连作对不同类型植烟土壤化学性状、酶活性及细菌群落的影响

为探明不同类型植烟土壤对连作的响应差异,以云南的红壤、水稻土和紫色土为研究对象,分析烤烟连作5年土壤化学指标、酶活性和细菌群落特征的变化。结果表明,连作5年后,与轮作处理比较,水稻土和红壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量显著增加,pH、速效钾含量显著降低,紫色土仅速效钾含量显著增加,其他指标无明显变化。3种土壤的过氧化氢酶活性显著下降,脲酶活性不同程度增加,但紫色土增加不显著;水稻土的蔗糖酶活性显著下降,红壤和紫色土则变化不明显。3种类型土壤均以变形菌门、蓝细菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和拟杆菌门等5个菌门为优势菌群。连作5年后,不同类型土壤的细菌群落相对丰度与活性存在一定差异,其中紫色土的细菌群落结构组成与轮作处理最为相似,其ACE和Shannon指数在3种土壤中变幅较小。综合比较来看,烤烟连作对紫色土的主要生化指标微生物群落结构影响较小,说明紫色土对烤烟连作响应相对不敏感。     

烤烟轮作与连作土壤细菌群落多样性比较

为了解烤烟轮作和连作对土壤细菌群落多样性的影响,分别提取轮作和连作土壤总DNA,用细菌16S rDNA特异引物扩增出细菌16S rDNA,建立克隆文库。用限制性内切酶Hae III和Afa I进行PCR-RFLP分析,分别得到177和147个酶切类型,采用多样性指数对试验结果进行分析统计表明,香农多样性指数和丰富度指数均表现为轮作大于连作。通过构建两克隆文库的系统发育树,并分析主要种群的组成表明:连作文库的优势种群主要集中在酸杆菌门,轮作文库的优势种群主要分布在酸杆菌门、γ-变形菌门、α-变形菌门。说明轮作方式可提高植烟土壤细菌群落的多样性,而连作使植烟土壤细菌群落结构趋于简单,从而导致微生物群落功能失调,可能是引发连作障碍的原因之一。     

万寿菊-烟草轮作调理植烟土壤细菌群落结构的作用

基于大田试验和Illumina Hiseq扩增子测序技术,分析了万寿菊-烟草轮作对植烟土壤细菌群落多样性和结构的影响,旨在为缓解烟草连作障碍提供理论依据。结果表明,万寿菊-烟草轮作可提高烟株根际土壤细菌群落Sobs、Shannon和Chao1等多样性和丰富度指数;提升土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度;促使生防菌(Pseudomonas)、功能菌(Candidatus_Solibacter、Bryobacter和Bradyrhizobium)、降解菌(Massilia、Novosphingobium和Ramlibacter)和根际促生菌(Flavisolibacter)等菌属比例上升,有利于改善土壤微生态环境、缓解连作障碍。     

钙镁磷肥对青枯病发病烟株根际土壤微生物区系的影响

采用平板计数法分析了不同生育期及发病烤烟根际可培养微生物数量的变化,并通过宏基因组测序法比较了施用钙镁磷肥的健康与发病烟株根际土壤微生物群落的差异,旨在研究钙镁磷肥对烟株根际土壤微生物群落多样性的影响。结果表明:1)施用钙镁磷肥的烤烟根际细菌和真菌数量随生育进程呈抛物线形式变化,对照则呈"N"趋势,处理和对照的根际放线菌数量变化趋势相同,呈逐渐增加的趋势。2)在旺长期,施用钙镁磷肥的根际细菌数量显著高于对照;在成熟期,处理的根际真菌数量显著高于对照;而钙镁磷肥对根际放线菌数量没有显著影响。3)相对于健康烟株根际土壤,发病烟株根际土壤中放线菌数量显著减少,细菌数量显著增加;发病根际土壤中施用钙镁磷肥的细菌和放线菌数量均显著高于对照。4)宏基因组测序结果显示根际细菌种类总数远高于根际真菌,健康根际细菌和真菌香农指数、Chao1指数和ACE指数均高于发病根际土壤。综上所述,钙镁磷肥对根际土壤微生物数量和多样性有一定的促进作用。     

间作对连作葡萄生长及根际环境的影响

为了探究间作对连作葡萄根际环境的影响以及葡萄长势与根际环境的关系,在前期试验基础上,调查了不同间作作物对连作葡萄长势、根际土壤理化性质及微生物群落的影响。结果发现：间作大葱、花生对连作葡萄长势有促进作用,间作苦荬对连作葡萄有抑制作用;间作大葱、花生提高了根际土壤细菌与真菌结构多样性比值,间作苦荬该比值降低;葡萄根际土壤细菌、真菌结构多样性分别与根际土壤中pH、碱解N存在显著相关性,而土壤中细菌与真菌结构多样性比值与连作葡萄植株长势具有极显著相关性。因此认为,可通过间作大葱、花生提高根际土壤细菌与真菌结构多样性比值,来改善葡萄的连作障碍。     

烟草青枯病不同发病阶段根际土壤微生物群落变化趋势分析

通过扩增子测序技术,探究了烟草青枯病不同发病阶段根际土壤细菌和真菌群落的变化趋势,旨在为明确微生态-青枯病互作关系提供理论基础。结果表明,青枯病烟田根际土壤细菌群落Sobs、shannon指数和OTUs数量于烤烟移栽后75 d和100 d显著降低,真菌群落多样性指数无显著变化。一些致病微生物（Ralstonia、Fusarium等）和有益微生物（Sphingomonas、Gemmatimonas、Pseudomonas、Lysobacter、Streptomyces、Trichoderma、Gibberella、Chaetomium等）的相对丰度在青枯病发生阶段明显升高。与移栽前相比,属水平上根际土壤细菌群落结构于移栽后75 d和100 d,真菌群落结构于移栽后50 d和75 d发生明显改变。     

烤烟根腐病对烟株根际土壤真菌群落结构的影响

为从微生物生态学角度探求烤烟根腐病的发生原因并为其防控提供理论依据,利用Illumina MiSeq高通量测序分析了烟草根腐病发病和健康植株根际土壤真菌群落结构的差异,结果表明,烤烟根腐病发生对烤烟根际土壤真菌的丰富度有显著影响,其中健康和患病烟株根际土壤样品中真菌OTU数分别为904个和647个,健康烟株真菌OTU总数为患病烟株的1.40倍,特有OTUs数是患病烟株的2.59倍;患病烟株根际土壤真菌群落多样性水平显著低于健康烟株土壤,患病烟株根际土壤的Shannon、ACE和Chao1指数分别较健康植株降低了29.81%、40.12%和40.61%;同时,患病烟株与健康烟株根际土壤真菌群落的优势物种显著不同,患病烟株根际土壤中烤烟根腐病病原菌茄镰刀菌（F.solani）相对丰度较健康烟株根际土壤增加了303.45%,为健康烟株的4.03倍,且棘孢木霉（Trichoderma asperellum）和青霉菌（Penicillium raperi）的相对丰度亦较健康烟株分别增加了17.62%和50.46%。烟草植株根际土壤中真菌群落结构改变及物种多样性降低是烤烟根腐病发生的重要特征。研究可为该病害的早期预防或生态调控提供科学依据。     

间作对烤烟烟株根际土壤细菌群落结构组成及功能的影响

【目的】探究利用烤烟与小葱、苦苣和油麦菜三种植物间作缓解其连作障碍，为消除烟田土壤连作障碍提供参考。【方法】采用16S RNA高通量测序技术对间作烤烟烟株根际土壤（连作烤烟烟株根际土壤为对照）细菌群落结构组成进行测定分析；利用Tax4Fun功能预测获得相应样品细菌群落的生态功能。【结果】间作处理的烟株根际土壤细菌群落的OTU数、丰度和多样性均大于对照，与CK处理相比，小葱（T1处理）、苦苣（T2处理）和油麦菜（T3处理）间作处理的丰度分别增加了16.52%、12.10%、6.28%，而OTU总数分别增加了6.00%、0.65%、3.49%；在门水平上的6个优势菌群中，与CK的丰度相比，T1、T2、T3处理在变形菌门上分别提高了42.86%、17.85%和21.43%，厚壁菌门上分别提高了27.27%、0%和9.09%，酸杆菌门上分别提高了9.09%、27.27%和36.36%，放线菌门上T2处理提高了7.14%而T1和T3处理分别下降了28.57%和14.30%，拟杆菌门上T1处理提高了8.33%而T2和T3处理分别下降了16.67%和8.33%，芽单胞菌门上T1和T3处理分别下降了5...     

不同硫酸钾用量对植烟土壤细菌群落的影响

为研究不同硫酸钾用量对植烟土壤微生物的影响,采用连续8年田间定位试验分析了土壤细菌群落多样性。对各处理植烟土壤16S rRNA V3~V4区进行高通量测序,得到各处理植烟土壤细菌群落的α多样性指数、群落种类组成及丰度信息,并对群落组成及丰度进行了PCA聚类分析及UPGMA聚类分析,将排名前十优势细菌门与土壤pH、土壤酶活性、钾和硫含量进行相关性分析。结果表明：（1）与空闲地相比,不施肥连年栽烟土壤细菌数量降低;而施肥处理中,K₂O的投入量为247.57 kg/hm²,S的投入量为125.46 kg/hm²时,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。（2）不同处理的土壤中变形菌门、酸杆菌门和放线菌门均为优势菌群,随着硫酸钾施用量的增多,酸杆菌门相对含量明显减少,而变形菌门与放线菌门均呈不同程度增加趋势。（3）细菌群落相似性分析结果表明,长期施用硫酸钾能显著改变土壤群落组成。（4）相关性分析表明,土壤pH、土壤蔗糖酶、脲酶活性、钾和硫含量对于该地区土壤细菌群落的丰度、多样性及优势种群相对丰度起着重要作用。     

黄腐酸与微生物菌剂协同对烟草青枯病及根际土壤细菌群落的影响

为研究黄腐酸与微生物菌剂协同对烟草青枯病及根际土壤细菌群落的影响,采用随机区组试验,调查了烟草青枯病田间发病情况,并对根际土壤样品中细菌16S rRNA基因的V4区进行扩增和高通量测序,分析各处理细菌群落结构。结果表明:(1)移栽120 d后,黄腐酸与微生物菌剂协同处理烟草青枯病发病率和病情指数显著降低。(2)黄腐酸与微生物菌剂协同处理可显著提高根际土壤细菌群落观测物种数(Observed_species)、香农指数(Shannon index)和辛普森指数(Simpson index)。(3)黄腐酸与微生物菌剂协同处理可改善根际土壤细菌群落结构,显著提高根际土壤中节杆菌属(Arthrobacter)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和Bryobacter属的相对丰度,同时显著降低未确定属的伯克氏菌科(unidentified_Burkholderiaceae)、链霉菌属(Streptomyces)、未确定属的芽单胞菌科(unidentified_Gemmatimonadaceae)和戴氏菌属(Dyella)的相对丰度。黄腐酸与微生物菌剂协同对烟草青枯病有较好的防治效果,根际土壤细菌群落多样性显著增加,细菌群落结构发生明显变化。     

连作对云南烤烟根际微生态及烟叶产质量的影响

采用田间定位试验探讨不同连作年限对根际微生态和烤烟生长的影响。结果表明, 随连作年限增加, 烤烟长势变弱, 烟叶烟碱和氯含量增加, 总糖、还原糖和钾含量降低, 内在化学成分相对不协调;连作5 年烟草与头茬相比, 产量、产值分别下降了35.0%、47.6%。对烤烟根际微生态的研究表明, 根际土壤抗性相关酶——土壤多酚氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、脱氢酶——活性均呈现:连作2 年> 连作5 年> 头茬, 暗示连作土壤富集酚类物质、过氧化物以及其他有害物质, 刺激了这类酶活性提高;进一步运用BIOLOG 分析发现连作2 年和连作5 年促进了以酚酸为底物的微生物生长, 说明重茬导致土壤酚酸物质富集, 病原微生物增加。综上, 随着连作年限增加, 自毒物质富集, 病原微生物增加, 进而引起连作障碍, 导致烟草产量降低, 品质变劣。      

长期定位不同施肥类型对烟田土壤nifH细菌群落结构的影响

[目的]解析长期施肥对烟田土壤中含nifH细菌群落结构和丰度的影响.[方法]通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥(T1)、化肥+稻草回田(T2)和化肥+稻草回田+饼肥(T3)3个处理对烟田土壤无机氮及烟株根际土壤nifH细菌多样性的影响.[结果]①长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤无机氮含量;②稻草回田或...     

有机肥长期定位施用对烟田土壤养分和烟株根际土壤细菌群落的影响

  目的  解析长期施肥对烟田土壤细菌群落结构和丰度的影响。  方法  通过田间定位试验,研究了长期单一施用化肥（T1）、化肥+稻草回田（T2）和化肥+稻草回田+饼肥（T3）等3个处理对烟田土壤化学性质及烟株根际土壤细菌多样性的影响。  结果  ① 长期采用稻草回田并施用饼肥有利于提高植烟土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,降低土壤pH值;②稻草回田或再增加饼肥处理的烟田独有OTU个数均高于单施化肥处理;③在细菌群落组成中变形菌门（Proteobacteria）和该菌门下物种的相对丰度最高,且稻草还田并添加饼肥处理最高;④植烟土壤微生物LEf Se进化分支图表明稻草还田或增施饼肥的烟田在细菌门水平无组间显著差异,而单施化肥的烟田存在组间显著差异的疣微菌门（Elusimicrobia）和迷踪菌门（Verrucomicrobia）。  结论  长期定位施肥条件下,稻草回田并增加饼肥能够改善烟田化学性质综合指标,提高细菌群落结构和相对丰度。      

解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响

为探究解磷细菌肥对烤烟磷素吸收和磷肥利用率的影响,以云烟87为供试品种,设置解磷细菌肥（0、75 kg/hm²）与磷肥（0、1250 kg/hm²）的双因素随机区组试验,分析了烤烟根际土壤有效磷、微生物、根系活力、干物质积累量和各器官磷素吸收的变化。结果表明,解磷细菌肥配施磷肥可极显著提高烤烟根际土壤有效磷含量,显著提高烤烟根际土壤可培养细菌数量,提高烤烟根际土壤微生物AWCD,极显著提高土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类碳源的利用能力,改变微生物群落碳源代谢特征;显著提高了烤烟根系活力,促进了干物质量积累和磷素吸收,磷肥利用率显著提高了4.89%。     

耕作方式对山地烟田烤烟根际土壤真菌群落结构的影响

[目的]探究深耕、深松措施对山地烟田土壤真菌群落结构的影响.[方法]采用大田试验,设置常规旋耕20 cm(RT20,对照)、深耕30 cm(DT30)、深松30 cm(ST30)和深松40 cm(ST40)4个处理,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同耕作处理下旺长期烤烟根际土壤真菌群落结构的变化情...     

富钾烤烟品种成熟期根系分泌物和根际细菌多样性特征分析

  目的  研究不同钾吸收利用效率烤烟品种成熟期根系分泌物和根际细菌多样性差异,有助于了解烟草富钾品种成熟期高效吸收利用钾素的机理。  方法  选用富钾烤烟品种ND202和常规品种K326、NC89进行盆栽试验,分析了不同烤烟品种成熟期根际主要养分含量、根系分泌物和根际细菌多样性的差异。  结果  成熟期NC89和ND202根际土中的碱解氮和有效磷含量极显著低于K326,速效钾含量3个品种间差异极显著,且为ND202最低。成熟期ND202非根际土的碱解氮极显著高于K326和NC89,有效磷和速效钾含量3个品种间差异极显著且均为ND202最高。3个品种成熟期根系分泌物主要成分含量有差异,ND202根系分泌物有机酸含量占其已检测出根系分泌物总量的81.80%,比NC89高12.86%,比K326高15.98%。3个烤烟品种成熟期根际和非根际土壤主要细菌在门水平和属分类水平上相对丰度有较大差异。根际土壤中链霉菌属、气微菌属和Iamia属的相对丰度表现为ND202 > K326 > NC89,而芽孢杆菌属、硝化螺菌属、乳酸乳球属、Steroidobacter属、Flavisolibacter属和野村菌属的相对丰度则表现为ND202 < K326 < NC89。  结论  成熟期富钾品种ND202具有根际土壤速效钾含量较低而非根际速效钾含量较高、根系分泌物有机酸含量高的特点。成熟期不同钾吸收利用效率烤烟品种的根际土壤与非根际土壤细菌多样性有显著差异。      

健康与感染黑胫病烟株根际土壤与茎秆细菌群落结构与多样性

  背景和目的  黑胫病为烟草常见土传病害,当环境条件适宜时,土壤中的病原菌便会侵染烟株导致发病。  目的  研究感染黑胫病前后烟株根际土壤、发病茎秆以及病健交界茎秆细菌群落结构与多样性。  方法  以健康与感染黑胫病烟株根际土壤和茎秆为研究对象,通过PCR技术扩增样本中细菌16S rRNA基因的V3-V4可变区域,采用Illumina Miseq高通量测序技术对扩增片段进行测序,分析健康与感染黑胫病烟株不同部位细菌群落结构与多样性。  结果  感染黑胫病烟株根际土壤细菌群落较健康烟株丰富度增加,但多样性略有降低;发病烟株茎秆发病部位和病健交界部位的细菌群落丰富度和多样性较健康烟株均有增加,发病茎秆病健交界部位增幅显著。门水平上,变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）以及放线菌门（Actinobacteria）等为根际土壤优势菌门,且在健康与感染黑胫病烟株中各优势菌门相对丰度无显著性差异。茎秆样品中变形菌门与蓝细菌门为优势菌门,病健交界茎秆中2者的相对丰度与健康茎秆和发病茎秆存在显著性差异。属水平上,健康与感染黑胫病烟株根际土壤中主要菌属为Candidatus_solibacter、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）等。所有茎秆样品中优势菌属为蓝细菌（norank_c_Cyanobacteria）和劳尔氏菌属（Ralstonia）,病健交界茎秆中蓝细菌相对丰度与健康茎秆和发病茎秆差异显著。  结论  感染黑胫病后烟株各部位细菌群落结构发生改变,细菌群落多样性增加;所有样品中均检测到青枯病病原菌茄科劳尔氏菌,表明烟草黑胫病与青枯病存在混合发生的情况。因此在对烟草黑胫病防治的同时也需加强青枯病的防治。      

连作对东北地区烤烟生长和叶片光合特性的影响

为探明烤烟连作对叶片光合特性的影响,以连作1年和连作5年的烤烟为研究对象,研究了连作条件下烤烟生长、叶片叶绿素含量和光合特性的变化特点.结果表明,连作降低了烤烟叶绿素含量和光合能力,减缓了烟株生长,降低了烤烟产量.连作1年烟田对烤烟的生长和光合影响不大,而连作5年显著降低了烤烟叶片的叶绿素含量,主要是叶绿素a含量,限制了烤烟叶片对光能的捕获、传递和利用.连作5年降低了烤烟叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,但胞间CO₂浓度却没有明显的降低,并且连作5年使烤烟叶片的表观量子效率、光饱和点、光饱和时最大光合速率、羧化效率、CO₂饱和点和CO₂饱和时最大光合速率均有不同程度的降低,而光补偿点和CO₂补偿点却显著增加.这说明连作不但降低了烤烟叶片光能利用效率,也限制了对CO₂的同化能力,引起烤烟叶片光合降低是由于气孔因素和非气孔因素共同作用的结果.因此,较长年限的连作降低了烤烟叶片的光化学能力和碳同化能力,限制了烤烟光合生产力,造成连作减产.