摘要：【目的】长期大量施用化肥导致土壤退化及土壤微生物群落结构失衡。采用有机活性物质配施化肥,被认为是阻控土壤退化并维系微生物群落稳定性的重要策略。【方法】以棉花为供试作物,采用宏基因组学方法研究生物活性物质γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)与化肥配施对棉田土壤微生物群落结构和功能的影响,试验共设计3个施肥处理组和1个不施肥对照组:单施化肥(NK)、化肥添加γ-PGA水溶液(YT)、化肥添加γ-PGA颗粒(GT)和不施肥(CK)。【结果】GT和YT处理的棉花生长状况和土壤养分含量显著高于NK和CK。微生物群落分析结果表明,γ-PGA配施化肥显著提高土壤微生物的丰度和多样性,而单施化肥处理对微生物多样性提高并不显著,同时γ-PGA的施加也改变了棉田土壤微生物群落组成,与NK相比,YT与GT的变形菌门的相对丰度减少9.70%-12.72%,拟杆菌门的相对丰度增加13.33%-20.90%,放线菌门的相对丰度增加8.09%-13.01%。此外,YT处理中丛植菌根真菌Rhizophagus的相对丰度增加了19.71%。功能基因分析表明,GT和YT处理显著提高了氨基酸生物合成、次生代谢生物合成和ABC转运蛋白等相关功能基因的丰度。【结论】施用γ-PGA对新疆棉田土壤微生物多样性及生态系统稳定性具有应用潜力。

摘要：为评价锥栗园生草法相比传统清耕法和施用化学除草剂法,果园土壤质量的绿肥恢复效益,本研究以福建典型的红壤丘陵山区锥栗园为研究对象,采用随机区组设计,将供试样地均分为面积0.3~0.5 hm2的若干试验小区,全园清除自然杂草后,设置撒播鼠茅草(Mode_(1))、黑麦草(Mode_(2))、光叶紫花苕(Mode_(3))3种生草处理,并以施用草甘膦(CK_(1))和清耕(CK_(2))处理为对照,每种处理3个重复,2年后,分析3种冷季型绿肥、清耕及施用草甘膦对锥栗园土壤理化性质、酶活性、微生物群落等指标的影响。结果表明:1)相较于清耕处理和喷施草甘膦处理,3种生草处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量有明显提升,其中鼠茅草处理最高,分别为74.14、156.87和234.76 mg·kg^(-1);黑麦草处理土壤孔隙度最高,为56.03%;鼠茅草和黑麦草处理土壤蔗糖酶活性提升明显,分别为32.29和26.87 U·g^(-1)。2)5种处理土壤共有优势细菌类群主要为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门,相对丰度分别为24.9%~28.9%、20.9%~28.8%、13.7%~18.6%和10.8%~12.9%,共有优势真菌类群主要为子囊菌门和担子菌门,相对丰度分别为37.4%~73.7%和15.3%~54.4%。3)相较于清耕处理,3种生草处理细菌群落Chao1指数和Shannon指数均有所提升,真菌群落有所下降。4)相较于清耕处理和喷施草甘膦处理,3种生草处理土壤变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门细菌相对丰度均有所下降,绿弯菌门和浮酶菌门细菌则有所增加,生草促使锥栗园土壤细菌群落由快速生长型向缓慢生长型转变。5)5种处理细菌群落和真菌群落非计量多维尺度转换排序(NMDS)表明,土壤真菌群落分异程度高于细菌群落。6)相关分析(CA)和冗余分析(RDA)表明,生草处理通过改变土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性和碱解氮含量,喷施草甘膦处理通过改变土壤碳氮比,清耕处理通过限制土壤自然含水率改变真菌相关优势类群。综上,锥栗园短期人工生草对土壤理化性质和酶活性有一定程度的改善作用,生草处理与清耕处理和喷施草甘膦处理均会形成特异土壤真菌群落。

摘要：为探究外源菌剂对棉花秸秆堆肥过程中微生物群落及腐熟效果的影响,以棉花秸秆为原料,设计3组堆肥处理,采用液体菌剂接种后发酵35 d的堆肥工艺,分别接种0.5%的菌剂T1和菌剂2,其中菌剂T1包括假氧芽孢杆菌(Anoxybacillus rupiensis)、依利诺斯类芽胞杆菌(Paenibacillus illinoisensis)和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis);菌剂T2包括假氧芽孢杆菌、依利诺斯类芽胞杆菌、贝莱斯芽孢杆菌和噬热地芽孢杆菌(Geobacillus thermoleovorans),CK为不接种菌剂的对照组。结果表明,接种微生物菌剂能够不同程度加速堆肥升温,促进有机物料降解及养分保留,提高堆肥腐熟度和种子发芽率,并显著提高纤维素、半纤维素和木质素的降解率。对堆肥过程中的微生物群落分析表明,接种菌剂提高了微生物群落的多样性,改变了微生物群落的演替规律,激发了潜在功能细菌类群,细菌类群主要包括芽孢杆菌属(Bacillus)、高温双岐菌属(Thermobifida)、尿素芽孢杆菌属(Ureibacillus)和糖单孢菌属(Saccharomonospora);真菌类群包括Vishniacozyma、Unclassified_f_Dipodascaceae和枝孢菌属(Cladosporium),它们与有机质的降解相关。冗余分析发现,pH值和TOC含量是堆肥过程中细菌群落变化的主要驱动因子,而C/N比等环境因子对真菌群落的变化起重要作用。总体而言,接种菌剂能够促进堆肥腐熟进程,改善微生物菌群,减少堆肥过程中养分流失,提高堆肥产品质量,其中菌剂T1的整体堆肥效果更优。

摘要：以我国南亚热带格木人工纯林为研究对象,采用气压过程分离(BaPS)技术和磷脂脂肪酸(PLFAs)法研究了不同枯落物处理(对照、枯落物去除、枯落物加倍)下土壤碳氮转化速率和微生物群落结构的季节变化.结果表明:不同枯落物处理土壤呼吸和总硝化速率均呈现明显的季节动态,雨季显著高于旱季.枯落物处理初期,土壤呼吸和总硝化速率均随枯落物输入量的增加呈下降趋势,但随着枯落物处理时间的延长,二者随枯落物输入量的增加而增加.旱季不同枯落物处理土壤微生物PLFAs总量和各菌群PLFAs量均显著高于雨季,而雨季真菌PLFAs/细菌PLFAs明显高于旱季.在旱季,枯落物去除处理土壤微生物PLFAs总量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量和丛枝菌根真菌PLFAs量分别显著提高30.9%、28.8%、44.4%和31.6%.在雨季,枯落物去除处理细菌PLFAs量和丛枝菌根真菌PLFAs量分别显著降低10.6%和33.3%.土壤微生物群落结构受枯落物输入量处理和季节的双重影响,土壤微生物群落结构主要受土壤温度和铵态氮的影响.枯落物输入量处理在短期内显著影响了格木林土壤碳氮转化速率和微生物群落结构,这种影响因季节的不同而存在差异.

摘要：通过模拟高浓度CO_2在农田土壤中的地下泄漏,研究了不同浓度CO_2泄漏情景下土壤微生物多样性的变化。实验设置了400 g m^(-2) d^(-1)、800 g m^(-2) d^(-1)、1 200 g m^(-2) d^(-1)和2 000 g m^(-2) d^(-1)持续CO_2通气60 d共计4个处理,并与对照组、恢复组(2 000 g m^(-2) d^(-1)组停止通气60 d后)分期采集土壤样品,分析土壤理化性质、土壤闭蓄的气体浓度、微生物多样性指数及主要类群变化规律。结果表明,4种处理均提高了土壤中CO_2浓度,分别为1.60%、4.80%、10.80%和19.60%。土壤微生物多样性Chao指数和Shannon指数随CO_2通入量增加而减少,降幅分别达17.00%~27.80%和6.10%~9.50%。相反,非度量多维尺度(NMDS)分析显示土壤微生物β多样性在中、低浓度升高,在高、极端浓度表现为降低。拟杆菌属(Bacteroidales)相对丰度随CO_2泄漏量增加从3.09%上升至21.20%,可作为高浓度CO_2泄漏生态安全性评估的敏感性指标。基于高通量序列相似度OTU分类的RDA分析表明土壤环境因子的变化能够较好地解释微生物多样性演替。研究结果为评估和监测地下CO_2泄漏对近地表生态系统环境风险提供科学依据。

摘要：为深入了解稻鳝种养模式对土壤氮循环关键微生物的影响,本研究采用Illumina MiSeq高通量测序系统,分析了稻鳝种养模式下氨氧化微生物[氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化微生物(Comammox)]的群落结构和多样性,以明确该模式对土壤氨氧化微生物群落的影响机制。试验设置两个处理(常规稻田处理和稻鳝种养处理),分别在处理小区的中心区域和沟渠边缘区域取样,即:常规稻田中心区域(CCS)、常规稻田沟渠边缘区域(CMS)、稻鳝种养处理中心区域(ICS)和稻鳝种养处理沟渠边缘区域(IMS)。结果表明:与常规稻田处理相比,稻鳝种养模式显著降低了土壤pH,减少了稻田中心区域和边缘区域间有机质和总氮的含量差异,增加了土壤硝化势;相较于常规稻田处理,稻鳝种养模式显著提高了AOA、Comammox Clade-A和Comammox Clade-B的丰富度,显著降低了AOB的丰富度;同时,IMS显著提高了AOA的群落多样性,但降低了AOB的群落多样性;土壤pH、有机质和速效氮是影响氨氧化微生物的关键环境因子(P<0.05);AOA和Comammox促进了土壤硝化速率,而AOB反之;稻鳝种养模式改变了氨氧化微生物群落的结构,并增强了氨氧化微生物之间的信息交流,使其内部连接更加紧密。研究表明,稻鳝种养模式通过改变土壤环境因子,特别是土壤pH、有机质和速效氮,显著影响了土壤氨氧化微生物群落的组成、结构和多样性,增强了氨氧化微生物之间的相互作用,对土壤氮循环关键微生物产生了重要影响。

摘要：为探究长荡湖入湖河流微生物群落结构特征及与环境因子的响应关系,在综合考虑主要入湖河流和污染源类型等因素的基础上进行分组,分析入湖河流中溶解氧(DO)、pH、氮磷比(TN/TP)、水温(WT)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)共7个理化因子的分布特征。基于16S rRNA高通量测序技术并结合Circos、ANOSIM和冗余分析(RDA)等方法分析微生物群落结构特征的差异以及微生物群落与理化因子的关系。结果表明:不同污染类型的长荡湖入湖河流中优势菌门、菌属种类相似,但相对丰度却有所差别。优势菌门包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势菌属包含hgcIclade、CL500-29marinegroup、Acinetobacter、Comamonadaceae-Unclassified和Hydrogenophaga。ANOSIM分析表明长荡湖入湖河流微生物群落结构特征与污染源类型相关。冗余分析(RDA)结果显示pH、TP与长荡湖入湖河流的优势菌门呈显著相关(P<0.05);DO、pH与长荡湖入湖河流的优势菌属呈显著相关(P<0.05)。入湖河流的微生物群落在门、属分类水平上具有较高多样性且与污染源类型和理化因子相关,这为长荡湖入湖河流污染防治和生态修复提供了数据支撑。

摘要：基因芯片技术作为一种快速、敏感、高通量的检测技术,近几年来在环境微生物群落研究中的应用越来越广泛并且得到充分的发展。它不仅可以研究环境微生物群落的微生物分布、种类、功能、动力学变化,还能分析环境污染等环境因素改变对其微生物生态的影响。本文按照基因芯片探针的设计方法,将环境样品群落研究基因芯片分为系统寡核苷酸芯片、功能基因芯片、群落基因组芯片、宏基因组芯片,并简要综述了该技术在活性污泥、土壤、水等环境样品微生物群落研究上的应用,最后,本文展望了该技术的研究方向和在寻找不同环境微生物群落之间差异微生物、差异基因或差异表达基因研究中的应用前景。

摘要：用ERIC-PCR指纹图谱技术分析富营养化水体生物栅处理系统中2个工况7个净化池在不同监测时期微生物群落结构动态变化与主要污染物降解效果变化的关系.结果表明,采用生物栅技术的2～7号净化池的CODCr、总氮、氨氮、总磷的去除率较对照池分别提高了13.3%～58.6%、23.6%～65.8%、15.5%～72.9%和16.8%～76.9%,表明生物栅技术在污染物去除方面起到了重要作用.随着系统的运行微生物多样性指数逐渐增大,工况1第1次和第2次生物膜样品的微生物多样性指数分别为1.77～1.91和1.96～2.35.设置凤眼莲的3个净化池填料生物膜微生物种类较未设置植物的净化池丰富.在工况2中,HRT为7.5h的3号、5号和7号反应池填料生物膜ERIC-PCR指纹图条带数比HRT为4h的2号、4号和6号要多,而根系生物膜上的微生物群落结构受HRT的影响小.研究表明,随着系统的运行,系统中微生物种群多样性指数增加,系统逐渐进入良好的稳定状态.

摘要：为探究超声和生物酶联用强化剩余污泥发酵产酸的效果,通过分析污泥性质、VSS去除率、挥发性脂肪酸(VFAs)产量和组成以及微生物群落变化,确定最佳污泥处理条件。结果表明,经超声处理后,上清液SCOD、TN和TP浓度显著提高,污泥粒径减小,比表面积增大。超声联合复合酶促进污泥水解和产酸效果最佳,VSS去除率最高达到44.2%,VFAs产量达1209.2 mg/L,其中乙酸为736.3 mg/L。微生物测序结果表明,经超声联合生物酶(复合酶和溶菌酶)处理后的微生物丰度和多样性明显降低。从门水平上看,厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等水解产酸菌门在复合酶污泥中占主导地位;从属水平上看,梭状芽孢杆菌属(Clostridium_sensu_stricto_11)、丙酸螺菌属(Propionispira)和醋酸杆菌属(Acetobacter)等水解产酸菌属的丰度均与空白对照组有显著差异。