模式B、C、D下真菌的OUT总数、ACE指数、Chao1指数、Shannon指数降低显著,Simpson指数增加明显,但细菌的各参数没有显著的差异;其土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量显著高于常规轮作模式A;真菌的优势群落是子囊菌门,相对丰度在66%以上,枝孢属、镰刀菌属两类致病菌群的丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中降低明显;细菌的优势群落是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门以及酸杆菌门,鞘氨醇单胞菌属、伯克霍尔德氏菌属丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中显著提高;聚类分析表明菜-菌轮作模式C、D下微生物群落结构相似度最高,常规轮作模式A可划分为区别于菜-菌轮作模式B、C、D的单独类群。综上所述,菜-菌轮作可降低真菌群落丰度,改变土壤微生物群落的结构组成,同时提高土壤中有益菌群的丰度,降低有害菌群的丰度。 相似文献
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酸雨和大量施用化肥致使我国土壤酸化日益加重。酸性土壤中,铝（Al）毒被认为是限制作物生长与产量的主要因素。镉（Cd）因被广泛应用于电镀、冶金、染料和电池等领域而大量进入土壤,已成为严重影响农业生产的重金属元素之一。在中国多数农业区,土壤酸化、Al和Cd污染重叠发生。目前,国内外关于单一土壤酸化、Al、Cd胁迫或两两复合胁迫对作物毒害效应及其机理研究,已有报道。然而有关酸化土壤Al和Cd复合胁迫对作物影响研究甚少。水稻是重要粮食作物,全球约13％水稻生长于酸化土壤。 相似文献
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土壤氮气排放研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
自20世纪初人类发明并掌握工业合成氨的技术以来,氮肥施用量迅速增长。在一部分国家或地区,氮肥的施入量已经超过作物对氮素的需求,导致大量氮素损失到环境中,造成氨挥发、氧化亚氮排放、地下水硝酸盐污染等环境问题。土壤在微生物的作用下可以通过反硝化、厌氧氨氧化等过程将活性氮素转化为惰性氮气,达到清除过多活性氮的目的。由于大气中氮气背景浓度太高,因此很难直接准确测定土壤的氮气排放速率,导致土壤氮气排放通量、过程与调控机制研究远远落后于土壤氮循环的其他方面。本文综述了土壤氮气排放主要途径(反硝化、厌氧氨氧化与共反硝化)及其对土壤氮气排放的贡献;测定土壤氮气排放速率的方法(乙炔抑制法、氮同位素示踪法、N2/Ar比率-膜进样质谱法、氦环境法与N2O同位素自然丰度法)及其优缺点;调控土壤氮气排放通量的主要因素(氧气、可溶性有机碳、硝酸盐、微生物群落结构与功能基因表达等)及其相关作用机制。最后指出研发新的测定原位无扰动土壤氮气通量的方法是推进本领域相关研究的关键;定量典型生态系统(如旱地农田、稻田、森林、草地与湿地)土壤氮气排放通量,阐明其中的微生物学机制,模拟并预测土壤氮气排放对全球变化的响应规律是本领域的研究热点与发展方向。 相似文献
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红壤稻田不同生育期土壤氨氧化微生物群落结构 总被引：2，自引：0，他引：2
以福建省红壤稻田土壤为对象,通过提取土壤总DNA,利用特异引物进行PCR(聚合酶链反应)扩增和DGGE(变性梯度凝胶电泳)并结合DNA克隆测序,研究了水稻生长过程中稻田土壤氨氧化细菌和氨氧化古菌群落结构的变化。结果显示:稻田土壤具有丰富的氨氧化细菌和氨氧化古菌资源。水稻生长过程中土壤氨氧化细菌群落组成较为稳定,只表现出水稻生长前期(苗期、分蘖期)和中后期(孕穗期、成熟期)间存在一定差异。而土壤氨氧化古菌群落组成变化较大,在水稻生长的苗期、分蘖期、孕穗期和成熟期4个时期间均存在一定差异。在水稻生长过程中,土壤氨氧化细菌群落多样性指数无显著性变化,但氨氧化古菌群落多样性指数随水稻生长明显提高,孕穗期后才达到平稳。水稻生长前期土壤硝化势也具有显著上升趋势,孕穗期时达到最高,而后有所下降。土壤硝化势与氨氧化古菌群落多样性指数具有显著正相关性,与氨氧化细菌没有相关性。研究表明,氨氧化古菌对红壤稻田土壤硝化作用的影响程度较大,证实了氨氧化微生物尤其是氨氧化古菌在稻田土壤微生物组成及其生态系统功能中的重要性。 相似文献
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为探索近年来国内土壤酸化研究的热点与发展趋势,以CNKI数据库为基础,采用统计与聚类等分析方法,借助CiteSpace信息可视化软件及文献计量学知识,统计并绘制有关国内土壤酸化研究文献的机构、关键词、文献被引频次等信息图表,挖掘土壤酸化研究的整体发展趋势、高产机构、高频关键词等信息。研究发现我国土壤酸化研究的主题从森林土壤逐渐转移至农田土壤,酸沉降及土壤化学在土壤酸化研究中一直属于重点关注对象。研究机构主要集中在高校和科研院所,同时高频关键词显示国内土壤酸化研究主要集中在酸沉降、施肥管理、土壤结构、作物生长、酸化成因及改良、连作障碍及土壤污染等方面。该研究有助于全面了解国内土壤酸化研究现状及进展,为农田土壤酸化改良方面的研究及应用提供重要参考。 相似文献
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转基因水稻秸秆还田对土壤硝化反硝化微生物群落的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
转基因作物可能通过根系分泌物和植株残体组成的改变及外源基因的转移释放令土壤微生物群落产生变化,影响土壤微生物的生态功能。氨氧化细菌和反硝化细菌是驱动土壤硝化和反硝化过程的关键微生物,其群落结构的变化直接关系土壤氮素的转化与利用。本研究利用荧光定量PCR和PCR-DGGE技术分析了转cry1Ac/cpti双价抗虫基因水稻‘Kf8’秸秆还田降解过程中,土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落丰度与组成的变化,探讨转基因水稻是否存在影响稻田土壤氮素转化与N2O排放的可能。结果显示:无论是氨氧化细菌amo A基因还是反硝化细菌nirS基因,其丰度在转基因水稻‘Kf8’与非转基因水稻‘Mh86’的秸秆还田土壤中都没有显著差异;转基因水稻‘Kf8’和非转基因水稻‘Mh86’秸秆还田降解过程中0~10 cm土层中的amo A基因丰度均显著高于10~20 cm及20~30 cm土层(P0.05);各深度土层中的nirS基因丰度均存在随秸秆还田时间延长而增加的趋势。水稻秸秆还田降解过程中,转基因水稻‘Kf8’的土壤氨氧化细菌和反硝化细菌的群落多样性指数及组成,均与非转基因水稻‘Mh86’没有显著差异。相关分析结果表明土壤氨氧化细菌和反硝化细菌群落组成均与水稻秸秆还田时间存在显著相关性(P=0.002),反硝化细菌群落组成还与土层深度显著相关(P=0.024)。本研究表明转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田对稻田土壤硝化和反硝化关键微生物群落不会产生明显影响。就土壤微生物群落而言,转cry1Ac/cpti抗虫基因水稻秸秆还田不存在影响土壤氮素转化与N2O排放的可能。 相似文献
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《土壤通报》2017,(1):79-85
酸沉降显著影响着土壤生态系统的结构组成与系统功能,但对我国南方花岗岩发育的酸性土壤细菌群落结构及多样性的影响还知之甚少。因此,本文以酸沉降影响严重的亚热带地区花岗岩发育的剖面(0~100 cm)土壤为对象,采用不同酸度的HCl-NH_4Cl溶液(pH=3.5,4.5,5.5)对A层(0~12 cm)、B层(12~50 cm)与C层(50~100 cm)土壤分别进行分批次淋溶实验(Batch方法),探讨在此特定实验条件下酸溶液作用前后土壤细菌群落结构及多样性的变异特征。研究结果表明,利用Miseq技术对土壤细菌16S r RNA基因进行高通量测序与分析发现酸溶液可以显著降低A层、B层和C层土壤的细菌多样性,pH3.5酸处理土壤的细菌多样性降低幅度最大,pH4.5酸处理土壤的降低幅度最小。HCl-NH_4Cl酸溶液可显著影响花岗岩土壤细菌的群落结构,并导致土壤细菌的优势种群发生变化,其中,A层土壤细菌优势种群由酸杆菌门(Acidobacteria)转变为变形菌门(Proteobacteria),B层和C层土壤细菌优势种群由变形菌门(Proteobacteria)转变为放线菌门(Actinobacteria)。细菌相对丰度变化特征和主成分分析结果表明,pH3.5、pH4.5和pH5.5三种酸处理之间没有明显差异,但不同层次土壤细菌群落结构对同一pH酸溶液的响应不一致,这是由A、B、C层土壤理化性质的差异性,从而对酸处理的响应不同所致。因此,HCl-NH_4Cl酸溶液对土壤细菌群落结构、优势种群和多样性产生的显著影响与土壤的性质密切相关,并反作用于土壤发生、演变及生态系统演替。 相似文献
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秸秆还田与施肥方式对稻麦轮作土壤细菌和真菌群落结构与多样性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为探索秸秆还田与施肥方式2种农田措施对水稻-小麦(稻麦)轮作土壤微生物群落的影响,阐释其对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响机制,本研究通过7年稻麦轮作长期定位监测试验,设置无肥空白(CK)、常规施肥(RT)、秸秆还田+常规施肥(RS)和秸秆还田+缓释肥(SS) 4个处理,采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析土壤细菌和真菌群落结构和多样性,探索影响微生物群落的主控环境因子。结果表明, SS作物产量在2016年和2017年分别比RT显著提高11.6%和8.2%(水稻)、4.8%和3.6%(小麦),与RS无显著差异。相比RT,秸秆还田处理显著降低了土壤pH,提升了土壤有机碳和铵态氮含量;与RS相比,SS处理提高了铵态氮含量。秸秆还田处理提升了真菌群落多样性,但对细菌群落多样性无显著影响。SS与RS在细菌真菌群落多样性方面均无显著差异。相关性分析表明,细菌群落多样性与土壤pH呈负相关,与总氮含量呈正相关;真菌群落多样性则与土壤有机碳含量显著正相关。NMDS分析表明,施肥对于细菌群落结构影响较大(55.61%),真菌群落结构则对秸秆还田响应更明显(26.94%)。与RT相比,秸秆还田显著提升了细菌放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门的相对丰度,同时显著提升了真菌中子囊菌门的相对丰度,降低了担子菌门和接合菌门的相对丰度,加强了土壤碳氮循环能力并抑制了病原菌。SS与RS相比,仅提升了真菌中子囊菌门的相对丰度。综上,秸秆还田配施缓释肥有助于维持或者提高土壤养分有效性、作物产量及细菌真菌群落多样性,可以促进土壤碳氮循环。 相似文献