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土壤微生物研究方向范文1
（贵阳职业技术学院，贵阳 550081）
摘要：采用T-RFLP法实验研究贵州省特有药用植物根际丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）的多样性。结果表明： 4种贵州省特有药用植物根际AMF种类丰富，数量较大。植物种类不同，对应的AMF群落多样性有较大差异，证明了宿主植物对根际微生物群落结构多样性的影响；同时，有机质、pH和速效磷对根际AMF群落多样性影响较大。
关键词 ：丛枝菌根真菌；贵州特有药用植物；群落多样性
中图分类号：S567 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0219-02
作者简介：封晔（1981-），女，陕西绥德人，贵阳职业技术学院讲师，研究方向为微生物应用。
0 引言
贵州特有药用植物是指目前在贵州省境内发现有分布并具有药用价值，但是在贵州以外的其它地区都没有分布的物种，其代表种类有：银背叶党参、梵净山小檗、梵净山蒲儿根、梵净山冠唇花、梵净山火绒草、梵净山紫苑、短茎羊藿等[1]。
菌根真菌（Mycorrhizal fungi）在自然界中有着重要的生态作用，它可以与世界上大多数的维管植物根系形成互惠共生体。丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是菌根中分布最广泛的一类。研究表明，AMF因其能扩大植物根系吸收面积、加快养分运输速率、分泌活化物质、提高光合速率等直接和间接作用，改善宿主植物的矿质营养，增加植物中的碳积累，进而促进植物生长[2]。
目前对药用植物AMF的研究主要集中在菌根多样性或接种菌根真菌对植物的影响。李品明等对重庆市13种中药材植物的AMF物种多样性进行了研究，结果表明，从中药材植物根际土壤中分离出了10种菌根真菌，隶属三个科[3]。王森等以山西历山自然保护区暴马丁香、连香树、南方红豆杉和领春木4种珍稀药用植物为材料，从4种植物根际共鉴定AMF 27种[4]。在国内因药用植物种质资源丰富，宿主范围十分广泛，目前已经对上百种药用植物进行了研究。
长久以来，中药材大多来自野生药用植物，但随着对药用植物需求的不断增加，野生药用植物已经无法满足人们对药用植物的需求，甚至濒临灭绝，加之人工栽培技术落后、栽培措施不配套等原因，导致药用植物种质退化、质量下降、入药性质不稳定等。本课题主要是通过对贵州特有药用植物根际土壤采集和分析，研究药用植物根际AMF种质资源及多样性，以期为充分发掘和利用AMF资源，筛选AMF优势菌，利用菌根生物技术提高药用植物产量、品质和扩大人工栽培区提供材料和依据。
1 材料与方法
1.1 研究地概况
采样地位于贵州东南部茂兰保护区及织金县牛场镇。本区处于温暖湿润的中亚热带气候区，区域内有雷公山和月亮山，分布着适宜常绿栎林及热带常绿阔叶林生长的红壤和红黄壤，海拔最高处为2178．8m，最低处137m。区域内有中草药资源十分丰富。
1.2 样品采集
2014年10月在贵州省茂兰保护区及织金县牛场镇采集铁皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）、黄连（Coptis chinensis Franch.）、太子参（Pseudostellaria heterophylla(Miq.) Pax）、丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）根系及根际土。每株按东西南北4个方位，除去5cm厚的表层土后，挖10～20cm深的土壤剖面，剪取带有细根的根系，用塑胶袋存放根系和根际土样品。经检测，土样基本性质如表1所示。
1.3 AMF的形态观察及其侵染能力的检测
采用Philips和Haymay染色方法进行观察和计算。
1.4 分子生物学方法分析样品多样性
1.4.1 总DNA的提取和纯化
采用Zhou 等[5]的酶裂解法提取土壤总DNA。
1.4.2 PCR扩增
采用由大连宝生物公司合成的引物AM1 和NS31扩增18SrDNA施测。反应体系为20ml.PCR扩增产物用1.0 %琼脂糖凝胶电泳检验。
1.4.3 群落多样性分析
采用T-RFLP方法分析样品，以图谱中每一个限制性片段（T-RF） 为一个OTU，测定OTU数目即为物种丰富度指数（S），峰高值低于100荧光单位的峰不计入分析范畴。根据丰富度指数（S）和相对峰高值（Pi）测定均匀度指数（E） 和Shannon多样性指数（H）。
相对峰高值（Pi） ：Pi= ni/ N
均匀度指数（E）：E＝H/lnS
Shannon指数（H）：H＝－∑PilnPi
式中，N为该样品所有累计峰高，ni为第i个T-RF峰值。
1.5 数据分析
用表3中的实验数据代入EXCEL（2003）、spss（V17.0）软件系统进行汇总和分析。
2 结果与分析
2.1 根际AMF的形态及其侵染率
从表2中可见，不同宿主植物根系菌根真菌侵染率不同，四种植物中铁皮石斛的菌根侵染率最高，丹参最低。对比采样环境可以看出，侵染率与土壤性质有一定相关性。其中pH越高侵染率越高；侵染率与速效磷和速效钾呈反比。
2.2 群落多样性
2.2.1 样品总DNA提取和基因的扩增结果
从土壤中提取出的总DNA粗提样品中有大量黑褐色杂质，基因组片段大小为20 kb，用1%琼脂糖电泳检测，条带明亮齐整，这说明所得到的微生物总DNA比较完整。扩增的18 SrDNA基因片段长度为550 bp。
2.2.2 群落多样性指数
表3可见，4个样品的根际AMF多样性存在明显的差异。其中，丰富度指数和Shannon指数最高的是黄连，最低的是太子参，表明植物种类的差异对根际AMF群落多样性有影响。
3 结论和讨论
根际微生物活性及群落结构的变化是评价土壤生态系统的重要指示因子，通过观察其变化能够发现植物和土壤质量[6]。本研究表明，4种贵州省特有药用植物根际AMF种类丰富，数量较大。由于植物种类的不同，AMF群落多样性也存在很大的差异。由此可见，宿主植物也会影响根际微生物群落结构多样性。但Oehl具有不同意见，他认为土壤类型和土地利用模式决定了AMF的群落结构[8]。
对于根际微生物来说，很多的环境因子都对其群落多样性影响很大，如有机质、pH和速效磷等，这是因为土壤微生物中的养分越高，营养物质就越多，这有利于其活性的增加。卜洪震等发现使用肥料后可以促进土壤微生物的活性，并且不同施肥处理对土壤微生物量碳和微生物多样性有着重要影响[7]。本研究中速效磷是影响AMF群落多样性的一个主要因素。而从O’Donnell 等[8]学者的研究成果来看，土壤pH值也是一个重要的土壤微生物群落多样性影响因子。徐辉[9]在现有研究成果的基础上展开进一步研究，发现速效磷也直接影响刺槐和沙棘根际AMF侵染率。在自然环境中随着环境因子的变化，土壤微生物群落的形成和变化也会随之调整，这说明土壤微生物的生长和环境因子有着直接关系。通过研究土壤微生物群落动态变化，也就为了解生态系统的土壤健康状况和植被发育阶段提供了可能。
参考文献：
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[6]滕应，黄昌勇，骆永明，龙健，姚槐应.铅锌银尾矿区土壤微生物活性及其群落功能多样性研究.土壤学报，2004，41（1）： 113-119.
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土壤微生物研究方向范文2
关键词：菌剂；配施；生物有机肥
中图分类号：S14 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2012）-10-0241-1
1 菌剂及其作用
菌剂是指用人工培育或天然采集培育等方式，生产出一种具有特定微生物菌种培养活性的微生物制剂。菌剂是一种辅肥料，它是通过人工培育的微生物具有一定的自主生命活动的原理，对植物的营养吸收及其对植物生长环境进行要求调节，合理分配给养时间，达到有利植物生长的目的。
施用菌剂后可以明显增加土壤微生物含量，分解营养元素加快，为作物的各个营养阶段提供植物所必须的影响，尤其是对土壤的调节作用明显，我国大量施用无机肥料等肥料，影响了土壤的本底作用，使原有的土壤遭到破坏，养分流失严重，尤其以磷肥的损失较为严重，有机肥的施用减少了无机肥料的用量，菌剂可以很好的固定土壤中的养分，为作物后期生长提过营养保证，同时菌剂的施用可以提高各种优势菌类的繁殖，可以明显的形成抑菌作用，优势菌种抑制了其他危害菌群的发展，明显起到减缓病虫害发生的作用。
2 菌剂与有机物料施用的研究
随着我国工农业的发展，为农业肥料的生产提供了广阔的生产空间，现今有机物料的来源主要有：工业废弃物。生活废物。农业废弃物。禽畜粪便。城市污泥。这些物质都可以作为农业生产中最重要的一部分应用于生产。各种有机物优点很多，不但能提供作物所需要的各种营养物质，同时价格极其低廉，采集方便。
有机物料施用的前期需要进行简单的堆积，这样可以方便废料中养分的释放。加入菌剂后明显的影响堆体的升温过程和降温过程，未添加微生物菌剂的对照试验表明在堆积过程中升温相对缓慢、降温速度加快；添加不同微生物菌剂的堆肥中的养分含量变化不同，其中添加加速腐额菌剂和秸秆腐熟剂处理的堆肥总养分含量高于其他菌剂和对照，证明了菌剂的施用对肥料养分含量的固定有极其重要的作用。
3 生物菌剂在生产上的应用
有机肥可以很好的应用于农作物的生产中，直接影响土壤的保肥性、保水性、缓冲性、耕性和通气状况等，起到提高作物产量、保水保肥、改善作物品质方面的作用。根据各种试验表明施用生物菌剂的农田产量等明显高于完全施用无机肥料的农田，主要原因是生物菌剂提高了土壤对养分的蓄含量，使作物的两大营养时期有足够的养分供给，调节了微生物生长环境，防止了病害的发生。这些都有利调节作物的产量，为高产稳产做保证。
4 我国在有机肥发展中存在的问题
第一，中国发展过程中企业产品的质量意识要求相对较低。大多数生产生物有机肥公司产量相对较低，主要原因是设备先进程度落后，技术支持方面跟不上，缺乏质量方面的检疫工作，生产手段单一，这些因素制约着企业的发展，农民买肥之后明显感到质量较差，施用之后作用不是很明显，所以对生物有机肥失去了信心。
第二，企业发展过程中缺乏自主创新能力。生物有机肥的生产过程中对技术方面的要求相对来说高，主要是因为有机肥发酵腐熟分解过程中菌剂对环境的要求是极其严格的，如果稍有不慎可能造成肥料的总体质量下降。如果要想使肥料的施用过程中定向的面对某一种肥料，还需要定向的培育一种优势种群的发展，但是我国这方面技术的发展还不是很显著，大量的技术都是向有关机构采购，很少进行自主研发生物有机肥生产技术。
第三，菌剂肥料的法制建设落后于实践应用，导致肥料市场管理相对混乱，产品的含量，作用等方面的标示不规范。从2000年开始，我国开始应用市场调节等手段开始管理我国的有机肥料市场，但是总体环境还是很不正式的，有些肥料明显夸大自己的作用，同时用没有菌剂或者菌剂含量极少的肥料冒充含量多的肥料，这些都对该行业的发展起到了局限作用，我国必须要实行登记管理的制度，更好的、更快的规范现有市场的机制，加强市场规范制度，使肥料结构发展更加合理快速。
5 结论
建设生态文明，形成节约能源和保护环境的产业结构，是中国可持续发展道路的总方针。因此建设一个资源节约型和环境友好型生态农业，对中国农业健康、稳定的发展非常重要。从多年的田间应用效果看，微生物肥料对粮食增产有一定的作用，但十分有限。微生物肥料和化肥是互相补充、相互合作的关系，微生物肥料中的功能微生物，可以通过增强营养吸收、改善土壤性状、促进作物生长以及减少病害发生等方式，达到提高作物产量和减少化肥施用的目的。从微生物肥料本身具有的特性看，其产品市场是十分广阔的。
参考文献
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[3] 刘凤莲.微生物肥料的应用[J].北方园艺，2007，（12）：85-86.
土壤微生物研究方向范文3
1中国草地生态系统碳循环的影响因素
1.1气候因素对中国草地生态系统碳循环的影响对于草地生态系统碳循环来说，具体来说草地生态系统碳循环与温度、降水量及蒸发量有着密切的关系。首先，在温度升高的条件下，土壤会在温度作用下进行碳的分解，从而提高碳的含量。其次，在降水量较大的季节，蒸发相对会减少，所以当降水量大于蒸发量时，也会进一步促进碳含量的集聚。但是由于中国气候多变，地形广阔，所以气候因素对碳循环的影响还要充分考虑到不同地域之间的差异，只有这样才可以更好地理解和研究气候因素对中国草地生态系统碳循环的影响。
1.2土壤因素对中国草地生态系统碳循环的影响对于草地的碳含量来说，大部分是依靠土壤来进行转化和储存的。简单来说，中国草地生态系统碳循环还受到土壤因素的影响，包括土壤质地、土壤微生物的含量及土壤pH值。首先，对于土壤的质地来说，土壤粉粒、黏粒的含量越高，土壤产生的碳含量也就越高；其次，对于土壤微生物的含量来说，只有土壤中微生物的含量提高，才可以进一步促进土壤的分解，实现碳含量的稳定，使草地系统中的碳含量保持在一个稳定的数值之内；最后，土壤的pH值与碳含量之间的关系，主要是在其他因素不变的情况下，土壤的pH值过高或过低会对微生物的活性产生影响，从而间接影响土壤的碳含量，威胁到草地生态系统碳循环的正常进行。
1.3人为因素对中国草地生态系统碳循环的影响除了以上因素之外，人类在生产和生活中的一些行为会对碳的排放造成影响。如人类的放牧活动，适度放牧不会对草地碳含量与循环造成影响，而过度放牧将会使牧草的数量下降，不利于碳循环的稳定进行。
1.4大气二氧化碳浓度对中国草地生态系统碳循环的影响大气二氧化碳浓度的升高，是人类近年来研究的重点，因为二氧化碳浓度的升高已经对人们的生活产生了很大影响，尤其是对中国草地生态系统碳循环的影响更大。二氧化碳是进行光合作用的重要因素，而通过光合作用并没有使地表植物释放的碳含量增加，而会造成土壤内部微生物分解作用增加，从而产生更多的碳。所以，高浓度的二氧化碳只是在微生物分解与大气二氧化碳之间的循环产生作用。
2中国草地生态系统碳循环的研究发展
2.1中国草地碳评估研究方法的更新与应用随着中国草地生态系统碳循环的研究不断开展，草地碳评估研究方法也得到了进一步的更新与发展。越来越多的科学技术被用来评估草地碳含量，包括静态评估方法、动态评估方法、采用模型结合实测数据法及同位素评估法，都被广泛地应用于中国草地碳评估中，使得草地碳评估研究方法取得更大的发展，促进获取更丰富的研究成果。
2.2中国草地恢复技术的提高与进步为了更好地促进草地生态系统中碳含量的稳定，学者的研究方向已经从单一的碳含量研究转变为加强对草地恢复技术的分析和实验，进一步扩大了草地生态系统碳循环的研究范围。就目前的研究来看，中国草地恢复技术主要包括围封、禁牧、补播和退耕还草等几种新方法，被广泛应用后进一步维持草地生态系统碳循环的稳定。
2.3中国草地生态系统碳循环管理机制的建立与完善对于草地生态系统来说，只有草地的面积和覆盖率得到保证，才可以有效保障碳循环的稳定。所以，草地生态系统碳循环管理机制的建立与完善是十分必须的。而根据调查显示，目前关于草地生态系统管理日趋完善，各种管理机制和条例也纷纷出台，这样就有效解决了中国草地生态系统碳循环的监管问题，进一步促进生态平衡。
3结语
土壤微生物研究方向范文4
关键词：马齿苋；放线菌；菌株
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）32-0168-02
植物内生菌是一类相对未开发的微生物资源，目前已经受到越来越多学者的关注。据报道，近年来发现的新的生物活性物质有51%分离自植物内生菌的新物种，而仅有38%分离自土壤微生物，可见植物内生菌资源巨大的开发潜力。植物内生菌普遍存在于目前已经研究过的各种类型的植物中。目前全世界至少已在80多个属290多种禾本科植物中发现有内生真菌。20世纪70年代后期，内生菌在一些重要的经济林木，如冷杉、云杉、紫杉等植物树皮、枝叶中相继被发现并得到了广泛的研究。同时在多种灌木、草本植物以及栽培植物、果树等发现了大量的内生菌。从目前研究来看，尚未发现没有分离到内生菌的植株，因此可以推断内生菌在马齿苋体内是普遍存在的。马齿苋（Portulaca oleracea L.）为马齿苋科一年生草本植物，《中华人民共和国药典》2010年版记载，马齿苋的功能与主治包括：清热解毒，凉血止血，止痢。用于热毒血痢，痈肿疔疮，湿疹，丹毒，蛇虫咬伤，便血，痔血，崩漏下血。其药用价值体现为以下几个方面：预防和治疗糖尿病、降血脂和防治动脉粥样硬化、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤和提高机体免疫、抗细菌作用等六个方面。放线菌一直是抗生素、酶和酶抑制剂等有用生理活性物质的主要产生菌。云南独特的气候环境蕴藏着丰富的生物资源，马齿苋内生放线菌的研究意义重大。
一、菌种的分离
植物内生菌大多生存于植物组织的内部，它们或定植于植物组织细胞内部或定植于组织细胞之间，与植物组织紧密相连。植物内生菌的这一定植特点必然会给内生菌的分离带来较大的障碍。内生菌与植物组织是否能达到较为充分的分离，成为影响植物内生菌分离的一个重要环节。
1.分离菌株的多样性分析。通过形态观察、气生菌丝、基内菌丝、可溶性色素的比较等进行排除重复，将这些菌株进行培养，分别提取其基因组DNA，并根据细菌的16S rRNA基因通用引物来扩增已筛选出来的16S rRNA基因，同时进行16S rRNA基因序列测定，按照Cui等使用的方法进行。将分离株的16S rRNA基因序列提交到GenBank进行基因注册，用Blast搜索软件从GenBank、DDBJ和ENBL等公共数据库中进行相似性搜索，调处相似性最高的相关菌株的16S rRNA基因序列，用相关软件进行序列比对、相似性计算、进化距离矩阵计算、聚类分析和系统进化树构建等系统发育分析。采用16S rRNA基因序列相似性小于97%的菌株属于不同物种的归类原则，采用Shannon winner指数（H）和均匀度指数（E）估算多样性。
2.内生放线菌的抗癌、抑菌活性筛选。放线菌作为一种重要的微生物资源，从中筛选抗生素类物质的几率要远比其他类群的微生物高。随着微生物资源研究的深入，从传统的土壤放线菌中寻找新的具生物活性的物质越来越难。近年来，人们从微生物中分离得倒的化合物，有近99.9%是重复发现的。因此必须不断开发新的微生物菌种资源来寻找新的微生物次级代谢活性物质，而内生菌作为一个相对未开放的资源，是新基因和新物种的一个丰富而可靠的资源，新基因和新物种通常又意味着新的天然产物及新的活性物质。马齿苋内生放线菌作为一个新的微生物资源，蕴含着丰富的放线菌类群，从这些内生放线菌菌群出发进行活性物质的筛选工作，或许能寻找到新的抗癌药物或抗生素类物质
二、新的物种的鉴定
对马齿苋的内生放线菌进行分离培养中，加入得到了一株极有可能为新种的放线菌，应当对该菌作进一步的多相分类鉴定。
1.形态和培养特征。形态观察，将菌株接种在含培养基的平板上，进行埋片培养，先用光学显微镜观察形态，并选择生长密度适宜的埋片喷金镀膜，进行电镜观察。参照国际链霉菌规划中有关放线菌的培养特征描述所采用的标准培养基进行。观察基内菌丝、气生菌丝的生长情况和颜色，可溶性色素是否产生及产生的颜色。
2.生理生化特征。菌株的生理生化特征的选择主要根据伯杰氏手册中相应属、种有关内容进行。主要有PH耐受实验、盐浓度耐受实验、温度实验、唯一碳、氮源生长实验、酶的产生、明胶液化、牛奶胨化和凝固、纤维素生长、硝酸盐还原、硫化氢产生、尿素的利用和黑色素的产生等实验。
3.细胞化学特征。利用快速薄层层析法进行全细胞氨基酸及全细胞水解液糖型的分析。参照Minnikin和Collins，M.D.的方法进行磷酸类脂的提前、纯化及组分分析。参照Collins，M.D.的方法进行醌的提取和分析。用高压液相来分析醌型。使用全自动细菌鉴定系统来进行脂肪酸组分的分析。
4.分子分类研究。内容主要有：基因组DNA的提取和16S rRNA基因序列的扩增；系统发育分析；DNA G+C含量的测定；DNA-DNA分子杂交。
参考文献：
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土壤微生物研究方向范文5
关键词：微生物油气勘探 储层评价 异常模式 含油气性预测
作为近地表油气化探技术的重要指标，微生物的数量与种类在近地表油气化探创立初期就为人们所注意。上世纪30年代，前苏联地质学家最早提出了以近地表土壤的烃氧化菌作为指标进行油气勘探的设想。50年代末，美国菲利普石油公司创造了微生物石油测量技术。大致同时，德国研究人员提出了油气微生物勘探技术。它们的本质都是利用特定种群的微生物指标来推断储层的含油气性。
一、微生物油气勘探技术体系
1.技术原理
油气埋藏中的烃类成分向地面方向的铅直运动位移是地表油气化探的原理。微生物油气勘探技术作为地表油气化探的手段之一同样基于此。地下油气藏中烃类组分在浓度和压力的作用下，必然会向上运移，在地表形成自身浓度较高的区域。而这个区域存在的某些微生物，以这些烃类作为唯一的碳源。因此，随着烃类浓度的变化，这些微生物的发育程度也会有所变化。主要体现在微生物高值的异常。这样就可以将微生物的异常与油气的埋藏联系起来。
2.常用指标筛选与异常划分
上世纪五六十年代，地表微生物油气勘探技术初现之时,人们首先对指标的细菌的种类进行了探索。最早用于油气勘探的是甲烷氧化菌,但后续成果表明这类细菌在应用中存在影响因素,首先甲烷来源上，由于近地表中大量存在的纤维素分解菌可以把土壤中的纤维素分解为甲烷和二氧化碳,引起甲烷浓度增加,从而导致甲烷氧化菌发育。所以必须在纤维素分解菌浓度比较低时,才可使用甲烷氧化菌为勘探指标。所以地表微生物油气勘探时,甲烷氧化菌须和纤维素分解菌一起使用,或进行碳、氢同位素检验,以确定甲烷的来源与类型。相比于甲烷氧化菌,乙/丙/丁烷等氧化菌受地表干扰相对比较小,这是由于这些较重的烃类难以因地表作用产生。基本是地下油气藏烃成分的运移产物。因此,在地表微生物油气勘探的过程中最常用的指标是乙烷、丙烷和丁烷氧化菌。地表微生物技术使用于天然气勘探,因天然气藏主要成分为甲烷,很难在地表造成乙、丙和丁烷等氧化菌的异常,所以主要采信甲烷氧化菌。依照测量值的大小,把测区分成A级异常区、B级异常区、不确定区与背景区。
3.典型异常模式
通过已知区域上方进行的地表微生物测量,得出地表微生物油气勘探的几种典型异常模式。
甲.干孔大都位于微生物测值背景区或不确定区。
乙.已开采的老区域微生物总表现出低值异常。油气藏经开采压力降低,向上的渗漏就会减弱或停止。导致微生物低值异常。相反，未经开采区域，由于垂向渗漏，将会导致高值异常。已开采油井因为注水导致使压力升高,继续引发油气微渗漏,亦会引发地表微生物的高值异常。
二、微生物油气勘探技术发展概况
微生物油气勘探技术滥觞至今已经有近80年的历史。最早由前苏联微生物学家和勘探家发轫，40年代美国分离出地表土壤中的烃氧化菌并将其作为油气藏性质指标。我国自1955年由中科院菌种保藏委员会与前石油工业部合作了微生物勘探石油的研究。90年代中期至今已在二连盆地、四川盆地、华北油田等已知或未知区域进行了地表土壤微生物的勘探研究，取得了良好的验证与预测效果。2002年，合肥石油化探研究所在其研究项目中也对微生物油气勘查进行了试验探究。
三、微生物油气勘探技术应用领域
1.未采区含油气性预测
地表微生物的高值异常区域是油气藏烃渗漏的有效指标，所以单独使用微生物技术针对未知区开展含油气性预测从理论上可行。但在综合勘探已是目前大势的情形下,该技术应更多地与其他勘探手段相结合。既可与其他地球化学勘探方法结合使用,也可将其与本地地质资料和地震等物探资料对照使用。
2.成熟探区储层评价
在其应用早期，微生物油气勘探技术仅应用于油气远景区的预测。但近10年来,在测量结论的解释上，这种技术也大有突破。美国首先在对地下油气储层分布状况的评价之中使用该方法,并产生了微生物储层特性评价技术,将该技术的使用由勘探领域拓展到开发领域。
四、结论与建议
依据理论上的支持，微生物油气勘探技术已拥有比较完善的操作方法和理论体系。并且经济高效。可有效地确定出未知区的含油气远景区块,是判断构造是否存在烃类埋藏的可靠措施；在已采的老油气田区域,可找出潜在的漏失层。对于地表微生物测量,对油气藏的特征分析,连通性以及封闭单元分布状况和含油气储层的延伸方向范围的确定上大有裨益。
近年来我国油气勘探中的地表微生物技术也受到了很多单位和研究者的重视, 大大减小钻探风险。但综观全局,我国微生物油气勘探技术在探究与实践方面仍然处于起步期,在地震探明构造含油气远景评价与地下储层性质描述方面的研究与应用尚未见报道。
进行地表微生物勘探将会是一件投入少见效快的勘探方式。可以获得最有利的含油气远景区或是老产区地下储层的埋藏情况。这对于油气田勘探工程意义重大。因此,加强地表微生物油气勘探技术的研究与应用,应该引起我国油气勘探者的重视。
参考文献
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土壤微生物研究方向范文6
关键词：菌糠；生物炭；作物生长状况；土壤理化性质；酶活性
基金项目：山西省黄土高原食用菌提质增效协同创新平台项目；山西省煤基重大科技攻关项目（FT2014-03）；山西省水利科技推广项目（201412）
中图分类号： S664.2 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2017.04.016
食用菌是营养价值较丰富的可食用的大型真菌的总称。伴随着经济的发展以及人们对食品的种类和品质要求的不断提高，食用菌的需求量也日渐增加，产量也随之不断提高。然而， 随着食用菌产业的不断完善与发展，采收食用菌子实体后废弃的固体培养基（即菌糠的数量也越来越多）。菌糠裂解生物炭的技术也在逐步地完善，合理开发与利用食用菌菌糠使其资源化，高效利用化不仅可以解决一些环境的问题，还能由废变宝生产出其它有用的物质，从而进一步促进食用菌产业的可持续发展。作为土壤改良剂与修复剂，菌糠特有的理化特性与丰富的营养元素可以有效地改善土壤的理化性质和土壤微生物的生态环境，从而能够促进作物的生长，改良作物的生长状况。
菌糠主要是以棉籽壳、木屑、稻草、玉米芯或者是多种农作物的秸秆、工业废弃料为原料，生产食用菌后废弃的固体培养基[1]。研究发现，菌糠中所含有的食用菌菌体蛋白、微量元素等多种水溶性养分以及丰富的有机物质，不仅能作为食用菌的栽培料再次利用，而且还有利于保持和培养土壤的团粒结构和理化性质，是一种可以改良土壤功能的优质肥料[2]。菌糠中含有农作物生长所必需的氮、磷、钾等大量营养元素，钙、镁、硫等中量营养元素，铜、锌、铁、硼、钼、锰等微量元素。这些微量元素是酶、维生素的重要组成部分，直接参与机体代谢的过程，能够提高植物酶的活性，在作物的正常生长中是不可缺少的，而在土壤中的含量又极其的低微，一旦缺少，生长发育就会受到一定的抑制，导致产量和品质的下降[3]。
生物炭是一种以生物质（如木屑、作物秸秆、菌糠等）为原材料，在无氧或者是缺氧的条件下，经过高温热解生成的物化性质的且含有大量碳元素的固态物质[5]。生物炭具有以下这些性质[4-11]：第一、生物炭富含有大量的碳元素，碳元素占70%左右，生物炭中的氮、磷、钾的含量也很高。第二、生物炭一般情况呈碱性，且在一定的温度范围内，制备生物炭时随着热解温度的逐渐增高，生物炭的pH值也逐渐增高，一般在8以上。第三、在一定的温度范围内，随着热解时温度的不断增大，生物炭的比表面积呈增大的趋势，这将有助于生物炭对土壤中重金属的吸附。第四、生物炭有着较强的吸附能力以及阳离子交换量（CEC）。因为制备生物炭的工艺、原材料等各方面的差异，生物炭的pH值、持水性能、比表面积等性质存在很大的差异。在目前看来，全球范围内的生物炭主要包括秸木炭、秆炭、稻壳炭、菌糠裂解形成的生物炭、竹炭等[12]。
作物生长状况指的是作物经过一个生长周期的生长，在收获时，通过对作物的产量，株高，根长，鲜重，干重等进行测量来反应出作物的基本生长状况。
土壤的理化性质指的是反应土壤肥力的一些基本的物理化学的性质，包括土壤的pH，电导率，全量N，有效态N，有效态P，有效态K，有机质，阳离子交换量等。
土壤酶主要指的是指土壤中具有一定的催化作用，在温和的条件下，酶不能加速生物化学反应，而且具有显著的专一性[13]的由微生物、动植物及其残体产生的有机活性物质。土壤中的生物化学反应绝大多数都与土壤酶有关，这些生物化学反应与土壤中养分的贮存与释放、腐殖质的形成、土壤结构和物理性状都是紧密关联的。如：脲酶是对尿素转化起关键作用的一种酶，它的酶促反应产物是可供植物利用的氮素来源，其活性可以反应土壤氮素供应的强度。土壤磷酸酶是植物根系与微生物的分泌产物。磷酸酶与土壤P素转化密切相关，可以加快有机磷化合物分解，是土壤P素肥力的指标。过氧化氢酶是可以表示土壤腐殖化强度的指耍土壤酶的活性与土壤的一些养分指标（除速效磷外）相结合能够作为综合评价土壤肥力的指标[14]。生物炭对土壤酶及土壤微生物的活性都有促进的作用，而且能够促进植物的生长和发育，也可以防治和减轻病虫的危害，增加作物的产量[15-16]。
1材料与方法
1.1供试材料
供试土壤采自山西省晋中市某农田，土壤类型为石灰性褐土，基本理化性质为：pH：7.87，全N：1.96g/kg，速效N：71.9mg/kg，速效P：156.2mg/kg，速效K：140mg/kg，EC25：0.314ds/m，CEC：24.7cmol/kg，有机质：20.8g/kg。
供试菌糠来源于食用菌中心培养灵芝，平菇，猴头菇后的废弃培养料。将这三种菌糠分别进行三种处理，第一种为直接晾晒后的菌糠，第二种为腐熟后的菌糠，第三种为进行高温裂解后的，即生物炭。
供试作物为油菜，品种为上海青。
1.2试验方法
2016年的4月1日～5月23日进行盆栽培养试验。试验采用完全随机设计，试验设置10个处理（见表1），包括CK、LZ（灵芝菌糠未腐熟）、HZ（猴头菇菌糠未腐熟）、PZ（平菇菌糠未腐熟）、LF（灵芝菌糠腐熟）、HF（猴头菇菌糠腐熟）、PF（平菇菌糠腐熟）、LC（灵芝菌糠裂解的生物炭）、HC（猴头菇菌糠裂解的生物炭）、PC（平菇菌糠裂解的生物炭），每个处理均重复三次，共30盆。具体处理情况见表2。将土壤装入高为0.35米，直径为0.3米的PVC桶，桶底铺碎石透气，每桶装土为5公斤，每盆施加尿素（含N46.3%）0.35克。
在进行试验过程中，每隔两天浇一次水，每盆油菜均浇相同量的水。收获后采集、清洗、烘干油菜，进行各项生长指标的测定，同时采集土样，对土样进行风干，过筛等处理后，进行测定。
1.3测定项目与方法
水分测定为烘干法，pH测定为玻璃电极法，电导率测定为电导法，全N测定为半微量开氏法，速效氮（速N）测定为碱解扩散法，速效磷（速P）测定为钼锑抗比色法，速效钾（速K）测定为火焰光度法[17]，有机质测定为重铬酸钾容量法―外加岱ǎ阳离子交换量（CEC）乙酸钠――火焰光度法，叶绿素测定为丙酮浸提法，脲酶测定采用靛酚蓝比色法，磷酸酶测定采用磷酸苯二钠比色法，过氧化氢酶测定为高锰酸钾滴定法。油菜的生长状况指标中株高，根长的测定为测量法，产量，鲜重，干重的测量为称重法。
数据表格均是在Microsoft Excel（2003）中制作得到的，方差分析是应用dps数据处理软件（a=0.05）进行分析所得。
2结果分析
2.1不同处理菌糠对油菜生长状况的影响
由表3可知：（1）HZ和HF的生长状况都不如CK，说明在污灌区土壤条件下，HZ和HF对其重金属离子的抑制作用不明显，导致其生长状况和CK的生长状况相差不是很大，甚至不如CK。而其他各个处理的生长状况均好于CK，尤其是LC，PC和HC，说明生物炭对作物的生长状况有明显的促进作用，且促进作用高于菌糠（包括直接晾晒的菌糠和腐熟的菌糠）。而不同类型菌糠间的促进作用也有差异，灵芝菌糠对油菜生长的促进作用最强，其次是平菇菌糠，最后是猴头菇菌糠。（2）对于产量来说，除了处理HZ和HF外，其余各个处理的产量较CK相比，均有明显的增加，其中LC的增加作用最明显，达到123克/盆。不同类型的菌糠相比，菌糠裂解成生物炭处理的产量均高于晾晒和腐熟的菌糠。（3）干重和产量的变化趋势大致相同，具体为：除处理HZ和HF外，其余各个处理的干重均高于CK。综合而言，不同处理菌糠在一定程度上促进了作物的生长，增加了作物的产量和干重。
2.2不同处理菌糠对土壤酶活性的影响
一般情况下用土壤脲酶活性来表示土壤氮素情况[18]，土壤过氧化氢酶能够有效地防止土壤及其生物体在新陈代谢的过程中产生的过氧化氢对生物体的毒害[19]，用来表示土壤净化能力的强弱[20]。
由表4可知：各个处理土壤的过氧化氢酶活性均高于CK，其中菌糠处理的土壤过氧化氢酶活性都高于对应菌糠生物炭处理的土壤过氧化氢酶活性，且不同菌糠处理间（LZ和LF，PZ和PF，HZ和HF）的差异不明显，不同菌糠生物炭处理间（LC、PC和HC）的差异也不明显。不同处理菌糠对土壤中脲酶活性的影响变化趋势与过氧化氢酶活性大致相同，表现在各个处理土壤脲酶活性均高于CK，其中菌糠处理的土壤脲酶活性都高于对应菌糠生物炭处理的土壤脲酶活性，且不同菌糠处理间（LZ和LF，PZ和PF，HZ和HF）的差异不明显，不同菌糠生物炭处理间（LC、PC和HC）的差异也不明显。（3）绝大多数处理的土壤磷酸酶活性均高于CK，其中菌糠处理的土壤磷酸酶活性都高于菌糠生物炭处理的土壤磷酸酶活性。菌糠裂解的各个生物炭处理土壤中磷酸酶活性最低，且处理间的差异不显著。
2.3不同处理菌糠对油菜叶绿素含量的影响
由表5可知，各个处理叶片的叶绿素b的含量均小于叶绿素a的含量。对于叶绿素a而言：除了PF、HC处理叶片叶绿素a的含量增加了，其余各处理的叶片叶绿素a的含量均降低。其中处理HZ降低最多，约为65.6%，且与CK间差异显著。LZ、LF、PF、PC、HF、HC均与CK处理间差异不显著。（2）对于叶绿素b而言：LF处理的叶绿素b含量增加最多，约为20%，且与CK间差异不显著，HZ处理的叶绿素b含量降低最多，约为64%。（3）对于总叶绿素含量而言：除了处理PF增加外，其余处理均降低，且CK与LZ、LF、PF、PC、HF各处理间差异不显著，与其他处理间均差异显著。尤其是HZ，与CK相比，减少了68.1%。
2.4不同处理菌糠对土壤pH值和电导率的影响
由表6可知：土壤中施入菌糠会使pH值降低，而施入生物炭会使pH值升高。施入灵芝菌糠生物炭后的pH值最大，比CK增加了1.59%，且LC，PZ，PC，CK，HZ，HF，HC各处理间差异不显著，直接晾晒的灵芝菌糠处理后的pH最小，比CK减小了5.05%，且LZ和LF处理间差异不显著；电导率的大小取决于溶液中带电粒子浓度的高低，含盐量越高，其中的离子数越多，电导率也就越高。一般而言，电导率越高，作物的长势越差，而表中电导率的范围是0.6～1.51，普遍偏高，导致油菜的整体长势不良，这与试验过程中最终油菜的生长状况相吻合。由试验得出，菌糠生物炭可以降低土壤的电导率。
表6 不同处理菌糠对土壤PH值和电导率的影响
2.5不同处理菌糠对土壤有机质和阳离子交换量的影响
一般而言，有机质含量越高，阳离子交换量也就越大。
由表7可知，不同处理菌糠土壤有机质的含量均高于CK，且PF、HF、HC与CK间的差异不显著，其他处理与CK处理间的差异显著，说明不同处理菌糠对土壤有机质含量的增加作用比较明显。灵芝菌糠处理对土壤有机质的增加作用最明显，尤其是LZ比CK增加了12.90%。猴头菇菌糠处理对土壤有机质的增加作用最不明显。尤其是HC，相比CK仅增加了3.47%。
CEC的变化趋势为：不同处理菌糠的CEC含量均高于CK，这与有机质的变化趋势相同，与未种植油菜之前的基础土样相比，施用菌糠后，土壤中CEC呈降低趋势；施用生物炭后，土壤中CEC呈上升趋势。
2.6不同处理菌糠对土壤速效N、P、K含量的影响
由表8可知，（1）不同处理菌糠对土壤速效N的含量均有促进作用，但不同的菌糠促进作用不同，其中，促进作用从大到小依次为：灵芝菌糠>平菇菌糠>猴头菇菌糠。其中处理LZ对速N的增加作用最高，增加了约62.8mg/kg。不同生物炭处理与CK间的差异则不是很显著。（2）不同处理菌糠土壤速效P的含量与CK比较，相差不大，除处理PF外，其余各个处理间差异不显著，说明不同处理菌糠对土壤速效P的影响不大。（3）不同处理菌糠对土壤速效K的含量相对CK来说，均有促进作用，促进作用最明显的是灵芝菌糠，三种处理的灵芝菌糠都显著增加了土壤速效钾的含量，且LC>LZ>LF。其次是猴头菇菌糠，处理HZ和HC间差异不显著。促进作用较小的是平菇菌糠，处理PZ和PC都与CK差异不显著。
3结论
不同处理菌糠都能够促进作物的生长及发育，且生物炭的促进作用大于经过晾晒和腐熟的菌糠，各个处理土壤酶活性均高于空白处理，且菌糠理的土壤酶活性均高于生物炭处理的土壤酶活性。不同处理菌糠对叶绿素a，叶绿素b和叶绿素总量的提高作用不明显。
施入菌糠的处理会降低土壤的pH值，而施入生物炭的处理则会升高土壤的pH值。施入灵芝菌糠生物炭后的pH值最大，比空白处理增加了1.59%，直接的灵芝菌糠处理后的pH值最小，比空白处理减小了5.05%。不同处理菌糠均提高了土壤中的有机质含量，直接的灵芝菌糠比空白处理增加了12.90%。一般而言，有机质含量越高，阳离子交换量的含量也越高。因而阳离子交换量的含量也呈现出于有机质含量相同的变化趋势。不同处理菌糠均促进了土壤速效氮的含量的提高，其中直接的灵芝菌糠处理对速N的增加作用最高，增加了62.8mg/kg。其促进作用从大到小依次为：灵芝菌糠>平菇菌糠>猴头菇菌糠。除了腐熟的平菇菌糠处理外，其余各处理菌糠土壤速效磷的含量与空白处理相比差异不显著。不同处理菌糠对土壤速效K的含量相对CK来说，均有促进作用，促进作用最明显的是灵芝菌糠，其次是猴头菇菌糠，促进作用较小的是平菇菌糠。
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