桑树/苜蓿间作对根际土壤酶活性和微生物群落多样性的影响

以桑树(Morus alba)/苜蓿(Medicago sativa)间作系统为研究对象,探讨间作种植模式对根际土壤酶活性及土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:间作苜蓿的蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比单作苜蓿提高了30.0%和21.4%,达显著差异水平;而间作桑树则相反,分别比单作桑树降低了23.8%和2.6%,达显著差异水平;间作桑树和间作苜蓿的根际土壤酸性磷酸酶活性分别比单作提高了23.0%和28.9%,而脲酶活性则分别降低了52.4%和44.3%,二者差异显著.在桑树/苜蓿间作体系下,间作桑树的表征土壤微生物代谢活性强弱平均颜色变化率、多样性指数、均匀度指数和优势度指数均显著高于单作桑树,而间作苜蓿均低于单作苜蓿,达显著差异水平.主成分分析表明,间作种植模式改变了作物根际土壤微生物群落的主要碳源类型,使苜蓿的主要碳源变为氨基酸、聚合物和其他化合物,与单作之间具有显著差异.表明桑树/苜蓿间作提高了桑树根际土壤微生物群落的多样性,改变了苜蓿根际土壤微生物群落利用主要碳源的类型.     

间作菠萝模式下不同品种椰子根际土壤微生物多样性及群落结构特征

【目的】为探究间作菠萝模式不同品种的水果型椰子根际土壤微生物多样性及群落结构特征,为椰子间作栽培模式管理提供科学依据。【方法】以间作菠萝和单作椰子为栽培模式,采集不同椰子品种间作菠萝模式（文椰‘4’号间作（JG）,文椰‘3’号间作（JH）,文椰‘2’号间作区1（JYO）,文椰‘2’号间作区2（JYT）,单作文椰‘3’号（CH））的根际土壤, 采用Illumina高通量测序技术检测土壤微生物组成与多样性,并将土壤理化性质与根际土壤钱群落特征进行关联分析。【结果】间作下椰子根际的土壤含水量、EC、氮、磷、钾、有效钙和有效镁含量显著高于椰子单作的,然而,间作模式的土壤pH值明显下降。 椰子间作菠萝根际土壤细菌的多样性比单作椰子的高,而真菌的多样性则低于椰子单作的。不同品种椰子种植根际土壤微生物多样性有差异：细菌的多样性排序为 JG>JYT>JYO>JH,真菌的多样性排序为JYT>JYO>JG>JH。根际土壤中的优势细菌门依序Proteobacteria（变形菌门）、 Acidobacteria（酸杆菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Verrucomicrobia（疣微菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Planctomycetes（浮霉菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Gemmatimonadetes（芽单胞菌门）、Myxococota、 Nitrospirae（硝化螺旋菌门）。真菌的优势门依次Ascomycota（子囊菌门）、Basidiomycota（担子菌门）、Rozellomycota、glomeromycota（球囊菌门）、mucoromycota、mortierellomycota、chytridiomycota（壶菌门）、basidiobolomycota。间作与单作之间细菌和真菌种类组成差异很大。通过主成分分析及聚类分析,JG、JYO和JYT三种处理的细菌群落相似度较高,且这三者与CH、JH之间细菌群落组成差异较大,另外,JH处理与CH处理相比,细菌群落组成差异也显著。JYO和JYT两种处理的真菌群落具有一定的相似性,并与JG、JH、CH处理的真菌群落组成差异性较大,说明不同品种椰子间作菠萝对微生物组成产生巨大影响。【结论】间作菠萝模式显著提高椰子土壤养分含量,对照组与间作菠萝椰子种植根际土壤微生物结构及多样性存在较大的差异。间作菠萝的不同品种椰子根际土壤微生物结构及多样性也存在差异,间作菠萝提高椰子土壤根际细菌的丰度和多样性,但降低真菌的丰度和多样性。间作模式不同品种的水果型椰子根际土壤微生物多样性与土壤理化性质之间有不同程度的相关性。因此,间作菠萝在很大程度上能够提高土壤养分和改善微生物群落结构及多样性。     

柠条根际土壤微生物分布特征及其与土壤养分的关系

对库布齐沙地柠条根际、非根际土壤微生物数量、组成及其与土壤养分的关系进行了研究.结果表明:在0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm4个土层中,柠条根际土壤微生物数量均高于非根际和流沙,且细菌＞放线菌＞真菌.柠条各类微生物的根际效应明显,且真菌＞细菌＞放线菌,R/S值介于1.15～16.22之间.根际土壤细菌、放线菌、微生物总数与土壤全氮、有机质、速效磷、速效钾含量之间有显著的相关关系.     

紫花苜蓿/甜高粱间作对根际土壤特性及微生物群落特征的影响

为探究紫花苜蓿/甜高粱间作体系对根际土壤微生态环境的影响,改善土壤结构、维持良好的土壤微生态环境和实现土地生态保护提供理论依据,本研究以紫花苜蓿和甜高粱为对象,对其连续3年单作和间作种植下的结瘤固氮特性、根际土壤养分、土壤酶活性以及种植第3年的土壤微生物群落特征及其之间的相互关系进行研究。结果表明：紫花苜蓿/甜高粱间作系统内的变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和芽孢杆菌属（Bacillus）为主要优势菌群,且与单作相比,间作有效提高了根际土壤中的拟杆菌门、变形菌门、放线菌门（Actinobacteria）和Gp6相对丰度,显著提高了甜高粱根际土壤有机质含量、有效磷含量、脲酶活性和蔗糖酶活性（P<0.05）,显著提高了紫花苜蓿固氮酶活性和单株固氮潜力（P<0.05）,同时显著降低了间作中2种牧草的根际土壤pH值（P<0.05）。间作紫花苜蓿根际土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性随着年份的增加逐年提升,同时3种种植模式下根际土壤pH值均随年份的增加显著降低（P<0.05）。相关性分析发现,4个根际土壤酶与碱解氮、速效钾和有机质...     

燕麦与箭薚豌豆不同混作模式对根际土壤微生物数量的影响

 本试验以燕麦与箭薚豌豆不同种植模式的根际土壤为对象,对其土壤微生物数量进行了初步研究。结果表明,根际土壤细菌、真菌和放线菌数量在燕麦拔节孕穗期较低,开花期较高,随着生育进程的推进至成熟收获期数量呈逐渐减少的趋势。在不同生育期,间混作处理比单作燕麦显著提高了根际土壤细菌数量（P＜０．０５）。收获期土壤微生物以细菌占绝大多数,其中间作混播根际土壤细菌数量是单作燕麦的１．１倍左右,单作箭薚碗豆是单作燕麦根际土壤细菌数量的１．３倍;土壤微生物总数量以燕麦与箭薚豌豆间作（１∶２）和燕麦与箭薚豌豆混播（１∶２）处理较高,单作燕麦最少。说明间作混播种植方式能起到提高根际土壤微生物数量的作用。     

菌渣对黑麦草根际微生物群落的影响

为了探讨菌渣对黑麦草(Lolium perenne)根际土壤微生物群落结构的影响,测定了添加不同量菌渣后黑麦草根际土壤的磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs),比较分析了不同处理下黑麦草根际土壤微生物PLFAs组成、相对含量和微生物群落结构的差异。结果表明,施用菌渣后,黑麦草植株根际土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记种类和总量均高于对照组。进一步分析表明,菌渣处理可以改变黑麦草根际土壤微生物种群结构,有利于根际土壤中细菌、真菌和放线菌的生长。同时,采用菌渣处理黑麦草后,其根际土壤微生物群落的Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数均得以提高,表明菌渣可以增加黑麦草根际土壤中微生物群落多样性,推测其可以改善根际土壤质量。     

施氮对苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性及干草产量的影响

为探究不同施氮量对紫花苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性、干草产量的影响,设置4个施氮梯度,施氮量分别为:0kg/hm2(N0)、60kg/hm2(N1)、120kg/hm2(N2)和180kg/hm2(N3),测定紫花苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性及干草产量,并进行综合分析.结果表明:紫花苜蓿根际土壤细菌、真菌、放线菌数...     

桑树间作大豆对桑园土壤微生物多样性的影响

利用稀释平板法与Biolog-Eco技术对桑树单作、桑树-大豆间作的桑园土壤微生物数量、种群结构以及微生物碳代谢多样性进行研究,为桑树合理间作其它作物改良桑园土壤提供理论依据。桑树间作大豆的桑园,桑树根际(IMR)土壤中的细菌和放线菌数量、可培养细菌种群结构、微生物碳代谢活性的平均单孔颜色变化率(AWCD)及多样性指数(H)均显著高于单作桑园,而真菌数量低于单作桑园。争论贪噬菌(Variovorax paradoxus)和沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)是间作桑园的桑树根际土壤中特有的优势菌属。土壤微生物对不同碳源的利用及主成分分析表明,糖类、氨基酸、聚合物和混合物是间作桑园桑树根际土壤微生物利用的主要碳源类型,利用强度均显著高于单作桑园的桑树根际土壤微生物。间作桑园土壤的有机质、速效磷和速效钾含量亦显著高于单作桑园。以上研究结果表明,桑树间作大豆改变了桑树根际土壤微生物群落结构组成,增强了根际土壤微生物群落的碳代谢多样性,改善了土壤养分条件。     

江淮地区不同轮茬作物对苜蓿产量及根际土壤质量的影响

为阐明江淮地区不同轮茬作物对苜蓿产量及根际土壤质量的影响,以苜蓿生长4年翻耕灭茬重新种植1年为对照(CK),研究了不同轮茬处理(3年苜蓿-玉米-苜蓿记作T 1,3年苜蓿-高粱-苜蓿记作T 2),利用传统法测定苜蓿产量及不同土层土壤理化性质,使用试剂盒测定根际土壤酶活性,通过高通量测序法对根际土壤细菌群落多样性进行了分析。结果表明:轮茬玉米(T 1)及轮茬高粱(T 2)后苜蓿产量分别是苜蓿连种(CK)的1.27和1.13倍;轮茬高粱使土壤pH、有机质含量显著增加(P<0.05),轮茬玉米土壤总氮含量显著增加(P<0.05),轮茬玉米及轮茬高粱显著提高了土壤速效钾含量(P<0.05);不同轮茬均能减轻土壤容重,且轮茬高粱更为显著;与苜蓿连种相比,轮茬玉米与轮茬高粱土壤过氧化氢酶及土壤脲酶活性均显著高于苜蓿连种土壤(P<0.05);借助高通量测序法对根际土壤细菌群落结构多样性分析表明,各处理土壤前3位高丰度表达优势细菌门均为变形菌、拟杆菌和厚壁菌;轮茬玉米与轮茬高粱处理根际土壤细菌种群数量显著高于CK,OTU数量分别是苜蓿连种土壤的1.25和1.39倍,且轮茬高粱处理的土壤细菌Shannon、Chao、Sobs多样性指数显著高于苜蓿连作土壤(P<0.05);而在细菌相对丰度上,苜蓿连作土壤中变形菌及厚壁菌相对丰度显著高于轮茬处理(P<0.05),而轮茬土壤中绿湾菌及浮霉菌要显著高于连作土壤(P<0.05)。综上表明,江淮地区轮茬较苜蓿连作更有助于提高土壤肥力及土壤酶活性,稳定细菌群落结构,改良土壤,提高土地生产力进而提高产量。     

丁香酚对小麦-蚕豆间作土壤微生物数量及多样性的影响

通过盆栽试验,探讨了在田间持水量75%水平下,小麦(Triticum aestivum)根系分泌物丁香酚对小麦、蚕豆(Vicia sativa)单作和间作群体土壤微生物数量及其多样性的影响,以期为化感物质间作群体的调控提供理论依据。结果表明,总体上,微生物的多样性降低,真菌和放线菌数量减少,而细菌数量增加。与无丁香酚处理对比,在3种种植模式中,丁香酚对土壤真菌和放线菌数量均表现为化感抑制作用,两种微生物数量的减小幅度分别为21.95%~98.42%和13.33%~92.82%;单作小麦较间作处理的细菌数量变化了-118.63%~90.73%,但单作蚕豆细菌数量变化了-56.39%~76.76%;放线菌占微生物的相对数量变化了-4.42%~4.32%,细菌变化了-4.36%~4.88%。小麦间作蚕豆降低了土壤微生物多样性指数,较单作小麦、单作蚕豆分别变化了15%~26.98%和-45.45%~6.67%;经丁香酚处理,单作中土壤微生物多样性指数降低,而间作变化不大。     

关中地区紫花苜蓿，小麦及玉米根际土壤理化性质研究

为进一步明确关中地区基于牧草种植和传统农作物生产对土壤理化性质的影响，本试验测定了单播紫花苜蓿(A)、玉米(M)、小麦(W)及套种紫花苜蓿和玉米(AM)四年后土壤碳氮含量、稳定性同位素、微生物生物量及酶活性。结果表明：紫花苜蓿根际土壤全氮(TN)、同位素氮(δ¹⁵N)、微生物生物量碳氮(MBC、MBN)及蔗糖酶(SUC)、脲酶(UR)和中性磷酸酶(NP)均显著高于小麦和玉米。此外，AM的根际土壤全碳(TC)，TN和MBC显著高于单播作物。土壤TC和TN分别与δ¹⁵N,MBC和NP等呈极显著正相关(P<0.01)，且冗余分析中土壤C,N及微生物生物量分别解释了酶活性变化的50.86%和69.81%。因此，关中地区基于豆科牧草紫花苜蓿的种植模式能够实现C,N资源的高效利用与土壤的可持续生产。本研究从土壤理化性质的角度为关中地区落实“粮改饲”等政策，实现农业资源的高效利用提供理论依据。     

不同供磷水平下粮豆间套种植对根系分布和根际效应的影响

采用根箱法在不同供磷水平下,对春小麦和大豆在间套作和单作情况下的根系形态特征和生理生化特性进行了比较研究。结果表明,供磷能促进小麦和大豆根系的生长,间套作促进根系的生长,增大根／冠比。根系重量和根系长度空间分布在不同处理中不同,间套作小麦根系有向上层富集的现象,在缺磷时表现更加明显。     

草甘膦对枳根际土壤有机酸、酶活性及根际微生物的影响

为了研究草甘膦对枳根际土壤环境的影响,以枳幼苗为试材,利用含有不同剂量草甘膦的土壤种植枳幼苗,培养4个月后对不同处理的枳幼苗生长情况以及根际土壤中的有机酸含量、土壤酶活性和微生物数量进行比较。结果表明：在5 mg/kg的草甘膦条件下,枳苗生长、根际土壤酶活性以及细菌生物量没有受到明显影响。随着草甘膦剂量递增,根际土壤中草酸与琥珀酸含量以及真菌生物量呈现先增后减的趋势。在高剂量草甘膦（20 mg/kg）处理中,枳苗的株高、茎粗、叶干重、茎干重、主根长、总根长、总表面积、总根尖数、根干重和根系活力均会显著降低,根际土壤中草酸、琥珀酸、丙二酸和柠檬酸含量显著减少,根际土壤中的过氧化氢酶、脲酶、转化酶和酸性磷酸酶活性显著下降,根际土壤细菌和真菌生长也明显受到抑制。     

种植模式对土壤酶活性和真菌群落的影响

试验选择黔北具有代表性的灰岩黄壤,在实施秸秆还田的基础上,设置烤烟-小麦(T-W)和烤烟-油菜(T-C)连作,以及烤烟-小麦-玉米(T-W-M)和烤烟-油菜-玉米(T-C-M)轮作处理。利用常规分析和454-高通量测序,连续种植10年后研究了不同种植模式对土壤酶和真菌的影响。结果表明,轮作使土壤有机质比起始时增加11.23%~16.06%,微生物量碳、微生物量氮含量提高,土壤脱氢酶活性增强,有益于保持土壤肥力和生产力。轮作显著提高真菌的18S rDNA序列数、种类(OTUs)和多样性指数,优势度指数和前20种优势菌株的丰富度之和降低,说明轮作改善了土壤生态环境,使之适合多种真菌的繁殖生长,种群数量增加。多种真菌共同存在,互相制约,可防止病原真菌过度繁殖,抑制病害的发生。而在连作土壤中,真菌种群数相对减少,优势种群突出,导致作物真菌病害的发生几率增加。此外,在土壤真菌中,子囊菌超过75%。实施不同种植模式10年之后,前20种优势菌株中仍有8株共同存在于各处理的土壤中;在T-C处理的土壤中,这些优势真菌均可在其他3种种植模式之一的土壤中出现。说明土壤环境与真菌种群结构密切相关,但又因作物种植而变化。     

黄土丘陵区不同植被对根际土壤微生物特性的影响

为了解黄土高原植被恢复对根际土壤微生物特性的影响,以黄土丘陵区墩山小流域的6种植被为研究对象,分析了不同植被根际、非根际土壤有机碳、微生物量C、微生物量N、基础呼吸以及酶活性的变化趋势。结果表明:6种植被中,柠条(Caragana korshinskii)、阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)和茵陈蒿(Artemisia capillaris)根际土壤有机碳高于非根际;沙打旺(Astragalus adsurgens)、柳枝稷(Panicum virgatum)、阿尔泰狗娃花和茵陈蒿根际pH值均低于非根际;除沙棘(Hippophae rhamnoides)外,其他植被的根际微生物量N高于非根际;沙棘、阿尔泰狗娃花和茵陈蒿根际土壤微生物量C高于非根际;6种植被的根际基础呼吸和过氧化物酶显著高于非根际(P<0.05),多酚氧化酶两者无显著差异,蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶变化趋势不同。根际与非根际土壤有机碳、微生物量C、微生物量N、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶之间呈极显著正相关(P<0.01),过氧化物酶与基础呼吸呈显著正相关(P<0.05),与多酚氧化酶呈极显著负相关(P<0.01)。无论是根际土壤还是非根际土壤,天然草地(阿尔泰狗娃花和茵陈蒿)的有机碳、微生物量C、微生物量N、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶及过氧化物酶总体高于人工灌木(柠条和沙棘)和人工草地(沙打旺和茵陈蒿)。     

玉米间作夏季绿肥对当季植物养分吸收和土壤养分有效性的影响

本试验在重庆冬油菜种植区,于油菜收获后,选择竹豆,田菁和柽麻3种夏季绿肥作物,通过与夏玉米间作,分析了间作模式下土壤当季速效养分,植物养分吸收性能及地上部生物产量变化情况.结果表明,间作柽麻后玉米地上部产量显著提高35%,间作田菁后玉米产量显著下降21%,而间作竹豆无显著影响.单作绿肥除田菁地上部全氮含量显著低于间作田菁外,其余两个品种的全氮,全磷含量与间作绿肥无显著差异;而单作绿肥全钾含量均显著高于间作绿肥.与单作玉米比较,间作竹豆和田菁时玉米全氮含量,全磷含量显著增加,而间作柽麻时无显著变化;玉米全钾含量整体呈增加趋势.绿肥周围土壤的硝态氮含量显著高于间作玉米周围土壤.间作玉米周围土壤硝态氮含量,速效磷含量和速效钾含量呈现出整体高于单作玉米土壤的趋势,且相关分析结果表明土壤硝态氮含量与植物全氮含量呈显著正相关关系.综合分析认为,柽麻植株有较高的全氮含量和生物产量,且与柽麻间作的玉米地上部产量也最高,适宜作为玉米夏季间作的豆科绿肥.     

不同种植年限条件下黄花蒿根际土壤微生物生物量、酶活性及真菌群落组成

试验采集未种植、种植1年、3年和5年的黄花蒿根际土壤,采用常规分析和Illumina MiSeq高通量测序技术,研究了土壤微生物生物量、酶活性及真菌群落组成。结果表明,在人工种植黄花蒿的土壤中,微生物生物量碳氮减少,碳氮比例改变;脱氢酶、脲酶和蔗糖酶活性降低,酸性磷酸酶活性增强;说明黄花蒿释放的化感物质选择性抑制了土壤微生物生长、繁殖和代谢。在不同种植年限的土壤中,主成分分析显示代表不同种植年限土壤真菌群落的点在坐标图中分布距离较远,表明它们的群落组成发生了显著变化(P<0.05)。此外,子囊菌门占土壤真菌的66.10%~95.28%,黄花蒿种植时间影响真菌门类和优势真菌的丰富度。在前20种优势真菌中,有14种共存于不同种植年限的土壤中,每种土壤中存在1~3种独有真菌,说明土壤是决定真菌种群组成的主导因素,又因种植黄花蒿而改变。在栽培1~5年的黄花蒿土壤中,优势菌株中出现蒿属的常见病菌——蒿白粉菌和艾菊柄锈菌,提高相应病害的发生风险。