连作对百香果根际土壤微生物群落的影响

以1年种植(新植园)和3年连作百香果园根际土壤作为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析根际土壤中的微生物群落结构组成和多样性变化,以期为克服百香果连作障碍提供指导。结果表明,相比新植园,3年连作园根际土壤细菌群落多样性显著降低,细菌群落丰富度,真菌群落丰富度、多样性增加。根际土壤微生物群落组成发生了较大变化,在门分类水平上,3年连作园根际土壤中变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度分别增加了5.86个百分点和2.21个百分点;放线菌门(Actinobacteria)减少了3.40个百分点,子囊菌门(Ascomycota)减少了28.41个百分点,而毛霉门(Mucoromycota)增加了14.73个百分点。在属分类水平上,3年连作园根际土壤中γ-变形菌纲中未分类属unclassified;ammaproteobacteria、黄单胞杆菌科未分类属unclassified;anthomonadaceae相对丰度显著增加,酸杆菌门中Gp2相对丰度显著降低;子囊菌属(Archaeorhizomyces)、孢子丝菌属(Sporothrix)、粪壳菌属(Sordaria)相对丰度减少,小被孢霉(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)两个病原菌属相对丰度增加。说明连作改变了百香果根际土壤微生物群落结构,细菌多样性降低,真菌多样性升高,病原菌相对丰度增加,土壤由细菌型向真菌型转化。     

伴生分蘖洋葱对番茄根际微生物群落结构的影响

以分蘖洋葱和番茄为材料,采用高通量测序研究伴生分蘖洋葱对番茄根际土壤细菌和真菌群落的组成和结构的影响。结果表明:与番茄单作相比,分蘖洋葱伴生处理改变了番茄根际土壤细菌和真菌群落的组成,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、浮霉菌门(Planctomycetes)和绿弯菌门(Chloroflexi)为优势细菌门,子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势真菌门;在纲水平上,分蘖洋葱伴生处理显著提高了具有有益潜力的α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)的相对丰度,显著或极显著降低了粪壳菌纲(Sordariomycetes)和散囊菌纲(Eurotiomycetes)的相对丰度;在目水平上,分蘖洋葱伴生处理显著提高了鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)和丙酸杆菌目(Propionibacteriales)的相对丰度,显著或极显著降低了小囊菌目(Microascales)、散囊菌目(Onygenales)和炭角菌目(Xylariales)的相对丰度;在科水平上,分蘖洋葱伴生处理显著或极显著提高了类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、微杆菌科(Microbacteriaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)、Blrii41和毛球壳科(Lasiosphaeriaceae)的相对丰度,显著或极显著降低了小囊菌科(Microascaceae)和爪甲团囊菌科(Onygenaceae)的相对丰度;在属水平上,分蘖洋葱伴生处理显著降低了具有致病潜力的假霉样真菌属(Pseudallescheria)、Kernia和Wardomyces的相对丰度;但是对根际土壤细菌和真菌群落结构和微生物多样性无显著影响。     

土壤改良施肥对白菜根际微生物群落结构的影响

为了了解改良施肥方式对土壤微生物群落结构的影响,以白菜为试材,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对常规施用化肥和改良施肥(化肥减量、增施有机肥、增施土壤调理剂)条件下白菜根际真菌和细菌群落结构进行了研究。结果表明:改良施肥后增加了白菜产量,缓解了土壤酸化的情况,土壤养分增加,改良施肥方式白菜根际真菌和细菌丰度和多样性大于常规施肥处理,2种施肥方式微生物群落组成和优势类群有较大差异。改良施肥后白菜根际微生物种类增多,优势类群发生了较大变化。     

生物炭对设施无土基质栽培黄瓜根际土壤细菌群落的影响

我国设施土壤养分不均,环境不断恶化,如何解决设施土壤连作障碍问题、提高设施黄瓜的品质成为亟待解决的问题。该试验以设施黄瓜为试材,以2种不同无土栽培基质不添加和添加生物炭为处理,研究了细菌群落结构的变化规律,探讨无土栽培基质结合生物炭影响根际菌群结构变化及其互作机制。结果表明:进口基质并添加生物炭可降低根际酸杆菌门比例,提高变形菌门、放线菌门、α-变形菌纲、放线菌纲、放线菌目、根瘤菌目、黄色单胞菌目、黄色单胞菌科、链霉菌科、类诺卡氏菌科比例,改变细菌群落结构,进而通过增加根际土壤速效养分供给状态、促进根际纤维素生成葡萄糖、刺激根系对铁吸收并促进根系生长等方面作用,最终促进黄瓜植株的生长和产量的提高。     

玉米秸秆对设施次生盐渍化土壤微环境及番茄生长的影响

采用盆栽试验方式，研究玉米秸秆对次生盐渍化土壤微生物、土壤理化性状及番茄生长的影响。结果表明：添加玉米秸秆丰富了盐渍化土壤中微生物数量，盐渍化土壤微生物群落中细菌有效序列数量增多，菌群结构趋于丰富化，主要影响的菌群为肠杆菌科（Enterobacteriaceae）、鞘脂单胞菌科（Sphingomonadaceae）和黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）。添加玉米秸秆可以改善盐渍化土壤的团聚体结构，显著提高土壤有机质含量；同时加快了设施土壤中矿质元素的释放，碱解氮、速效钾、速效磷含量均降低。添加玉米秸秆处理的番茄株高、茎粗、光合指标均明显高于对照，产量也显著增加。     

番茄青枯病罹病植株和健康植株根际土壤细菌群落结构的初步分析

采用聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术对番茄青枯病罹病植株和健康植株根际土壤的细菌群落结构变化进行了比较分析。结果表明：番茄健康植株根际土壤细菌多样性指数（Shannon-Wiener index,H）、丰度（Richness,S）和均匀度（Evenness,EH）分别为2.217、14 和0.840,而青枯病罹病植株根际土壤细菌多样性指数、丰度和均匀度指数（轻度萎蔫为1.579、10、0.686;重度萎蔫为1.571、7、0.807）均低于健康植株,而且随着发病症状的加剧多样性指数和丰度呈下降趋势。     

设施土壤栽培番茄配方施肥策略与指标研究

设施蔬菜种植茬口多,生育期和产量水平变异大,其高收益特征造成设施栽培过量施肥问题十分普遍,往往导致设施菜田土壤养分累积、土壤酸化和次生盐渍化,而频繁灌溉追肥的特点导致根层土壤有效氮变化十分剧烈,不宜在生育期内采用测土方法进行推荐施肥。本文以北方设施番茄为例,针对其施肥投入特点及作物养分吸收特征,基于已有试验和文献资料数据,提出了北方设施土壤栽培番茄配方施肥策略。主要包括：根据不同茬口番茄的目标产量确定氮磷钾养分需求总量;在控制有机肥投入数量的基础上,结合土壤养分供应分级,确定氮磷钾追肥养分数量;参考作物养分吸收和阶段需求比例,选择番茄生育期阶段追肥配方,并配合灌溉制度制定整个生育期的肥料分配方案。通过在京郊多点应用结果表明,该施肥策略与传统施肥技术相比,平均节肥（以N、P2O5、K2O 计）幅度分别为42.7%、59.1%、 41.5%;平均节水幅度为21.0%;平均增产幅度为13.4%。     

壳聚糖对番茄穴盘苗根际细菌群落结构的改良作用

以草炭、蛭石、珍珠岩混合物料为基质,并添加壳聚糖,进行番茄穴盘育苗试验,测定幼苗生长发育参数,并采用454焦磷酸测序技术分析穴盘苗根际细菌的种群变化。结果表明:添加壳聚糖对基质pH值无显著影响,但显著降低了生长后期基质EC值。番茄穴盘苗根际细菌优势菌群包括丛毛单胞菌科食酸菌属(8.92%)、丰祐菌科丰佑菌属(5.03%)以及草酸杆菌科Massilia属(2.43%)等。基质添加壳聚糖显著促进番茄穴盘苗的生长。壳聚糖引起根际细菌群落的丰富度和多样性降低,优势细菌主要包括丛毛单胞菌科Pelomonas属(13.52%)、假单胞菌科纤维弧菌属(8.21%)、根瘤菌科根瘤菌属(2.91%)和亚硝化单胞菌科亚硝化螺菌属(1.04%)等,这些优势细菌多具有植物促生潜力。添加壳聚糖对根际细菌具有定向调控作用,可以显著改善番茄穴盘苗根际基质的细菌群落结构。     

番茄/茄子嫁接对其根际土壤生物学性状及细菌群落结构的影响

以茄子作为砧木，番茄为接穗进行嫁接，并以番茄自根植株和茄子自根植株作为对照，基于传统及现代高通量测序技术分析根际土壤的生物学性状及细菌群落结构特征，旨在揭示嫁接植株抗性增强的机制。结果表明：番茄/茄子嫁接植株根际土壤中可培养细菌、放线菌数量，微生物生物量、酶活性和细菌丰富度、多样性指数均显著高于茄子和番茄自根植株；另一方面，norank_c_Acidobacteria、硝化螺菌属（Nitrospira）、芽孢杆菌属（Bacillus）、norank_f_Gemmatimonadaceae、norank_o_Gaiellales、norank_f_Xanthobacteraceae、norank_o_SC-I-84、norank_f_Anaerolineaceae、norank_f_Nitrosomonadaceae、鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）细菌是嫁接植株与茄子、番茄自根植株根际土壤中的共有优势细菌属；g_unclassified_o_Ignavibacteriales 、 醋酸杆菌属（ g_Acetobacter ）、g_norank_f_Longimicrobiaceae 、g_unclassified_f_Verrucomicrobiaceae、g_norank_p_FBP、g_norank_p_Aminicenantes 属细菌是嫁接植株根际土壤的特有优势细菌属。与自根植株相比，番茄/茄子嫁接植株根际土壤存在更高可培养微生物数量，微生物生物量和相关酶活性，具有更高的土壤养分有效性，同时拥有不同占比的共有优势细菌门属，尤其拥有更为丰富的微生物可操作分类单元（operational taxonomic units，OTU）和特有 OTU 数量，这是嫁接植株抗性增强的主要原因。     

西瓜连作对根际微生物群落的影响

为明确根际微生物群落演替变化与西瓜连作之间的关系,调查2014—2016年连续3 a(年)种植西瓜的产量和发病情况,并利用Illumina Miseq平台对连作西瓜根际土壤微生物群落进行扩增子测序分析。结果表明,连续3 a种植西瓜其产量显著降低而枯萎病发病率和病情指数显著提高。不同种植年限根际微生物群落多样性存在显著差异,西瓜的连年种植打破了其根际微生物群落原有的平衡,使得细菌群落多样性下降而真菌群落多样性上升。在门水平上,Proteobacteria、Acidobacteria和Ascomycota的相对丰度升高,而Firmicutes、Actinobacteria、Gemmatimonadetes和Chytridiomycota的相对丰度下降。在属水平上,Bacillus,Lysobacter与Pseudomonas等许多有益微生物相对丰度降低而病原菌所在的Fusarium相对丰度增加,最终表现为西瓜枯萎病爆发,产量降低。     

不同肥力下土壤微生物与土壤元素相关性的研究

分析山东平度和新疆库尔勒2个地区在不同肥力下土壤微生物数量消长与土壤元素含量之间的相关性。结果表明:在不同施肥处理下,2个地区细菌、放线菌数量显著增长,真菌数量呈减少趋势,其中施有机肥比化肥对真菌增长影响达极显著;不施肥种植(CK)显著降低土壤微生物总体数量,但不影响微生物群落结构比率;2个地区土壤微生物消长与土壤元素间相关性不完全一致,2个地区真菌数量消长与铜元素均呈极显著负相关,平度点细菌数量与锌元素呈极显著性正相关,与硼元素极显著负相关,与锰显著负相关。土壤养分种类及含量水平对土壤微生物数量消长影响极显著,而土壤微生物消长在不同土壤环境下与根围土壤元素含量相关性不尽相同。     

荒漠土壤质量和健康的评价

土壤质量和健康直接影响着土壤资源的可持续利用和生态系统的健康，科学评价不同类型土壤的质量和健康，对科学利用土壤资源和管理生态系统具有重要意义。荒漠土壤是荒漠区的地带性土壤类型，直接影响荒漠区的可持续发展。本文系统探索荒漠土壤的质量和健康的概念、标准、指标体系和评价方法，并对我国荒漠土壤质量和健康做初步评价。     

生草苹果园土壤微生物及酶活性变化特征

以5年生‘寒富’苹果园行间生草区不同草种为试材,采用田间取样、实验室内测定分析的方法,研究了行间种植6种草后对土壤微生物种群及土壤酶活性的影响,以期明确苹果园生草后土壤微生物及酶活性的变化特征,从而为生草制苹果园的土壤管理提供理论依据。结果表明:生草处理提高了0~30cm土壤中细菌、真菌、放线菌的数量,而对30~60cm土层土壤微生物数量影响较小;生草处理提高了0~30cm土层的过氧化氢酶、转化酶的活性,脲酶活性则整体表现出下降的趋势;生草处理30~60cm土层的脲酶、转化酶活性有略升高的趋势,但幅度较小。各生草处理间对土壤酶活性的影响差别较大。     

Anaerobic Soil Disinfestation and Brassica Seed Meal Amendment Alter Soil Microbiology and System Resistance

ABSTRACT

Brassica seed meal amendments and anaerobic soil disinfestation (ASD) control a spectrum of soil-borne plant pathogens via a diversity of mechanisms. Transformations in microbial community structure and function in certain instances were determinants of disease control and enhanced plant performance. For instance, in strawberry field soils, increased strawberry yields in response to ASD were attained in a carbon-source input-dependent manner. ASD conducted with rice bran as the carbon input, but not molasses, resulted in significantly greater yields. Effective ASD treatments, but not ineffective treatments, resulted in increased abundance of bacteria in phylum Bacteroidetes in treated soils, specific genera of which are known to provide biological disease control. Brassica seed meal amendment resulted in development of a soil system suppressive towards disease incited by the root pathogen Macrophomina phaseolina. Brassica seed meal treated orchard soil systems exhibit resistance to re-infestation by soil-borne pathogens, including the plant parasitic nematode Pratylenchus penetrans. System resistance is associated with significant and prolonged changes in rhizosphere microbiology and specifically amplification of specific organisms with potential to parasitize P. penetrans.     

不同水分处理对白浆参地土壤微生物群落功能多样性和土壤状况的影响

以农田栽参主要土壤类型白浆土为研究试材,采用盆栽的方式,根据白浆土田间持水量的40%、60%、80%分别设置低、中、高水分处理组,采用Biolog微平板法和化学方法研究水分对土壤微生物代谢功能多样性和土壤状况的影响。结果表明:在高水分处理下(白浆土相对含水量为80%),物种丰富度指数、AWCD值和碳源利用丰富度指数最高;土壤速效磷含量显著高于其它水分处理,同时土壤酶活性较高,对人参生长发育有利。     

黄绿木霉菌及不同生物混剂对土壤养分与酶活性的影响

以生物菌肥拮抗细菌、解磷细菌、解钾细菌和黄绿木霉菌为实验材料,通过盆栽番茄试验,研究不同生物菌肥对土壤养分含量及土壤酶活性的影响。结果表明：添加黄绿木霉菌的处理,土壤养分含量均高于清水处理与化肥处理。跟踪测定番茄不同生长时期土壤中的脲酶、磷酸酶活性,结果表明：不同处理土壤中的脲酶与磷酸酶在番茄不同生长时期有相同的变化趋势,即由发芽期至开花期,酶活性逐渐增强,而后下降;而比较不同处理的酶活性,其中以解磷细菌、解钾细菌、拮抗细菌和黄绿木霉菌混合处理效果最为明显。所有使用生物菌肥的处理,脲酶与磷酸酶的活性均高于化肥处理与清水处理,其中混合处理比化肥处理在番茄不同生长时期的土壤脲酶活性均高出30 %,磷酸酶活性均高出27 %;但比较番茄收获后土壤过氧化氢酶与纤维素酶的活性,不同处理间差异不显著。     

不同肥料对菜地土壤有机质和全氮含量的影响

对不同施肥条件下菜地土壤有机质和全氮含量变化进行了较系统的研究。结果表明:与对照相比,尿素、鸡粪、玉米秸秆在Ⅰ施肥水平上,使土壤有机质含量分别增加12.24%、27.43%、26.35%;土壤全氮含量分别增加15.42%、39.85%、33.28%。均显著高于对照。在Ⅱ施肥水平上使土壤有机质含量分别增加了25.34%、49.03%、50.25%;使土壤全氮分别增加20.00%、61.98%、42.29%。在Ⅲ施肥水平上使土壤有机质含量分别增加34.13%、51.55%、71.71%,土壤全氮含量分别增加22.90%、83.36%、70.99%。3种肥料不同施肥水平对土壤有机质含量影响顺序依次是鸡粪、秸秆、尿素(Ⅰ施肥水平)和秸秆、鸡粪、尿素(Ⅱ、Ⅲ施肥水平)。在不同施肥水平上,对土壤全氮含量的影响大小顺序均是鸡粪、玉米秸秆和尿素。     

不同连作苹果园土壤酶活性及微生物状况的调查研究

通过对山东省栖霞市不同连作苹果园的土壤养分、土壤酶活性、土壤微生物数量调查发现：连作苹果园土壤的养分含量有所下降；土壤脲酶、中性磷酸酶、转化酶的活性下降；土壤中细菌数量大大减少，真菌的数量明显增多。轮作花生、玉米的果园和新果园土壤的养分、酶的活性和微生物的状况均好于连作果园。     

土壤微生物-抑病性与土壤健康

土壤微生物对维持土壤系统稳定性和受损土壤系统的恢复有重要作用,与土壤系统健康紧密相关。现代农业种植体系中由于施肥、管理措施不合理,降低了土壤微生物多样性,破坏了土壤微生物群落结构和功能, 导致土传病害爆发。改进农业土壤管理能提高土壤微生物群落多样性和功能,是控制土传病害发生的一条有效途径。本文对土壤微生物与土壤系统健康的关系、土壤微生物的抑病性以及健康土壤管理等问题进行概述,指出未来健康的土壤农业生产体系将从以植物为主体的常规管理体系向以植物和微生物为主体的综合管理体系发展。     

土地利用方式对土壤微生物生物量碳和土壤养分的影响

以天然草地、由天然草地转化成的农用坡耕地和22年生小叶杨人工林3种土地利用方式为研究对象,分析了土壤微生物生物量碳与土壤养分的变化规律,以揭示土壤微生物生物量碳与土壤养分对不同土地利用方式的响应规律,为内蒙古农牧交错带的生态建设提供依据。结果表明:不同土地利用方式明显影响土壤微生物生物量碳的含量,且3种不同土地利用方式土壤微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),表现为22年生小叶杨人工林天然草地农用坡耕地;不同土地利用方式土壤微生物生物量碳的垂直分布表现为随土壤深度的增加而降低;土壤微生物生物量碳与速效钾、全氮、pH以及容重呈显著相关关系,说明土壤微生物生物量碳可作为衡量土壤质量变化的重要敏感指标。