微生物与植物.ppt

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1、微生物与植物 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望综述内容综述内容v引言引言v植物在生态系统养分循环过程中的作用研究进展植物在生态系统养分循环过程中的作用研究进展v地下微生物在生态系统养分循环过程中的作用研地下微生物在生态系统养分循环过程中的作用研究进展究进展v土壤微生物多样性及其作用研究进展土壤微生物多样性及其作用研究进展v植物、微生物对养分循环调控机制的研究进展植物、微生物对养分循环调控机制的研究进展v展望及试验设计展望及试验设计引言引言 陆地生态系

2、统的植物、微生物是相互联系的。作陆地生态系统的植物、微生物是相互联系的。作为陆地生态系统中的重要组成部分为陆地生态系统中的重要组成部分,它们之间的相互作它们之间的相互作用是生态系统地上、地下结合的重要纽带用是生态系统地上、地下结合的重要纽带,传统研究往传统研究往往过多地关注地上生物群落往过多地关注地上生物群落,而忽略了地下生物群落在而忽略了地下生物群落在陆地生态系统中的重要作用陆地生态系统中的重要作用,地下生物群落及其生态过地下生物群落及其生态过程一直被认为是程一直被认为是“黑匣子黑匣子”,因而地下生物群落成为生因而地下生物群落成为生态系统功能研究中最不确定的部分。态系统功能研究中最不确定的部

3、分。近近20年来分子生物学方法和技术应用于土壤微生年来分子生物学方法和技术应用于土壤微生物群落调查与功能评价方面取得了很大进展，越来越物群落调查与功能评价方面取得了很大进展，越来越多的研究关注于地上、地下生态过程之间的作用与反多的研究关注于地上、地下生态过程之间的作用与反馈，因此馈，因此,揭示二者在养分循环中的调控机制可以使我揭示二者在养分循环中的调控机制可以使我们深入理解生态系统稳定性维持的内在机制们深入理解生态系统稳定性维持的内在机制。一一 植物在生态系统养分循环过程中的作植物在生态系统养分循环过程中的作用研究进展用研究进展1 植物在生态系统中的作用植物在生态系统中的作用 绿色植物是生态系

4、统的核心绿色植物是生态系统的核心,在陆地生态在陆地生态系统中扮演重要的角色，是维持生态平衡的系统中扮演重要的角色，是维持生态平衡的支柱支柱,是陆地生态系统的重要组成部分，是物是陆地生态系统的重要组成部分，是物质循环与能量流动的中枢。主要体现在植物质循环与能量流动的中枢。主要体现在植物对碳、氮等营养元素的吸收、积累以及养分对碳、氮等营养元素的吸收、积累以及养分归还等方面。归还等方面。在森林和其他陆地植被为土壤微生物提供了碳在森林和其他陆地植被为土壤微生物提供了碳源，森林和其他陆地植被可用来吸收部分温室气体源，森林和其他陆地植被可用来吸收部分温室气体,缓解气候变化缓解气候变化,在碳、氮养分循环中发

5、挥着重要作在碳、氮养分循环中发挥着重要作用用,这些作用这些作用作为生产者的植物为土壤微生物提供作为生产者的植物为土壤微生物提供了碳源。植物进行光合作用吸收了碳源。植物进行光合作用吸收CO2、贮存碳素的、贮存碳素的同时同时,从土壤中吸收适量的可利用从土壤中吸收适量的可利用N构成生物有机体构成生物有机体,在有机体和土壤间维持一定的比例关系在有机体和土壤间维持一定的比例关系,即即C/N比。比。C/N比在很大程度上控制着植物碳生产以及植物向比在很大程度上控制着植物碳生产以及植物向土壤归还有机物质等土壤归还有机物质等C、N循环的关键过程循环的关键过程,并影响并影响着植物体内养分的积累与分配着植物体内养分

6、的积累与分配(Luo et al.,2004)植物丰富的物种多样性可以引起作为地下植物丰富的物种多样性可以引起作为地下生物资源的凋落物质量和类型的多样性生物资源的凋落物质量和类型的多样性,植物、植物、土壤和微生物相互作用土壤和微生物相互作用,构成了一个植物构成了一个植物-土壤土壤-微生物的有机整体。植物通过其凋落物和分泌微生物的有机整体。植物通过其凋落物和分泌物为土壤微生物提供营养，导致植物和微生物物为土壤微生物提供营养，导致植物和微生物之间的协同进化，促进土壤微生物的多样性，之间的协同进化，促进土壤微生物的多样性，植物对有限土壤资源的竞争是影响植物群落物植物对有限土壤资源的竞争是影响植物群落

7、物种组成、结构和功能的关键因素。同时，土壤种组成、结构和功能的关键因素。同时，土壤环境的维持依赖于植被系统的协同作用。环境的维持依赖于植被系统的协同作用。(毕江涛，贺达汉,2009)地上部分丰富的物种多样性可以引起作为地下生物资源的凋落物质量和类型的多样性(贺金生,2004)二二 地下微生物在生态系统养分循环过程中的地下微生物在生态系统养分循环过程中的 作用研究进展作用研究进展 地下生物群落成为生态系统功能研究中最不确定地下生物群落成为生态系统功能研究中最不确定的部分的部分(Reynolds et al,2003)。近。近2020年来分子生物年来分子生物学方法和技术应用于土壤微生物群落调查与功

8、能评学方法和技术应用于土壤微生物群落调查与功能评价方面取得了很大进展。价方面取得了很大进展。土壤中生活着丰富的微生物类群土壤中生活着丰富的微生物类群,是一个重要的是一个重要的地下生物宝库。土壤微生物是土壤中的主要分解者地下生物宝库。土壤微生物是土壤中的主要分解者,对环境起着天然的对环境起着天然的“过滤过滤”和和“净化净化”作用作用,在自然在自然生态系统的功能发挥和维持能力方面极其重要。土生态系统的功能发挥和维持能力方面极其重要。土壤微生物作为活的有机体，随着基因组时代的盛兴壤微生物作为活的有机体，随着基因组时代的盛兴和后基因组时代和后基因组时代(功能基因组功能基因组)的到来，为阐明全球的到来，

9、为阐明全球变化背景下的植被变化背景下的植被-土壤土壤-微生物之间的响应和适应微生物之间的响应和适应机制开辟了广阔的前景。机制开辟了广阔的前景。(毕江涛，2009)土壤微生物是土壤中一切肉眼看不见或看不清土壤微生物是土壤中一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称楚的微小生物的总称,通常意义上应当包括古菌、通常意义上应当包括古菌、细菌、放线菌、真菌、病毒、原生动物和显微藻细菌、放线菌、真菌、病毒、原生动物和显微藻类等。类等。土壤微生物群落是个非常特别的生物学群体土壤微生物群落是个非常特别的生物学群体,其重要的生理功能已引起学者们的足够重视。在其重要的生理功能已引起学者们的足够重视。在生态系统中土壤

10、微生物有机体组成了一个强大的生态系统中土壤微生物有机体组成了一个强大的动力资源库动力资源库,在植物残体降解、腐殖质形成及养在植物残体降解、腐殖质形成及养分转化与循环中扮演着十分重要的角色。分转化与循环中扮演着十分重要的角色。（A C Kennydy and K L Smith，1995 ）微生物是生态系统中重要的分解者。它们分解生物圈内动植物和微生物的残体,还有各种复杂的有机物质,能够吸收某些分解产物,最终将有机物分解成简单的无机物,这些无机物又可以被初级生产者利用,再次参与物质循环，特别是腐殖质和蜡质有微生物才能分解。1 土壤微生物对有机物的分解作用土壤微生物对有机物的分解作用2 土壤微生物

11、在物质循环中的作用土壤微生物在物质循环中的作用 土壤中有机物的分解、腐殖质的形成、养分土壤中有机物的分解、腐殖质的形成、养分转化等各种生化过程，都是在微生物的参与下转化等各种生化过程，都是在微生物的参与下完成的，所以土壤微生物衡量土壤肥力水平和完成的，所以土壤微生物衡量土壤肥力水平和土壤养分资源生物有效性的重要活指标，土壤土壤养分资源生物有效性的重要活指标，土壤微生物分解有机质、释放有效物质供植物利用微生物分解有机质、释放有效物质供植物利用的同时的同时,一部分被同化一部分被同化,形成微生物自身细胞形成微生物自身细胞,死死亡后以容易矿化的形式释放并返回给土壤亡后以容易矿化的形式释放并返回给土壤,

12、供植供植物利用物利用,作为土壤有效养分库的土壤微生物对植作为土壤有效养分库的土壤微生物对植物的生长具有重要意义物的生长具有重要意义。3改善土壤结构改善土壤结构 土壤结构改善可以改进土壤通气状况、水分土壤结构改善可以改进土壤通气状况、水分渗透能力渗透能力,进而可以促进植物生长。土壤微生物进而可以促进植物生长。土壤微生物通过自身繁殖促进食菌性土壤动物的生长通过自身繁殖促进食菌性土壤动物的生长,与土与土壤中腐生性无脊椎动物蚯蚓、蚂蚁、蜗牛等共同壤中腐生性无脊椎动物蚯蚓、蚂蚁、蜗牛等共同促进土壤通透性增大、团粒结构形成。团聚体是促进土壤通透性增大、团粒结构形成。团聚体是由粘粒、粉粒、砂粒组成的大的暂时

13、性团体结构由粘粒、粉粒、砂粒组成的大的暂时性团体结构,它的稳定性随土地管理措施、气候条件、微生物它的稳定性随土地管理措施、气候条件、微生物活性和其它因素而不同。活性和其它因素而不同。三三 土壤微生物多样性及其作用研究进展土壤微生物多样性及其作用研究进展1 1 土壤微生物多样性的概念土壤微生物多样性的概念 土壤微生物多样性指生命体在遗传、种类和土壤微生物多样性指生命体在遗传、种类和生态系统层次上的变化生态系统层次上的变化。通常以土壤生物区系的。通常以土壤生物区系的变化和生物化学过程间的相互作用关系来反映。变化和生物化学过程间的相互作用关系来反映。土壤微生物多样性包括在栖息地中微生物分类群土壤微生

14、物多样性包括在栖息地中微生物分类群的多样性和微生物分类群内的遗传多样性，以及的多样性和微生物分类群内的遗传多样性，以及包括群落结构的变异、相互作用的复杂性、营养包括群落结构的变异、相互作用的复杂性、营养水平（水平（tropic level）和共位群（）和共位群（quild）数量（功）数量（功能多样性）在内的生态多样性。能多样性）在内的生态多样性。土壤微生物多样土壤微生物多样性多以土壤生物区系的变化和生物化学过程间的性多以土壤生物区系的变化和生物化学过程间的相互关系为指示，目前土壤微生物多样性研究主相互关系为指示，目前土壤微生物多样性研究主要从物种多样性、功能多样性和遗传多样性三个要从物种多样性

15、、功能多样性和遗传多样性三个层面展开。层面展开。争论！争论！DeLong认为生物多样性应从物种多样性、遗传认为生物多样性应从物种多样性、遗传(基基因因)多样性和生态系统多样性三个层次上综合表述。马多样性和生态系统多样性三个层次上综合表述。马克平等认为生物多样性可分为物种多样性、基因多样性、克平等认为生物多样性可分为物种多样性、基因多样性、生态系统多样性和景观多样性四个层次。生态系统多样性和景观多样性四个层次。Solbrig对微对微生物群落多样性进行剖析后提出生物群落多样性进行剖析后提出3个组成要素个组成要素:物种多样物种多样性、遗传多样性和功能多样性。而性、遗传多样性和功能多样性。而Watve

16、等则认为等则认为,微微生物多样性可细致划分为生活环境多样性、生长繁殖速生物多样性可细致划分为生活环境多样性、生长繁殖速度多样性、营养和代谢类型多样性、生活方式多样性、度多样性、营养和代谢类型多样性、生活方式多样性、基因多样性和微生物资源开发利用多样性等。但不论如基因多样性和微生物资源开发利用多样性等。但不论如何划分何划分,如果将土壤微生物的多样性与整个生态系统联如果将土壤微生物的多样性与整个生态系统联系起来系起来,都可以从物种多样性、遗传多样性、生态特征都可以从物种多样性、遗传多样性、生态特征多样性和功能多样性多样性和功能多样性4个方面全面的概括土壤微生物多个方面全面的概括土壤微生物多样性的基

17、本特征。样性的基本特征。（DeLong EF.1996；马克平,钱迎倩.1994；Solbrig OT.1991；Watve MG,Gangal RM.1996）存在问题？存在问题？大量微生物的不可培养性是传统微生物生态学在大量微生物的不可培养性是传统微生物生态学在揭示自然界微生物群落结构、生态功能及其相互关揭示自然界微生物群落结构、生态功能及其相互关系研究中的最大障碍系研究中的最大障碍 但随着分子生物学的理论与技但随着分子生物学的理论与技术在微生物生态学研究中的不断渗透术在微生物生态学研究中的不断渗透,土壤微生物多土壤微生物多样性的研究有了新的突破样性的研究有了新的突破,其结果更趋于真实其结

18、果更趋于真实,大量大量未被认知的微生物新物种及其新功能得到鉴定和应未被认知的微生物新物种及其新功能得到鉴定和应用。当前对土壤微生物多样性的研究稍然较集中于用。当前对土壤微生物多样性的研究稍然较集中于其物种和生态特征其物种和生态特征,而对土壤微生物功能多样性而对土壤微生物功能多样性,对对土壤微生物不同种群之间的关系土壤微生物不同种群之间的关系,以及土壤微生物如以及土壤微生物如何影响生态进程、维持和稳定生态系统的研究还不何影响生态进程、维持和稳定生态系统的研究还不够深入。够深入。（土壤微生物多样性及其环境影响因子研究进展 张 薇等2005）2 2 土壤微生物研究进展土壤微生物研究进展 对土壤微生物

19、群落结构的研究日益增多,研究的方法也在不断改进,目前的研究方法大致可分为四类：1 传统的微生物培养法传统的微生物培养法 2 生物标记法生物标记法 3 BIOLOG鉴定系统鉴定系统 4 分子生物学法分子生物学法（1）传统的微生物培养法）传统的微生物培养法 传统的微生物培养法就是根据目标微生物选择相应的培养基,然后通过各种微生物的生理生化特征及外观形态等方面进行分析鉴定。这种方法对于衡量小群体多样性方面不失为一种快速的方法(Kennedy andsmith,1995)。但无法全面反映微生物生长的自然条件,常常造成某些微生物的富集生长.因此传统的研究方法只能反映极少数微生物的信息,所测结果误差较大,

20、埋没了大量极有应用价值的微生物资源.另外,由于缺乏对微生物真正生存环境的认识,所以迄今为止,只有1%的土壤微生物能够被培养,而大多数只能存在而无法被培养。因此这种传统的研究方法只能作为一种辅助手段,并且只有与其他先进方法结合起来才能较为客观而全面的反映微生物群落结构的真实信息。（2）生物标记法）生物标记法 由于以往的生物化学只是对微生物群落中的部分群落进行测量,所得数据也无法对微生物群落进行分析.近20年来微生物学者们潜心研究并确立了另一种可靠估价微生物生物量及群落结构的方法-生物标记物法.生物标记物法的优点是既不需要把微生物的细胞从环境样品中分离,又能克服由于微生物培养而导致不同微生物种群可

21、能发生的选择性生长所造成的麻烦12.目前用生物标记物来定量描述土壤微生物群落结构是较为常用的方法之一.常使用的生物标记物有磷壁酸、酯类多糖类A脂肪酸等.蔡燕飞等利用脂肪酸甲酯法研究生态有机肥对番茄青枯病的抑制及土壤微生物的影响,结果表明能够通过脂肪酸的研究调查微生物群落结构的变化。事实证明利用脂肪酸的组成模式当作土壤微生物的指纹在横向上估价土壤微生物的群落结构和多样性是可行的。（3）BIOLOG鉴定系统鉴定系统 BIOLOG系统是Garland和Miss1991年建立起来的一套用于研究土壤微生物群落结构和功能多样性的方法.这种方法是根据微生物对单一碳源底物的利用能力的差异,当接种菌悬液时,其中

22、的一些孔中的营养物质被利用,使孔中的氧化反应指示剂四氯唑紫呈现不同程度的紫色,从而构成了该微生物的特定指纹.经过BIOLOG系统配套软件分析,并与标准菌种的数据库比较之后,该菌株的分类地位便被确认出来.这种方法成功的运用在区分作物的土壤微生物区系方面.作物方面的影响可能与植物根系分泌物有关,分泌物质导致了某些底物利用率能力的差异.杨永华等利用BIOLOG微平板研究农药污染群落的影响,获得了较好的效果.由于可以快速、简便地获得大量土壤微生物群落结构和功能多样性方面的信息,仍被认为是一种较好的方法。（4）分子生物学法）分子生物学法 现代分子生物技术的发展使生物学的研究更加现代分子生物技术的发展使生

23、物学的研究更加深入深入,并逐步成为揭示生命科学规律的有效手段并逐步成为揭示生命科学规律的有效手段.自自从第一次从土壤中提取细菌从第一次从土壤中提取细菌DNADNA以来以来,在土壤微生物在土壤微生物群落功能评价和方法研究上取得了很大进展群落功能评价和方法研究上取得了很大进展.利用利用分子技术分析核酸使人们逐渐认识到微生物多样性分子技术分析核酸使人们逐渐认识到微生物多样性的复杂性的复杂性.土壤微生物在基因水平上的多样性可以土壤微生物在基因水平上的多样性可以通过微生物中通过微生物中DNADNA组成的复杂性表现出来迄今为止组成的复杂性表现出来迄今为止,对于土壤微生物这一特殊功能群体的研究还不十分对于土

24、壤微生物这一特殊功能群体的研究还不十分清楚清楚.利用分子生物技术进行土壤微生物多样性的利用分子生物技术进行土壤微生物多样性的评估弥补了传统培养中微生物多样性信息丢失及种评估弥补了传统培养中微生物多样性信息丢失及种群构成发生变化的弊端群构成发生变化的弊端,能够更真实可靠地反映土能够更真实可靠地反映土壤微生物的原始组成情况壤微生物的原始组成情况.因此因此,用分子生物学手段用分子生物学手段进一步对林区土壤微生物活性及多样性研究是很有进一步对林区土壤微生物活性及多样性研究是很有意义的。意义的。对土壤微生物的对土壤微生物的4类研究方法即类研究方法即:传统微生物培养法、传统微生物培养法、微生物标记物法、微

25、生物标记物法、BIOLOG GN微平板法和微生物分子微平板法和微生物分子生物技术方法及其应用特点进行了简要的评述和分析生物技术方法及其应用特点进行了简要的评述和分析,旨在通过比较寻求能够揭示土壤微生物群落结构的最佳旨在通过比较寻求能够揭示土壤微生物群落结构的最佳方法。分子生物技术方法与传统研究方法等相结合将是方法。分子生物技术方法与传统研究方法等相结合将是大力推动土壤微生物研究的有效方式大力推动土壤微生物研究的有效方式 分子生物技术的发展使我们逐渐打开了土壤这个分子生物技术的发展使我们逐渐打开了土壤这个“黑匣子黑匣子”。利用这些新技术可以对土壤微生物多样性进。利用这些新技术可以对土壤微生物多样

26、性进行分析行分析,详细了解其组成及功能情况详细了解其组成及功能情况,并通过施肥等各种并通过施肥等各种农业措施调整土壤微生物的种类及数量农业措施调整土壤微生物的种类及数量,人为引入一些人为引入一些有益微生物有益微生物,抑制有害病原菌的发展抑制有害病原菌的发展,提高土壤生态肥力提高土壤生态肥力,克服各种土壤障碍因子。克服各种土壤障碍因子。（土壤微生物多样性研究方法的进展焦晓丹,吴凤芝 2004）现状现状 目前用于微生物生态研究的分子技术主要有目前用于微生物生态研究的分子技术主要有rRNA-rDNA序列分析、序列分析、T-RFLP、RAPD、核酸探针、核酸探针检测技术、检测技术、TGGE、DGGE等

27、。其中等。其中DGGE是近几年是近几年在国外应用比较广泛的分子生物学技术之一。在国外应用比较广泛的分子生物学技术之一。建议！？建议！？设计和探索更加准确、简单、可视或可设计和探索更加准确、简单、可视或可读性强的研究方法读性强的研究方法,并加强分子生物学不同方并加强分子生物学不同方法之间的联系及其与传统研究方法的有机结法之间的联系及其与传统研究方法的有机结合。合。3 土壤微生物多样性研究进展土壤微生物多样性研究进展 土壤中微生物多样性受耕作方式、地理位土壤中微生物多样性受耕作方式、地理位置、土壤层次、植被、土壤肥力、气候变化及置、土壤层次、植被、土壤肥力、气候变化及土壤类型等诸多因素的影响土壤类

28、型等诸多因素的影响,反之反之,土壤微生物土壤微生物的多样性又影响土壤生态系统的结构、功能及的多样性又影响土壤生态系统的结构、功能及过程过程,它是维持土壤生产力的重要组分。土壤它是维持土壤生产力的重要组分。土壤微生物多样性是一门近来在土壤学、微生物学微生物多样性是一门近来在土壤学、微生物学及生物多样性领域均给予较多关注的新兴交叉及生物多样性领域均给予较多关注的新兴交叉学科。学科。1杨芳,徐秋芳。土壤微生物多样性研究进展，浙江林业科技,2002,22(6):39-50（1）植被类型）植被类型v影响土壤微生物群落的生态因素很多，从微生物群影响土壤微生物群落的生态因素很多，从微生物群落多样性变化来看，

29、植物群落类型初步决定了微生落多样性变化来看，植物群落类型初步决定了微生物群落的组成，土壤微生物群落多样性与覆盖在土物群落的组成，土壤微生物群落多样性与覆盖在土壤上的植物群落多样性呈正相关壤上的植物群落多样性呈正相关v从微生物群落多样性的全球格局来看从微生物群落多样性的全球格局来看,植物群落类型植物群落类型初步决定了微生物群落的组成初步决定了微生物群落的组成,土壤微生物群落多样土壤微生物群落多样性与覆盖于土壤上的植物群落多样性呈正相关性与覆盖于土壤上的植物群落多样性呈正相关;从微从微生物群落多样性的区域格局来看生物群落多样性的区域格局来看,土壤微生物群落多土壤微生物群落多样性与覆盖于土壤上的植物

30、群落的生产力和多样性样性与覆盖于土壤上的植物群落的生产力和多样性呈正相关呈正相关2。v夏北成夏北成.植被对土壤微生物群落结构的影响植被对土壤微生物群落结构的影响J.应用应用生态报生态报,1998,9(3):296-300.毕江涛等毕江涛等3研究指出研究指出,植被的类型、种类、植被不植被的类型、种类、植被不同生长发育阶段等均会对土壤微生物多样性产生影同生长发育阶段等均会对土壤微生物多样性产生影响。植被是土壤微生物赖以生存的有机营养物和能响。植被是土壤微生物赖以生存的有机营养物和能量的重要来源量的重要来源,影响着土壤微生物定居的物理环境。影响着土壤微生物定居的物理环境。3毕江涛,贺达汉,沙月霞,等

31、.荒漠草原不同植被类型土壤微生物群落功能多样性J.干旱地区农业研究,2009,27(5):149-155.杨喜田等对太行山针阔混交林等杨喜田等对太行山针阔混交林等6种不同植被群落种不同植被群落中的微生物区系、微生物生物量和土壤呼吸强度变中的微生物区系、微生物生物量和土壤呼吸强度变化测定表明化测定表明,微生物群落特征存在较大差异微生物群落特征存在较大差异,微生物微生物数量顺序依次为落叶阔叶纯林数量顺序依次为落叶阔叶纯林针阔混交林针阔混交林针叶纯针叶纯林林针叶混交林针叶混交林裸地。裸地。vMerciris等等5在砂壤土上利用小区试验在砂壤土上利用小区试验,开展植物多样性对土开展植物多样性对土壤微生

32、物群落的快速影响效果试验壤微生物群落的快速影响效果试验,结果显示结果显示:种植种植4种植物处种植物处理的土壤培养的微生物群落活性和多样性均高于种植理的土壤培养的微生物群落活性和多样性均高于种植3种、种、2种种和和1种植物处理的土壤。种植物处理的土壤。v5Merciris L G,Barthes L,Gastine A,et al.Rapideffects of plant species diversity and identity on soilmicrobial communities in experimental grassland eco-systemsJ.SoilBiology&B

33、iochemistry,2006,38(8):2336-2343.v 严君等严君等6研究了不同植被覆盖下所形成的不同的土壤属性对研究了不同植被覆盖下所形成的不同的土壤属性对微生物类群微生物类群(细菌、真菌和放线菌细菌、真菌和放线菌)组成、数量的影响组成、数量的影响,结果表结果表明明:不同植被覆盖下的土壤不同植被覆盖下的土壤,在长期没有肥料投入的情况下在长期没有肥料投入的情况下,土土壤微生物总数量的变化情况为壤微生物总数量的变化情况为:草地草地作物覆盖作物覆盖裸地。裸地。6严君,韩晓增,王守宇.黑土不同植被覆盖与施肥下土壤微生物的变化特征J.土壤通报,2009,40(2):240-244v王天龙

34、等研究了鄂尔多斯王天龙等研究了鄂尔多斯4种典型固沙植物柠种典型固沙植物柠条、沙柳、杨柴、油蒿在固定沙丘和半固定条、沙柳、杨柴、油蒿在固定沙丘和半固定沙丘两种立地条件下根际土壤微生物数量、沙丘两种立地条件下根际土壤微生物数量、组成的季相变化组成的季相变化,结果表明固定沙丘和半固定结果表明固定沙丘和半固定沙丘根际微生物数量为好气性细菌沙丘根际微生物数量为好气性细菌放线菌放线菌真菌真菌 v鄂尔多斯固定、半固定沙丘固沙植物根际微生物区系研究 王天龙1,2,朱天辉1，朴春根2,汪来发2,刘朝霞3 第25卷 第3期2007年9月四川农业大学学报v夏北成研究了不同土壤及覆盖其上的植夏北成研究了不同土壤及覆盖

35、其上的植被与土壤微生物群落结构和多样性的关系被与土壤微生物群落结构和多样性的关系.植被使土壤中的微生物种类更丰富植被使土壤中的微生物种类更丰富,群落群落多样性更高多样性更高.表层土壤微生物群落中没有表层土壤微生物群落中没有明显的优势种群明显的优势种群,种间竞争作用较弱种间竞争作用较弱.v植被对土壤微生物群落结构的影响*夏北成 Zhou Jizhong James,M.Tiedje应用生态学报 1998年6月 第9卷 第3期v易志刚等研究了鼎湖山国家级自然保护区易志刚等研究了鼎湖山国家级自然保护区3种种主要植被类型主要植被类型(季风常绿阔叶林、针阔叶混交季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林林和

36、马尾松林)下的土壤微生物生物量变化下的土壤微生物生物量变化,得得出土壤微生物生物量由高到低依次是季风常绿出土壤微生物生物量由高到低依次是季风常绿阔叶林阔叶林针阔叶混交林针阔叶混交林马尾松林。马尾松林。v易志刚,蚁伟民,周丽霞,等.鼎湖山主要植被类型土壤微生物生物量研究生态环境J.生态环境,2005,14(5):727-729.v文都日乐等对呼伦贝尔种不同草地类型（线叶菊草原、文都日乐等对呼伦贝尔种不同草地类型（线叶菊草原、贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草贝加尔针茅草原、羊草草原、大针茅草原、克氏针茅草原）为研究对象，分析了不同草地类型土壤理化性状、原）为研究对象，分析了不同草地

37、类型土壤理化性状、土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特土壤微生物数量、土壤微生物量、土壤酶活性的变化特征及其相互关系。研究表明，各类菌群数量分布在征及其相互关系。研究表明，各类菌群数量分布在5种种草地中均为细菌放线菌真菌，但不同菌群数量及区草地中均为细菌放线菌真菌，但不同菌群数量及区系组成在各草地类型间均存在显著差异（系组成在各草地类型间均存在显著差异（0.05）。）。细菌数量在种草地中依次为：羊草贝加尔针茅克细菌数量在种草地中依次为：羊草贝加尔针茅克氏针茅线叶菊大针茅，真菌数量依次为：线叶菊氏针茅线叶菊大针茅，真菌数量依次为：线叶菊克氏针茅羊草贝加尔针茅大针茅，放线菌数量依克氏针

38、茅羊草贝加尔针茅大针茅，放线菌数量依次为：克氏针茅羊草线叶菊贝加尔针茅大针茅。次为：克氏针茅羊草线叶菊贝加尔针茅大针茅。呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量及土壤酶活性研究 文都日乐1,2，李刚2，张静妮2，赖欣2，易津1，范国艳3，94102，2010年10月，草业学报 第19卷 第5期（2）植被的数量植被的数量植物物种多样性植物物种多样性v不同覆被类型林地土壤微生物和细菌的相对生物量大小均表不同覆被类型林地土壤微生物和细菌的相对生物量大小均表现为针阔混交林现为针阔混交林阔叶林阔叶林针叶林针叶林,而针阔混交林和针叶林土壤而针阔混交林和针叶林土壤的真菌相对生物量则大于阔叶林土壤的真菌相对生物量则大

39、于阔叶林土壤.说明针阔混交林可为土说明针阔混交林可为土壤微生物和细菌的生长、繁殖提供更为有利的环境条件壤微生物和细菌的生长、繁殖提供更为有利的环境条件,而针而针叶林环境有利于真菌的生存和繁殖叶林环境有利于真菌的生存和繁殖.这是因为林木生长代谢过这是因为林木生长代谢过程中所产生的凋落物对于森林生态系统的自肥作用起着关键程中所产生的凋落物对于森林生态系统的自肥作用起着关键作用作用,不同林型土壤的生物学特性与其相应的林木种植结构之不同林型土壤的生物学特性与其相应的林木种植结构之间存在密切的相关性间存在密切的相关性3种覆被类型林地土壤微生物区系生物量种覆被类型林地土壤微生物区系生物量均表现为细菌均表现

40、为细菌真菌真菌放线菌放线菌.这是由于细菌、放线菌和真菌的这是由于细菌、放线菌和真菌的数量和比例受到土壤成分和植被种类的影数量和比例受到土壤成分和植被种类的影 不同覆被类型林地土壤微生物区系的差异性周碧青1,陈成榕2,张辉3,兰忠明3,游娟1,邢世和1福建农林大学学报(自然科学版)第38卷第5期2009年9月v陆地生态系统中植物多样性是影响土壤微生物群落陆地生态系统中植物多样性是影响土壤微生物群落结构的另一个重要因素。植物多样性对土壤微生物结构的另一个重要因素。植物多样性对土壤微生物群落结构的影响主要是两个方面群落结构的影响主要是两个方面:一方面是植物为土一方面是植物为土壤微生物提供营养物质壤微

41、生物提供营养物质,另一方面植物多样性影响整另一方面植物多样性影响整个生态系统的过程个生态系统的过程,进而间接的影响土壤微生物的群进而间接的影响土壤微生物的群落结构落结构22,23。v森林植物物种组成影响土壤微生物数量、群落结构森林植物物种组成影响土壤微生物数量、群落结构及活性及活性24。Melany25等研究了美国北部泥炭地等研究了美国北部泥炭地生态系统中植被类型对土壤微生物活性、功能群组生态系统中植被类型对土壤微生物活性、功能群组成格局的影响成格局的影响,表明植被类型影响土壤微生物活性、表明植被类型影响土壤微生物活性、功能类群。功能类群。v22Newman E I.The rhizosphe

42、re:carbon sources and microbial populationsAFitter A H,Atkinson D,Read D J and Usher M B.Ecological interactions in soilplants,microbes and animalsC.Boston:Blackwell Scientific Publications,1985,107-121.v23David T,Johannes K,David W,etal.The influence of functional diversity and composition on ecosy

43、stem processesJ.Science,1997,227:1300-1302.v24David A W.Communities and Ecosystems:linking the aboveground and belowground componentsM.New Jersey:Princeton university press,2002,56-104.。v25Melany C F,Kristin F R,Joseph B Y.Microbial activity and functional composition among northern peatland ecosyst

44、emsJ.Soil Biol.and Biochem.,2003,35(4):591-602.。vBardgett等发现栽种不同草本植物的土壤具有明显不同等发现栽种不同草本植物的土壤具有明显不同的土壤微生物磷脂酸图谱的土壤微生物磷脂酸图谱(PFLA)26。Grayston等利用等利用BIOLOG系统研究发现长有不同草本植物的土壤具有不系统研究发现长有不同草本植物的土壤具有不同的土壤微生物群落同的土壤微生物群落27。森林植被能影响林地微环境。森林植被能影响林地微环境,通过根系分泌物、地上和地下凋落物以及树冠的拦截和通过根系分泌物、地上和地下凋落物以及树冠的拦截和淋洗作用改变土壤微生物生长所需能量

45、物质的数量和质淋洗作用改变土壤微生物生长所需能量物质的数量和质量。陆地生态系统中植物通过凋落物量。陆地生态系统中植物通过凋落物(地上的叶凋落物和地上的叶凋落物和地下的死亡的根凋落物地下的死亡的根凋落物)和地下根系分泌物为土壤中微生和地下根系分泌物为土壤中微生物提供营养物质。不同的植物凋落物理化性状不同物提供营养物质。不同的植物凋落物理化性状不同,凋落凋落物分解过程中释放的有机物分解过程中释放的有机,无机物也不同无机物也不同,从而对土壤中从而对土壤中微生物生长具有选择性刺激作用。另外微生物生长具有选择性刺激作用。另外,不同植物的根系不同植物的根系分泌物也有很大差异分泌物也有很大差异,很早的研究就

46、发现活的根系能分泌很早的研究就发现活的根系能分泌种类繁多的可溶性有机物质种类繁多的可溶性有机物质,包括糖、氨基酸和有机酸等包括糖、氨基酸和有机酸等,这些分泌物质为土壤生物提供这些分泌物质为土壤生物提供C源引起根际微生物的快速源引起根际微生物的快速生长生长,一般由活根分泌的可溶性有机物质通常在一般由活根分泌的可溶性有机物质通常在110g/100g根干重。随着研究手段的进步发现根际中的真根干重。随着研究手段的进步发现根际中的真菌微生物比以前认识要丰富的多。菌微生物比以前认识要丰富的多。（3）土壤层次）土壤层次v微生物数量在不同土层的分布微生物数量在不同土层的分布v土壤中细菌数量和放线菌数量在表层均

47、比土壤中细菌数量和放线菌数量在表层均比5-20cm处多，呈现出明显的规律，柠条林地和刺槐林地土处多，呈现出明显的规律，柠条林地和刺槐林地土壤中真菌在表层的数量少于壤中真菌在表层的数量少于5-20cm处的数量，而处的数量，而其他植被土壤中真菌数量在表层比其他植被土壤中真菌数量在表层比5-20cm处的多，处的多，因此表层真菌数量多于因此表层真菌数量多于5-20cm处真菌数量的规律处真菌数量的规律较明显。较明显。v（黄土高原坡地不同植被微生物活性动态研究，西北农凌科技大学08年硕士学位毕业论文，张文婷，2008）（4）土壤肥力）土壤肥力 强患武研究发现沙丘由流动到固定，不仅沙内强患武研究发现沙丘由流

48、动到固定，不仅沙内水分养分状况发生变化，而且沙中微生物的数量、水分养分状况发生变化，而且沙中微生物的数量、组成与生物活性也产生相应的变化。流沙一握固定，组成与生物活性也产生相应的变化。流沙一握固定，沙中微生物的数量增加和活性提高，由此可以看出沙中微生物的数量增加和活性提高，由此可以看出沙地土壤肥力改变的方向。在植物根际土壤中，微沙地土壤肥力改变的方向。在植物根际土壤中，微生物的数量和活性都要比附近流沙中高得多。这显生物的数量和活性都要比附近流沙中高得多。这显示了高等植物根际对微生物区系的影响示了高等植物根际对微生物区系的影响 v滕格里沙漠地区沙地土壤微生物学特性的研究*强患武第10卷第3期，1

49、962年9月土壤学报四四 植被多样性与微生物多样性之间的相植被多样性与微生物多样性之间的相 互作用研究进展互作用研究进展 定居在土壤中的异养微生物群落调节着一些植物定居在土壤中的异养微生物群落调节着一些植物凋落物作为联系地上和地下的桥梁凋落物作为联系地上和地下的桥梁,是研究植物多样性是研究植物多样性与土壤微生物多样性之间关系的良好媒介。植物凋落与土壤微生物多样性之间关系的良好媒介。植物凋落物的化学特性较地上植物群落组成、物种丰富度、物物的化学特性较地上植物群落组成、物种丰富度、物种均匀度能更好地解释土壤内部过程。最近美国国种均匀度能更好地解释土壤内部过程。最近美国国家科学院院刊上的一项研究结果

50、表明家科学院院刊上的一项研究结果表明,土壤微生物多土壤微生物多样性与作为凋落物的植物化学组分的多样性存在正相样性与作为凋落物的植物化学组分的多样性存在正相关关系关关系,而土壤微生物多样性与植物物种多样性之间不而土壤微生物多样性与植物物种多样性之间不存在直接的相关性存在直接的相关性(Meier&Bowman,2008)。因此。因此,迫切迫切需要通过植物凋落物来建立地上、地下生态过程的联需要通过植物凋落物来建立地上、地下生态过程的联系系,从机理上认识植物与微生物之间的作用与反馈。从机理上认识植物与微生物之间的作用与反馈。1.植物与土壤微生物之间的关系植物与土壤微生物之间的关系 植物与土壤微生物之间