干湿交替和压实对土壤生境及细菌空间分布的影响

土壤微生物与生境的关系愈来愈受到土壤学家和生物学家的重视, 但目前的工作大多集中在对不同生境条件下微生物多样性和功能变化的研究，结合特定生境对细菌空间分布的定量化研究还相对薄弱。本研究假设干湿交替和机械压实过程对土壤生境因子产生不同程度的影响，而土壤生境因子的变化又不同程度的影响着土壤细菌的空间分布。因此申请者将模拟研究干湿交替和机械压实过程中原状土体生境因子和细菌空间分布的变化，进而分析土壤生境因子对细菌空间分布的影响。研究中区分土壤物理性和营养性生境因子的变化及其对细菌分布的影响；并采用土壤切片和原位荧光杂交技术在原位状态下定量研究细菌空间分布，然后利用荧光显微镜观察计数能够直观的反映土壤细菌空间分布与土壤生境变化的关联性。研究结果有助于理解土壤胁迫下的土壤生境和生物的相互关系，对评价土壤管理措施的持续性也具有重要理论和实践意义。

围绕干湿交替和机械压实过程对土壤生境因子和土壤细菌的空间分布的影响，申请团队主要开展了下述4个内容的研究：1）原位荧光杂交应用于土壤分析的方法对比改进：针对FISH方法应用于土壤微生物分析时所存在的障碍，比较研究了超声波土壤破碎分离、琼脂固定以及添加溶解酶等对检测效率的贡献。实验结果表明我们所作的比较验证对FISH 和CARD-FISH能够得以在土壤中应用非常关键而必要。而且较之于普通FISH方法，CARD-FISH检测到的荧光信号明亮而易于辨认。2）干湿交替过程对水稻土细菌、古生菌数量和空间分布的影响：应用辣根（HRP-）寡核苷酸标记和酪胺(Tyramide)增强标记信号的CARD-FISH方法对不同节水栽培模式下的水稻土细菌和古生菌分别进行了检测。应用CARD-FISH在玻片和滤膜上都清晰地观测到了细菌信号，但总体上利用分子滤膜作为载体的检测效率（DAPI%）要高于玻片；无论用分子滤膜还是玻片进行检测，表层土壤细菌的密度均显著高于7cm处土壤。3） 干湿交替对土壤生境和微生物性状影响：通过3个干湿交替强度120d室内培养试验，发现干湿交替强度和频率显著影响了土壤孔隙的分布；干湿交替还显著影响了土壤疏水性和土壤微生物生物量C和土壤呼吸速率的变化。4）休耕对机械耕作对稻田土壤紧实度和土壤肥力影响：结果表明与常规机械机械耕作相比，休耕与秸秆还田显著降低了水稻土贯入阻力，并对土壤有机碳与土壤有效养分含量产生了一定程度的影响。.通过该研究的实施，已接收和发表SCI论文2篇，中文核心期刊2篇。而且，研究结果有助于理解土壤胁迫下的土壤生境和生物的相互关系，对评价土壤管理措施的持续性也具有重要理论和实践意义。