土壤真菌多样性对土传病害影响的研究进展

土壤微生物多样性是维持土壤生态功能的基础,也是决定土壤健康状况的重要因素,并且被认为是土壤抑制的主要驱动力之一。土壤真菌是土壤微生物中重要的组成部分,通过阐述土壤真菌的生活史、真菌在土壤系统中的角色、土壤真菌多样性、土传病原菌、土壤真菌病原体之间的互作等了解土壤真菌多样性对土传病害影响,探讨土传病害和土壤真菌多样性之间的内在联系,为植物保护和农业可持续发展研究提供参考。     

内生真菌及其次生代谢产物多样性的研究

植物内生真菌作为一种新型的微生物资源,其次生代谢产物丰富且多样,在菌物生态学上作用显著。本文综述了近年来植物内生真菌来源多样性,俱懂介绍从内生真菌中发现的具有生物涪眭的物质的多样性,即次生代谢产物多样性。最后对新型微生物能源在生产生活中的应用前景进行阐述。     

茶-山苍子间作对茶园土壤微生物群落结构的影响

【目的】解析山苍子间作条件下茶园土壤微生物群落结构的变化规律及其影响因素,为茶-山苍子间作的土壤生态效应评估提供数据支撑。【方法】综合运用GC-MS、ICP-MS,以及16S、ITS高通量测序技术分别对土壤浸提液成分、土壤矿质营养元素含量、土壤细菌和真菌种群结构进行测定分析。【结果】间作处理显著改变了土壤微生物种群结构,土壤中参与氮（N）、磷（P）和锰（Mn）等过程的功能性细菌丰度显著增加,植物致病细菌和真菌丰度显著降低,根系分布层具有溶解磷（P）功能的伯克氏菌属伯克氏菌丰度是对照的86倍,镰刀菌属镰刀霉丰度比对照降低了73.13%。间作影响了P、铁（Fe）、Mn等土壤矿质营养元素的含量,尤其是P,根系分布层土壤P含量比对照增加76.42%。间作区域土壤分别含有12.80%的樟脑、6.72%的Alpha-松油醇和12.65%的香茅醇等杀菌或抑菌物质。冗余分析表明,间作区域土壤中的樟脑、桉叶油醇、Alpha-松油醇、乙酸冰片酯和香茅醇等次生代谢物与P元素是影响土壤微生物群落结构的主要环境因子。【结论】茶-山苍子间作显著改变了土壤微生物群落结构和丰度,樟脑、Alpha-松油醇和香茅醇等次生代谢产物和P元素是导致土壤微生物群落变化的主要环境因子,茶园及其他农田系统间作植物的选择应重视次生代谢产物的输入,尤其是其中的杀菌或抑菌性成分。     

钾矿胁迫堆肥对土壤中钾的降解及其微生物种群变化的影响

通过自制钾矿胁迫堆肥和常规堆肥,在模拟土培试验条件下,对土壤中微生物总群数量、有效钾含量变化进行测定,进而研究该堆肥对土壤中钾素循环的影响。结果表明,在施入堆肥后,土壤中有效钾含量在培肥过程中得到很大提高,尤其是钾矿胁迫堆肥施入土壤后,有效钾含量由最初的200mg.kg-1增加到600mg.kg-1,与常规堆肥相比提高了数倍。同时在培肥过程中,土壤微生物活性得到很大提高,微生物群落结构发生了明显变化,特别在施钾矿胁迫堆肥的土壤中,微生物种群数量增长明显,细菌和真菌含量在培肥后期占了主要地位。由此可见,钾矿胁迫堆肥能显著提高土壤中有效钾含量,促进土壤钾素的循环,有效提高土壤中微生物活性,进而改善土壤理化性能,提高土壤肥力。     

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。     

钾矿胁迫堆肥对土壤中钾的降解及其微生物种群变化的影响

通过自制钾矿胁迫堆肥和常规堆肥,在模拟土培试验条件下,对土壤中微生物总群数量、有效钾含量变化进行测定,进而研究该堆肥对土壤中钾素循环的影响。结果表明,在施入堆肥后,土壤中有效钾含量在培肥过程中得到很大提高,尤其是钾矿胁迫堆肥施入土壤后,有效钾含量由最初的200mg.kg-1增加到600mg.kg-1,与常规堆肥相比提高了数倍。同时在培肥过程中,土壤微生物活性得到很大提高,微生物群落结构发生了明显变化,特别在施钾矿胁迫堆肥的土壤中,微生物种群数量增长明显,细菌和真菌含量在培肥后期占了主要地位。由此可见,钾矿胁迫堆肥能显著提高土壤中有效钾含量,促进土壤钾素的循环,有效提高土壤中微生物活性,进而改善土壤理化性能,提高土壤肥力。     

堆肥过程中微生物种类及其变化

堆肥中存在多种微生物,并且它们的生理活动能够改善植物的生长和健康情况。堆肥中微生物主要包括细菌、放线菌和真菌,但是一部分无脊椎动物和少量的原生动物在堆肥过程中也发挥着重要作用。研究堆肥过程中微生物的种类及其变化对堆肥的效率至关重要。     

植物根际促生菌的研究进展

植物根际促生菌是从植物根部分离出的微生物,借助其代谢过程或代谢产物,以改善植物生长条件,尤其是营养环境。如固定空气中的游离氮,参与土壤中养分的转化,增加有效养分,分泌激素,刺激植物根系发育,抑制有害微生物活动等。农业生产中大面积应用化肥、农药提高作物产量的同时,也产生了极大的环境问题,并且使生产成本提高。随着现代生物科学技术的进步,人们对应用微生物来代替化肥和农药寄予了厚望,从而对植物与根际促生菌关系的研究给予了高度重视。     

微生物菌肥在现代农业中的开发与影响

通过生态循环介绍化学肥料在生态循环中对人类及环境的危害。阐述土壤微生物在植物营养交流中的作用,分析土壤微生物在农业生产中的应用以及微生物肥料的研究现状,对农业的可持续发展起到了积极的效应。     

生态与常规种植对土壤养分、微生物及重金属的影响

为探讨生态种植模式对土壤环境的影响,以四川成都府南河上游地区安龙村生态农业和传统农业为研究对象,比较分析了生态种植与常规种植模式对土壤养分、微生物及重金属的影响。结果表明：除细菌含量外,生态种植的土壤中微生物碳含量及真菌、放线菌数量均高于常规种植,生态种植改善了土壤中微生物群落结构;生态种植土壤中重金属Cr、Pb、Hg和As含量均低于常规种植,Cd含量相差不大,生态种植带入的重金属较少;生态种植土壤中总氮、总磷、有效氮及有效钾的含量均高于常规种植,但总钾和有效磷的含量低于常规种植,这与两种种植方式下农业投入品不同密切相关。研究表明,生态种植能一定程度提升土壤养分,改善土壤微生物群落结构,并有效减少种植带入的重金属。     

丛枝菌根真菌作为指示性物种评估转基因作物对土壤微生物影响的研究概述

转基因作物与土壤生态系统环境要素紧密相关。土壤微生物作为土壤生态系统的一个重要组成部分,转基因作物大面积种植是否会给土壤微生物带来影响已成为其生态风险评价中不可忽视的一个方面。土壤中的微生物种类繁多,因此在研究时有必要选取一些具有代表性的微生物进行分析。丛枝菌根真菌作为一类重要的土壤环境指示微生物,在改善土壤质量与健康状况、提高生物多样性、促进植物生长等方面发挥着不可替代的作用。文章就主要转基因作物对丛枝菌根真菌的影响和作用机制进行综述,认为可将丛枝菌根真菌作为评价转基因作物对土壤生态系统影响的指示生物。     

不同有机质含量农田土壤微生物生态特征

 【目的】土壤微生物在陆地生态系统中对土壤健康有重要的生物指示功能。比较东北不同有机质含量农田黑土间土壤微生物的生态特征,为维持或提高东北农田黑土的生态功能提供理论依据。【方法】于中国科学院海伦农业生态实验站,利用Biolog法与常规分析方法相结合测定空间移位（嫩江、北安、海伦、德惠、梨树）5年后5种不同有机质含量农田黑土在相同的气候条件下微生物生物量、微生物活性、群落结构及其代谢特性。【结果】土壤微生物量碳、基础呼吸、细菌数量随有机质含量的增加而增加,而真菌数量则随土壤有机质含量的增加而降低;且有机质含量最高的北安土壤与其它土壤之间的差异达到显著水平。平均色度变化表明,有机质含量最高的北安土壤中的微生物群落代谢能力高于有机质含量最低的梨树土壤;主成分分析表明,不同有机质含量农田黑土微生物群落对碳源的利用不同,有机质含量较高的北安和嫩江黑土中的土壤微生物对a-丁酮酸、腐胺、D,L-a-甘油的利用能力较高。土壤有机质含量最高的北安农田黑土微生物群落的丰度、多样性和均匀性指数最高。【结论】在外界环境一致的条件下,农田黑土有机质含量不同可影响土壤微生物群落的代谢功能及其代谢能力。     

土壤灭菌方式对不同深度土壤养分和微生物群落结构的影响

土壤强还原灭菌技术（Reductive soil disinfestation,RSD）是一种缓解连作障碍的有效手段,目前关于它对土壤微生物群落结构与活性影响的研究很多,但对于不同RSD处理下,不同深度土壤微生物群落结构的差异及其与环境因子的联系关注很少。为在一定程度上说明RSD改良缓解连作障碍的基本原理,并为后续研究人员采用微生物手段改良土壤质量、防治土壤连作障碍提供研究基础,本研究通过土壤理化性质检测和高通量测序技术比较了不同土壤灭菌方式对土壤养分和微生物群落的影响。结果表明：RSD处理能有效提高土壤中全氮、全钾和全磷含量,并促进有效磷、速效钾等土壤速效养分在土壤中的转化积累。同时,根据群落与环境因子关联分析,发现土壤深度、全氮、有效磷和交换态镁等环境因子共同驱动了Chloroflexi、Actinobacteria、Ascomycota、Basidiomycota、Mortierellomycota等菌门丰度变化,其中土壤深度差异是造成微生物群落结构差异的最主要原因。群落功能预测表明,RSD能有效提高浅层土壤中细菌的碳水化合物代谢、萜类与多酮类化合物代谢等功能丰度,并促进深层土壤中土壤腐生真菌、木质腐生真菌和枯落物腐生真菌的定殖。综上所述,RSD能有效提高土壤养分积累并驱动微生物群落结构与功能变化,有利于农田土壤地力提升与生态可持续发展。     

根际微生态系统中钾素转化与循环研究进展

钾是植物生长所必需的大量营养元素之一，钾素在植物代谢和植物组织与器官之间营养物质的运输机制中起着关键作用。植物主要通过根部吸收土壤中的钾素并由转运蛋白运输，此外钾素的转化和循环与解钾微生物紧密相关，在植物-土壤-微生物生态系统中起着至关重要的作用。本文综述了根际微生态系统中钾素的转化与循环，包括土壤中钾的存在形式和转化、植物对钾的吸收和利用、土壤微生物解钾菌的研究。深入了解根际微生态领域钾素转化与循环的过程，可为农业生产中钾素调控及植物生态修复提供理论依据。     

内生真菌及其次生代谢产物多样性的研究

植物内牛真菌作为一种新型的微生物资源,其次生代谢产物丰富且多样,在菌物生态学上作用显著.本文综述了近年来植物内生真菌来源多样件,侧重介绍从内生真菌中发现的具有生物活性的物质的多样性,即次生代谢产物多样性.最后对新型微生物能源在生产生活巾的应用前景进行阐述.     

我国农业微生物产业发展战略与对策

农业微生物产业是转变“二维结构”传统农业为动物、植物、微生物资源并重的“三维结构”的新型农业,具有拓展农业功能、培植新型产业等特点,可有效缓解我国粮食需求、资源短缺、生态环境污染等压力,建议国家将发展农业微生物产业列入科技发展、产业发展的重要战略,重点加强农业微生物资源收集与评价、农业微生物产业技术创新和农业微生物产业科技体系建设.     

土壤微生物介导植物抗盐性机理的研究进展

土壤盐渍化是农业可持续生产面临的严重威胁之一。利用高效、低成本和适应性强的方法对盐渍区进行修复是一个具有挑战性的目标。土壤微生物在调节植物根际环境、调控生长发育和提高系统生产力等方面具有重要作用。近年来,由微生物驱动的植物胁迫耐受性受到了广泛关注。通过识别和利用能与植物相互作用的土壤微生物来减轻盐胁迫,为盐渍区改良提供了一种新策略,也为与胁迫耐受相关新机制的发现开辟了新途径。了解不同微生物介导的胁迫耐受性的潜在生理机制对有效利用这些微生物促进农业可持续生产至关重要,本文从植物养分吸收、渗透平衡、激素水平、抗氧化功能等方面论述了国内外关于土壤微生物介导植物耐盐性的作用机理,评估了目前关于土壤微生物参与调节植物耐盐性相关研究的有益作用和不足之处,提出了未来研究的发展方向。目前通过提高养分及水分吸收效率维持盐胁迫下植物离子稳态,提高生长素的合成、降低乙烯的释放调控植物激素水平是土壤微生物改良植物耐盐性的目标过程,然而单个外源微生物接种时会与土著微生物组竞争,导致许多微生物菌株不能在土壤或植物根系中定殖或存活,致使微生物在大规模农业生产应用中仅取得了有限的成功。未来微生物介导植物抗盐性的研究应突破单一微生物接种的研究方式,进一步在群落水平上阐明植物-微生物的相互作用介导植物抗盐性的机制,解决农业微生物利用的关键问题。     

手性三唑类杀菌剂氟环唑对土壤微生物的立体选择性影响

为了研究土壤微生物对手性三唑类杀菌剂氟环唑的立体选择性响应,通过非靶向代谢组学和高通量测序联合技术探究了土壤代谢组和微生物群落对氟环唑外消旋体及对映体的响应机制。结果表明：氟环唑及其对映体处理4周后,土壤中氟环唑降解不显著,其残留能够引起土壤代谢组和土壤微生物群落组成的显著变化。土壤代谢组、细菌和真菌群落组成、PICRUSt基因功能预测的代谢途径均表现出由2R,3S-（+）-氟环唑驱动的立体选择性响应。PICRUSt基因预测表明,细菌中被显著影响的MetaCyc通路有10条,真菌中比对出22条。氟环唑外消旋体和（+）-对映体比（-）-对映体表现出对土壤微生物更显著的干扰作用（P<0.05）。氟环唑暴露引起了土壤环境中细菌和真菌群落、代谢、基因功能预测通路不同程度的立体选择性响应。鉴于土壤环境在农业生产中的重要性,土壤微生物组和代谢组的表征可以为暴露于手性三唑类农药顺式氟环唑及其对映体所带来的生态风险提供新的见解。     

稻田生态系统氧化亚氮(N_2O)排放微生物调控机制研究进展及展望

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,对全球气候变化具有显著影响。稻田是重要的N_2O排放源,追踪稻田N_2O产生及排放关键过程的微生物调控机制,可以为农田土壤氮素循环研究以及稻田N_2O减排提供有价值的信息。微生物调控的硝化作用和反硝化作用是稻田N_2O排放的主要来源。基于此,我们在过去十年的研究中,依托中国科学院桃源农业生态试验站,以水稻田淹水-落干和施肥为关键过程,从水稻根际、土层深度、反应底物浓度等方面探明了土壤硝化反硝化过程和N_2O排放特征及其微生物调控机制;提出了开发稻田土壤微生物资源,提高土壤N_2O消纳能力的可能策略;构建了可以有效降低稻田氮素损失和N_2O排放的基于化肥一次性深施的减氮控磷施肥技术,并在实际农业生产中进行了示范推广。本文对上述研究取得的成果,以及国内外相关研究结果进行了全面综述。结合分子生物技术在土壤科学研究中的应用,今后的研究工作将会从以下几个方面开展:1)解析土壤微生物与土壤生产力和生态环境之间的关系;2)在基因组和转录组水平构建农田土壤碳氮循环功能微生物分析平台;3)解析土壤微生物分布与生态功能之间的关联机制;4)根系—土壤—微生物之间的协同机制以及植物—内生菌—土壤微生物之间相互影响的分子机制;5)加强对实用技术的研发,把基础研究成果转化为生产力,服务农业生产和生态文明建设。     

蚯蚓堆肥影响土壤健康和作物生长的研究进展

对蚯蚓堆肥发展的历史进行简单的介绍,综合近年的研究情况,分析蚯蚓堆肥未来的发展方向。蚯蚓堆肥自身具有良好的结构,并含有大量的营养元素和植物生长激素。蚯蚓堆肥作为一种良好的土壤改良剂,可以改善土壤结构,增加土壤中微生物群落结构多样性,吸附更多的重金属离子。蚯蚓堆肥可以促进作物的生长,并起到增产增收的效果。在盐渍化的土壤中,蚯蚓堆肥可以显著增强作物对盐胁迫的抗性;在连作的土壤中,蚯蚓堆肥可以控制土传病害的传播。蚯蚓堆肥可以消耗大量的固体废弃物,并将其转化为有效的肥料、土壤调节剂、植物生长调节剂。