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不同施肥处理对晋南旱塬麦田土壤微生物功能多样性的影响

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应用生态学报 2023年第3期34卷 671-678页

作者：刘莲莲尚妍萌张杰李廷亮谢英荷谢钧宇李丽娜洪坚平山西农业大学资源环境学院山西晋中030801 中国农业大学资源与环境学院北京100091 山西农业大学农业资源与环境国家级实验教学示范中心山西晋中030801

研究不同施肥处理对晋南旱塬麦田土壤微生物功能多样性的影响,可从微生物功能多样性的角度为旱地小麦减肥增产和肥力提升提供理论依据。本研究依托晋南黄土旱塬冬小麦种植区的长期定位试验田,设置秸秆炭(SF)、菌肥(BF)、有机肥(OF)、腐... 详细信息

研究不同施肥处理对晋南旱塬麦田土壤微生物功能多样性的影响,可从微生物功能多样性的角度为旱地小麦减肥增产和肥力提升提供理论依据。本研究依托晋南黄土旱塬冬小麦种植区的长期定位试验田,设置秸秆炭(SF)、菌肥(BF)、有机肥(OF)、腐殖酸(HF)、测控施肥(MF)、农户施肥(FF)和不施肥(CK)7种处理,基于Biolog-ECO微平板法,研究了不同施肥处理下晋南旱塬麦田土壤微生物的碳源利用能力和功能多样性的差异。结果表明:不同施肥处理均能提高黄土旱塬麦田土壤微生物代谢活性和功能多样性,但不同处理的增效不同,SF处理下土壤微生物对碳源的利用最强,能够显著提高土壤微生物对31种碳源的总体利用能力和不同类型碳源的利用能力;SF处理下基于碳源利用的微生物功能多样性、物种丰富度、优势度均显著高于其他5个施肥处理,而其均匀度仅高于BF处理。主成分分析和双向聚类热图分析表明,不同施肥处理对土壤微生物群落代谢功能产生显著影响,SF处理对土壤微生物群落功能多样性有显著促进作用,这种促进作用主要体现在微生物对碳水化合物、羧酸类和氨基酸类碳源的利用上。综上,秸秆炭化还田对晋南旱塬麦田土壤微生物活性有较好的促进作用。

关键词：晋南旱塬施肥处理 Biolog生态微平板微生物功能多样性秸秆炭

不同施肥处理下采煤矿区复垦土壤微生物功能多样性与共现性特征

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生态学杂志 2023年第2期42卷 386-394页

作者：尚妍萌张杰孟会生谢钧宇郝鲜俊孙大生洪坚平山西农业大学资源环境学院山西太谷030801 山西农业大学农业资源与环境国家级实验教学示范中心山西太谷030801 山西农业大学环境监测中心山西太谷030801

土壤微生物功能多样性是土壤质量改善的重要指标,研究采煤矿区复垦土壤微生物功能多样性与共现性特征,对于矿区复垦及生态重建具有重要的理论和实践指导意义。本研究以玉米为复垦作物,采集了采煤矿区复垦1年后的撂荒(UL)、不施肥(CK)、... 详细信息

土壤微生物功能多样性是土壤质量改善的重要指标,研究采煤矿区复垦土壤微生物功能多样性与共现性特征,对于矿区复垦及生态重建具有重要的理论和实践指导意义。本研究以玉米为复垦作物,采集了采煤矿区复垦1年后的撂荒(UL)、不施肥(CK)、施磷钾肥(PK)、单施化肥(NPK)、化肥解磷菌肥配施(NPKB)、单施有机肥(M)、有机肥化肥配施(MNPK)、有机肥化肥解磷菌肥配施(MNPKB)8个处理下的0~20 cm耕层土壤,利用Biolog-ECO微平板法结合多元分析对不同处理下土壤微生物群落的碳源利用情况、功能多样性和共现性特征进行探究。结果表明,复垦施肥能够显著提高土壤微生物对31种碳源的利用能力,并且可以显著提高土壤微生物群落的多样性和丰富度,其中MNPK处理与NPK处理的效果最佳。主成分分析(PCA)和双向聚类分析均表明,欠施肥处理组(UL、CK和PK)和完全施肥处理组(NPK、NPKB、M、MNPK和MNPKB)的组间碳源利用特征存在明显分异,而组内各处理的碳源利用图谱相似。完全施肥处理组的土壤微生物群落功能活性显著高于欠施肥处理组。共发生网络分析结果显示,与欠施肥处理组相比,完全施肥处理组微生物的碳源利用呈现出更强的网络共现性,拥有更复杂的网络组成。说明即使1年的短期复垦施肥处理也能明显提高采煤矿区的土壤微生物功能多样性,且NPK均衡的完全施肥处理有助于复垦土壤微生物恢复其复杂、稳定的群落结构,其中有机肥化肥配施与单施化肥的复垦效果最佳,在采煤矿区复垦实际中应用潜力更大。

关键词：施肥 Biolog 微生物功能多样性共发生网络

基于Biolog技术的外来种意大利苍耳与本地种苍耳根际土壤微生物功能多样性的比较

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草业学报 2017年第10期26卷 179-187页

作者：张明莉常宏磊马淼石河子大学生命科学学院新疆石河子832003

通过盆栽试验,采用Biolog技术对比研究了外来入侵植物意大利苍耳与本地植物苍耳根际土壤微生物群落功能多样性及对土壤碳源利用的差异,以未种植任何植物土壤为空白对照。结果表明,入侵植物意大利苍耳的土壤微生物群落功能多样性显著高... 详细信息

通过盆栽试验,采用Biolog技术对比研究了外来入侵植物意大利苍耳与本地植物苍耳根际土壤微生物群落功能多样性及对土壤碳源利用的差异,以未种植任何植物土壤为空白对照。结果表明,入侵植物意大利苍耳的土壤微生物群落功能多样性显著高于本地植物苍耳的土壤微生物群落功能多样性。意大利苍耳显著提高了根际土壤微生物31种碳源的平均颜色变化率(AWCD)(72h,P苍耳>CK(对照);意大利苍耳的Shannon多样性指数(H)、优势度指数(D)和丰富度指数(S)均显著高于苍耳和空白对照,与苍耳相比,意大利苍耳的H,D,S分别增加了3.13%,0.77%和21.67%,与CK相比,意大利苍耳的H,D,S分别增加了4.59%,0.89%和35.18%,CK最低;碳代谢指纹图谱分析表明意大利苍耳和苍耳的碳源利用存在显著差异,意大利苍耳显著提高了根际微生物对胺类、酚酸类、氨基酸类和糖类等碳源的利用;主成分分析(PCA)表明,两种植物根际土壤微生物碳源利用特征出现分异,意大利苍耳集中在第一主成分,得分系数3.3103,苍耳主要分布在第二主成分,得分系数-1.9616;糖类物质、羧酸类化合物、多聚物和氨基酸类是根际微生物利用的主要碳源。改变入侵地土壤微生物群落的结构与功能,提高根际土壤微生物的代谢活性,形成对自身有益的土壤微生态环境可能是意大利苍耳成功入侵的原因之一。

关键词：生物入侵微生物功能多样性意大利苍耳苍耳

樱桃大苗培育过程中土壤微生物功能多样性与酶活性的变化

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生态与农村环境学报 2016年第4期32卷 609-614页

作者：司鹏邵微于会丽乔宪生高登涛王志强杨健中国农业科学院郑州果树研究所河南郑州450009

以樱桃苗圃行间土壤为试材,采用Biolog-Eco板技术与酶活性测定方法,研究樱桃大苗培育过程中土壤微生物功能多样性和酶活性的变化规律。结果表明,樱桃苗圃中育苗年限的增长不仅能够提高土壤微生物功能多样性,改变土壤微生物的碳源利用比... 详细信息

以樱桃苗圃行间土壤为试材,采用Biolog-Eco板技术与酶活性测定方法,研究樱桃大苗培育过程中土壤微生物功能多样性和酶活性的变化规律。结果表明,樱桃苗圃中育苗年限的增长不仅能够提高土壤微生物功能多样性,改变土壤微生物的碳源利用比例,而且能够显著提高土壤中过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶以及蔗糖酶活性。双因子方差分析以及冗余分析表明,土壤微生物功能多样性和酶活性受土层深度(过氧化氢酶除外)和生长年限的显著影响;微生物碳源的平均吸光值与育苗年限呈正相关关系,与土层深度呈负相关关系;微生物多样性与4种土壤酶活性呈正相关关系。在樱桃大苗培育过程中,樱桃土壤微生物功能多样性以及酶活性得到改善。

关键词：樱桃苗育苗年限微生物功能多样性土壤酶活性

指数施肥对杉木苗期基质中微生物功能多样性的影响

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应用与环境生物学报 2021年第1期27卷 54-61页

作者：李茂林开敏郑鸣鸣任正标许珊珊曹光球叶义全福建农林大学林学院福州350002 国家林业和草原局杉木工程技术研究中心福州350002

为向轻型基质容器苗合理施肥,实现苗木养分精准调控提供理论依据,以杉木优良无性系"洋061"轻型基质容器苗为研究对象,设置7个施氮处理[对照(CK,0 mg/株)、常规集中施肥处理(CF1,40 mg/株)、常规分次施肥处理(CF,240 mg/株)、指数施肥(EF... 详细信息

为向轻型基质容器苗合理施肥,实现苗木养分精准调控提供理论依据,以杉木优良无性系"洋061"轻型基质容器苗为研究对象,设置7个施氮处理[对照(CK,0 mg/株)、常规集中施肥处理(CF1,40 mg/株)、常规分次施肥处理(CF,240 mg/株)、指数施肥(EF1,40 mg/株;EF2,80 mg/株;EF3,120 mg/株;EF4,160 mg/株)],采用BiologECO生态板法分析不同施肥处理下轻型基质中土壤微生物群落多样性和代谢活性.结果表明:(1)不同施肥处理提高了土壤微生物的代谢活性,其代谢活性大小表现为EF2> EF3> EF1> CF2> EF4> CF1> CK.(2)除Simpson指数外,土壤微生物的功能多样性整体表现为EF2> EF3> EF1> CF2> EF4> CF1和CK,其中仅有EF2处理的丰富度指数显著高于对照处理.(3)在6类碳源中,土壤微生物对胺类碳源利用率最弱,对多聚物类碳源利用率最高.EF2处理对除碳水化合物外的其他碳源的利用率显著高于对照处理.(4)共提取9个主要主成分,累计贡献率92.33%.第一主成分(PC1)的方差贡献率为25.46%,第二主成分方差贡献率为17.24%,PC1贡献较大的碳源主要是多聚物和碳水化合物,PC2贡献较大的碳源主要是碳水化合物和氨基酸类.综上所述,80 mg/株的指数施肥是较适宜的施氮量和施肥方式,能增强微生物对碳源的利用率,提高土壤微生物的多样性和活性.(图4表1参52)

关键词：杉木指数施肥 Biolog-ECO生态板微生物功能多样性

宁南山区典型植物根际与非根际土壤微生物功能多样性

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生态学报 2011年第18期31卷 5225-5234页

作者：安韶山李国辉陈利顶西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

选择宁南山区9种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog方法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:9种不同植物根际土壤与非根际土壤的微生物活性(AWCD)、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均存在明显差异;除冰草外... 详细信息

选择宁南山区9种典型植物的根际与非根际土壤为研究对象,采用Biolog方法对土壤微生物功能多样性进行了研究。结果表明:9种不同植物根际土壤与非根际土壤的微生物活性(AWCD)、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均存在明显差异;除冰草外,其他各种植物的根际土壤的微生物活性AWCD、微生物多样性指数和微生物均匀度指数均比非根际土壤的高;9种典型植物根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类和氨基酸类,非根际土壤微生物主要碳源利用类型是羧酸类、胺类、氨基酸类;微生物活性、微生物多样性指数和微生物均匀度指数两两之间均达到了极显著相关,与土壤化学性质各指标之间均未达到显著相关水平。

关键词：典型植物根际土壤微生物功能多样性宁南山区

山核桃林集约经营过程中土壤有机碳和微生物功能多样性的变化

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应用生态学报 2014年第9期25卷 2486-2492页

作者：吴家森钱进芳童志鹏黄坚钦赵科理浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室浙江临安311300 浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地浙江临安311300 淳安县林业局浙江淳安311700 临安市林业局浙江临安311300

研究集约经营时间为5、10、15、20 a山核桃林的土壤有机碳和微生物功能多样性的演变规律.结果表明:天然混交林改造为山核桃纯林并经强度经营后,林地土壤有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(WSOC)含量显著下降,但有机碳库... 详细信息

研究集约经营时间为5、10、15、20 a山核桃林的土壤有机碳和微生物功能多样性的演变规律.结果表明:天然混交林改造为山核桃纯林并经强度经营后,林地土壤有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(WSOC)含量显著下降,但有机碳库的稳定性增强.与天然山核桃-阔叶混交林(0 a)相比,经过5 a的强度经营,TOC、MBC、WSOC含量分别下降28.4%、34.1%和53.3%,20 a后分别下降38.6%、48.9%和64.1%,土壤有机碳组分中的芳香碳、酚基碳和羰基碳比例提高,芳香度提高了23.0%.山核桃的强度经营降低了土壤微生物功能多样性,0、5 a与10、15、20 a土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)值差异显著,Shannon指数(H)和均匀度指数(E)在0、5 a与15、20 a间差异显著.林地土壤TOC、WSOC、MBC、AWCD、H和E等6个指标两两之间均显著相关.

关键词：土壤有机碳微生物生物量碳水溶性有机碳微生物功能多样性山核桃

莠去津对野生植物群落下土壤微生物功能多样性的影响

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环境科学研究 2017年第8期30卷 1246-1254页

作者：闫冰齐月付刚贺婧肖能文李俊生中国环境科学研究院北京100012 北京师范大学水科学研究院北京100875 中国人民大学环境学院北京100872

为探明亚致死剂量农药对土壤微生物多样性影响,基于大田控制试验,采用Biolog-ECO微平板技术分析喷施亚致死剂量的莠去津对野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:(1)莠去津的喷施浓度对土壤微生物群落利用全部碳源的... 详细信息

为探明亚致死剂量农药对土壤微生物多样性影响,基于大田控制试验,采用Biolog-ECO微平板技术分析喷施亚致死剂量的莠去津对野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:(1)莠去津的喷施浓度对土壤微生物群落利用全部碳源的能力无显著影响(P>0.05),但与喷施处理后第30天相比,处理后第60天的土壤微生物群落利用全部碳源的能力有所降低,其中处理Ⅰ[喷施浓度(以质量浓度计)为1 200 g/hm^2]、处理Ⅲ(喷施浓度为300 g/hm^2)显著下降(P0.05),并且其各处理间土壤微生物群落对全部碳源的利用能力大小为CK>处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ.(2)喷施处理后第30天土壤微生物群落对碳水化合物类碳源的利用能力最强,对羧酸类碳源的利用能力相对较弱;喷施处理后第60天土壤微生物群落对碳水化合物类碳源的利用能力降幅最大,处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ分别下降了0.63、0.78、0.85、0.76.(3)喷施除草剂后第30天处理Ⅱ的Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著低于其他处理(P多样性指数无显著差异;与喷施处理后第30天相比,第60天各处理多样性指数都有所下降,但没有显著差异(P>0.05).(4)对土壤微生物群落碳源利用能力进行主成分分析结果显示,提取的与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率为86.6%,主成分1能够区分喷施处理后两个时期的土壤微生物群落特征.(5)冗余分析(RDA)表明,pH是土壤微生物利用碳源能力差异的重要影响因素之一.研究显示,除草剂莠去津的施用可在一定程度上降低野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性.

关键词：莠去津土壤微生物微生物功能多样性 Biolog-ECO微平板技术

尿素配施木霉菌剂提高甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性

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植物营养与肥料学报 2019年第4期25卷 620-629页

作者：牛聪聪耿国明于雷解群杰廖晶晶齐红岩沈阳农业大学园艺学院/设施园艺省部共建教育部重点实验室/北方园艺设施设计与应用技术国家地方联合工程研究中心辽宁沈阳110866

【目的】明确尿素配施木霉菌剂对甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性的影响,为生产中甜瓜的减肥增效提供理论依据。【方法】试验于2017年3月至7月在沈阳农业大学园艺科研基地的日光温室内进行,栽培土壤组成为土∶草炭∶牛粪=4∶2∶1... 详细信息

【目的】明确尿素配施木霉菌剂对甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性的影响,为生产中甜瓜的减肥增效提供理论依据。【方法】试验于2017年3月至7月在沈阳农业大学园艺科研基地的日光温室内进行,栽培土壤组成为土∶草炭∶牛粪=4∶2∶1,供试材料为薄皮甜瓜(Cucumis melo var. makuwa Makino)‘玉美人’。通过测土配方施肥测算,供氮水平100%为尿素(普通尿素,N≥46.4%) 25.9 g/株。以此为基础,设9个氮肥处理:50%普通尿素(T1)、50%控释尿素(T2)、50%普通尿素+木霉菌剂(T3)、50%控释尿素+木霉菌剂(T4)、30%控释尿素+20%普通尿素+木霉菌剂(T5)、100%普通尿素(T6)、100%控释尿素(T7)、150%普通尿素(T8),以不施氮肥为对照(CK)。测定了不同处理对薄皮甜瓜果实产量、品质及土壤微生物功能多样性的影响。【结果】与100%施氮处理(T6、T7)相比,减量施氮50%在一定程度上提高了成熟甜瓜果实的品质,其中50%控释尿素配施木霉菌剂(T4)处理不仅降低了甜瓜果实的硝酸盐含量,提高了果实的可溶性糖、Vc含量及香气物质含量,单株产量也有所增加。此外,随着施氮量的增加,氮肥表观利用率和农学利用率均明显降低,其中T1～T4处理与100%和150%施氮处理(T6～T8)间的差异均达显著水平,且T3、T4处理的氮肥利用率均较高。在土壤微生物多样性方面,与施用普通尿素相比,控释尿素处理(T2、T4、T5、T7)的AWCD值均高于其他处理,其中以T4处理的AWCD值最高。【结论】在供试栽培土壤条件下,减少氮肥施用量50%,无论是否采用控释尿素或配施木霉菌剂,都有助于促进甜瓜植株的生长,提高成熟甜瓜果实品质,增加甜瓜的单株产量,但只有配施木霉菌剂后,其产量、品质与施氮100%处理的差异达到了显著水平。微生物多样性只在施用了理论施氮量的150%后显著下降。因此,在有机质丰富的土壤上栽培甜瓜,建议采用施氮量减少50%、配施木霉菌剂的高产优质可持续的施肥技术。

关键词：薄皮甜瓜施氮量木霉菌剂产量品质微生物功能多样性