稗草对水稻及稻田土壤微生物的干扰作用

稗草对水稻的干扰一直是水稻生产中的难题，这种干扰不仅包括竞争和化感作用，而且还有土壤理化因子、土壤微生物和一些土壤酶的参与，所以本研究从水稻、稗草和土壤因子三者相互作用的角度探讨稗草对水稻的干扰作用，主要结论如下： 1、田间条件下，水稻和稗草共生土壤的各种养分在水稻根系附近的分布更丰富，稗草对养分的消耗能力强于水稻；共生处理，化感水稻品种PI312777根区养分含量明显升高，而普通水稻品种辽粳9根区土壤养分含量降低。 2、和稗草共生，PI312777和辽粳9根区土壤中微生物生物量C含量均显著下降，稗草受水稻的影响微生物生物量C含量也被抑制。化感水稻PI312777根系周围细菌和自生固氮菌数量显著增加，真菌、氨化细菌的数量明显下降，而放线菌无明显变化；普通水稻根系周围细菌、真菌、放线菌及氨化细菌数量均显著减少，自生固氮菌数量明显增加。 3、从脱氢酶、脲酶、转化酶和多酚氧化酶活性的变化比较两个水稻品种对抗稗草干扰的能力，化感品种PI312777的表现明显优于普通水稻辽粳9，稗草的存在显著诱导促进了PI312777根区土壤脲酶、转化酶和多酚氧化酶的活性。 4、稗草群体的生命活动对土壤主要微生物类群包括细菌、放线菌、自生固氮菌及氨化细菌的生长和繁殖均有促进作用，而对真菌数量表现为显著抑制。适当的稗草群体对土壤养分的活化作用明显，包括土壤中总N、总P和总K，提高了铵态氮、有效P及速效K的含量，而稗草密度过大则会过量消耗土壤养分。稗草群体的生命活动促进了土壤中脱氢酶、脲酶、转化酶和多酚氧化酶的活性。 5、稗草萌发液及稗草的伴生对三叶期化感水稻化感物质有诱导作用，而且稗草萌发液对水稻的萌发和生长均有抑制作用，尤其对普通水稻品种辽粳9，表明稗草萌发液对水稻有抑制作用。 6、稗草萌发液促进土壤细菌和放线菌的数量，随培养时间的延长，高浓度稗草萌发液的促进作用更明显；真菌和自生固氮菌被高浓度稗草萌发液抑制，而自生固氮菌在培养时间7天以后，适当的浓度可以促进其繁殖。

铅超积累花卉的筛选与螯合强化及其应用

近年来，土壤重金属污染的植物修复得到世界各国的重视，将花卉植物应用于污染土壤修复方面的研究应该说是刚刚兴起，但具有巨大的修复潜力。我国的铅污染形势十分严峻，大量的铅污染土壤亟待修复。铅在土壤中生物有效态的含量很低，因此必须采用一些有效的强化手段（如施用螯合剂）来提高植物的修复效率。 本研究以草本花卉为研究对象，通过室外盆栽筛选实验，分析了30 种花卉植物对Pb 的耐性特征和积累特性，并与螯合诱导技术相结合，强化花卉植物的修复效果，同时尽量减少可能造成的环境风险和健康危害。 根据超积累植物应具备的4 个基本特征，对参试的30 种花卉植物进行盆栽初步筛选分析。实验结果表明，对Pb 污染耐性较强且积累能力较强的花卉有9种；对Pb 污染耐性较强但积累能力较弱的花卉共12 种，这些植物在植物稳定修复方面可能有一定价值；其它9 种花卉对Pb 污染耐性较弱且积累能力较弱，是Pb 的非超积累植物。 盆栽浓度梯度筛选实验表明，满天星和火炬鸡冠是具有铅超积累植物特征的花卉。满天星转移系数大于1，地上部铅含量超过了铅超积累植物需要达到的临界含量标准，但对高浓度铅污染耐性较差且富集系数小于1；火炬鸡冠耐性较强且地上部铅含量超过了铅超积累植物需要达到的临界含量标准，但转移系数和富集系数均小于1。 水培实验表明：EDTA、NTA 强化效果较好；矮牵牛幼苗土培强化实验确定：先加EDTA，一周后加入NTA，且二者的比例为2：1 时修复效率最高；在7 种铅积累能力较强的花卉植物成熟后，收获前按上述方法分两次施加混合螯合剂，实验结果证实此修复方法具有有效性、经济性、安全性和公众可接受性。

长白山阔叶红松林内木质物残体的生态学研究

木质物残体（WD）在维持森林生态系统生物多样性、稳定性，参与森林生态系统养分循环、碳循环，促进群落更新演替及生态系统平衡等方面发挥重要作用。 本文以长白山阔叶红松林为对象，研究森林类型及采伐干扰如何影响林内WD相关特征，量化主要树种粗死木质物残体（CWD）分解规律，结果表明：（1）不同森林类型内WD的树种种类均由几个不同优势树种控制，其存在形式、径级分布和腐烂级分布均显著不同；（2）WD数量和贮量在森林采伐后表现出明显的先降低再升高再降低的变化趋势，其中CWD变化明显；（3）随着森林演替的进程，轻度腐烂的WD（1级、2级）表现为采伐初期增加，随后逐渐减少，而深度腐烂的WD（4级、5级）表现为采伐后初期减少随后增加，中度腐烂的WD（3级）在整个演替的过程中变化不明显；（4）随着腐烂级别加深，各个树种WD的密度、C、N、P、K、Ca、Mg含量均发生规律性的变化，C/N比值不断下降；（5）CWD分解释放CO2通量在不同树种间存在差异，并与CWD含水量之间存在显著的负相关。整个生长季节CWD分解释放CO2通量呈现比较一致的先升高后降低的单峰曲线格局，其峰值均出现在7－8月，因树种不同而有一定差别，与温度的变化趋势一致而与含水量的变化相反。在上述研究基础上，本文探讨了长白山阔叶红松林内WD管理对策及未来发展方向，为森林经营工作提供科学的理论依据。

水稻化感物质对土壤微生物的作用

本文主要目的是探讨水稻化感品种对土壤微生物的影响，为进一步阐明水稻化感品种与稻田微生物的生物化学关系奠定基础。在分离出两种水稻化感物质黄酮甙基础上，首先研究水稻化感物质对环境因子的响应情况。同时，探讨土壤中黄酮甙的降解动态和水稻组织及其释放到培养基质中的黄酮甙浓度情况，并用土壤薄层层析和生测实验研究黄酮甙在土壤中的迁移性。随后系统研究水稻化感品种幼苗、萌发液、根分泌物以及水稻化感物质黄酮甙对土壤微生物的作用。结果表明： 1、虽然化感物质释放程度和环境因子有关，但主要取决于水稻自身的化感特性。黄酮甙进入土壤10 h后消失，生成稳定的黄酮甙元，这种甙元是水稻真正的化感物质，因此，黄酮甙是水稻化感品种存储化感物质的形式，而不是真正起作用的物质。 2、水稻化感品种根际土壤中的微生物数量受到显著的抑制作用，根际土壤微生物的群落结构和对照土壤相似，和水稻非化感品种根际土壤微生物的群落结构不同。 3、向土壤中施加萌发液和根系分泌物初期，土壤细菌、氨化细菌、放线菌数量表现为水稻非化感品种大于水稻化感品种。水稻化感品种土壤中的微生物生物量碳受到抑制，而真菌生物量受到促进。萌发液土壤中对照和水稻化感品种群落结构变化相似，根分泌物土壤中对照和水稻非化感品种群落结构变化相似。 4、施加低浓度黄酮甙土壤中的细菌、氨化细菌以及真菌数量均高于高浓度黄酮甙土壤中的数量，但是土壤中的放线菌和真菌生物量却表现为：随着土壤中黄酮甙浓度升高，受到的抑制作用增强。在添加浓度范围内，黄酮甙对土壤微生物群落结构产生不同影响。

长白山北坡水甲虫群落多样性及其与环境关系

长白山区生物多样性丰富，河流生态系统具有代表性，但近年由于人为干扰加剧，水域面积减少，森林植被遭到破坏。本文以长白山北坡河流生态系统为研究对象，调查了水甲虫群落、河岸带植被和水质等环境因子状况，运用多种数学分析方法和统计模型，分析了长白山北坡水甲虫群落多样性和环境因子的格局变化，重点研究了环境因子对水甲虫的影响，探讨了水甲虫对河流生态系统健康的指示作用，以此为该区的生态环境保护、林业的持续发展提供一些基础信息。 通过本论文的相关研究，得出以下主要结论： （1）在长白山北坡共鉴定水甲虫8科，37属，71种，其中龙虱科占属总数的55﹪，水龟虫科占属总数的23﹪。 （2）对环境因子进行主成分分析，结果表明水酸碱度、海拔高度、底泥有机质和全磷含量、电导率是主导环境因子。用典范对应分析及多元回归分析对水甲虫与环境因子的数量关系进行研究，结果显示水甲虫丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数与底泥全磷含量、海拔、水电导率皆为正相关，与水pH值显著负相关。 （3）应用逐步回归、典范对应分析方法研究了植物群落对水甲虫群落的影响，发现长白山森林植物群落对水甲虫群落的组成、结构和多样性具有显著的生态效应，主要表现在植物群落及其各个层次的组成和多样性分别与水甲虫群落的组成、多样性和虫口数量变化具有显著的关联性。 （4）以水甲虫群落作为指示物评价河流生态系统健康和借助层次分析法综合评价河流生态系统健康的实践表明，两种方法都能很好地反映不同干扰造成的生态系统健康程度的变化。

松辽平原农田土壤线虫多样性研究

本研究立足于松辽平原农田生态系统，研究土壤线虫物种多样性，营养类群多样性，生活史多样性和功能多样性的分布规律，为进一步揭示线虫主要功能类群与土壤C、N等土壤环境因子之间的相互关系提供基础性数据。 在松辽平原沿不同纬度梯度，选择北至黑龙江海伦，南至辽宁大石桥共7个地点的玉米地，按照0–20 cm、20–40 cm、40–60 cm、60–80 cm和80–100 cm五个层次分层采集土壤样品。研究发现，土壤线虫多样性的纬度分布格局在0–40 cm土层表现得比较明显。在不同农田生态系统中，线虫属的丰富度在0–100 cm的土壤剖面内，随着土层深度的加深而降低；在0–40 cm土层，线虫属的丰富度随纬度梯度的降低而表现出增加的趋势，最高值（18属）出现在大石桥的0–20 cm土层，最低值出现在海伦采样点的20–40 cm土层，仅观察到10个线虫属。通过对松辽平原农田土壤线虫的生活史策略组成进行研究发现，在不同采样地点，不同生活史的土壤线虫表现出不同的分布特征：在0–20 cm土层，cp-2类群线虫的相对多度随纬度的降低表现出降低的趋势，而cp-3-5的线虫则表现出增加的趋势。在不同土层研究发现， 线虫的营养多样性指数没有表现出明显的纬度分布格局，而在0–20 cm土层，食细菌线虫和捕食/杂食线虫的相对多度随纬度的降低表现出降低的趋势，而植物寄生线虫则随纬度的降低而呈增加的趋势。土壤线虫区系分析结果表明，海伦样点土壤食物网受到的扰动较小，而处于结构化状态；而哈尔滨，公主岭和沈阳采样点的土壤食物网处于退化状态，受到外界环境扰动较大。通过对松辽平原农田土壤线虫群落与理化因子的典型对应分析，可以看出相关的土壤理化性质如阳离子交换量、有机碳、全氮和粘粒含量等能够在一定程度上解释松辽平原农田土壤线虫群落的分布特征。

保水剂对土壤中氮运移和转化的影响

从在田间试验中表现良好增产作用的四种土壤保水剂中选出两种不同类型的保水剂，利用室内一维垂直土柱研究了保水剂的保水保肥机理及其对土壤氮运移和转化的影响。 溶液的离子强度、保水剂类型以及剂型是影响保水剂吸水率的关键因素。不同类型的保水剂在水溶液和土壤中的持水能力不同，聚丙烯酸盐类保水剂比聚丙烯酰胺/无机矿物复合型保水剂对土壤水运动的影响更为显著。保水剂的保水性能不仅与保水剂自身组成有关，同时也与剂型粒度关系密切。保水剂用量对土壤水运动有影响，其施用量存在最佳值。保水剂的施用能够明显改善土柱中的水分运移，影响土壤的导水性能，从而减缓水分的蒸发和渗漏，但对土壤深层的水分运动影响不明显。 保水剂可释放和吸附氮肥，其释放和吸附氮肥的能力，受粒级与生产过程中所添加复合成分的影响较大，且释放和吸收铵态氮量高于硝态氮量。保水剂与氮肥的互作效应主要受保水剂自身组成和结构及氮肥水溶液离子强度制约。保水剂可吸收土壤中的尿素，阻滞浅层土壤氮向下运移，有较好的保肥效果。聚丙烯酸盐类保水剂对土壤氮的渗漏有更好的抑制作用。保水剂对氮的转化有显著影响。离子态氮可明显降低保水剂的保水保肥性能，在田间施用中应综合考虑施肥灌溉等农业措施对保水剂保水保肥效果的影响。

长期施肥对土壤团聚体中碳水化合物分布特征的影响

碳水化合物是土壤有机质的重要组成部分，根据碳水化合物的稳定性和异源性可以了解植物和微生物以及微生物不同群体在土壤有机质积累过程中的相对贡献。本研究以公主岭黑土和沈阳农业大学棕壤两个长期定位试验基地土壤作为试验材料，分析长期施肥对碳水化合物在黑土和棕壤团聚体中积累和分布特征的影响，并通过对小团聚体二次分级研究碳水化合物在小团聚体内部的分布规律，探讨长期施肥对碳水化合物在小团聚体中分布的影响以及碳水化合物对小团聚体结构组成的贡献。通过上述研究，我们发现： 1. 有机肥有利于两种土壤的团聚化作用，有机肥使黑土小团聚体进一步复合，形成大团聚体，施肥措施引起棕壤微团聚体和粉＋黏粒的进一步复合，形成大粒径的团聚体。化肥对黑土团聚体结构起到一定的破坏作用，不利于大粒径团聚体的形成。 2. 有机肥促进大粒径团聚体以及小团聚体中微团聚体的形成，从而使土壤有机碳、氮和碳水化合物在土壤中截获（积累）。土壤中新增加的有机碳、氮和碳水化合物主要截获在>53µm的团聚体结构中，小团聚体中新增加的有机碳、氮和碳水化合物主要截获在粗砂和微团聚体结构中。 3. C/N和中性糖分布特征表明，无论是土壤团聚体还是团聚体内部结构，大粒径团聚体结构中包含的有机质来源于新添加的有机物料及根系的有机物较多，经历较少的微生物转化作用；粉＋黏粒结合的有机质微生物来源的碳水化合物的含量较高，说明有机质经历了强烈的微生物转化作用，生物稳定性较高。氨基糖分布特征表明，细菌趋向于在小粒径团聚体中积累，而团聚体粒径越大越有利于真菌生长。 4. 有机肥有利于提高土壤中植物来源糖和真菌对土壤有机质积累的贡献所以能够提高土壤及团聚体中有机碳、氮及碳水化合物的含量，但在有机质较高的黑土上有机肥施用存在一个临界值，当有机肥用量超过这个值时，即“过量”施用时，土壤微生物就不能利用全部的植物来源的有机化合物，多余的部分保存在大粒径团聚体结构中，成为微生物可利用的潜在的碳源和能源。

长期施肥对土壤矿物粒级中碳水化合物分布特征的影响

土壤碳水化合物作为活性碳库的一部分，与土壤有机质转化所包含的复杂的微生物学、化学和物理学过程密切相关。本文采集公主岭市长期定位监测基地和沈阳农业大学田间试验地不同施肥处理的黑土和棕壤，通过超声分散方法得到细黏粒 (<0.2µm)，粗黏粒 (0.2-2µm)，粉粒 (2-50µm)，细砂粒 (50-250µm) 和粗砂粒 (250-2000µm)五个颗粒级别，研究化肥、有机肥的长期施用对两种土壤不同粒级中有机碳、氮和土壤碳水化合物 (中性糖和氨基糖) 的积累、分布特性的影响，并根据六碳糖与五碳糖的比值区分碳水化合物的植物或微生物的贡献，利用氨基葡萄糖/氨基半乳糖的比值进一步明确真菌和细菌对碳水化合物转化和富集的贡献。结果表明： 对于有机质水平较高的黑土来说，化肥和有机肥合理配施不仅显著增加了黑土有机碳、氮和碳水化合物含量，而且有利于它们在各粒级中的重新分布，如小粒级中土壤有机质明显损失，而大粒级中土壤有机质显著富集。在土壤原始有机质水平较低的土壤 (棕壤) 中，只有较高的有机肥用量才可以引起小粒级有机碳、氮向大粒级中的转移。暗示出长期施肥对土壤碳、氮以及碳水化合物的影响程度取决于土壤原有有机质水平，土壤有机碳在各粒级中的积累符合层级理论。粗砂粒级中土壤有机碳含量高和富集程度大是土壤质量较高的表征。 有机肥的施用引起了两种土壤各粒级，特别是大粒级中 (Gal+Man):(Ara+Xyl)比值的显著降低，表明植物源碳水化合物在有机质积累过程中的贡献要大于微生物源糖，说明有机肥中的植物源有机碳组分并不被土壤微生物全部矿化利用，而其中的一部分作为可利用的碳源或能源储藏在大粒级中，特别是粗砂粒级中。无论何种施肥处理，在有机质水平较高的黑土中，各粒级有机质中中性糖相对含量不变；但在有机质水平相对低的棕壤中，黏粒级有机质中中性糖相对含量都减小，粉粒和砂粒级有机质中中性糖相对含量增大。 在黑土处理中，施用有机肥有利于真菌源氨基糖相对积累，化肥则引起细菌源氨基糖所占比重的略微增加。有机肥和化肥配施在短期内会引起细菌活性的增强，可是从长期角度考虑，仍然是真菌源氨基糖的积累得到了加强。在有机质水平较低的棕壤中，几乎在所有的处理中，砂粒级均表现出细菌源氨基糖所占比重增加，而黏粒和粉粒级中真菌源氨基糖所占比重表现出一定程度的增加。

重金属污染对土壤线虫群落结构及多样性的影响

本文通过盆栽模拟试验运用PCR-DGGE和形态学分析方法研究了外源添加铜锌对土壤线虫多样性的影响，为应用PCR-DGGE技术开展线虫对重金属污染土壤的生物指示作用研究提供理论依据。 形态分析结果表明：较高浓度的Cu、Zn对土壤线虫的总数、线虫营养类群的数量和多样性指数产生明显的抑制作用，在小麦成熟期表现得最显著。与单一铜、锌污染相比，复合污染对线虫群落结构及多样性的影响更明显。 研究发现，通过PCR-DGGE与形态分类方法得到线虫多样性信息的变化趋势基本一致，且相对于形态学方法，PCR-DGGE方法得到的多样性指数能够比较迅速地反映线虫多样性的变化，具有较高的灵敏度。PCR-DGGE结果的聚类分析能够直观地反映线虫群落结构的变化。PCR-DGGE方法能够在优化样品量和提取方法的条件下获得更多的种属信息，且凝胶条带的峰强度能够反映出该条带基因测序后所对应种属的丰富度，是揭示土壤重金属污染条件下线虫多样性变化的有效工具。

土壤氨基酸微生物转化过程研究

摘 要 土壤氨基酸是土壤有机氮的主要组成成分，对土壤氮素供应和土壤碳、氮循环过程有重要影响。揭示土壤氨基酸的微生物转化和更新过程将为土壤有机碳、氮循环转化研究提供新的思路。 稳定同位素示踪技术是研究外加N源在土壤中循环转化的有力手段。而研究特定化合物如氨基酸的微生物转化过程还需与其它技术手段相结合。本研究首次建立了稳定同位素培养－液质联机技术测定土壤氨基酸同位素比例变化的新方法。对于15N和13C培养样品，由于氨基酸在测定过程中，其分子结构未被破坏，15N和13C掺入氨基酸的同位素比例均可通过[M+n]/[M]进行计算，其中[M]为氨基酸准分子离子峰的质荷比（m/z）, n为氨基酸分子中所含的C、N原子的个数。同位素富集用原子百分超（APE）表示。所建立方法具有较高的精密度和准确度，可以准确地反映土壤氨基酸同位素比例的动态变化。 利用上述方法，进行了土壤样品同位素培养与测定，通过跟踪测定土壤氨基酸微生物合成与代谢动态，进行土壤氨基酸的微生物转化与更新过程研究。主要结论如下： 1．葡萄糖为碳源时，微生物利用NH4＋-N合成氨基酸的速率大于NO3－-N。说明NH4＋-N是微生物更易于利用的氮源。不同N源对不同种类氨基酸合成速率影响不同,表明土壤中不同微生物类群对氮源的选择性利用性差异明显。 2. 两种N源对微生物所新合成氨基酸容量影响差异显示，微生物利用NH4+-N所合成氨基酸的数量大于NO3－-N，这与微生物利用两种N源合成氨基酸的APE结果一致。微生物利用两种N源所新合成氨基酸总量与氨基酸总量增量相比，新合成氨基酸总量均随着培养时间的延长而增加，而氨基酸总量增量在培养前期，呈增加趋势，到培养后期逐渐下降。微生物利用NO3－-N时下降更为明显。说明微生物利用外加氮源在培养前期以固持为主，到培养后期以矿化为主。 3.微生物利用U-13C-glucose-NH4+和glucose-15NH4+进行不同种类氨基酸合成时，不同氨基酸的13C和15N的APE变化规律相似。但相应的APE(13C)大于APE(15N)。说明葡萄糖更易于被微生物利用掺与到微生物细胞质结构中。 4.氮源的施加频率的降低使氨基酸的合成速率及容量均显著下降。说明N素的不足同样限制了微生物对氨基酸的合成，使微生物活性明显下降。 5.不同C/N底物对微生物合成氨基酸速率和容量的结果显示，随着C/N增加，微生物利用外加N源合成氨基酸速率和容量明显增加。说明C源的供给显著的提高的微生物的活性，并与碳源的数量呈显著的正相关。土壤微生物量N随着土壤中C源数量提高而显著提高的结果说明，土壤微生物的活性明显提高。进而提高了微生物利用土壤中无机态N向有机态N的转化速率和程度。速效N含量下降的结果表明，通过外加C源的调控，起到了调控N素转化过程的目的，C源浓度的提高显著降低了土壤中无机态N 的积累，降低了其损失的风险。 6. 利用有机物料和N素添加进行土壤样品培养时，土壤氨基酸总量在培养初期显著增加，而随着培养的进行略有下降。而各氨基酸15N APE值较低的结果表明，土壤氨基酸总量的增加主要来源于有机物料的降解，真正通过微生物转化而形成土壤氨基酸的比例很低。有机物料作为碳源时，微生物在利用外加N源合成氨基酸的速率和容量明显低于葡萄糖。说明C源的活性及其可利用性对微生物利用外加N有较大的影响。碳源能否促进微生物对N的利用不在于数量的多少，而在于碳的活性和可利用性。 在充足的能源和碳源条件下，微生物可快速利用外加氮源向土壤氨基酸态N进行转化。因此，氮肥高效利用调控实质是土壤氮素微生物转化过程的调控。提高无机氮素向土壤有机氮的转化速率和强度可以有效减少无机氮在土壤中积累。因此通过适当调节外加碳源的活性及数量，提高无机氮素微生物转化程度，而达到减少氮肥损失的目的。

污灌和农药对农田土壤假单胞菌种群的影响

随着环境污染问题的日益严重，微生物修复起到越来越重要的作用。假单胞菌是土壤微生物中最重要、研究最多的细菌之一，能降解简单和复杂的有机物，它们因此而广泛的存在于土壤和水体。但有关于石油、重金属及农药污染物对农田土壤假单胞菌多样性及种群结构的影响却缺乏全面和系统的认识。 本论文首次采用传统微生物培养方法与PCR-DGGE等现代微生物分子生态学研究方法相结合的手段，系统评价了长期含石油和重金属污水灌溉对中国最大的石油、重金属污灌区——沈抚、张士灌区农田土壤中的假单胞菌多样性及其种群结构的影响。同时，本论文也研究了乙草胺、甲胺磷对黑土假单胞菌多样性及种群结构的影响。得出以下结果： 石油污灌区土壤中总的假单胞菌多样性显著高于重金属污灌区；石油污灌区旱田土壤假单胞菌多样性接近于对照清洁土壤,同时低于相似污染程度的石油污灌区水田土壤。进一步测序发现，Pseudomonas mendocina、Pseudomonas stutzeri、Pseudomonas aeruginosa是所分析石油和重金属污灌区土壤中的优势类群，说明在长期污染胁迫下这3种假单胞菌分别得到了不同程度的富集。DGGE 结果显示石油和重金属污染土壤样品的可培养假单胞菌多样性没有显著差异，但均低于对照清洁土壤样品。对各个土壤样品可培养假单胞菌菌株进行REP-PCR基因分型，结果表明这些假单胞菌之间有显著的遗传差异。进一步测序表明，土壤样品中可培养假单胞菌优势类群中含有Pseudomonas. fluorescens 和Pseudomonas. Putida两种。 黑土农田土壤中使用乙草胺会严重降低总的及可培养假单胞菌群落的多样性，而且在5周内不能恢复。而甲胺磷处理土壤与对照相比则差异不显著，并且经过一段时间的适应，土壤中的总的及可培养假单胞菌种群不仅得到恢复而且超过对照。对各处理土壤总的及可培养假单胞菌DGGE谱带类型聚类分析，发现乙草胺、甲胺磷处理土壤样品均各自聚为一簇，说明农药污染类型是影响土壤中假单胞菌种群结构的重要因素。

长白植物区种子植物区系定量研究

本文在广泛收集和系统整理长白植物区种子植物地理分布资料的基础上，采用综合系数、区系指数、特有水平、特有系数、特有综合系数、相似性系数等量化指标和植物区系谱分析、参数估计、系统聚类分析等方法，对长白植物区小兴安岭区、完达山及三江平原区、老爷岭区、吉林哈达岭区、长白山区、龙岗山区和张广才岭区等七个子区系的区系组成、丰富度、特有现象、区系相似性等方面进行了全面系统的比较研究。 通过对七个子区系科、属、种的植物区系谱的分析表明，长白植物区七个子区系均是以温带性质的成分为主，温带性强弱程度相差无几。随着纬度的升高，长白植物区种子植物区系的构成成分呈现温带性质成分渐多、热带性质成分渐少的趋势。 通过综合系数的计算来比较分析七个子区系的丰富度，结果显示，长白山种子植物的物种丰富度最高，宏观上，种子植物物种丰富度表现出纬度地带性，物种种类有从南到北逐渐减少的趋势。本方法具有计算简单、结果直观、一目了然等优点。 通过区系指数、参数估计的方法对长白植物区及其七个子区系成分重要性进行分析，结果表明，温带性质成分对长白植物区系性质影响较大，热带性质影响较小。属的分布区类型对七个子区系作用大小的排序与它们在属的植物区系谱中排序一致，说明该指数具有一定的应用价值。 首次引用特有现象量化指标对长白植物区七个子区系的特有现象进行研究，长白植物区中国特有种的分布中心在东北、东北-华北的区域，以长白山和龙岗山表现最为明显。长白山是特有种分布的关键地区。特有水平、特有现象综合指数均可对特有现象加以解释,而特有系数分析的结果不是很明显。 通过相似性系数分析、系统聚类分析对七个子区系的相似性做了比较研究，长白植物区七个子区系可分为四个子区系组合。选用Ochiar、Jaccard、Sprenson三个相似性系数研究长白植物区系的相似性，所得结论一致。应用系统聚类分析不同地区植物区系的亲缘关系方法简便。其结果用树状图来表示，比较直观，此手段在植物区系比较研究中具有重要的应用价值。

辽河干流底质微生物群落结构及芘降解菌研究

辽宁省是以石油化工、煤炭化工和钢铁工业为主的重工业基地。辽河流域近年来经济发展迅速，城市化水平不断提高，但由于产业结构的不合理和污染治理水平的相对滞后，致使辽河流域水体污染严重。对辽河流域水体污染状况、污染物化学与生物学的相互作用、微生物群落结构与功能的关系开展调查研究，对开展污染水体的生物生态修复具有重要的指导意义。 本论文选取辽河流域干流8个水文监测站点的不同时期（丰水期和平水期）底质为研究对象，调查了有机污染物（总油TPHs）和有毒污染物（多环芳烃PAHs）污染程度以及主要来源；采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）和磷脂脂肪酸（PLFA）两种分析方法，对其微生物群落结构及多样性进行了分析；并以13C标记的菲和芘为代谢底物，以PLFA为生物标记物，采用气相色谱-稳定同位素比率质谱（GC-c-IRMS）分析技术，鉴定了底质样品中参与菲和芘代谢的主要微生物类群；并利用不同的吸附性载体进行了芘降解菌的富集和筛选。 研究结果表明： 1）平水期总石油烃污染比丰水期严重，TPH 含量分别在276.1～560.6mg/kg（平水期）和157.9～462.2mg/kg（丰水期）之间，辽河入海口TPH污染最重；PAHs含量分别在124.1～270.4ug/kg（平水期）和93.5～209.1ug/kg（丰水期）之间；主要来源于石油类污染物和化石燃料的热解，汽车尾气的污染等。 2) 采用DGGE和PLFA两种方法分析微生物群落结构得到基本一致的结果。微生物多样性与总石油烃含量、总多环芳烃含量无显著相关性，多样性指数是多种污染物和环境因子综合影响的结果。 3) 稳定同位素代谢示踪实验表明，底质中存在菲和芘的降解菌群；参与菲和芘降解的微生物均以G-细菌为主，真菌次之；G+细菌和放线菌也参与代谢；参与菲和芘代谢的菌群有一定的相似性。 4) 利用不同吸附性载体从污染底质样品中筛选到6株降解菌。

杉木连栽致害真菌拮抗菌Bacillus subtilis3728的研究

杉木是我国重要的速生丰产树种，分布在北纬21°41′到33°41′，东经102°到122°的广大地区，杉木人工林面积约占我国人工林总面积的1/4，随着连栽代数的增加，土壤中毒和生产力下降程度日趋严重。 本论文以分离自与红树林、珍珠贝、海兔子、海绵、软珊瑚等与海洋动、植物共栖或共生存的106株海洋微生物(54株放线菌，52株细菌)为资源，以杉木连栽致害真菌尖孢镰刀菌萎蔫专化型(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum)菌株SF2为靶菌，通过平板对峙试验和土壤原位定殖试验，筛选到一株分离自红树林木榄(Bruguiera gymnorrhizo)根际土壤的海洋细菌3728菌株；该菌对SF2具有很强抑菌活性，能够高密度在杉木根际土壤中定殖，对杉木幼苗的生长有一定的促进作用。采用传统的细菌学和分子生物学的鉴定方法对其进行了菌种鉴定，为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。 通过对抗菌谱的研究，发现海洋细菌3728除了对杉木连栽主要致害真菌尖孢镰刀菌萎蔫专化型菌株SF2有很强的抑菌活性外，对大豆连作致害菌 (Penicillium purpurogenum)，棉花枯萎病菌(Fusarium oxysporum)，棉花立枯病菌(Rhizoctonia solani)，大豆根腐病菌(Fusarium solani)以及小麦赤霉病菌(Fusarium graminerum)等也有较强的抑制作用。室内模拟试验还表明，在土壤中接种海洋细菌3728后，能够明显增加土壤中氨化细菌和氨化真菌的数量，能够增加土壤中功能性微生物——纤维素分解细菌和纤维素分解真菌的数量和种类，增强了纤维素分解能力。再添加C/N比较低的白三叶草凋落物，土壤中氨化细菌、氨化真菌的数量继续增加，土壤纤维素分解能力更显著提高。这为进一步开展对杉木连栽障碍的生物调控试验，提供了一定的科学依据。