茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材,但连作障碍严重制约了其产业发展,轮作是生产上最常用且有效的缓解措施.本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香,通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果,并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制.结果表明,茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗...     

娃娃菜不同轮作模式下根际土壤微生物群落多样性特征

为探明不同作物与娃娃菜轮作后的效果,在宁夏南部山区进行定位试验,采用高通量测序技术,结合土壤理化性质及酶活性,比较分析了娃娃菜-西兰花(CMB)、娃娃菜-大葱(CMG)、娃娃菜-洋葱(CMO)、娃娃菜-土豆(CMP)和以娃娃菜连作(CCC)为对照的5个处理的微生物多样性,旨在筛选出适宜与娃娃菜轮作的作物,为从栽培模式选择角度缓解或避免娃娃菜连作障碍提供理论依据。试验结果表明：与连作相比,轮作马铃薯土壤硝态氮含量最高为12.8 mg·kg^-1,轮作大葱土壤速效磷含量最高为75.74 mg·kg^-1,但不同轮作模式下速效钾和有机质含量有所下降。轮作马铃薯土壤的碱性磷酸酶、蔗糖酶与轮作洋葱土壤的过氧化氢酶、脲酶显著低于娃娃菜连作和轮作其他作物。细菌丰度在属水平上的结果表明轮作导致大部分有益细菌属丰度升高,如贪铜菌属(Cupriavidus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、柄杆菌属(Caulobacter)等,有害菌及其他部分未分类功能作用菌属丰度降低,如伯克氏菌(Burkholderiaceae)、黄杆菌属(Flavobacterium...     

不同轮作方式对马铃薯土壤酶活性及微生物数量的影响

在连续种植2年马铃薯的土壤上进行不同轮作方式田间试验,探讨轮作方式对马铃薯土壤酶活性及土壤微生物数量的影响。试验结果表明:与对照(裸地)相比,小麦-豌豆-马铃薯轮作时土壤过氧化氢酶活性有增加的趋势;豌豆-马铃薯-豌豆轮作条件下,土壤的蔗糖酶活性提高,且在马铃薯成熟期提高幅度最大,为47.95%。轮作条件下土壤多酚氧化酶活性低于连作;轮作方式不同,土壤脲酶活性变化明显,在马铃薯块茎膨大期,豌豆-马铃薯-豌豆轮作方式的土壤脲酶活性比小麦-马铃薯-小麦高14.73%。马铃薯块茎膨大期根区土壤微生物数量测定结果显示:随着连作年限的增加,细菌数量及微生物总量降低,真菌数量升高了54.66%;小麦-豌豆-马铃薯轮作后,土壤中的细菌、放线菌数量最高,分别为6.40×106CFU·g-1和2.22×106CFU·g-1。     

轮作休耕模式对土壤细菌群落的影响

以黄土高原半干旱区9种轮作休耕模式土壤为研究对象,分别设残膜覆盖(T₁)、伏天深耕(T₂)、施牛羊粪(7 500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续休耕3 a(T₃)、施牛羊粪(7 500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续种植豌豆3 a并在盛花期翻压还田(T₄)、施牛羊粪(7 500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植豌豆(每kg豌豆种子拌根瘤菌粉8.5 g)并在盛花期翻压还田(T₅)、玉米秸秆粉碎(还田量7 500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7 500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续休耕3 a(T₆)、玉米秸秆粉碎(还田量7 500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7 500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压...     

种植模式对科尔沁沙地土壤微生物群落的影响

针对科尔沁沙地土壤质量退化、花生连作障碍问题,于辽宁省农业科学院章古台试验站进行田间定位实验,设置玉米(Zea mays L)-花生(Arachis hypogaea)-玉米轮作(L1)、花生-玉米-花生轮作(L2)、玉米连作(YL)和花生连作(HL)4种种植模式,采集0-20cm土层土壤样品,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析土壤微生物群落结构组成及多样性,测定土壤可培养微生物数量及土壤微生物量碳氮磷含量。结果表明：L1和L2模式下土壤微生物群落总丰度、细菌群落丰度、真菌群落丰度、放线菌群落丰度均显著高于YL和HL。主成分分析与冗余分析结果表明,L1和L2与土壤微生物量碳氮磷含量、土壤微生物各菌群丰度呈正相关;土壤可培养微生物总量与土壤总PLFA含量正相关。综上,轮作引起的土壤微生物群落丰度的变化是土壤微生物量碳氮磷累积的驱动因素。花生-玉米轮作种植能有效改善土壤微生态环境、缓解花生连作障碍。     

免耕对不同麦玉轮作方式土壤真菌群落结构的影响

为探讨耕作及轮作方式对农田土壤真菌群落结构的影响,设置免耕、传统耕作2种耕作方式,以及小麦-玉米轮作、小麦/玉米间作、小麦-冬油菜-玉米轮作3种种植模式,共形成6个处理,测定土壤理化性质并采用ITsDNA高通量测序技术分析不同处理对土壤真菌群落的影响.研究结果表明:与传统耕作相比,免耕显著增加了土壤有机碳、全磷、全氮、...     

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。     

除草剂莠去津降解菌SFAD3的分离鉴定及其土壤修复潜力

为获得能够修复除草剂莠去津污染土壤的高效降解菌,采用摇瓶富集法、平板分离法从莠去津过量使用的土壤中分离得到降解菌SFAD3,通过形态学、生理生化特征观察以及16S rDNA和ITS序列分析进行种类鉴定,测定获得菌株的最适降解条件,并通过土壤接种和盆栽试验验证菌株对莠去津污染土壤的修复作用。结果表明,菌株SFAD3最终被鉴定为门多萨假单胞菌Pseudomonas mendocina,该菌株培养30 d时对污染土壤中50 mg/kg莠去津的降解率可达72.6%;菌株SFAD3在MM液体培养基中最适降解条件为温度37℃、pH 7、莠去津初始浓度6.25 mg/L、接种量2%,对莠去津降的降解率为50.0%～72.2%;与仅有莠去津的处理相比,添加有SFAD3发酵液的处理20 d后芝麻的株高、根长、湿重和干重能够显著恢复,并且该菌对芝麻还具有一定的促生作用。表明降解菌SFAD3在修复莠去津污染土壤方面具有潜在的应用价值。     

花生田施用绿僵菌对土壤微生物群落的影响

昆虫病原真菌绿僵菌对地下害虫防治具有良好应用前景,而大量释放绿僵菌可能引起土著微生物群落变化,从而影响其植物保护的综合效果。本文研究了花生播种期施用绿僵菌后,在根际和根围土壤中绿僵菌自身种群及土著细菌、真菌和放线菌种群的消长和群落结构变化。结果表明,绿僵菌种群在30 d内快速下降,之后降速减缓,以低密度持续存活。随花生生长,土壤微生物自身有消长过程,施用绿僵菌对放线菌影响最大、真菌其次、细菌最小,在根际的影响大于在根围的影响。分别地,绿僵菌处理对根际和根围细菌、根围真菌无显著影响;使根际真菌种群初期的下降速度减缓,到达谷底时间由15 d推迟到30 d,但回升速度加快,达峰顶由60 d提前到45 d,峰值降低1/3;绿僵菌明显抑制了根际放线菌种群,使其消长变化周期与对照完全相反,且45 d时回落至低点后不再回升;绿僵菌减缓了根围放线菌种群下降,使达谷底时间由30 d推迟到45 d,且回升幅度减小。土壤微生物群落结构在施菌后15～30 d的幼苗至初花期有明显变化,细菌种群总体占比显著下降,但与对照相比,施菌后的根际细菌占比提高,真菌占比下降,放线菌占比显著地先抑后扬。在根围的变化相对较小。45 d即盛花期后,三类微生物结构逐渐恢复趋近原来状态。     

茼蒿水浸液和挥发物对三七根腐病菌的抑制活性及其抑菌物质分析

为明确茼蒿水浸液和挥发物对三七根腐病菌的抑制活性及主要的抑菌物质,采用菌丝生长速率法测定其对腐皮镰刀菌Fusarium solani F-3和锈腐病菌Ilyonectria destructans RS006的抑制活性,利用气相色谱-质谱联用仪分析水浸液和挥发物的成分,进一步验证化合物的抑菌活性。结果表明,茼蒿茎、叶水浸液对F-3的抑制效果强于RS006,叶水浸液比茎水浸液抑菌效果更好。叶水浸液浓度为15.0%时,对F-3的抑制率为55.1%。挥发物对RS006的抑制活性存在明显的浓度效应,茎叶用量为2.0 g/皿时,茎和叶挥发物对RS006的抑制率均高于85.0%。茼蒿茎挥发物对F-3的抑制率较低且不同浓度间差异不显著,叶挥发物在叶用量为1.0 g/皿时对F-3抑制效果最好,抑制率为35.3%。茼蒿茎水浸液的主要成分为糖类和有机酸类,叶水浸液的主要成分为有机酸类。茼蒿茎叶挥发物的主要成分为萜烯类。挥发物中芳樟醇对两种病原菌的抑制效果较好。利用茼蒿或其化感物质可为三七根腐病的绿色防控提供思路。     

高温低氧对菌核存活率和土壤微生物组成的影响

核盘菌Sclerotinia sclerotiorum可引起多种重要经济作物的菌核病,造成严重损失。降低土壤中菌核数量是防治该病害的关键。本研究分析了土壤类型、土壤温度、水分含量和氧气水平对核盘菌菌核萌发率的影响,并通过高通量测序分析了相应处理对土壤微生物组成及丰度的影响。研究发现湿润条件下,35℃低氧处理2~4周可导致土壤中核盘菌菌核100%死亡。测序结果表明,处理4周后土壤中微生物的群落结构发生了显著变化。其中15℃正常氧水平条件下,菌核周围木霉菌属Trichoderma的丰度显著增加,35℃正常氧水平芽孢杆菌属Bacillus和篮状菌属Talaromyces相对丰度显著提高,而低氧条件下狭义梭菌属Clostridiumsensu stricto 1、11、12丰度显著提高。这一发现为通过调控土壤微生态防控作物菌核病提供了依据。     

不同施肥处理对土壤微生物群落结构及西瓜枯萎病发生的影响

研究不同肥料组合对西瓜枯萎病发生的影响,寻找与西瓜幼苗发病密切相关的菌群种类。设置3组不同土壤肥料组合,依次为对照组CK、T1、T2。利用Illumina Miseq高通量测序平台对试验组和对照组之间的土壤微生物群落组成在16S rDNA水平上进行测序分析。通过对测序结果在OTU和种群相对丰度的计算和分析发现,CK组中平均共获得28986条序列,T1组中平均共有30308条序列,T2组中平均共有29730个条序列;三组共有细菌OTU数量为860,占各组分平均总OTU数量的50%以上,其中芽胞杆菌属Bacillus、肠球菌属Enterococcus、乳球菌属Lactococcus、梭菌属Clostridium在T1组中相对丰度最高;而2种未知细菌unclassified_TM7-1（c）和unclassified_Ellin329（o）在T2组中的相对丰度值最高。西瓜枯萎病发病率情况为CK>T1>T2,施用棉隆+生物有机肥可以通过重建土壤生态环境,提高土壤细菌多样性,从而对西瓜枯萎病有显著的防治作用。     

不同强度放牧对贝加尔针茅草原群落和土壤理化性质的影响

在一个生长季内,比较分析了贝加尔针茅草甸草原不同放牧强度地段(非牧段,轻牧段,中牧段和重牧段,以放牛为主)植物群落的总地上现存量、总投影盖度、平均高度和土壤理化性质的变异。结果表明,不同强度放牧条件下各项指标均呈规律性变化,表现为植被的生长状况和土壤状况随着放牧强度的增加而劣化,且群落总地上现存量、总投影盖度、群落高度之间具有显著的相关性。土壤的pH值和电导率与地面凋落物的量之间存在显著负相关。考虑各项指标对放牧反应的敏感性、变化的稳定性和测定的方便性,可以把群落盖度、土壤化学性质的变化作为草地健康评价的关键指标。     

The potential for Fusarium oxysporum f. sp. fragariae,cause of fusarium wilt of strawberry,to colonize organic matter in soil and persist through anaerobic soil disinfestation

Fusarium wilt of strawberry, caused by Fusarium oxysporum f. sp. fragariae, is a disease of primary concern for strawberry production in many countries. Crop rotation and anaerobic soil disinfestation (ASD) have gained recent interest for their potential to contribute to management of this disease. Both techniques involve incorporation of organic matter into soil, which may be utilized by strains of Fusarium that are competitive saprophytes. We show that F. oxysporum f. sp. fragariae can colonize strawberry, lettuce, raspberry, and broccoli leaf tissues, which are sources of organic matter generated during crop rotation. This pathogen increased in soil population density during ASD treatments that did not become anaerobic, possibly as a result of growth on the organic amendment. However, significant population decreases were observed after ASD treatment when at least 100,000 cumulative reduced mV hours occurred in a 14-day experiment. Post-ASD abundance of F. oxysporum f. sp. fragariae in soil was negatively correlated with cumulative reduced mV hours. The only treatment that consistently caused disinfestation was exposed to a maximum temperature of 22 °C, which indicates there is potential for developing effective ASD treatments in the cool climates where strawberries are grown. Awareness that F. oxysporum f. sp. fragariae can act as a competitive soil saprophyte should be further investigated for its potential to alter disease outcomes where organic amendments are applied.