全 文 :书不同利用方式下羊草草原土壤生态系统
微生物群落结构的犘犔犉犃分析
邹雨坤1,2,张静妮1,杨殿林1,陈秀蓉2,张天瑞1,2,赵建宁1,赵帅1
(1.农业部环境保护科研监测所,天津300191;2.甘肃农业大学草业学院 草业生态系统教育部重点实验室
中-美草地畜牧业可持续发展研究中心,甘肃 兰州730070)
摘要:本研究利用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析了不同利用方式对羊草草原土壤生态系统微生物群落结构的影响。
结果表明,不同利用方式下羊草草原土壤微生物群落结构发生显著变化。刈割下表征土壤微生物的PLFA总量显
著高于围封和放牧利用,围封条件下PLFA总量最低,相关分析表明,PLFA总量与土壤微生物量碳(熏蒸提取法)
极显著正相关。刈割显著提高了土壤细菌含量,围封使土壤中放线菌含量显著增加,土壤中真菌含量在3种利用
方式下则无显著变化。刈割样地表征细菌的PLFA量最高,为29.6nmol/g,放牧和围封样地中细菌的含量分别比
刈割样地降低了27.8%和49.3%。刈割样地的优势PLFA类型为a15:0,15:0,16:0和18:0,占PLFA总量的
64.6%,放牧样地中优势PLFA类型为i15:0,i16:0和18:1ω9t,占PLFA总量的45.6%;围封样地中,优势PLFA
类型为a15:0,15:0和i16:0,占PLFA总量的46.3%。
关键词:羊草草原;微生物量碳;磷脂脂肪酸
中图分类号:S543+.9;S812.29 文献标识码:A 文章编号:10045759(2011)04002707
土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分,是土壤物质循环和能量流动的主要参与者,也是土壤生态系统
中最活跃的组分之一,推动着土壤有机质的矿化分解和土壤养分C、N、P、S等的循环与转化,对维持草原生态系
统过程和功能具有重要作用。土壤微生物量对土壤条件变化非常敏感,能够快速反映生态系统过程的变化。因
此,土壤微生物多样性及其变化作为生态系统功能的敏感指标,能够较好地指示草原生态环境变化和生态系统功
能的变化[1,2]。研究土壤微生物多样性对不同利用方式的响应和适应机制,在草原生态系统保护、恢复及重建中
具有重要的理论和实践意义[3]。
放牧和刈割是草地的主要利用方式,当前,围绕放牧对草地土壤微生物影响的研究较多,主要集中于放牧对
土壤微生物区系组成、微生物数量及土壤微生物的时空分布变化等领域[410]。而不同利用方式下土壤微生物多
样性及群落结构变化的研究较少,且以往对草地土壤微生物的研究方法多以传统的平板培养为主,根据Amann
等[11]的评估,80%~99%的微生物种不可培养或未能得到培养,表明大部分微生物的特征不能用传统的琼脂培
养基平板培养技术来描述。磷脂脂肪酸(PLFA)法是一种快速、可靠并可重现的分析土壤微生物群落结构的方
法,可用于表征在数量上占优势的土壤微生物群落,包括不可培养微生物,近年来广泛应用于微生物生态学研究
中[12]。磷脂是所有生物活细胞重要的膜组分,在真核生物和细菌的膜中磷脂分别占约50%和98%[13],不同的微
生物体拥有不同的酶体系使得有些生物个体的特定脂肪酸已经稳定遗传[14],因此,对于一些微生物来说,其特定
的PLFA是唯一的[15]。i12:0,12:0,i14:0,14:0,a15:0,15:0,i15:0,a16:0,i16:0,16:0,17:0,cyc17:0,18:0,
a18:0和i19:0是代表细菌的PLFA[16];18:2ω6,9和18:1ω9等一般为真核生物所特有[17],可以作为表征真菌的
PLFA;10甲脂类分子是放线菌的特有脂肪酸[18]。另外,大多数放线菌含有iso或anteiso脂肪酸;cisΔ9为好氧
菌特有脂肪酸[19]。
羊草(犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊)草原是典型草原的主要组成类型,主要分布在我国东北平原、内蒙古高原地带[20]。
第20卷 第4期
Vol.20,No.4
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
27-33
2011年8月
收稿日期:20100602;改回日期:20100706
基金项目:国家自然科学基金(30770367;31000242)资助。
作者简介:邹雨坤(1984),女,陕西定边人,硕士。Email:zouyukun@126.com
通讯作者。Email:dlyang@caas.net.cn
不仅是我国北方防御风沙的天然绿色屏障,而且因为草质好、生产力高、适于放牧,是主要的放牧牧场,在我国北
方畜牧业生产中占有重要地位[21]。研究不同利用方式下羊草草原土壤微生物生态过程,有助于揭示典型草原土
壤微生物的生态分布和土壤微生物群落结构对不同利用方式的响应,为羊草草原的科学化管理、保护生物多样性
和退化草地恢复与重建提供新思路和理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
研究区位于内蒙古呼伦贝尔市陈巴尔虎旗境内,地处东经119°04′12.4″,北纬49°14′55.7″,年均气温2.5℃,
海拔630~650m,年均降水量300~350mm,≥10℃年积温1800~2100℃,无霜期95~105d,土壤类型为栗钙
土。植被类型为羊草典型草原,常见种有大针茅(犛狋犻狆犪犵狉犪狀犱犻狊)、冰草(犃犵狉狅狆狔狉狅狀犮狉犻狊狋犪狋狌犿)、斜茎黄芪(犃狊
狋狉犪犵犪犾狌狊犪犱狊狌狉犵犲狀狊)、草地麻花头(犛犲狉狉犪狋狌犾犪犮犲狀狋犪狌狉狅犻犱犲狊)和草地早熟禾(犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊)等,共有植物52种,分
属15科36属。
1.2 样地设置与样品采集
在植被典型、地势平缓开阔的羊草草原典型地带,选择植被、土壤、地形条件和利用年限相一致的围封、刈割
和放牧样地各3个。围封样地自2001年围封,实行全年封禁;刈割样地每年秋季刈割1次;以围栏外自由放牧的
草地作为放牧样地,属中等利用强度。于2009年7月中旬在试验区每个样地内按照S型曲线选择40个点,去除
表面植被,用直径为5cm的土钻,取0~20cm土壤,最后将40份土样混匀过筛,去除根系和土壤入侵物,采用
“四分法”选取1kg土样冷藏带回实验室保存于-70℃超低温冰箱。
1.3 土壤微生物量碳测定
土壤微生物量碳(microbialbiomasscarbon,MBC)采用熏蒸提取法测定[22]。MBC=(熏蒸浸提液中有机碳
-未熏蒸浸提液中有机碳)/0.411[23],提取液中的总有机碳(TOC)使用 multiNC3100TOC/TN(Jena,German)
分析仪测定。
1.4 土壤微生物磷脂脂肪酸的提取
称取-70℃保存的相当于8.0g干土的新鲜土样,使用BlighDyer提取液提取磷脂脂肪酸;用活化后的硅胶
(100℃,1h)分离,分别加入10mL氯仿、丙酮和甲醇,收集甲醇相为所提取的磷脂脂肪酸;将得到的磷脂脂肪酸
甲脂化,然后采用HP6890气相色谱-HP5973质谱联用仪(GC-MS)进行分析。磷脂脂肪酸(phospholipidfat
tyacid,PLFA)的定性根据质谱标准图谱和已有的相关报道[2426],以正十九烷脂肪酸甲酯内标物进行定量计算。
1.5 数据分析
磷脂脂肪酸定量测定用峰面积和内标曲线法。PLFA含量用nmol/g表示。用SPSS16.0进行方差分析
(ANOVA)、相关分析(correlationanalysis)和主成
图1 不同利用方式下羊草草原土壤微生物量碳
犉犻犵.1 犕犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犮犪狉犫狅狀狅犳犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊
狊狋犲狆狆犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊
不同小写字母表示差异显著(犘<0.05)Thedifferentsmalletters
meanthesignificantdifferenceat犘<0.05
分分析(principalcomponentsanalysis,PCA)。
2 结果与分析
2.1 不同利用方式对土壤微生物量碳的影响
方差分析的结果表明(图1),不同利用方式羊
草草原土壤 MBC含量有显著差异(犘<0.05),刈割
样地土壤MBC最高,为0.784mg/g,其次为围封样
地0.699mg/g,比刈割样地低12.2%。放牧样地土
壤微生物量碳含量仅为0.611mg/g,分别比刈割和
围封样地低28.3%和14.4%,差异显著。
2.2 不同利用方式对土壤微生物磷脂脂肪酸种类
和含量的影响
本试验测得羊草草原土壤中的PLFA共27种
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图2 羊草草原不同利用方式的土壤微生物犘犔犉犃的图谱
犉犻犵.2 犛狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犘犔犉犃狆狉狅犳犻犾犲狊狅犳犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊
狊狋犲狆狆犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊
(C12~C19)(图2),不同利用方式下土壤微生物的
PLFA的种类差异较大,刈割和放牧样地分别有22
种,围封样地有18种。其中,刈割与放牧和围封样地
分别有4种和8种不同的PLFA,放牧与围封样地有9
种PLFA不同。不同的微生物体拥有的磷脂不同,
PLFA种类的改变表明微生物的种类发生了变化,说
明不同利用方式改变了羊草草原土壤微生物的群落组
成。方差分析的结果显示PLFA的总量在不同利用
方式下差异显著(犘<0.05),表现为刈割>围封>放
牧,表明不同利用方式改变了羊草草原土壤微生物的
数量。
2.3 不同利用方式对土壤微生物群落结构的影响
不同利用方式下,羊草草原土壤微生物表征细菌
和放线菌PLFA的量差异显著(犘<0.05)(表1),而
表征真菌 PLFA 的量无显著差异。刈割样地细菌
PLFA含量最高,放线菌PLFA含量以围封样地最高。
说明不同利用方式改变了羊草草原土壤微生物群落结
构,放牧和围封样地中细菌的含量分别比刈割样地低
27.8%和49.3%。
2.4 不同利用方式对羊草草原土壤微生物磷脂脂肪
酸分布的影响
羊草草原土壤微生物群落结构成分随不同利用方
式的改变而改变。刈割样地中,优势类群为a15:0,
15:0,16:0和18:0,占PLFA总量的64.6%;放牧样
地中优势类群为i15:0,i16:0和18:1ω9t,占PLFA总
量的45.6%;围封样地中,优势类群为a15:0,15:0和
i16:0,占PLFA总量的46.3%。
单链饱和 PLFA 占 PLFA 总量的 24.8% ~
64.1%。在不同的利用方式中,单链饱和PLFA的含
量依次为刈割>围封>放牧(表2);单链不饱和PL
FA占PLFA总量的14.7%~30.3%,是革兰氏阴性
细菌(G-)的生物标记物。放牧样地的单链不饱和
PLFA含量最低,且与其他利用方式差异显著,说明放
牧显著降低了革兰氏阴性细菌的数量;刈割、放牧和围
封3种利用方式下,支链PLFA分别占PLFA总量的
22.8%,42.4%和59.6%,支链PLFA是革兰氏阳性
细菌(G+)的生物标记物,说明刈割样地中的革兰氏阳
性细菌所占的比例低于围封和放牧样地。
对羊草草原不同利用方式的土壤微生物PLFA
分别进行主成分分析的结果表明(图3),表征细菌、真
菌和放线菌的PLFA在主成分1和主成分2组成的坐
标平面中的位置漂移,对2个主成分方差贡献较大的
PLFA其组成和数量上都发生了明显的改变。
表1 不同利用方式羊草草原土壤微生物的群落结构
犜犪犫犾犲1 犛狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犮狅犿犿狌狀犻狋狔狊狋狉狌犮狋狌狉犲狅犳犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊
狊狋犲狆狆犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊
利用方式
Landuse
patterns
表征土壤微生物的PLFA含量
SoilmicrobialcharacterizationofthePLFAcontent
(nmol/g)
细菌Bacteria 放线菌Actinomycetes 真菌Fungi
刈割 Mowing 29.6±3.7a 0.36±0.29b 2.6±1.1a
围封Fencing 14.8±1.1c 1.10±0.07a 3.2±1.1a
放牧Grazing 21.4±3.1b 0.54±0.03b 2.7±1.2a
注:同列不同小写字母表示差异显著(犘<0.05)。
Note:Thedifferentsmallettersinthesamecolumnmeanthesignifi
cantdifferenceat犘<0.05.
92第20卷第4期 草业学报2011年
表2 不同利用方式羊草草原土壤微生物犘犔犉犃的分布和含量
犜犪犫犾犲2 犇犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犪狀犱犮狅狀狋犲狀狋狅犳狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾狆犺狅狊狆犺狅犾犻狆犻犱犳犪狋狋狔犪犮犻犱狅犳犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊
狊狋犲狆狆犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊 nmol/g
项目Item 刈割 Mowing 放牧Grazing 围封Fencing
单链饱和PLFASinglechainsaturatedPLFA 20.90±5.71a 4.50±0.17b 8.10±1.38b
单链不饱和PLFASinglechainunsaturatedPLFA 6.50±0.44a 5.50±1.00a 3.70±1.10b
单链多不饱和PLFASinglechainpolyunsaturatedPLFA 0.30±0.26a 0.64±0.05a 0.57±0.23a
支链PLFABranchedchainPLFA 7.46±0.77a 10.80±3.90a 10.70±2.60a
10甲脂类PLFA10formicesterPLFA 0.36±0.29a 0.54±0.03a 1.10±0.07b
PLFA总量TotalcontentofPLFA 32.60±5.13a 18.10±3.69b 25.20±4.22ab
注:同行不同小写字母表示差异显著(犘<0.05)。
Note:Thedifferentsmallettersinthesamerowmeanthesignificantdifferenceat犘<0.05.
图3 各利用方式羊草草原土壤微生物犘犔犉犃
分布的主成分分析
犉犻犵.3 犘狉犻狀犮犻狆犪犾犮狅犿狆狅狀犲狀狋狊犪狀犪犾狔狊犻狊犮犪犾犮狌犾犪狋犲犱犘犔犉犃
犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狊狅犻犾犿犻犮狉狅犫犻犪犾犳狅狉犲犪犮犺犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊
犻狀犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊狊狋犲狆狆犲
○:细菌的PLFABacteriacharacterizationofthePLFAcontent;
◇:真菌的PLFAFungicharacterizationofthePLFAcontent;!:放
线菌的PLFAActinomycetescharacterizationofthePLFAcontent
2.5 MBC与PLFA的相关性分析
MBC与PLFA总量和表征细菌的PLFA表现为极显著的正相关(表3),与真菌细菌比表现为极显著的负相
关,与表征真菌、放线菌、G+、G-和G+/G-没有显著的相关性。
2.6 不同利用方式对羊草草原土壤微生物PLFA的影响
主成分分析的结果显示(图4),2个主成分对总方差的贡献率达到84.2%,根据主成分因子得分矩阵可以得
出第1主成分主要是由放牧(e,d,f)和围封(i,g,h)样地的PLFA的种类和数量决定的,第2主成分是由刈割(a,
b,c)样地的PLFA的种类和数量所决定,也就是说,主成分1代表放牧和围栏封育,主成分2代表刈割。由此得
出,放牧和围栏封育对羊草草原土壤微生物PLFA组成变化的方差贡献为50%,刈割对此方差贡献为34.2%。
表明放牧和围封对羊草草原土壤微生物群落结构的影响程度明显高于刈割干扰。
03 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.4
表3 犕犅犆与各犘犔犉犃标记的相关系数
犜犪犫犾犲3 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狊(狉狏犪犾狌犲狊)犳狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆狊犫犲狋狑犲犲狀犿犻犮狉狅犫犻犪犾犫犻狅犿犪狊狊犮犪狉犫狅狀(犕犅犆)犪狀犱狋犺犲犘犔犉犃犫犻狅犿犪狉犽犲狉狊
磷脂脂肪酸标记PLFAbiomarkers 微生物量碳 MBC
PLFA总量TotalcontentofPLFA 0.921
表征真菌的磷脂脂肪酸PLFAbiomarkersoffungi 0.035
表征细菌的磷脂脂肪酸PLFAbiomarkersofbacteria 0.945
表征放线菌的磷脂脂肪酸PLFAbiomarkersofactinomycetes 0.112
表征革兰氏阳性菌的磷脂脂肪酸PLFAbiomarkersofGrampositivebacteria 0.003
表征革兰氏阴性菌的磷脂脂肪酸PLFAbiomarkersofGramnegativebacteria 0.578
真菌/细菌Fungi/Bacteria -0.683
革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌G+/G- -0.295
:两尾检验,犘<0.01。:2tailedtest,correlationissignificantatthe0.01level.
图4 不同利用方式羊草草原土壤微生物犘犔犉犃的主成分分析
犉犻犵.4 犘狉犻狀犮犻狆犪犾犮狅犿狆狅狀犲狀狋犪狀犪犾狔狊犻狊犮犪犾犮狌犾犪狋犲犱犘犔犉犃狅犳狊狅犻犾
犿犻犮狉狅犫犻犪犾犳狅狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊犻狀犔.犮犺犻狀犲狀狊犻狊狊狋犲狆狆犲
a~c:刈割样地 Mowingplots;d~f:放牧样地Gazingplots;i~h:围封样
地Fencingplots
3 讨论
土壤微生物量碳作为土壤有机碳库中最活跃的
部分,是土壤有机质和养分转化与循环的动力[27]。
本研究表明,不同利用方式下羊草草原土壤 MBC
差异显著,表现为刈割>围封>放牧,这与谷雪景
等[28]的研究结果一致。分析其原因是由于不同区
域的土壤微生物的数量、群落结构和活性除了受该
区域的气候、土壤和地质状况的影响外,还因不同的
地表植被和管理方式而异[29]。由于大型有蹄类动
物的踩踏和选择性取食放牧导致土壤板结和植物群
落类型转变;刈割对植物种群和群落水平上的影响
主要体现为改变了植物的种群密度、群落成分、群落
结构和生物量。而不同植物物种根系分泌物(root
exduates)的化学组成及根系周转(rootturnover)速
率通常存在差异,因而放牧和刈割后对植物组成的
影响会改变根系对土壤的营养物质输入[30],从而影
响土壤 MBC。PLFA的总量与 MBC表现出一致的变化趋势,并且与 MBC表现出极显著的相关性,这也证明了
PLFA作为微生物量表征的可靠性。MBC与PLFA的显著相关性已有一些文献报道[3134],相关系数一般在0.60
~0.91,但是本试验的相关系数是0.921,较以往的研究高。
PLFA是活体微生物细胞膜恒定组分,对环境因素敏感,在生物体外迅速降解,因此特定菌群PLFA数量变
化可反映出原位土壤微生物活体生物量与菌群结构[35,36]。本研究表明,不同利用方式下羊草草原土壤微生物
PLFA的总量、表征细菌和放线菌的PLFA均差异显著;主成分分析的结果表明,不同利用方式的PLFA分布在
2个主成分的坐标平面上位置发生了漂移。结合以上两点表明不同利用方式改变了羊草草原土壤微生物的数量
和群落结构。真菌和细菌的比例可反映真菌和细菌相对含量的变化范围[37]和2个种群的相对丰富程度[38]。本
试验中,围封利用下,土壤的真菌/细菌显著高于其他2种利用方式。Zornoza等[29]的研究指出当生态系统接近
稳定时,真菌的相对含量和真菌/细菌呈下降趋势。本研究认为围封样地真菌相对含量的升高是由于常年封禁无
人为干扰造成的,这与以往的研究结果一致[29,34,39]。
本研究通过磷脂脂肪酸(PFLA)法定量分析表明羊草草原土壤微生物在不同利用方式下土壤PFLA的种类
和含量均发生了改变。刈割干扰下,PLFA的总量和表征细菌的PLFA 含量最高;围封下PLFA的总量和表征
细菌的PLFA含量最低,但表征放线菌的PLFA含量最高。因此,在草地的合理利用与科学管理中,应根据草原
的健康状况保持适度的干扰将更有利于草原生态系统的健康与稳定。
13第20卷第4期 草业学报2011年
参考文献:
[1] CopleyJ.Ecologygoesunderground[J].Nature,2000,406:452454.
[2] ChapinFS,WalkerBH,HobbsRJ,犲狋犪犾.Bioticcontroloverthefunctioningofecosystems[J].Science,1997,277:500504.
[3] SutherlandWJ,ArmstrongBrownS,ArmsworthPR,犲狋犪犾.Theidentificationof100ecologicalquestionsofhighpolicyrele
vanceintheUK[J].JournalofAppliedEcology,2006,43:617627.
[4] 王少昆,赵学勇,赵哈林,等.不同强度放牧后沙质草场土壤微生物的分布特征[J].干旱区资源与环境,2008,22(12):
164167.
[5] 李春莉,赵萌莉,韩国栋,等.放牧对短花针茅草原土壤微生物和土壤养分的影响及其季节动态[J].干旱区资源与环境,
2009,23(4):184189.
[6] 宁远英,徐杰,张功.科尔沁沙地放牧干扰恢复过程中植被组成和生物结皮微生物数量的变化[J].内蒙古大学学报(自然科
学版),2009,40(6):670675.
[7] 高雪峰,武春燕,韩国栋.放牧对典型草原土壤中几种生态因子影响的研究[J].干旱区资源与环境,2010,24(4):130133.
[8] 顾爱星,范燕敏,武红旗,等.天山北坡退化草地土壤环境与微生物数量的关系[J].草业学报,2010,19(2):116123.
[9] 李东,黄耀,吴琴,等.青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究[J].草业学报,2010,19(2):160168.
[10] 赵有翼,蔡立群,王静,等.不同保护性耕作措施对三种土壤微生物氮素类群数量及其分布的影响[J].草业学报,2009,
18(4):125130.
[11] AmannRI,LudwigW,SchleiferKH.Phylogeneticidentificationandinsitudetectionofindividualmicrobialcelswithout
cultivation[J].MicrobiologicalReviews,1995,59:143169.
[12] 钟文辉,蔡祖聪.土壤微生物多样性研究方法[J].应用生态学报,2004,15(5):899904.
[13] 颜慧,蔡祖聪,钟文辉.磷脂脂肪酸分析方法及其在土壤微生物多样性研究中的应用[J].土壤学报,2006,43(5):851
859.
[14] ZelesL,BaiQY,BeckT,犲狋犪犾.Signaturefattyacidsinphospholipidsandlipopolysaccharidesasindicatorsofmicrobialbio
massandcommunitystructureinagriculturalsoils[J].SoilBiologyandBiochemistry,1992,24(4):317323.
[15] BthE.Theuseofneutrallipidfattyacidstoindicatethephysiologicalconditionsofsoilfungicomparisonofphospholipid
fattyacid(PLFA)andtotalsoilfattyacidmethylesters(TSFAME)forcharacterizingsoilmicrobialcommunities[J].Micro
bialEcology,2003,45(4):373383.
[16] PrihaO,GraystonSJ,PennanenT,犲狋犪犾.MicrobialactivitiesrelatedtoCandNcyclingandmicrobialcommunitystructure
intherhizospheresof犘犻狀狌狊狊狔犾狏犲狊狋狉犻狊,犘犻犮犲犪犪犫犻犲狊and犅犲狋狌犾犪狆犲狀犱狌犾犪seedlingsinanorganicandmineralsoil[J].FEMSMi
crobiologyEcology,1999,30(2):187199.
[17] Frotegard?,BthE,TunlidA.Shiftsinthestructureofsoilmicrobialcommunitiesinlimedforestsasrevealedbyphos
pholipidsfattyacidanalysis[J].SoilBiologyandBiochemistry,1993,25(6):723732.
[18] BaiQ,GattingerA,ZelesL.Characterizationofmicrobialconsortiainpaddyricesoilbyphospholipidacidanalysis[J].Mi
crobialEcology,2000,9(4):273281.
[19] 白震,何红波,张威,等.磷脂脂肪酸技术及其在土壤微生物研究中的应用[J].生态学报,2006,26(7):23872394.
[20] 高伟,鲍雅静,李政海,等.不同保护和利用方式下羊草草原群落生物量及能量功能群构成的比较[J].干旱区资源与环境,
2010,24(6):132136.
[21] 李季春.内蒙古羊草草原主要建群草种的光合参数[J].中国农学通报,2010,26(1):227230.
[22] 林启美,吴玉光,刘焕龙.熏蒸法测定土壤微生物量碳的改进[J].生态学杂志,1999,18(2):6366.
[23] VanceED,BrookesPC,JenkinsonDS.Anextractionmethodformeasuringsoilmicrobialbiomass[J].SoilBiologyandBi
ochemistry,1987,19:703707.
[24] O′LearyW M,WilkinsonSG.Grampositivebacteria[A].MicrobialLipids[M].London:AcademicPress,1988:117202.
[25] VestalJR,WhiteDC.Lipidanalysisinmicrobialecology:Quantitativeapproachestothestudyofmicrobialcommunities[J].Bio
Science,1989,39:535541.
[26] BossioDA,ScowKM.Impactsofcarbonandfloodingonsoilmicrobialcommunities:Phospholipidfattyacidprofilesand
substrateutilizationpatterns[J].MicrobialEcology,1998,35:265278.
[27] 王启兰,王长庭,杜岩功,等.放牧对高寒嵩草草甸土壤微生物量碳的影响及其与土壤环境的关系[J].草业学报,2008,
17(2):3946.
23 ACTAPRATACULTURAESINICA(2011) Vol.20,No.4
[28] 谷雪景,赵吉,王娟.内蒙古典型草原土壤微生物生物量研究[J].农业环境科学学报,2007,26(4):14441448.
[29] ZornozaR,GuerreroC,MataixSoleraJ,犲狋犪犾.Changesinsoilmicrobialcommunitystructurefolowingtheabandonmentof
agriculturalterracesinmountainousareasofEasternSpain[J].AppliedSoilEcology,2009,42:315323.
[30] ThorntonB,MilardP.Effectsofseverityofdefoliationonrootfunctioningingrass[J].JournalofRangeManage,1996,
49:443447.
[31] FengY,MottaAC,ReevesDW,犲狋犪犾.Soilmicrobialcommunitiesunderconventionaltilandnotilcontinuouscottonsys
tems[J].SoilBiologyandBiochemistry,2003,35:16931703.
[32] BünemannEK,BossioDA,SmithsonPC,犲狋犪犾.Microbialcommunitycompositionandsubstrateuseinahighlyweathered
soilasaffectedbycroprotationandPfertilization[J].SoilBiologyandBiochemistry,2004,36:889901.
[33] HacklE,PfefferM,DonatC,犲狋犪犾.Compositionofthemicrobialcommunitiesinthemineralsoilunderdifferenttypesof
naturalforest[J].SoilBiologyandBiochemistry,2005,37:661671.
[34] AlisonVJ,MilerRM,JastrowJD,犲狋犪犾.Changesinsoilmicrobialcommunitystructureinatalgrassprairiechronose
quence[J].SoilScienceSocietyofAmericanJournal,2005,69:14121421.
[35] LiuBR,JiaGM,ChenJ,犲狋犪犾.Areviewofmethodsforstudyingmicrobialdiversityinsoils[J].Pedosphere,2006,16(1):
1824.
[36] ZelesL.Fattyacidpatternsofphospholipidsandlipopolysaccharidesinthecharacterisatonofmicrobialcommunitiesinsoil:
Areview[J].BiologyandFertilityofSoils,1999,29(2):111129.
[37] FrostegardA,BaathE,TunlidA.Shiftsinthestructureofsoilmicrobialcommunitiesinlimedforestsasrevealedbyphos
pholipidfattyacidanalysis[J].SoilBiologyandBiochemistry,1993,25:723730.
[38] FederleTW.Microbialdistributioninthesoilnewtechniques[A].In:MegusarF,GantarM.PerspectivesinMicrobialE
cology[M].Ljubljana,Yugoslavia:SloveneSocietyforMicrobiology,1986:493498.
[39] VanderWalA,vanVeenJA,SmantW,犲狋犪犾.Fungalbiomassdevelopmentinachronosequenceoflandabandonment[J].
SoilBiologyandBiochemistry,2006,38:5160.
犘犺狅狊狆犺狅犾犻狆犻犱犳犪狋狋狔犪犮犻犱犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犿犻犮狉狅犫犻犪犾犮狅犿犿狌狀犻狋狔狊狋狉狌犮狋狌狉犲狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犾犪狀犱狌狊犲狆犪狋狋犲狉狀狊犻狀狊狅犻犾犲犮狅狊狔狊狋犲犿狊狅犳犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊狊狋犲狆狆犲狊
ZOUYukun1,2,ZHANGJingni1,YANGDianlin1,CHENXiurong2,
ZHANGTianrui1,2,ZHAOJianning1,ZHAOShuai1
(1.AgroEnvironmentalProtectionInstitute,MinistryofAgriculture,Tianjin300191,China;2.Pratacultural
Colege,GansuAgriculturalUniversity,KeyLaboratoryofGrasslandEcosystemMinistryofEducation,
SinoU.S.CentersforGrazingLandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Effectsofdifferentlandusepatternsonthestructureofmicrobialcommunitiesofthe犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀
狊犻狊steppesoilecosystemswerestudiedbyphospholipidfattyacidanalysis.Soilmicrobialcommunitystructure
changedunderdifferentlandusepatterns.MicrobialcharacterizationofthetotalPLFAcontentofmownplots
wassignificantlyhigherthanthoseofthefencedandgrazedplots,andtotalPLFAcontentofthefencedplots
wasthelowest.CorrelationanalysisshowedthatthetotalconcentrationofPLFAwassignificantlypositively
correlatedwithmicrobialbiomasscarbonasdeterminedbythefumigationextractionmethod.Mowingsignifi
cantlyincreasedbothsoilbacterialcontentandactinomycetecontentoffencedplotsbutsoilfungalcontentwas
notsignificantlyaffectedunderdifferentlandusepatterns.BacterialcharacterizationofPLFAinmownplots
wasthehighest(29.6nmol/g,bacterialcontents)withgrazedandfencedplotsat27.8%and49.3%respec
tively.DominantPLFAtypeofmownplotswerea15:0,15:0,16:0and18:0,andaccountedfor64.6%ofto
talPLFA;DominantPLFAtypeofgrazedplotswerei15:0,i16:0and18:1ω9t,andaccountedfor45.6%of
totalPLFA;DominantPLFAtypeoffencedplotswerea15:0,15:0andi16:0,andaccountedfor46.3%ofto
talPLFA.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犔犲狔犿狌狊犮犺犻狀犲狀狊犻狊steppe;microbialbiomasscarbon;phospholipidfattyacid
33第20卷第4期 草业学报2011年