为动态比较土壤垦殖前后微生物群落代谢功能是否发生变化,利用Biolog-Eco技术对不同季节自然恢复(NR)和垦殖不同施肥处理[不施肥(NoF)、施化肥(CF)和化肥配施有机肥(CFM)]黑土微生物在4℃、15℃和28℃培养温度下的代谢功能多样性进行了...为动态比较土壤垦殖前后微生物群落代谢功能是否发生变化,利用Biolog-Eco技术对不同季节自然恢复(NR)和垦殖不同施肥处理[不施肥(NoF)、施化肥(CF)和化肥配施有机肥(CFM)]黑土微生物在4℃、15℃和28℃培养温度下的代谢功能多样性进行了研究。结果表明:4种处理在同一采样时期不同培养温度下,Biolog微孔板的单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)值均表现为28℃>15℃>4℃,即微生物代谢活性随培养温度的升高而升高;同一采样时期样品在相同培养温度下黑土微生物对碳源的代谢能力总体呈现为NR>CFM>CF>NoF。微生物在积雪融化期和积雪覆盖期对碳源的利用能力高于植物生长季节。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)结果显示,不同采样时期NoF样品和其它3种处理相比微生物功能多样性差异较大;NR、CF和CFM在作物非生长季节(3月、4月和12月)的样品在PCA图中分散度小于在作物生长季节(6月)的样品。该研究结果综合表明,垦殖处理较自然恢复降低了土壤微生物群落对碳源的代谢能力,但并未改变微生物群落功能;不同季节土壤微生物功能多样性存在差异,NR、CF和CFM细菌群落在作物生长的夏季对碳源的利用能力差异最大。展开更多
铅锌矿开采产生的矿渣对生态环境造成了严重破坏,尤其矿区重金属造成的环境污染问题亟待解决.芒草作为重要的能源植物,具有产量高和较强重金属耐受性的特点,在铅锌矿区重金属污染植物修复中具有重要的应用潜力.为探究典型铅锌矿区土壤...铅锌矿开采产生的矿渣对生态环境造成了严重破坏,尤其矿区重金属造成的环境污染问题亟待解决.芒草作为重要的能源植物,具有产量高和较强重金属耐受性的特点,在铅锌矿区重金属污染植物修复中具有重要的应用潜力.为探究典型铅锌矿区土壤重金属生态风险程度、芒草根际土壤微生物群落结构和功能,以贵州省赫章县铅锌矿区为研究对象,利用宏基因组技术,采用潜在生态风险评价方法,分析矿区土壤重金属污染潜在生态风险及其芒草根际与非根际土壤理化性质、微生物群落结构和代谢功能.结果表明,铅锌矿区土壤pH值和电导率(EC)在不同污染区、芒草根际与非根际均存在显著差异(P<0.05),土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、速效磷(AP)和有机质(SOM)的含量呈现为低污染区高于高污染区,芒草根际高于非根际.研究区土壤铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)和铜(Cu)的含量均高于贵州省土壤背景值,低污染区和高污染区潜在生态风险指数分别为70.34(轻微生态风险)和1429.89(极强生态风险).芒草根际与非根际土壤微生物相对丰度差异不显著,高污染区与低污染区呈显著差异(P<0.05).低污染区变形菌门(Proteobacteria)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)的相对丰度显著高于高污染区(P<0.05),而放线菌门(Actinobacteria)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)显著低于高污染(P<0.05).微生物群落丰度与pH、TP均呈显著相关性(P<0.05),与TN、Cr均无显著相关性,与其他环境因子(EC、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N、AP、SOM、Pb、Zn、Cd、Cu)呈极显著相关性(P<0.05).重金属污染程度改变芒草根际与非根际土壤碳代谢(Carbon metabolism)、氨基酸生物合成(Biosynthesis of amino acids)、乙醛酸和二羧酸代谢(Glyoxylate and dicarboxylate metabolism)和ABC转运器(ABC transporters)等功能组的基因丰度.因此,铅锌矿区土壤微生物群落结构和功能显著受重金属污染程度的影响,本研究结果可为铅锌矿区土壤重金属污染生物修复提供依据.展开更多
文摘为动态比较土壤垦殖前后微生物群落代谢功能是否发生变化,利用Biolog-Eco技术对不同季节自然恢复(NR)和垦殖不同施肥处理[不施肥(NoF)、施化肥(CF)和化肥配施有机肥(CFM)]黑土微生物在4℃、15℃和28℃培养温度下的代谢功能多样性进行了研究。结果表明:4种处理在同一采样时期不同培养温度下,Biolog微孔板的单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development,AWCD)值均表现为28℃>15℃>4℃,即微生物代谢活性随培养温度的升高而升高;同一采样时期样品在相同培养温度下黑土微生物对碳源的代谢能力总体呈现为NR>CFM>CF>NoF。微生物在积雪融化期和积雪覆盖期对碳源的利用能力高于植物生长季节。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)结果显示,不同采样时期NoF样品和其它3种处理相比微生物功能多样性差异较大;NR、CF和CFM在作物非生长季节(3月、4月和12月)的样品在PCA图中分散度小于在作物生长季节(6月)的样品。该研究结果综合表明,垦殖处理较自然恢复降低了土壤微生物群落对碳源的代谢能力,但并未改变微生物群落功能;不同季节土壤微生物功能多样性存在差异,NR、CF和CFM细菌群落在作物生长的夏季对碳源的利用能力差异最大。
文摘铅锌矿开采产生的矿渣对生态环境造成了严重破坏,尤其矿区重金属造成的环境污染问题亟待解决.芒草作为重要的能源植物,具有产量高和较强重金属耐受性的特点,在铅锌矿区重金属污染植物修复中具有重要的应用潜力.为探究典型铅锌矿区土壤重金属生态风险程度、芒草根际土壤微生物群落结构和功能,以贵州省赫章县铅锌矿区为研究对象,利用宏基因组技术,采用潜在生态风险评价方法,分析矿区土壤重金属污染潜在生态风险及其芒草根际与非根际土壤理化性质、微生物群落结构和代谢功能.结果表明,铅锌矿区土壤pH值和电导率(EC)在不同污染区、芒草根际与非根际均存在显著差异(P<0.05),土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、速效磷(AP)和有机质(SOM)的含量呈现为低污染区高于高污染区,芒草根际高于非根际.研究区土壤铅(Pb)、锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)和铜(Cu)的含量均高于贵州省土壤背景值,低污染区和高污染区潜在生态风险指数分别为70.34(轻微生态风险)和1429.89(极强生态风险).芒草根际与非根际土壤微生物相对丰度差异不显著,高污染区与低污染区呈显著差异(P<0.05).低污染区变形菌门(Proteobacteria)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)的相对丰度显著高于高污染区(P<0.05),而放线菌门(Actinobacteria)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)显著低于高污染(P<0.05).微生物群落丰度与pH、TP均呈显著相关性(P<0.05),与TN、Cr均无显著相关性,与其他环境因子(EC、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N、AP、SOM、Pb、Zn、Cd、Cu)呈极显著相关性(P<0.05).重金属污染程度改变芒草根际与非根际土壤碳代谢(Carbon metabolism)、氨基酸生物合成(Biosynthesis of amino acids)、乙醛酸和二羧酸代谢(Glyoxylate and dicarboxylate metabolism)和ABC转运器(ABC transporters)等功能组的基因丰度.因此,铅锌矿区土壤微生物群落结构和功能显著受重金属污染程度的影响,本研究结果可为铅锌矿区土壤重金属污染生物修复提供依据.
