烤烟和作物轮间作提高烟叶品质的研究现状

烤烟是我国重要的经济作物，但栽培过程中存在连作障碍。烟田连作导致病害增加，影响烟叶和轮间作作物的品质，进一步影响农田产出，另一方面，连作障碍导致烤烟种植土地匮乏。生产实践发现通过与其他作物轮间作可以改善烤烟连作障碍。本文从作物-土壤-微生物组成的根际微生态系统的视角，综述了烤烟与不同作物轮间作的现状以及轮间作后的土壤生物学性状变化，分析了不同轮间作模式下土壤理化性质和根际微生物群落的变化，特别是烤烟产量和烟叶内在品质的变化，对于烤烟与作物的轮间作机制进行了总结和展望，为烤烟轮间作种植模式提供了科学依据。     

设施土壤连作障碍产生原因及防治方法综述

连作障碍是世界性难题,作物长期连作导致土传病害发生严重,影响作物的产量和品质,已成为制约现代农业可持续发展的重要限制因子。近年来,国内外学者对土壤连作障碍的产生机制和防治措施从多方面、多角度进行了研究。然而,受研究条件和研究基础限制,未能深入揭示连作障碍发生的真正原因。本文从土壤养分失衡、土传病虫害积聚、植物自毒和根际微生态系统失衡等方面系统阐述了连作障碍发生机制,从间作、轮作、嫁接和增施微生物肥料等方面系统总结了当前生产中连作障碍的防治措施,并提出土壤连作障碍的发生是由于连作作物的根系分泌物影响土壤微生物的群落结构和根际土壤微环境,根际土壤微生物群落结构和土壤微环境的改变造成土壤供应养分和水分能力的降低,最终造成作物产量降低、产品品质下降。     

不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落结构的变化

为解决烤烟连作带来的减产降质、促进烤烟生产的可持续健康发展,研究了不同种植制度下烤烟根际土壤微生物群落的结构变化。结果表明：对于细菌群落结构,连作2a和5a细菌群落结构相似性高,与大豆-玉米-烤烟和玉米-大豆-烤烟根际细菌微生物群落差异大,而大豆-小麦-烤烟根际细菌群落结构处于中间位置。对于真菌群落结构,大豆-小麦-烤烟、大豆-玉米-烤烟和玉米-大豆-烤烟的根际真菌群落结构相似性高,连作2a和5a烟草根际真菌群落结构发生改变,且以连作5a处理的变化为大。说明连作烤烟根际微生物群落结构,特别是根际真菌群落结构改变可能在烟草连作障碍发生中起到重要的作用。     

连作大豆根际微生物群落结构及土壤酶活性

【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸（phospholipid fatty acid,PLFA）分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生物量碳和土壤脲酶活性呈现显著正相关,与转化酶和过氧化氢酶活性无显著相关性。【结论】大豆重迎茬使土壤微生物群落结构和土壤酶活性发生改变。大豆连作障碍是大豆根际土壤微生态系统和环境因子等综合作用的结果。     

不同连作年限栝楼根际土壤微生物群落多样性分析

为明确连作对栝楼根际土壤微生物群落的影响和栝楼连作障碍产生的原因,以连作2年和连作4年的栝楼根际土壤为研究对象,进行土壤理化性质测定以及土壤细菌16S和真菌ITS高通量测序。土壤理化性质测定结果表明,与连作2年的栝楼根际土壤样本相比,连作4年的栝楼根际土壤样本中有机碳含量下降;与对照土壤样本和连作2年的栝楼根际土壤样本相比,连作4年的栝楼根际土壤样本阳离子交换量(CEC)下降,说明土壤保肥能力已下降。细菌群落α多样性分析结果显示,栝楼连作对细菌群落的影响相对较小。细菌群落结构分析结果表明,与对照土壤样本相比,栝楼连作根际土壤中一些具有重要功能的细菌门相对丰度下降。与对照土壤样本相比,连作2年和连作4年的栝楼根际土壤样本中真菌群落群落结构和组成发生明显变化,一些有害真菌属如Stagonosporopsis、Rhizoctonia和Colletotrichum的相对丰度大幅增加。典型相关分析结果表明,硝态氮含量、全磷含量和速效磷含量是栝楼根际土壤微生物群落多样性的主要影响因素;pH值、阳离子交换量是CK土壤微生物群落多样性的主要影响因素。     

不同连作年限高粱生长及根际土壤微生物群落功能多样性差异

为了明确不同连作年限对高粱生长及根际土壤微生物群落代谢结构的影响,采用BIOLOG-ECO微平板方法,研究轮作(CK)、连作5 a(C5)、连作10 a(C10)的高粱生长情况、高粱根际土壤微生物群落代谢结构的变化,以期为高粱连作障碍调控提供理论依据。结果表明,连作显著抑制高粱生长,与CK相比,C5和C10的株高分别显著降低了10.18%、21.28%,且C10对高粱的抑制作用大于C5;C5降低了高粱根际土壤微生物AWCD值,而C10的AWCD值显著增加,在培养96 h时,C10的AWCD值分别是C5和CK的2.05倍和1.47倍;与CK相比,C10高粱根际土壤微生物群落对碳源代谢的多样性及均匀性显著增加,但C5对Shannon多样性指数的影响并不显著;C10和C5均显著增加了高粱根际微生物对羧酸类的代谢活性,分别是CK的2.62倍和2.48倍。因此,高粱不同连作年限根际土壤微生物代谢功能发生变化,随着连作年限的增加高粱根际土壤微生物代谢活性呈现先降低后升高的趋势,这与高粱根系分泌物及根际土壤微生物群落结构的变化有关。     

蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物的影响

为探讨蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物群落的影响,采用单因素随机区组设计,对不同连作年限(2年、6年、10年)下单作、间作马铃薯根际土壤微生物群落结构、功能进行了研究.结果表明,马铃薯、蚕豆间作下根际土壤真菌、细菌群落数量减少,真菌、细菌占总群落数量的比值低于单作;但间作栽培影响了土壤微生物功能多样性指数.在连作6年和10年时,间作较单作处理马铃薯根际土壤微生物的香浓指数分别提高了1.11%、8.02%;间作栽培增强了土壤微生物群落对碳源的利用能力,与马铃薯连续2年、10年单作相比,间作蚕豆处理下马铃薯根际土壤微生物群落对多聚化合物、碳水化合物的利用能力显著提升,分别提高了135.65%、8.22%和58.32%、19.62%.T-RFLP分析共检测到土壤细菌14门20纲,间作蚕豆栽培降低了马铃薯根际β-变形菌纲比例,提高了鞘氨醇菌纲、芽孢杆菌纲比例.随连作年限的增加,间作蚕豆栽培明显改变了连作马铃薯根际土壤微生物群落结构及功能.     

作物连作的土壤障碍因子综述

从土壤微生物活动、土壤酶活性、土壤养分的协调和平衡几个方面阐述了作物连作现象的土壤障碍因子。同时分析了连作土壤根际分泌物对作物生长发育的障碍作用,以及对作物产量和品质造成的不利影响。     

专用微生物肥对不同连作障碍土壤根际微生物区系的影响

为探究专用微生物肥对不同连作障碍程度土壤根际微生物区系的影响,采用不同连作障碍程度的土壤为栽培介质,施用2%的专用微生物肥后进行辣椒土培盆栽试验,取根际土壤进行稀释平板计数和PCR-DGGE分析。结果表明:随着土壤连作障碍程度的增加,根际土壤细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加;施用专用微生物肥后,土壤微生物种群密度发生显著性变化,其中土壤连作障碍程度轻、中、重组细菌数目分别增加了78.6%、66.7%、54.5%,真菌数目分别减少了5.0%、12.5%、7.5%,放线菌数目分别增加了18.2%、9.1%、23.5%。通过分析PCR-DGGE指纹图谱发现,随着生理性土壤连作障碍程度的加剧,根际土壤微生物的丰富度和多样性指数降低,施用专用微生物肥后,微生物种群数目和种群结构发生改变,多样性指数升高。说明专用微生物肥对根际土壤微生物种群密度和种群结构有显著性影响,但是由于土壤连作障碍程度的不同产生效果不同。     

牡丹根际微生物的研究进展

牡丹连作障碍严重危害牡丹的生长发育,其形成原因复杂,最新研究显示,牡丹连作障碍与根际微生物菌群结构的变化具有一定的相关性。根据近年来国内外关于牡丹与根际微生物互作的研究成果,对牡丹根际微生物的多样性、牡丹与根际微生物的相互作用、牡丹连作障碍与根际微生物的关系等方面的研究进展进行综述,提出了今后牡丹根际微生物方面需要深入研究的几个问题,以期从根际微生物种群动态变化的角度认识牡丹连作障碍的原因并为其防治提供思路。     

黄瓜连作对土壤微生物区系影响Ⅱ——基于DGGE方法对微生物种群的变化分析

 【目的】研究黄瓜连作土壤微生物群落演替规律。【方法】采用PCR-DGGE技术分析不同种植茬次黄瓜根区土壤微生物群落的动态变化。【结果】黄瓜连作引起土壤中细菌种群发生较大变化，其中Bacteriovorax sp.（序列同源性为93%）、Pseudomonas sp.(序列同源性达97%)和另两种未培养（Uncultured）细菌种群数量减少，而Sphingomonas sp.（序列同源性达100%）和另一未培养细菌种群数量增加。连作对土壤真核微生物影响较小，但其在根际的数量变化幅度较非根际明显。【结论】黄瓜根际细菌数量与其生长发育关系密切，而非根际细菌数量随黄瓜生长发育变化不大。黄瓜连作导致根际微生物数量显著变化可能与根分泌物在根部累积有关。     

不同连作年限菊花根际土壤微生物多样性变化特征

为揭示连作菊花根际土壤微生物群落结构和多样性变化特征,以不同连作年限菊花根际土壤为试验材料,采用高通量测序技术(Illumina-MiSeq)和生物信息学方法,分析无连作(CK)、连作2年(2a)、连作9年(9a)菊花根际土壤细菌和真菌的丰富度、多样性指数和群落结构,以期为菊花连作障碍防控提供理论支撑。结果表明,2a、9a根际土壤细菌数量和多样性较CK显著(P<0.05)增加,2a和9a的群落结构相似,共有OTU(operational taxonomic unit)比例高。连作对菊花根际土壤真菌群落多样性和丰度影响较小,但对真菌群落组成影响显著,2a、9a根际土壤真菌接合菌门、担子菌门和被孢霉属等群落丰度减少,明梭孢属、镰刀菌属、土赤壳菌等群落丰度增加。菊花连作会显著增加其根际土壤细菌数量和多样性,显著影响真菌群落结构组成。     

生物质炭调控烟草连作障碍的研究进展

烟草为忌连作作物,长期连作使烟草病虫害加剧,土壤有害微生物积聚,导致病原菌在土壤中占据主导优势,使得土壤营养元素失衡、作物自毒作用加重、土壤微生物区系失衡、酶活性改变。土壤微生态失衡,是烟草连作障碍产生的根本原因。生物质炭的多孔性、偏碱性及其养分特性,使其成为定向调控根际微生物种群特征、恢复并重建健康根际生态系统、克服烟草连作障碍的重要途径。通过物理、化学及生物学过程,生物质炭定向调控根际微生物的种群特征,恢复并重建健康的根际生态系统,增加土壤中有益微生物及细菌数量,使土壤微生物从真菌主导型向细菌主导型转化,使病原菌在土壤生态系统中失去主导优势,维持土壤微生态平衡,最终达到缓解和根治连作障碍的目的。通过分析植烟土壤连作障碍成因,综述生物质炭对烟草连作障碍的调控作用,并提出生物质炭调控烟草连作障碍的作用机制。     

西瓜连作根际土壤微生物群落演替特征

【目的】研究连作对西瓜根际土壤中细菌、真菌群落构建和潜在功能的影响，明确根际微生物对环境变化的适应性，为西瓜连作障碍的生态防治和农田土壤的健康保持提供理论基础。【方法】以未连作（对照）、连作2茬和连作6茬的西瓜根际土壤为研究对象，利用16S rRNA和ITS高通量测序技术解析西瓜连作对根际土壤细菌、真菌群落特征和演替的影响。【结果】随着连作茬次的增加，西瓜根际土壤中细菌多样性指数呈现先下降后上升趋势，真菌多样性指数显著下降。在细菌属水平，多茬次的连作降低了西瓜根际土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和溶杆菌属（Lysobacter）的相对丰度；在真菌属水平，镰刀菌属（Fusarium）相对丰度随连作茬次增加呈增加趋势。与对照相比，连作的网络复杂度更高，但网络结构稳定性低。此外，相比于对照，连作6茬显著减少有害物质的生物降解途径以及氨基酸的代谢途径的相对丰度，并且在连作6茬后真菌群落中病原真菌相对丰度显著增多。在群落演替过程中，随机性过程主导连作下西瓜根际细菌群落构建，而确定性过程主导连作下西瓜根际真菌群落构建。【结论】连作引起根际细菌和真菌的群落特征、功能组成和演替过程变化...     

生防菌对土壤微生物群落结构影响的研究进展

生物防治是近年来新兴的植物病害防控技术，具有绿色环保、安全高效的特点，能更好地实现农业可持续发展以及社会、经济和生态效益的统一，已经成为农业生物工程领域研究的重点。生防菌对植物的防病促生作用与其对根际土壤微生物群落结构的调整作用密切相关。主要综述了生防细菌、生防真菌以及生防放线菌对土壤微生物群落结构影响的研究进展，以期为生防菌的合理利用提供参考。总体来看，生防菌施入后可以在土壤中定殖，增加作物根际土壤土著微生物中有益（促进植物生长、减少植物病害发生）菌（属）的数量，或减少有害（导致植物病害发生、抑制植物生长）菌（属）的数量，改变土壤微生物多样性、丰富度以及土壤中酶的活性、有机碳含量，从而改善根际土壤微生物群落结构，达到缓解作物连作障碍、降低作物发病率、提高作物品质、增加作物产量的效果。     

MB-EMBA和ASCA方法在玉米/马铃薯生长期根际微生物多样性动态数据分析中的运用

在农作系统中,深入分析环境、栽培模式对根际微生物多样性的数据结构及其规律的影响,对解释间作效应有科学意义。研究中,运用时间序列模型MB-EMBA和ASCA可以解析玉米/马铃薯生长期根际微生物多样性动态数据。结果表明,MB-EMBA、ASCA可以很好地解释环境与间作对根际微生物代谢群落及细菌物种多样性的影响。MB-EMBA方法分析表明,对Biolog动态数据,玉米单间作根际微生物在不同生育时期对碳源利用的差异明显,可在不同的试验点筛选出碳源标记,马铃薯间作根际微生物利用的碳源种类多于玉米间作根际微生物利用的碳源种类。ASCA结果表明,高杆作物玉米单间作每个时期差异都在0.05水平显著,在玉米生长期1、2、3时间节点间作玉米根际微生物的活力、物种多样性高于单作,在不同环境条件下玉米单作与间作根际微生物代谢活力大于细菌群落多样性;马铃薯单间作根际微生物代谢群落及细菌多样性比较复杂,矮杆作物马铃薯更易受玉米、环境的影响。因此,MB-EMBA和ASCA分析可为解析生物动态数据分析提供新思路。     

连作对辣椒根际土壤微生物区系影响的初步研究

以轮作为对照,研究了连作辣椒根际土壤微生物区系的变化。结果表明,细菌总数占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。细菌数量连作低于轮作,放线菌数量连作略低,总体变化幅度不大,真菌数量有显著变化,连作明显高于轮作。从根际土壤微生物角度对辣椒连作障碍进行了分析,连作导致辣椒根际土壤由高肥的“细菌型”向低肥的“真菌型”转化。     

土壤连作障碍发生的原因及其调控研究进展

连作障碍是在农业生产中常见的现象。研究发现,发生连作障碍的土壤主要是因为植物根系微生物生态结构失调,产生并积累了病原微生物,且这种病原微生物大大抑制了有益根系微生物的生长,并进一步导致土壤养分丢失、土壤pH值失调,最终导致植物病虫害增加,作物产量和质量下降。通过施用根际促生菌、有机肥、嫁接和生物质炭等方法,能明显减少植物自毒物质,增加有益土壤微生物,并改善根际土壤微生物生态结构,从而减轻植物连作障碍的问题。     

不同种植模式对青稞根际土壤微生物群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对6种种植模式下青稞根际土壤的16S rDNA和18S rDNA基因相关区片段进行测序,研究根际土壤细、真菌群落结构的变化,并结合土壤理化性质,分析环境因子与群落结构的关系,从根际土壤微生物生态系统的角度解析青稞连作障碍的发生机制。6种种植模式中,土壤有机质和全氮含量WHD模式最高,全磷含量YC模式最高,全钾含量MLS模式最高,pH均为碱性;3种连作模式下,随着连作年限的增长,土壤有机质、全氮和全钾逐年降低,全磷显著升高。6种种植模式下,细菌和真菌群落Alpha多样性指数和覆盖度没有显著差异,与连作相比,WHD和MLS模式可显著提高细菌群落的Shannon指数、ACE指数和Chao1指数;与混作、轮作相比,连作显著提高真菌群落的Shannon指数和ACE指数,但Chao1指数差异不显著;连作使细菌群落Alpha多样性减小,真菌群落Alpha多样性增加。6种种植模式下,genus水平群落结构表现为连作使青稞根际土壤中微生物区系发生较大改变,导致有害菌群丰度增加,有益菌群数量减少,尤其是真菌菌群发生较大改变,而轮、混作模式使优势菌群及新种数量明显增加。细菌、真菌群落PCoA分析结果表明,微生物群落在6种种植模式间变异较小且未发生明显分化,PC1、PC2的总解释能力均大于80%,表明有显著主导因子。细菌、真菌群落与土壤理化性质关系显示,土壤有机质、全氮与提高WDH、QKA模式下的细菌群落多样性呈正相关,而pH、有机质、全氮与提高WDH、YC、QKB模式下的真菌群落多样性呈正相关。表明,与连作相比,WDH和MLS模式可改善土壤理化性质,提高根际细菌群落结构多样性及微生物群落组成,是缓解青稞连作障碍的可能途径,可为青稞连作障碍修复措施的制定提供科学依据。     

浅论酚酸与土壤微生物之间的相互作用

目前,连作障碍已成为制约一些地区蔬菜生产可持续发展的重要因素,连作障碍的原因是复杂而综合的,它的发生不仅同土壤传染性病害和土壤理化性状劣变有关,也同根系分泌物和残茬分解物等引起的自毒作用有关。植物根系分泌物中的酚酸已被鉴定出对植物产生自毒作用,并对根际微生物有重要影响。本文从多个角度论述了酚酸与土壤微生物之间的相互关系,对酚酸类物质与根际微生物之间的相互作用关系和影响机理的研究进行了综述,同时提出了今后在酚酸类物质及根际微生态方面需要深入研究的几个问题。研究酚酸物质与土壤微生物之间的相互作用将为防治连作障碍提供理论依据并具有实际指导作用。