玉-鹅种养模式下土壤养分及土壤细菌群落功能多样性研究

以玉-鹅种养7 a的玉米田为试验地,以常规玉米种植田为对照,采用田间对比试验的方法,通过分析土壤养分含量、土壤酶活性及Biolog-Eco平板的动态变化,分析玉-鹅种养模式对土壤养分及土壤细菌特征的影响.结果表明,在玉米生长的抽雄期、乳熟期、成熟期,玉-鹅种养模式下土壤养分含量相比常规玉米种植模式均有不同程度的增加,其...     

生物炭-蚯蚓原位对设施番茄根际微生物和果实代谢的影响

为改善设施番茄过量施用化肥、品质和产量下降等问题,采用不同土壤改良措施,以‘粉宴1号’番茄为试验材料,设置空白对照（CK）、生物炭（B）、蚯蚓原位（V）、生物炭+蚯蚓原位（BV）4个处理,研究番茄生长发育过程中根区土壤理化性质和土壤根际微生物的变化以及番茄盛果期果实产量和品质的差异,解析不同处理果实代谢物组成的差异。结果表明：BV处理显著提高了土壤速效氮、速效磷和速效钾含量,与CK相比分别提高174.00%、7.44%和45.00%;BV处理显著提高了蔗糖酶活性比CK提高62.02%,V处理显著提高脲酶活性,较CK提高39.72%。BV处理显著提高了土壤细菌Simpson指数,V处理显著提高了土壤真菌Ace、Chao1指数;B处理明显改变了土壤细菌相对丰富占比,其中变形菌门增加最多（45.48%）,酸杆菌门和芽单孢菌门降低幅度最大,分别为14.90%和25.70%;对于土壤真菌,B处理中子囊菌门相对丰度最高,提升了15.90%,V处理油壶菌门提升最高,为7.24%,罗兹菌门提升次之,为3.11%。同时,各处理可以显著提高果实产量和品质,BV处理的番茄产量最高、品质最好,表现为其生物量、果实产量、可溶性固形物含量、Vc含量、有机酸含量最高;V处理的番茄果实差异代谢物种类最多,与对照相比差异最大,所得的差异物代谢通路最多。     

生物有机肥对核桃园土壤细菌群落结构的影响

为了探究生物有机肥对核桃园土壤细菌群落的影响,采用16s rRNA高通量测序技术,研究了不施肥(CK)、常规施肥(TN)和施生物有机肥(TB)3个处理土壤细菌群落多样性和结构组成。结果表明,TB处理中土壤有机质、全氮、全磷比CK处理分别提高了46.3%、30.6%和50.8%。TB处理α-多样性指数均为最高,而TN处理中香浓指数和ACE指数较CK处理分别降低了0.5%和1.2%。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势类群,共占细菌总量的85.2%～90.6%。鞘脂单细胞菌属(Sphingomonas)和节杆菌属(Arthrobacter)为主要属,其相对丰度在TB处理较CK处理分别增加了17.6%和56.6%,较TN处理分别增加了51.5%和104.3%。冗余分析结果表明,环境因子解释了细菌群落变化的94.6%,土壤有机质、碱解氮和速效钾含量是造成核桃园土壤细菌群落结构差异的主要原因。     

施用蚯蚓粪对西瓜品质及根际土壤理化性状的影响

以‘黑彤K-8’西瓜为试材,通过大田试验研究了CK（不施肥）、CF（习惯施肥）、VC（蚯蚓粪）和VC＋CF（蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮）等处理对西瓜品质及根际土壤理化性状的影响。结果表明：同CF处理相比,VC＋CF处理明显降低了根际土壤pH值,显著提高了根际土壤速效N、P、K含量以及EC值;明显增强了脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性,其中脲酶活性分别比CK、CF和VC处理提高51.13%、17.19%和12.84%。此外,VC＋CF处理还显著提高了西瓜产量,且明显改善了西瓜品质。与VC＋CF处理相比,VC处理对西瓜根际土壤理化性状及产量、品质的影响较小。因此,蚯蚓粪与化肥配施对西瓜的作用效果更佳,是比较理想的施肥措施。     

根腐病胁迫下设施韭菜根际土壤细菌群落多样性及结构演替

为分析设施栽培多年生韭菜根际土壤微生物群落结构和多样性,探寻韭菜根腐病感病程度与根际土壤微生物群落之间的关系,以辽宁省设施连作韭菜根际土壤为研究对象,应用Illumina MiSeq高通量测序技术,对病情指数不同地块的土壤进行16S r RNA基因V3-V4变异区序列扩增子进行分析,研究多年生韭菜感染根腐病后根际土壤细...     

不同连作年限马铃薯根际土壤细菌群落特征研究

采用长期定位试验,设马铃薯连作1~7 a（CP1~CP7）和轮作（RT）8个处理,通过高通量测序探究不同连作年限对马铃薯根际土壤细菌群落多样性的影响。结果表明：供试土壤中,放线菌门、变形菌门、厚壁菌门为主要的优势菌门。随连作年限的增加,土壤细菌数量表现出波动变化趋势,连作年限影响细菌群落结构。RT、CP1、CP2、CP3处理土壤细菌相似度较高,CP4、CP5、CP6、CP7处理土壤细菌相似度较高。马铃薯连作7 a土壤中的放线菌门相对丰度降幅最大,较RT降低10.47%;厚壁菌门相对丰度在连作6 a土壤中显著降低,较RT减少22.07%;类诺卡氏属相对丰度在连作7 a显著减少,较RT减少2.34%;芽孢杆菌属相对丰度在连作6 a时最低,较RT减少9.18%;连作7 a较RT减少5.14%;芽单胞菌属相对丰度在连作7 a土壤中达到最高（16.54%）,较RT增加5.26%。长期连作改变了马铃薯土壤细菌群落结构,连作4 a土壤细菌群落种类开始变化,土壤细菌群落结构也随之改变。土壤中预防病害的菌类减少,增加了马铃薯染病风险。     

宁夏南部山区马铃薯不同间作模式对根际土壤细菌多样性的影响

采用基于16S r DNA的末端标记限制性片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术研究不同间作栽培模式下马铃薯根际土壤细菌菌群结构和多样性变化。结果表明:间作栽培后马铃薯根际土壤细菌OTU(operational taxonomic unit)数目增加,且以马铃薯/玉米4:1行比增加最多;各间作栽培后的马铃薯根际土壤细菌Shannon-Wiener指数均高于连作栽培。间作栽培能够有效改善根际土壤细菌菌群结构,增加了门和纲的总数,各纲的比例也有较大的变化,马铃薯根际土中一些有益菌属比例上升,并出现新的益生菌,潜在致病菌比例下降甚至消失。马铃薯/玉米4:1行比间作模式能够有效改善根际土壤的微环境,缓解马铃薯连作障碍。     

生长年限对甘肃贝母根际土壤细菌群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对撂荒地（CK）、生长1 a（BM-1Y）、3 a（BM-3Y）和5 a（BM-5Y）的甘肃贝母根际土壤细菌16S rRNA基因V3-V4可变区进行测序分析,探究不同生长年限甘肃贝母对根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明：生长年限对甘肃贝母土壤理化因子和细菌菌群均有影响,其中BM-5Y处理显著降低了土壤有机质（OM）、水解氮（HN）和速效磷（AP）的含量（P＜0.05）,较CK处理分别降低了22.76%、9.28%、51.25%;BM-5Y处理显著降低根际土壤细菌多样性（P＜0.05）,其中OUT数、PD值及Chao I指数较CK处理分别降低了7.23%、6.79%、6.47%。生长年限改变了细菌群落在门和属水平的群落组成,但各生长年限中的优势菌门（相对丰度＞5%）相对稳定,均为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）,其在CK、BM-1Y、BM-3Y和BM-5Y处理中的相对丰度总和分别为82.28%、84.16%、83.12%和82.30%。土壤pH、OM、HN、AP及AK含量是驱动根际土细菌群落的主要环境因子,其程度大小为：pH＞AK＞HN＞AP＞OM。土壤理化因子与各优势细菌门的相关性不同,pH与放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）呈显著负相关（P＜0.05）,OM、HN和AP均与厚壁菌门（Firmicutes）呈显著负相关（P＜0.05）。综上,甘肃贝母生长年限延长（BM-5Y）会显著降低土壤的养分含量和细菌群落的多样性。     

种稻年限对盐渍化土壤理化性质和细菌群落多样性的影响

为了解盐渍化土壤长期种稻引起土壤微生物和理化性质的变化特征,选取了种植水稻0、1、6、12、21 a的田块,用旱地(种植玉米)土壤作对照,利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同种稻年限土壤细菌群落结构的特征,并分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。结果表明:变形菌门、拟杆菌门、放线菌门是所有样点土壤细菌群落的优势种类,其中,变形菌门占总量的36.39%～53.20%,γ-变形菌纲相对丰度在0 a种稻的土壤中显著高于其他样点(P0.05)。变形菌门相对丰度在种稻1 a的土壤中含量较高,达到45.26%;拟杆菌门的相对丰度在种稻12 a和21 a土壤中较高,分别为20.25%和20.44%;放线菌门相对丰度在0 a土壤中显著高于其他样点(P0.05),为17.90%。在属水平,布赫纳氏菌属是所有样点的优势属。α多样性指数结果显示:种稻12 a的土壤细菌群落多样性和丰富度都显著低于其他样点,分别低于对照17.06%、85.73%、82.88%。土壤理化性质测定结果表明:全氮和硝态氮在旱地土壤中含量最高;微生物碳和电导率在种稻12 a的土壤中最低,低于对照101.89%、23.25%;有机碳在21 a种稻土壤中含量最高,高于对照29.03%;pH值在21 a种稻土壤中最低,低于对照组1.05%。Pearson相关性分析表明:微生物量碳和土壤电导率对细菌多样性指数的影响显著。冗余分析结果表明,土壤电导率值、微生物碳和硝态氮是影响盐渍化稻作土壤细菌群落结构的主要因子。研究表明,随着种稻年限的延长土壤细菌群落和理化性质发生显著变化,土壤生境呈明显的改善趋势。     

胡麻-小麦轮作更替土壤的细菌群落多样性分析

采集胡麻-小麦轮作更替土壤,分别为第一年胡麻种植土壤(TC1)、第二年小麦轮作土壤(TR)和第三年胡麻种植土壤(TC2),利用高通量测序技术对不同土壤细菌群落进行测定,旨在揭示胡麻-小麦轮作更替对土壤细菌群落结构和多样性的影响。结果表明,TC2根际土壤样本细菌OTU数目最多,为1778条,细菌群落丰度指数(Chao指数1700.02和Ace指数1689.03)最低,而细菌群落多样性指数中,shannon指数表现为TC1(6.51)TR(6.42)TC2(6.21),simpson指数表现为TC2(0.0088)TR(0.0049)TC1(0.0030),即随着更替年限而降低。3种不同土壤样本内共获得细菌33门,且优势菌门(相对丰度0.01)均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿湾菌门(Chloroflexi)等11个菌门,各优势菌门在各处理中所占的丰度存在差异。随着种植更替,变形菌门(TC1 31.65%, TR 24.52%, TC2 28.53%)和芽单胞菌门(TC1 8.04%, TR 5.41%, TC2 6.01%)丰度先降低再升高,酸杆菌门(TC1 19.36%, TR 26.13%, TC2 11.18%)和绿湾菌门(TC1 9.69%, TR 12.68%, TC2 10.53%)丰度先增加后降低,放线菌门(TC1 12.14%, TR 13.79%, TC2 22.82%)丰度逐渐增加。细菌群落β多样性分析显示,轮作使土壤细菌的群落结构与TC1保持较小差异,而后续胡麻种植使其发生较大变化。通过Tax4Fun法在更替土壤中检测到细胞新陈代谢、遗传信息加工和环境信息处理等基因功能。大部分功能基因在TR的丰度与TC1相近。这些结果说明,小麦轮作能降低土壤细菌多样性和细菌群落结构组成的改变程度,从而利于下茬胡麻的种植。     

pcaH, a molecular marker for estimating the diversity of the protocatechuate-degrading bacterial community in the soil environment

Microorganisms degrading phenolic compounds play an important role in soil carbon cycling as well as in pesticide degradation. The pcaH gene encoding a key ring-cleaving enzyme of the beta-ketoadipate pathway was selected as a functional marker. Using a degenerate primer pair, pcaH fragments were cloned from two agricultural soils. Restriction fragment length polymorphism (RFLP) screening of 150 pcaH clones yielded 68 RFLP families. Comparison of 86 deduced amino acid sequences displayed 70% identity to known PcaH sequences. Phylogenetic analysis results in two major groups mainly related to PcaH sequences from Actinobacteria and Proteobacteria phyla. This confirms that the developed primer pair targets a wide diversity of pcaH sequences, thereby constituting a suitable molecular marker to estimate the response of the pca community to agricultural practices.     

生物质炭对盐土改良效应研究

采用小麦、糜子连续盆栽种植试验方法,研究了添加不同用量的生物质炭后,盐土中基础养分含量、Ph值、阳离子交换量、水溶性盐及其他盐分离子含量的变化,以期为生物质炭在盐土改良中的应用提供参考.结果表明:随生物质炭用量的增加,盐土中有机碳含量明显提高,矿质态氮、有效磷及速效钾变化很小;Ph值略有降低,但各处理间差异不显著;阳离子交换量大幅度增加;水溶性盐含量降低明显,其中Na+、K+、Mg2+及Ca2+降低幅度较大,C1-和SO42-含量也显著降低.在该盆栽试验中,生物质炭对盐土具有良好的改良效果.     

不同施肥模式对盐碱化稻作土壤细菌群落的影响

为了提高盐碱化土壤肥力,确定适宜的施肥模式,以宁夏银北西大滩核心试验站的盐渍化荒地为对象,采用Illumina高通量测序分析法研究了脱硫废弃物与有机肥不同施肥模式1)对照Control(不施脱硫废弃物和有机肥),2) T1处理(脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)),3) T2处理(31 250 kg·hm~(-2)+有机肥10 000 kg·hm~(-2)),4) T3(31 250kg·hm~(-2)+有机肥18 000 kg·hm~(-2)),5) T4(脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)+有机肥25 000 kg·hm~(-2))对盐碱化稻作土壤理化性质、细菌群落结构的影响。结果表明,与对照组相比施用脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)和有机肥25 000 kg·hm~(-2)处理组(T4)显著增加了水稻土壤有机碳(6.74%)、碱解氮(37.20%)、速效磷(47.83%)、铵态氮含量(96.26%)。测序结果表明,土壤中Proteobacteria,Bacteroidetes,Gemmatimonadetes,Actinobacteria,Acidobacteria,Firmicutes,Chloroflexi,Spirochaetes,Euryarchaeota和Nitrospirae为排名前10位的优势菌群,占总分类单元的96.05%～94.32%。主成分分析发现,施用脱硫废弃物和有机肥可以显著的影响细菌群落结构,土壤细菌群落的α多样性指数随着有机肥含量的增加而增加。T4处理组土壤细菌群落结构与其它处理差异显著。在属水平,包括盐单胞菌(Halomonas)、Sulfurimonas以及Lutibacter在内的12个优势细菌属的相对丰度在T4处理组显著增加(P0.05)。RDA分析表明盐碱化土壤碱解氮和铵态氮含量分别解释了水稻土壤细菌群落结构变异的16.9%和14.0%(P0.05)。这些结果均表明短期不同施肥模式下对盐碱化稻作土壤具有一定的改良效果。     

生防荧光假单胞菌CPF-10对西瓜根围土壤真菌群落的影响

探讨了生防菌荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens CPF-10对西瓜根围土壤真菌群落结构的影响。采用传统分离培养法,结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析,研究了施用CPF-10后不同生育期西瓜根围土壤真菌群落结构的变化。结果表明:施入生防菌CPF-10后2周,其对土壤真菌有一定的促进作用;第3～7周时,CPF-10对土壤真菌尤其是部分病原菌有较强的抑制作用;CPF-10对丛枝菌根真菌(AMF)有一定的促进作用,可维持3周左右;收获期后则检测不到CPF-10对土壤真菌群落的影响。生防菌CPF-10对西瓜根围土壤真菌群落产生的短暂影响不会对土壤生态系统构成长期威胁。对比土著真菌及丛枝菌根真菌的DGGE图谱和切胶条带测序结果,发现DGGE技术更适用于分析小范围特定菌属如丛枝菌根真菌的变化。     

生物炭施用对冬麦田土壤水热环境及土壤呼吸的影响

探究施用生物炭对冬麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响,对生物炭在麦田应用及农田固碳减排有重要的实践意义。2018年10月至2021年6月在关中灌区连续3 a进行了麦田生物炭施用试验,试验设置生物炭施用量水平分别为：0 t·hm^-2·a^-1（C0）、10 t·hm^-2·a^-1（C10）、20 t·hm^-2·a^-1（C20）,通过测定小麦生长季的土壤温度、土壤水分、土壤呼吸速率及产量,明确不同施炭量对冬小麦田土壤水热因子及土壤呼吸的影响。各处理生育期内土壤呼吸速率及全生育期CO₂排放量存在显著性差异（P<0.05）,均表现为C0>C20>C10。生物炭施入增加了生育期内的平均土壤温度,同时显著提高了0～20 cm土壤含水量（P<0.05）,并减弱了土壤水分在生育期内的变化幅度。C10、C20处理3 a平均土壤含水量较C0分别增加了17.0%、29.0%。5 cm及10 cm土壤温度能分别解释土壤呼吸变化的54.7%～...