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1.农田管理对真菌群落、弹尾目群落和水稳性土壤团聚体的影响
土壤真菌群落、弹尾目群落和土壤团聚体对土壤性质和养分利用有重要意义。本研究以位于上海郊区的长期实验田土壤为研究对象,探讨农田管理对土壤真菌群落、弹尾目群落和土壤团聚体的影响以及三者的相互关系。实验开始于2001年,管理方式设计为:耕作处理(免耕:翻耕)、轮作处理(小麦-大豆轮作:小麦玉米轮作)、秸秆处理(秸秆燃烧:秸秆不燃烧)、土壤样品采集于2003年的3月、7月和11月,土壤深度为(0-5cm,5-10cm,10-15cm)。通过耕作方式、土壤层次、季节、作物轮作和秸杆燃烧的多因子因素对土壤真菌群落、弹尾目群落和土壤团聚体的复合影响进行研究。
共分离得到丝状真菌27种,弹尾目17种,以种类丰富度、生物量丰富度(群落密度)、多样性指数和优势种为指示。研究结果表明,真菌种类丰富度和多样性在免耕中高于翻耕,Contrast分析(多因子比较中的一元方差分析)表明,这种差异与土壤层次相关,免耕底层的真菌种类丰富度和多样性显著地高于翻耕处理,此结果与土壤团聚体的分析是一致的,免耕处理的大型土壤团聚体(>2000μm)含量高于翻耕处理,这种显著性的差异主要表现在土壤底层而不是在表层,这种结果表明了真菌群落与大型土壤团聚体之间的密切联系,相反的,小型土壤团聚体(53-250μm)的差异出现在表层,这种差异与翻耕处理和轮作处理相关,翻耕的小型土壤团聚体(53-250μm)高于免耕,大豆-小麦轮作处理高于玉米-小麦处理,而秸秆燃烧处理则不影响真菌群落结构和土壤团聚体。
研究结果表明,土壤真菌群落与大型土壤团聚体(>2000μm)显著正相关,免耕处理具有保护土壤真菌群落和改良土壤结构的作用。可培养真菌的种类丰富度和多样性可以作为良好的参数用于评价土壤真菌群落和土壤质量的状况。弹尾目的研究结果表明:秸秆燃烧处理对弹尾目有显著影响而耕作和轮作则对弹尾目群落没有影响,秸秆燃烧降低弹尾目的种类丰富度和群落密度。
室内实验结果解释了土壤团聚体(>2000μm)的形成机理以及秸秆—土壤呼吸—土壤团聚体三者的关系,秸秆的加入促进土壤呼吸增加和土壤团聚体的形成,并进一步的揭示了微生物生物量(土壤呼吸)—土壤团聚体形成的时间相关性,以及免耕、翻耕、轮作和秸秆燃烧处理对土壤呼吸、土壤团聚体(>2000μm)以及白符(虫兆)Folsomia candida存活率的影响。
2.汤姆逊青霉(Penicillium THomii)纤维素酶的研究
筛选出一株高活力产纤维素酶真菌,经鉴定为汤姆逊青霉(Penicillium thomii),在纤维素酶方面属国际上尚未研究菌株。通过液体发酵培养基优化使内切酶产酶量提高7倍,β-葡萄糖苷酶提高四倍。EG酶的最适发酵时间为108h,BG酶的最适发酵时间为120h。每ml粗酶液的内切酶活可达10.6U,β-葡萄糖苷酶活为8.9U(国际单位,μM葡萄糖/min/ml),内切酶的最适温度为55℃,70℃不失活。β-葡萄糖苷酶的最适温度为65℃,80℃不失活,两者都具有高温酶活性及较好的温度稳定性。随着反应时间的延长,酶的反应速度有着较大变化,EG酶活随时间变化较大,而BG酶活则变化不大。内切酶经过硫酸铵沉淀和DEAE-Sephadex A-50离子交换柱层析,初步纯化得到2类内切亚酶,其中EGI的比活可达176U/mg蛋白,在国际上处于较高水平,有较好的研究前景。