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土壤微生物研究方向范文1
（貴陽職業技術學院，貴陽 550081）
摘要：采用T-RFLP法實驗研究貴州省特有藥用植物根際叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）的多樣性。結果表明： 4種貴州省特有藥用植物根際AMF種類豐富，數量較大。植物種類不同，對應的AMF群落多樣性有較大差異，證明了宿主植物對根際微生物群落結構多樣性的影響；同時，有機質、pH和速效磷對根際AMF群落多樣性影響較大。
關鍵詞 ：叢枝菌根真菌；貴州特有藥用植物；群落多樣性
中圖分類號：S567 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）17-0219-02
作者簡介：封曄（1981-），女，陜西綏德人，貴陽職業技術學院講師，研究方向為微生物應用。
0 引言
貴州特有藥用植物是指目前在貴州省境內發現有分布并具有藥用價值，但是在貴州以外的其它地區都沒有分布的物種，其代表種類有：銀背葉黨參、梵凈山小檗、梵凈山蒲兒根、梵凈山冠唇花、梵凈山火絨草、梵凈山紫苑、短莖羊藿等[1]。
菌根真菌（Mycorrhizal fungi）在自然界中有著重要的生態作用，它可以與世界上大多數的維管植物根系形成互惠共生體。叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是菌根中分布最廣泛的一類。研究表明，AMF因其能擴大植物根系吸收面積、加快養分運輸速率、分泌活化物質、提高光合速率等直接和間接作用，改善宿主植物的礦質營養，增加植物中的碳積累，進而促進植物生長[2]。
目前對藥用植物AMF的研究主要集中在菌根多樣性或接種菌根真菌對植物的影響。李品明等對重慶市13種中藥材植物的AMF物種多樣性進行了研究，結果表明，從中藥材植物根際土壤中分離出了10種菌根真菌，隸屬三個科[3]。王森等以山西歷山自然保護區暴馬丁香、連香樹、南方紅豆杉和領春木4種珍稀藥用植物為材料，從4種植物根際共鑒定AMF 27種[4]。在國內因藥用植物種質資源豐富，宿主范圍十分廣泛，目前已經對上百種藥用植物進行了研究。
長久以來，中藥材大多來自野生藥用植物，但隨著對藥用植物需求的不斷增加，野生藥用植物已經無法滿足人們對藥用植物的需求，甚至瀕臨滅絕，加之人工栽培技術落后、栽培措施不配套等原因，導致藥用植物種質退化、質量下降、入藥性質不穩定等。本課題主要是通過對貴州特有藥用植物根際土壤采集和分析，研究藥用植物根際AMF種質資源及多樣性，以期為充分發掘和利用AMF資源，篩選AMF優勢菌，利用菌根生物技術提高藥用植物產量、品質和擴大人工栽培區提供材料和依據。
1 材料與方法
1.1 研究地概況
采樣地位于貴州東南部茂蘭保護區及織金縣牛場鎮。本區處于溫暖濕潤的中亞熱帶氣候區，區域內有雷公山和月亮山，分布著適宜常綠櫟林及熱帶常綠闊葉林生長的紅壤和紅黃壤，海拔最高處為2178．8m，最低處137m。區域內有中草藥資源十分豐富。
1.2 樣品采集
2014年10月在貴州省茂蘭保護區及織金縣牛場鎮采集鐵皮石斛（Dendrobium officinale Kimura et Migo）、黃連（Coptis chinensis Franch.）、太子參（Pseudostellaria heterophylla(Miq.) Pax）、丹參（Salvia miltiorrhiza Bge.）根系及根際土。每株按東西南北4個方位，除去5cm厚的表層土后，挖10～20cm深的土壤剖面，剪取帶有細根的根系，用塑膠袋存放根系和根際土樣品。經檢測，土樣基本性質如表1所示。
1.3 AMF的形態觀察及其侵染能力的檢測
采用Philips和Haymay染色方法進行觀察和計算。
1.4 分子生物學方法分析樣品多樣性
1.4.1 總DNA的提取和純化
采用Zhou 等[5]的酶裂解法提取土壤總DNA。
1.4.2 PCR擴增
采用由大連寶生物公司合成的引物AM1 和NS31擴增18SrDNA施測。反應體系為20ml.PCR擴增產物用1.0 %瓊脂糖凝膠電泳檢驗。
1.4.3 群落多樣性分析
采用T-RFLP方法分析樣品，以圖譜中每一個限制性片段（T-RF） 為一個OTU，測定OTU數目即為物種豐富度指數（S），峰高值低于100熒光單位的峰不計入分析范疇。根據豐富度指數（S）和相對峰高值（Pi）測定均勻度指數（E） 和Shannon多樣性指數（H）。
相對峰高值（Pi） ：Pi= ni/ N
均勻度指數（E）：E＝H/lnS
Shannon指數（H）：H＝－∑PilnPi
式中，N為該樣品所有累計峰高，ni為第i個T-RF峰值。
1.5 數據分析
用表3中的實驗數據代入EXCEL（2003）、spss（V17.0）軟件系統進行匯總和分析。
2 結果與分析
2.1 根際AMF的形態及其侵染率
從表2中可見，不同宿主植物根系菌根真菌侵染率不同，四種植物中鐵皮石斛的菌根侵染率最高，丹參最低。對比采樣環境可以看出，侵染率與土壤性質有一定相關性。其中pH越高侵染率越高；侵染率與速效磷和速效鉀呈反比。
2.2 群落多樣性
2.2.1 樣品總DNA提取和基因的擴增結果
從土壤中提取出的總DNA粗提樣品中有大量黑褐色雜質，基因組片段大小為20 kb，用1%瓊脂糖電泳檢測，條帶明亮齊整，這說明所得到的微生物總DNA比較完整。擴增的18 SrDNA基因片段長度為550 bp。
2.2.2 群落多樣性指數
表3可見，4個樣品的根際AMF多樣性存在明顯的差異。其中，豐富度指數和Shannon指數最高的是黃連，最低的是太子參，表明植物種類的差異對根際AMF群落多樣性有影響。
3 結論和討論
根際微生物活性及群落結構的變化是評價土壤生態系統的重要指示因子，通過觀察其變化能夠發現植物和土壤質量[6]。本研究表明，4種貴州省特有藥用植物根際AMF種類豐富，數量較大。由于植物種類的不同，AMF群落多樣性也存在很大的差異。由此可見，宿主植物也會影響根際微生物群落結構多樣性。但Oehl具有不同意見，他認為土壤類型和土地利用模式決定了AMF的群落結構[8]。
對于根際微生物來說，很多的環境因子都對其群落多樣性影響很大，如有機質、pH和速效磷等，這是因為土壤微生物中的養分越高，營養物質就越多，這有利于其活性的增加。卜洪震等發現使用肥料后可以促進土壤微生物的活性，并且不同施肥處理對土壤微生物量碳和微生物多樣性有著重要影響[7]。本研究中速效磷是影響AMF群落多樣性的一個主要因素。而從O’Donnell 等[8]學者的研究成果來看，土壤pH值也是一個重要的土壤微生物群落多樣性影響因子。徐輝[9]在現有研究成果的基礎上展開進一步研究，發現速效磷也直接影響刺槐和沙棘根際AMF侵染率。在自然環境中隨著環境因子的變化，土壤微生物群落的形成和變化也會隨之調整，這說明土壤微生物的生長和環境因子有著直接關系。通過研究土壤微生物群落動態變化，也就為了解生態系統的土壤健康狀況和植被發育階段提供了可能。
參考文獻：
[1]孫濟平，何順志.貴州特有藥用植物的種類與分布[J].中國中藥雜志，2005，30（10）：735-738.
[2]劉潤進，陳應龍.菌根學[M].北京：科技出版社，2007.
[3]李品明，韓如剛，劉杰，等.中藥材植物根際土壤VA菌根多樣性研究[J].湖南農業科學，2011，3：141-142.
[4]王森，唐明，牛振川，等.山西歷山珍稀藥用植物AM真菌資源與土壤因子的關系[J].西北植物學報，2008，28（2）：355-361.
[5]Zhou JZ， Bruns MA， Tiedje JM.DNA recovery from soils of diverse composition. Applied and Environmental Microbiology， 1996，62（2）： 316-322.
[6]滕應，黃昌勇，駱永明，龍健，姚槐應.鉛鋅銀尾礦區土壤微生物活性及其群落功能多樣性研究.土壤學報，2004，41（1）： 113-119.
[7]卜洪震，王麗宏，尤金成，肖小平，楊光立，胡躍高，曾昭海. 長期施肥管理對紅壤稻田土壤微生物量碳和微生物多樣性的影響.中國農業科學，2010，43（16）：3340-3347.
土壤微生物研究方向范文2
關鍵詞：菌劑；配施；生物有機肥
中圖分類號：S14 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-10-0241-1
1 菌劑及其作用
菌劑是指用人工培育或天然采集培育等方式，生產出一種具有特定微生物菌種培養活性的微生物制劑。菌劑是一種輔肥料，它是通過人工培育的微生物具有一定的自主生命活動的原理，對植物的營養吸收及其對植物生長環境進行要求調節，合理分配給養時間，達到有利植物生長的目的。
施用菌劑后可以明顯增加土壤微生物含量，分解營養元素加快，為作物的各個營養階段提供植物所必須的影響，尤其是對土壤的調節作用明顯，我國大量施用無機肥料等肥料，影響了土壤的本底作用，使原有的土壤遭到破壞，養分流失嚴重，尤其以磷肥的損失較為嚴重，有機肥的施用減少了無機肥料的用量，菌劑可以很好的固定土壤中的養分，為作物后期生長提過營養保證，同時菌劑的施用可以提高各種優勢菌類的繁殖，可以明顯的形成抑菌作用，優勢菌種抑制了其他危害菌群的發展，明顯起到減緩病蟲害發生的作用。
2 菌劑與有機物料施用的研究
隨著我國工農業的發展，為農業肥料的生產提供了廣闊的生產空間，現今有機物料的來源主要有：工業廢棄物。生活廢物。農業廢棄物。禽畜糞便。城市污泥。這些物質都可以作為農業生產中最重要的一部分應用于生產。各種有機物優點很多，不但能提供作物所需要的各種營養物質，同時價格極其低廉，采集方便。
有機物料施用的前期需要進行簡單的堆積，這樣可以方便廢料中養分的釋放。加入菌劑后明顯的影響堆體的升溫過程和降溫過程，未添加微生物菌劑的對照試驗表明在堆積過程中升溫相對緩慢、降溫速度加快；添加不同微生物菌劑的堆肥中的養分含量變化不同，其中添加加速腐額菌劑和秸稈腐熟劑處理的堆肥總養分含量高于其他菌劑和對照，證明了菌劑的施用對肥料養分含量的固定有極其重要的作用。
3 生物菌劑在生產上的應用
有機肥可以很好的應用于農作物的生產中，直接影響土壤的保肥性、保水性、緩沖性、耕性和通氣狀況等，起到提高作物產量、保水保肥、改善作物品質方面的作用。根據各種試驗表明施用生物菌劑的農田產量等明顯高于完全施用無機肥料的農田，主要原因是生物菌劑提高了土壤對養分的蓄含量，使作物的兩大營養時期有足夠的養分供給，調節了微生物生長環境，防止了病害的發生。這些都有利調節作物的產量，為高產穩產做保證。
4 我國在有機肥發展中存在的問題
第一，中國發展過程中企業產品的質量意識要求相對較低。大多數生產生物有機肥公司產量相對較低，主要原因是設備先進程度落后，技術支持方面跟不上，缺乏質量方面的檢疫工作，生產手段單一，這些因素制約著企業的發展，農民買肥之后明顯感到質量較差，施用之后作用不是很明顯，所以對生物有機肥失去了信心。
第二，企業發展過程中缺乏自主創新能力。生物有機肥的生產過程中對技術方面的要求相對來說高，主要是因為有機肥發酵腐熟分解過程中菌劑對環境的要求是極其嚴格的，如果稍有不慎可能造成肥料的總體質量下降。如果要想使肥料的施用過程中定向的面對某一種肥料，還需要定向的培育一種優勢種群的發展，但是我國這方面技術的發展還不是很顯著，大量的技術都是向有關機構采購，很少進行自主研發生物有機肥生產技術。
第三，菌劑肥料的法制建設落后于實踐應用，導致肥料市場管理相對混亂，產品的含量，作用等方面的標示不規范。從2000年開始，我國開始應用市場調節等手段開始管理我國的有機肥料市場，但是總體環境還是很不正式的，有些肥料明顯夸大自己的作用，同時用沒有菌劑或者菌劑含量極少的肥料冒充含量多的肥料，這些都對該行業的發展起到了局限作用，我國必須要實行登記管理的制度，更好的、更快的規范現有市場的機制，加強市場規范制度，使肥料結構發展更加合理快速。
5 結論
建設生態文明，形成節約能源和保護環境的產業結構，是中國可持續發展道路的總方針。因此建設一個資源節約型和環境友好型生態農業，對中國農業健康、穩定的發展非常重要。從多年的田間應用效果看，微生物肥料對糧食增產有一定的作用，但十分有限。微生物肥料和化肥是互相補充、相互合作的關系，微生物肥料中的功能微生物，可以通過增強營養吸收、改善土壤性狀、促進作物生長以及減少病害發生等方式，達到提高作物產量和減少化肥施用的目的。從微生物肥料本身具有的特性看，其產品市場是十分廣闊的。
參考文獻
[1] 丁傳雨，喬煥英，沈其榮，冉煒，陳巍.生物有機肥對茄子青枯病的防治及其機理探討.中國農業科學，2012，45（2）：239-245.
[2] 王立剛，李維炯，邱建軍，等.生物有機肥對作物生長、土壤肥力以及產量的效應研究[J].土壤肥料，2004，（5）：14-16.
[3] 劉鳳蓮.微生物肥料的應用[J].北方園藝，2007，（12）：85-86.
土壤微生物研究方向范文3
1中國草地生態系統碳循環的影響因素
1.1氣候因素對中國草地生態系統碳循環的影響對于草地生態系統碳循環來說，具體來說草地生態系統碳循環與溫度、降水量及蒸發量有著密切的關系。首先，在溫度升高的條件下，土壤會在溫度作用下進行碳的分解，從而提高碳的含量。其次，在降水量較大的季節，蒸發相對會減少，所以當降水量大于蒸發量時，也會進一步促進碳含量的集聚。但是由于中國氣候多變，地形廣闊，所以氣候因素對碳循環的影響還要充分考慮到不同地域之間的差異，只有這樣才可以更好地理解和研究氣候因素對中國草地生態系統碳循環的影響。
1.2土壤因素對中國草地生態系統碳循環的影響對于草地的碳含量來說，大部分是依靠土壤來進行轉化和儲存的。簡單來說，中國草地生態系統碳循環還受到土壤因素的影響，包括土壤質地、土壤微生物的含量及土壤pH值。首先，對于土壤的質地來說，土壤粉粒、黏粒的含量越高，土壤產生的碳含量也就越高；其次，對于土壤微生物的含量來說，只有土壤中微生物的含量提高，才可以進一步促進土壤的分解，實現碳含量的穩定，使草地系統中的碳含量保持在一個穩定的數值之內；最后，土壤的pH值與碳含量之間的關系，主要是在其他因素不變的情況下，土壤的pH值過高或過低會對微生物的活性產生影響，從而間接影響土壤的碳含量，威脅到草地生態系統碳循環的正常進行。
1.3人為因素對中國草地生態系統碳循環的影響除了以上因素之外，人類在生產和生活中的一些行為會對碳的排放造成影響。如人類的放牧活動，適度放牧不會對草地碳含量與循環造成影響，而過度放牧將會使牧草的數量下降，不利于碳循環的穩定進行。
1.4大氣二氧化碳濃度對中國草地生態系統碳循環的影響大氣二氧化碳濃度的升高，是人類近年來研究的重點，因為二氧化碳濃度的升高已經對人們的生活產生了很大影響，尤其是對中國草地生態系統碳循環的影響更大。二氧化碳是進行光合作用的重要因素，而通過光合作用并沒有使地表植物釋放的碳含量增加，而會造成土壤內部微生物分解作用增加，從而產生更多的碳。所以，高濃度的二氧化碳只是在微生物分解與大氣二氧化碳之間的循環產生作用。
2中國草地生態系統碳循環的研究發展
2.1中國草地碳評估研究方法的更新與應用隨著中國草地生態系統碳循環的研究不斷開展，草地碳評估研究方法也得到了進一步的更新與發展。越來越多的科學技術被用來評估草地碳含量，包括靜態評估方法、動態評估方法、采用模型結合實測數據法及同位素評估法，都被廣泛地應用于中國草地碳評估中，使得草地碳評估研究方法取得更大的發展，促進獲取更豐富的研究成果。
2.2中國草地恢復技術的提高與進步為了更好地促進草地生態系統中碳含量的穩定，學者的研究方向已經從單一的碳含量研究轉變為加強對草地恢復技術的分析和實驗，進一步擴大了草地生態系統碳循環的研究范圍。就目前的研究來看，中國草地恢復技術主要包括圍封、禁牧、補播和退耕還草等幾種新方法，被廣泛應用后進一步維持草地生態系統碳循環的穩定。
2.3中國草地生態系統碳循環管理機制的建立與完善對于草地生態系統來說，只有草地的面積和覆蓋率得到保證，才可以有效保障碳循環的穩定。所以，草地生態系統碳循環管理機制的建立與完善是十分必須的。而根據調查顯示，目前關于草地生態系統管理日趨完善，各種管理機制和條例也紛紛出臺，這樣就有效解決了中國草地生態系統碳循環的監管問題，進一步促進生態平衡。
3結語
土壤微生物研究方向范文4
關鍵詞：馬齒莧；放線菌；菌株
中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）32-0168-02
植物內生菌是一類相對未開發的微生物資源，目前已經受到越來越多學者的關注。據報道，近年來發現的新的生物活性物質有51%分離自植物內生菌的新物種，而僅有38%分離自土壤微生物，可見植物內生菌資源巨大的開發潛力。植物內生菌普遍存在于目前已經研究過的各種類型的植物中。目前全世界至少已在80多個屬290多種禾本科植物中發現有內生真菌。20世紀70年代后期，內生菌在一些重要的經濟林木，如冷杉、云杉、紫杉等植物樹皮、枝葉中相繼被發現并得到了廣泛的研究。同時在多種灌木、草本植物以及栽培植物、果樹等發現了大量的內生菌。從目前研究來看，尚未發現沒有分離到內生菌的植株，因此可以推斷內生菌在馬齒莧體內是普遍存在的。馬齒莧（Portulaca oleracea L.）為馬齒莧科一年生草本植物，《中華人民共和國藥典》2010年版記載，馬齒莧的功能與主治包括：清熱解毒，涼血止血，止痢。用于熱毒血痢，癰腫疔瘡，濕疹，丹毒，蛇蟲咬傷，便血，痔血，崩漏下血。其藥用價值體現為以下幾個方面：預防和治療糖尿病、降血脂和防治動脈粥樣硬化、抗病毒、抗氧化、抗腫瘤和提高機體免疫、抗細菌作用等六個方面。放線菌一直是抗生素、酶和酶抑制劑等有用生理活性物質的主要產生菌。云南獨特的氣候環境蘊藏著豐富的生物資源，馬齒莧內生放線菌的研究意義重大。
一、菌種的分離
植物內生菌大多生存于植物組織的內部，它們或定植于植物組織細胞內部或定植于組織細胞之間，與植物組織緊密相連。植物內生菌的這一定植特點必然會給內生菌的分離帶來較大的障礙。內生菌與植物組織是否能達到較為充分的分離，成為影響植物內生菌分離的一個重要環節。
1.分離菌株的多樣性分析。通過形態觀察、氣生菌絲、基內菌絲、可溶性色素的比較等進行排除重復，將這些菌株進行培養，分別提取其基因組DNA，并根據細菌的16S rRNA基因通用引物來擴增已篩選出來的16S rRNA基因，同時進行16S rRNA基因序列測定，按照Cui等使用的方法進行。將分離株的16S rRNA基因序列提交到GenBank進行基因注冊，用Blast搜索軟件從GenBank、DDBJ和ENBL等公共數據庫中進行相似性搜索，調處相似性最高的相關菌株的16S rRNA基因序列，用相關軟件進行序列比對、相似性計算、進化距離矩陣計算、聚類分析和系統進化樹構建等系統發育分析。采用16S rRNA基因序列相似性小于97%的菌株屬于不同物種的歸類原則，采用Shannon winner指數（H）和均勻度指數（E）估算多樣性。
2.內生放線菌的抗癌、抑菌活性篩選。放線菌作為一種重要的微生物資源，從中篩選抗生素類物質的幾率要遠比其他類群的微生物高。隨著微生物資源研究的深入，從傳統的土壤放線菌中尋找新的具生物活性的物質越來越難。近年來，人們從微生物中分離得倒的化合物，有近99.9%是重復發現的。因此必須不斷開發新的微生物菌種資源來尋找新的微生物次級代謝活性物質，而內生菌作為一個相對未開放的資源，是新基因和新物種的一個豐富而可靠的資源，新基因和新物種通常又意味著新的天然產物及新的活性物質。馬齒莧內生放線菌作為一個新的微生物資源，蘊含著豐富的放線菌類群，從這些內生放線菌菌群出發進行活性物質的篩選工作，或許能尋找到新的抗癌藥物或抗生素類物質
二、新的物種的鑒定
對馬齒莧的內生放線菌進行分離培養中，加入得到了一株極有可能為新種的放線菌，應當對該菌作進一步的多相分類鑒定。
1.形態和培養特征。形態觀察，將菌株接種在含培養基的平板上，進行埋片培養，先用光學顯微鏡觀察形態，并選擇生長密度適宜的埋片噴金鍍膜，進行電鏡觀察。參照國際鏈霉菌規劃中有關放線菌的培養特征描述所采用的標準培養基進行。觀察基內菌絲、氣生菌絲的生長情況和顏色，可溶性色素是否產生及產生的顏色。
2.生理生化特征。菌株的生理生化特征的選擇主要根據伯杰氏手冊中相應屬、種有關內容進行。主要有PH耐受實驗、鹽濃度耐受實驗、溫度實驗、唯一碳、氮源生長實驗、酶的產生、明膠液化、牛奶胨化和凝固、纖維素生長、硝酸鹽還原、硫化氫產生、尿素的利用和黑色素的產生等實驗。
3.細胞化學特征。利用快速薄層層析法進行全細胞氨基酸及全細胞水解液糖型的分析。參照Minnikin和Collins，M.D.的方法進行磷酸類脂的提前、純化及組分分析。參照Collins，M.D.的方法進行醌的提取和分析。用高壓液相來分析醌型。使用全自動細菌鑒定系統來進行脂肪酸組分的分析。
4.分子分類研究。內容主要有：基因組DNA的提取和16S rRNA基因序列的擴增；系統發育分析；DNA G+C含量的測定；DNA-DNA分子雜交。
參考文獻：
[1]Menting，J.G.，et al.，How insulin engages its primary binding site on the insulin receptor. Nature，2013，493（7431）：241-5.
[2]王曉波，et al.馬齒莧多糖對S_（180）荷瘤小鼠免疫功能的影響.天然產物研究與開發，2005，（4）：453-456.
[3]吳娟 ，謝英.馬齒莧合劑水提取液對感染單純皰疹病毒Ⅱ型小鼠免疫功能的影響.河南中醫學院學報，2007，（3）：25-27.
[4]張秀娟，et al.馬齒莧體外抗菌作用的實驗研究.中國微生態學雜志，2002，（5）：33-36.
[5]Cui，X.L.，et al.Streptimonospora salina gen. nov.，sp. nov.，a new member of the family Nocardiopsaceae. Int J Syst Evol Microbiol，2001. 51（Pt 2）：357-63.
[6]Saitou，N. and M. Nei.The neighbor-joining method：a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol Biol Evol，1987，4（4）：406-25.
土壤微生物研究方向范文5
關鍵詞：微生物油氣勘探 儲層評價 異常模式 含油氣性預測
作為近地表油氣化探技術的重要指標，微生物的數量與種類在近地表油氣化探創立初期就為人們所注意。上世紀30年代，前蘇聯地質學家最早提出了以近地表土壤的烴氧化菌作為指標進行油氣勘探的設想。50年代末，美國菲利普石油公司創造了微生物石油測量技術。大致同時，德國研究人員提出了油氣微生物勘探技術。它們的本質都是利用特定種群的微生物指標來推斷儲層的含油氣性。
一、微生物油氣勘探技術體系
1.技術原理
油氣埋藏中的烴類成分向地面方向的鉛直運動位移是地表油氣化探的原理。微生物油氣勘探技術作為地表油氣化探的手段之一同樣基于此。地下油氣藏中烴類組分在濃度和壓力的作用下，必然會向上運移，在地表形成自身濃度較高的區域。而這個區域存在的某些微生物，以這些烴類作為唯一的碳源。因此，隨著烴類濃度的變化，這些微生物的發育程度也會有所變化。主要體現在微生物高值的異常。這樣就可以將微生物的異常與油氣的埋藏聯系起來。
2.常用指標篩選與異常劃分
上世紀五六十年代，地表微生物油氣勘探技術初現之時,人們首先對指標的細菌的種類進行了探索。最早用于油氣勘探的是甲烷氧化菌,但后續成果表明這類細菌在應用中存在影響因素,首先甲烷來源上，由于近地表中大量存在的纖維素分解菌可以把土壤中的纖維素分解為甲烷和二氧化碳,引起甲烷濃度增加,從而導致甲烷氧化菌發育。所以必須在纖維素分解菌濃度比較低時,才可使用甲烷氧化菌為勘探指標。所以地表微生物油氣勘探時,甲烷氧化菌須和纖維素分解菌一起使用,或進行碳、氫同位素檢驗,以確定甲烷的來源與類型。相比于甲烷氧化菌,乙/丙/丁烷等氧化菌受地表干擾相對比較小,這是由于這些較重的烴類難以因地表作用產生。基本是地下油氣藏烴成分的運移產物。因此,在地表微生物油氣勘探的過程中最常用的指標是乙烷、丙烷和丁烷氧化菌。地表微生物技術使用于天然氣勘探,因天然氣藏主要成分為甲烷,很難在地表造成乙、丙和丁烷等氧化菌的異常,所以主要采信甲烷氧化菌。依照測量值的大小,把測區分成A級異常區、B級異常區、不確定區與背景區。
3.典型異常模式
通過已知區域上方進行的地表微生物測量,得出地表微生物油氣勘探的幾種典型異常模式。
甲.干孔大都位于微生物測值背景區或不確定區。
乙.已開采的老區域微生物總表現出低值異常。油氣藏經開采壓力降低,向上的滲漏就會減弱或停止。導致微生物低值異常。相反，未經開采區域，由于垂向滲漏，將會導致高值異常。已開采油井因為注水導致使壓力升高,繼續引發油氣微滲漏,亦會引發地表微生物的高值異常。
二、微生物油氣勘探技術發展概況
微生物油氣勘探技術濫觴至今已經有近80年的歷史。最早由前蘇聯微生物學家和勘探家發軔，40年代美國分離出地表土壤中的烴氧化菌并將其作為油氣藏性質指標。我國自1955年由中科院菌種保藏委員會與前石油工業部合作了微生物勘探石油的研究。90年代中期至今已在二連盆地、四川盆地、華北油田等已知或未知區域進行了地表土壤微生物的勘探研究，取得了良好的驗證與預測效果。2002年，合肥石油化探研究所在其研究項目中也對微生物油氣勘查進行了試驗探究。
三、微生物油氣勘探技術應用領域
1.未采區含油氣性預測
地表微生物的高值異常區域是油氣藏烴滲漏的有效指標，所以單獨使用微生物技術針對未知區開展含油氣性預測從理論上可行。但在綜合勘探已是目前大勢的情形下,該技術應更多地與其他勘探手段相結合。既可與其他地球化學勘探方法結合使用,也可將其與本地地質資料和地震等物探資料對照使用。
2.成熟探區儲層評價
在其應用早期，微生物油氣勘探技術僅應用于油氣遠景區的預測。但近10年來,在測量結論的解釋上，這種技術也大有突破。美國首先在對地下油氣儲層分布狀況的評價之中使用該方法,并產生了微生物儲層特性評價技術,將該技術的使用由勘探領域拓展到開發領域。
四、結論與建議
依據理論上的支持，微生物油氣勘探技術已擁有比較完善的操作方法和理論體系。并且經濟高效。可有效地確定出未知區的含油氣遠景區塊,是判斷構造是否存在烴類埋藏的可靠措施；在已采的老油氣田區域,可找出潛在的漏失層。對于地表微生物測量,對油氣藏的特征分析,連通性以及封閉單元分布狀況和含油氣儲層的延伸方向范圍的確定上大有裨益。
近年來我國油氣勘探中的地表微生物技術也受到了很多單位和研究者的重視, 大大減小鉆探風險。但綜觀全局,我國微生物油氣勘探技術在探究與實踐方面仍然處于起步期,在地震探明構造含油氣遠景評價與地下儲層性質描述方面的研究與應用尚未見報道。
進行地表微生物勘探將會是一件投入少見效快的勘探方式?？梢垣@得最有利的含油氣遠景區或是老產區地下儲層的埋藏情況。這對于油氣田勘探工程意義重大。因此,加強地表微生物油氣勘探技術的研究與應用,應該引起我國油氣勘探者的重視。
參考文獻
[1]吳傳芝.微生物油氣勘探技術及其應用[J].天然氣地球科學,2005,16(1):82-87.
[2]Mogilewskii G A.Microbiological investigations in connecting with gas surveying[J].Razvedka Nedr,1938,8(1):59-68.
[3]張建培,王飛.微生物方法在東海某區油氣勘查中的應用效果[J].物探與化探,1995,19(6):474-477.
[4]梅博文,袁志華.地質微生物技術在油氣勘探開發中的應用[J].天然氣地球科學,2004,15(2):156-161.
土壤微生物研究方向范文6
關鍵詞：菌糠；生物炭；作物生長狀況；土壤理化性質；酶活性
基金項目：山西省黃土高原食用菌提質增效協同創新平臺項目；山西省煤基重大科技攻關項目（FT2014-03）；山西省水利科技推廣項目（201412）
中圖分類號： S664.2 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2017.04.016
食用菌是營養價值較豐富的可食用的大型真菌的總稱。伴隨著經濟的發展以及人們對食品的種類和品質要求的不斷提高，食用菌的需求量也日漸增加，產量也隨之不斷提高。然而， 隨著食用菌產業的不斷完善與發展，采收食用菌子實體后廢棄的固體培養基（即菌糠的數量也越來越多）。菌糠裂解生物炭的技術也在逐步地完善，合理開發與利用食用菌菌糠使其資源化，高效利用化不僅可以解決一些環境的問題，還能由廢變寶生產出其它有用的物質，從而進一步促進食用菌產業的可持續發展。作為土壤改良劑與修復劑，菌糠特有的理化特性與豐富的營養元素可以有效地改善土壤的理化性質和土壤微生物的生態環境，從而能夠促進作物的生長，改良作物的生長狀況。
菌糠主要是以棉籽殼、木屑、稻草、玉米芯或者是多種農作物的秸稈、工業廢棄料為原料，生產食用菌后廢棄的固體培養基[1]。研究發現，菌糠中所含有的食用菌菌體蛋白、微量元素等多種水溶性養分以及豐富的有機物質，不僅能作為食用菌的栽培料再次利用，而且還有利于保持和培養土壤的團粒結構和理化性質，是一種可以改良土壤功能的優質肥料[2]。菌糠中含有農作物生長所必需的氮、磷、鉀等大量營養元素，鈣、鎂、硫等中量營養元素，銅、鋅、鐵、硼、鉬、錳等微量元素。這些微量元素是酶、維生素的重要組成部分，直接參與機體代謝的過程，能夠提高植物酶的活性，在作物的正常生長中是不可缺少的，而在土壤中的含量又極其的低微，一旦缺少，生長發育就會受到一定的抑制，導致產量和品質的下降[3]。
生物炭是一種以生物質（如木屑、作物秸稈、菌糠等）為原材料，在無氧或者是缺氧的條件下，經過高溫熱解生成的物化性質的且含有大量碳元素的固態物質[5]。生物炭具有以下這些性質[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、鉀的含量也很高。第二、生物炭一般情況呈堿性，且在一定的溫度范圍內，制備生物炭時隨著熱解溫度的逐漸增高，生物炭的pH值也逐漸增高，一般在8以上。第三、在一定的溫度范圍內，隨著熱解時溫度的不斷增大，生物炭的比表面積呈增大的趨勢，這將有助于生物炭對土壤中重金屬的吸附。第四、生物炭有著較強的吸附能力以及陽離子交換量（CEC）。因為制備生物炭的工藝、原材料等各方面的差異，生物炭的pH值、持水性能、比表面積等性質存在很大的差異。在目前看來，全球范圍內的生物炭主要包括秸木炭、稈炭、稻殼炭、菌糠裂解形成的生物炭、竹炭等[12]。
作物生長狀況指的是作物經過一個生長周期的生長，在收獲時，通過對作物的產量，株高，根長，鮮重，干重等進行測量來反應出作物的基本生長狀況。
土壤的理化性質指的是反應土壤肥力的一些基本的物理化學的性質，包括土壤的pH，電導率，全量N，有效態N，有效態P，有效態K，有機質，陽離子交換量等。
土壤酶主要指的是指土壤中具有一定的催化作用，在溫和的條件下，酶不能加速生物化學反應，而且具有顯著的專一性[13]的由微生物、動植物及其殘體產生的有機活性物質。土壤中的生物化學反應絕大多數都與土壤酶有關，這些生物化學反應與土壤中養分的貯存與釋放、腐殖質的形成、土壤結構和物理性狀都是緊密關聯的。如：脲酶是對尿素轉化起關鍵作用的一種酶，它的酶促反應產物是可供植物利用的氮素來源，其活性可以反應土壤氮素供應的強度。土壤磷酸酶是植物根系與微生物的分泌產物。磷酸酶與土壤P素轉化密切相關，可以加快有機磷化合物分解，是土壤P素肥力的指標。過氧化氫酶是可以表示土壤腐殖化強度的指耍土壤酶的活性與土壤的一些養分指標（除速效磷外）相結合能夠作為綜合評價土壤肥力的指標[14]。生物炭對土壤酶及土壤微生物的活性都有促進的作用，而且能夠促進植物的生長和發育，也可以防治和減輕病蟲的危害，增加作物的產量[15-16]。
1材料與方法
1.1供試材料
供試土壤采自山西省晉中市某農田，土壤類型為石灰性褐土，基本理化性質為：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，有機質：20.8g/kg。
供試菌糠來源于食用菌中心培養靈芝，平菇，猴頭菇后的廢棄培養料。將這三種菌糠分別進行三種處理，第一種為直接晾曬后的菌糠，第二種為腐熟后的菌糠，第三種為進行高溫裂解后的，即生物炭。
供試作物為油菜，品種為上海青。
1.2試驗方法
2016年的4月1日～5月23日進行盆栽培養試驗。試驗采用完全隨機設計，試驗設置10個處理（見表1），包括CK、LZ（靈芝菌糠未腐熟）、HZ（猴頭菇菌糠未腐熟）、PZ（平菇菌糠未腐熟）、LF（靈芝菌糠腐熟）、HF（猴頭菇菌糠腐熟）、PF（平菇菌糠腐熟）、LC（靈芝菌糠裂解的生物炭）、HC（猴頭菇菌糠裂解的生物炭）、PC（平菇菌糠裂解的生物炭），每個處理均重復三次，共30盆。具體處理情況見表2。將土壤裝入高為0.35米，直徑為0.3米的PVC桶，桶底鋪碎石透氣，每桶裝土為5公斤，每盆施加尿素（含N46.3%）0.35克。
在進行試驗過程中，每隔兩天澆一次水，每盆油菜均澆相同量的水。收獲后采集、清洗、烘干油菜，進行各項生長指標的測定，同時采集土樣，對土樣進行風干，過篩等處理后，進行測定。
1.3測定項目與方法
水分測定為烘干法，pH測定為玻璃電極法，電導率測定為電導法，全N測定為半微量開氏法，速效氮（速N）測定為堿解擴散法，速效磷（速P）測定為鉬銻抗比色法，速效鉀（速K）測定為火焰光度法[17]，有機質測定為重鉻酸鉀容量法―外加岱ǎ陽離子交換量（CEC）乙酸鈉――火焰光度法，葉綠素測定為丙酮浸提法，脲酶測定采用靛酚藍比色法，磷酸酶測定采用磷酸苯二鈉比色法，過氧化氫酶測定為高錳酸鉀滴定法。油菜的生長狀況指標中株高，根長的測定為測量法，產量，鮮重，干重的測量為稱重法。
數據表格均是在Microsoft Excel（2003）中制作得到的，方差分析是應用dps數據處理軟件（a=0.05）進行分析所得。
2結果分析
2.1不同處理菌糠對油菜生長狀況的影響
由表3可知：（1）HZ和HF的生長狀況都不如CK，說明在污灌區土壤條件下，HZ和HF對其重金屬離子的抑制作用不明顯，導致其生長狀況和CK的生長狀況相差不是很大，甚至不如CK。而其他各個處理的生長狀況均好于CK，尤其是LC，PC和HC，說明生物炭對作物的生長狀況有明顯的促進作用，且促進作用高于菌糠（包括直接晾曬的菌糠和腐熟的菌糠）。而不同類型菌糠間的促進作用也有差異，靈芝菌糠對油菜生長的促進作用最強，其次是平菇菌糠，最后是猴頭菇菌糠。（2）對于產量來說，除了處理HZ和HF外，其余各個處理的產量較CK相比，均有明顯的增加，其中LC的增加作用最明顯，達到123克/盆。不同類型的菌糠相比，菌糠裂解成生物炭處理的產量均高于晾曬和腐熟的菌糠。（3）干重和產量的變化趨勢大致相同，具體為：除處理HZ和HF外，其余各個處理的干重均高于CK。綜合而言，不同處理菌糠在一定程度上促進了作物的生長，增加了作物的產量和干重。
2.2不同處理菌糠對土壤酶活性的影響
一般情況下用土壤脲酶活性來表示土壤氮素情況[18]，土壤過氧化氫酶能夠有效地防止土壤及其生物體在新陳代謝的過程中產生的過氧化氫對生物體的毒害[19]，用來表示土壤凈化能力的強弱[20]。
由表4可知：各個處理土壤的過氧化氫酶活性均高于CK，其中菌糠處理的土壤過氧化氫酶活性都高于對應菌糠生物炭處理的土壤過氧化氫酶活性，且不同菌糠處理間（LZ和LF，PZ和PF，HZ和HF）的差異不明顯，不同菌糠生物炭處理間（LC、PC和HC）的差異也不明顯。不同處理菌糠對土壤中脲酶活性的影響變化趨勢與過氧化氫酶活性大致相同，表現在各個處理土壤脲酶活性均高于CK，其中菌糠處理的土壤脲酶活性都高于對應菌糠生物炭處理的土壤脲酶活性，且不同菌糠處理間（LZ和LF，PZ和PF，HZ和HF）的差異不明顯，不同菌糠生物炭處理間（LC、PC和HC）的差異也不明顯。（3）絕大多數處理的土壤磷酸酶活性均高于CK，其中菌糠處理的土壤磷酸酶活性都高于菌糠生物炭處理的土壤磷酸酶活性。菌糠裂解的各個生物炭處理土壤中磷酸酶活性最低，且處理間的差異不顯著。
2.3不同處理菌糠對油菜葉綠素含量的影響
由表5可知，各個處理葉片的葉綠素b的含量均小于葉綠素a的含量。對于葉綠素a而言：除了PF、HC處理葉片葉綠素a的含量增加了，其余各處理的葉片葉綠素a的含量均降低。其中處理HZ降低最多，約為65.6%，且與CK間差異顯著。LZ、LF、PF、PC、HF、HC均與CK處理間差異不顯著。（2）對于葉綠素b而言：LF處理的葉綠素b含量增加最多，約為20%，且與CK間差異不顯著，HZ處理的葉綠素b含量降低最多，約為64%。（3）對于總葉綠素含量而言：除了處理PF增加外，其余處理均降低，且CK與LZ、LF、PF、PC、HF各處理間差異不顯著，與其他處理間均差異顯著。尤其是HZ，與CK相比，減少了68.1%。
2.4不同處理菌糠對土壤pH值和電導率的影響
由表6可知：土壤中施入菌糠會使pH值降低，而施入生物炭會使pH值升高。施入靈芝菌糠生物炭后的pH值最大，比CK增加了1.59%，且LC，PZ，PC，CK，HZ，HF，HC各處理間差異不顯著，直接晾曬的靈芝菌糠處理后的pH最小，比CK減小了5.05%，且LZ和LF處理間差異不顯著；電導率的大小取決于溶液中帶電粒子濃度的高低，含鹽量越高，其中的離子數越多，電導率也就越高。一般而言，電導率越高，作物的長勢越差，而表中電導率的范圍是0.6～1.51，普遍偏高，導致油菜的整體長勢不良，這與試驗過程中最終油菜的生長狀況相吻合。由試驗得出，菌糠生物炭可以降低土壤的電導率。
表6 不同處理菌糠對土壤PH值和電導率的影響
2.5不同處理菌糠對土壤有機質和陽離子交換量的影響
一般而言，有機質含量越高，陽離子交換量也就越大。
由表7可知，不同處理菌糠土壤有機質的含量均高于CK，且PF、HF、HC與CK間的差異不顯著，其他處理與CK處理間的差異顯著，說明不同處理菌糠對土壤有機質含量的增加作用比較明顯。靈芝菌糠處理對土壤有機質的增加作用最明顯，尤其是LZ比CK增加了12.90%。猴頭菇菌糠處理對土壤有機質的增加作用最不明顯。尤其是HC，相比CK僅增加了3.47%。
CEC的變化趨勢為：不同處理菌糠的CEC含量均高于CK，這與有機質的變化趨勢相同，與未種植油菜之前的基礎土樣相比，施用菌糠后，土壤中CEC呈降低趨勢；施用生物炭后，土壤中CEC呈上升趨勢。
2.6不同處理菌糠對土壤速效N、P、K含量的影響
由表8可知，（1）不同處理菌糠對土壤速效N的含量均有促進作用，但不同的菌糠促進作用不同，其中，促進作用從大到小依次為：靈芝菌糠>平菇菌糠>猴頭菇菌糠。其中處理LZ對速N的增加作用最高，增加了約62.8mg/kg。不同生物炭處理與CK間的差異則不是很顯著。（2）不同處理菌糠土壤速效P的含量與CK比較，相差不大，除處理PF外，其余各個處理間差異不顯著，說明不同處理菌糠對土壤速效P的影響不大。（3）不同處理菌糠對土壤速效K的含量相對CK來說，均有促進作用，促進作用最明顯的是靈芝菌糠，三種處理的靈芝菌糠都顯著增加了土壤速效鉀的含量，且LC>LZ>LF。其次是猴頭菇菌糠，處理HZ和HC間差異不顯著。促進作用較小的是平菇菌糠，處理PZ和PC都與CK差異不顯著。
3結論
不同處理菌糠都能夠促進作物的生長及發育，且生物炭的促進作用大于經過晾曬和腐熟的菌糠，各個處理土壤酶活性均高于空白處理，且菌糠理的土壤酶活性均高于生物炭處理的土壤酶活性。不同處理菌糠對葉綠素a，葉綠素b和葉綠素總量的提高作用不明顯。
施入菌糠的處理會降低土壤的pH值，而施入生物炭的處理則會升高土壤的pH值。施入靈芝菌糠生物炭后的pH值最大，比空白處理增加了1.59%，直接的靈芝菌糠處理后的pH值最小，比空白處理減小了5.05%。不同處理菌糠均提高了土壤中的有機質含量，直接的靈芝菌糠比空白處理增加了12.90%。一般而言，有機質含量越高，陽離子交換量的含量也越高。因而陽離子交換量的含量也呈現出于有機質含量相同的變化趨勢。不同處理菌糠均促進了土壤速效氮的含量的提高，其中直接的靈芝菌糠處理對速N的增加作用最高，增加了62.8mg/kg。其促進作用從大到小依次為：靈芝菌糠>平菇菌糠>猴頭菇菌糠。除了腐熟的平菇菌糠處理外，其余各處理菌糠土壤速效磷的含量與空白處理相比差異不顯著。不同處理菌糠對土壤速效K的含量相對CK來說，均有促進作用，促進作用最明顯的是靈芝菌糠，其次是猴頭菇菌糠，促進作用較小的是平菇菌糠。
參考文獻
[1]晏家友，張純，張錦秀，鄺聲耀，等.菌糠的營養價值及其應用概況（四川省畜牧科學 院動物營養研究所，四川省飼料科技研發中心，成都 610066）1001-0084（2010）11-0041-02
[2]侯立娟，代祖艷，韓丹丹，王曉娥，姚方杰，等.菌糠的營養價值及在栽培上的應用[J].北方園藝，2008（07）：91-93
[3]關春彥.種微量元素與作物[J].吉林農業，2007（08）：28-29.
[4]Baldock J A， Smernik R J. Chemical composition and bioavailability of thermally altered Pinus resinosa （Red Pine）wood[J]. Organic Geochemistry. 2002， 33（09）： 1093-1109.
[5]戴靜，劉陽生.生物炭的性質及其在土壤環境中應用的研究進展[J].土壤通報，2013，44（06）：1520-1525.
[6]武玉，徐剛，呂迎春，等.生物炭對土壤理化性質影響的研究進展[J].地球科學進展，2014，29（01）：68-79.
[7]袁金華，徐仁扣.生物質炭的性質及其對土壤環境功能影響的研究進展[J].生態環境學報，2011，20（04）：779-785.
[8]謝祖彬，劉琦，許燕萍，等.生物炭研究進展及其研究方向[J].土壤，2011，43（06）：857-861.
[9]勾芒芒，屈忠義.生物炭對改善土壤理化性質及作物產量影響的研究進展[J].中國土壤與肥料，2013（05）：1-5.
[10]曾愛，廖允成，張俊麗，等.生物炭對土土壤含水量、有機碳及速效養分含量的影響[J].農業環境科學學報，2013，32（05）：1009-1015.
[11]何緒生，張樹清，佘雕，等.生物炭對土壤肥料的作用及未來研究[J].中國農學報.2011，27（15）：16-25.
[12]LehmannJ，Joseph S.Biochar for environmental management：science and techno[M]..London： Earthscan，2009.1-29，107-157.
[13]馬曉霞，王蓮蓮，黎青慧，等.長期施肥對玉米生育期土壤微生物量碳氮及酶活性的影響[J].生態學報，2012，32（17）：5502-5511.
[14]王燦，王德建，孫瑞娟，等.長期不同施肥方式下土壤酶活性與肥力因素的相關性[J].生態環境，2008，17（02）：688
-692.
[15]龍健，黃昌勇，滕應，等.礦區廢棄地土壤微生物及其生化活性[J].生態學報，2003，23（03）：496-504.
[16]陳建設，鮑宏波.采煤礦區土地復墾工藝探究[J].資源產業，2002，4（05）：25-27.
[17]鮑士旦.土壤農化分析[M].2013.
[18]張立恒，李坤，胡熙禧，等.施入有機物料對葡萄連作土壤有機質含量及酶活性的影響[J].北方園藝，2015（03）：160-162.
[19]蘇立濤，沈向，郝云紅，等.有機物料對連坐平邑甜茶幼苗生長及微生態環境的影響[J].中國農學通報，2010，26（20）：187-192.
[20]樊紅科，杜志輝，吳岱彥，等.渭北高原不同施肥方案土壤效應及對再植蘋果生長發育的影響[J].干旱地區農業研究，2009，27（01）：56-61.
