施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响

在等量施肥条件下,木薯间作一季花生,是否具有间作优势,间作模式中木薯根际土壤细菌群落结构如何变化,相关研究报道较少。以木薯品种"华南205"、花生品种"粤油200"为试验材料,设计施氮、不施氮2个处理和等量施肥条件下的3种种植模式(木薯单作、花生单作、木薯间作花生),采用高通量测序技术,研究施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,在等量施肥条件下,木薯-花生间作的土地当量比大于1,表现出间作优势。施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌的多样性无显著影响。4个优势细菌门类依次为绿弯菌门、变形菌门、放线菌门和酸杆菌门。不同处理间的菌门Saccharibacteria的差异极显著,施氮显著降低了疣微菌门的相对丰度。木薯根际土壤细菌的属数量共464个。相对丰度排名前30的菌属中,不同处理间菌属Acidobacteriaceae__Subgroup_1_和Sphingomonas的差异达显著或极显著水平,施氮显著降低了菌属Subgroup_7的相对丰度,显著提高了菌属Acidothermus的相对丰度。主成分分析表明,施氮对细菌群落组成的影响大于种植模式;冗余分析得出,有机质、pH值显著影响细菌属水平群落组成。     

基于高通量测序研究猕猴桃苗不同生育期根际真菌群落结构及多样性

为探究猕猴桃苗不同生长期与根际土壤真菌群落结构、多样性及土壤养分之间的相互关系,利用Illumina MiSeq高通量测序研究猕猴桃苗3个不同生长阶段(生长前期、速生期、生长后期)根际微生物群落结构组成及其多样性,运用CANOCO和R语言软件对土壤真菌群落与土壤环境因子间关系进行RDA和相关性分析。结果表明:猕猴桃苗不同生长期土壤性质均存在显著差异,随着猕猴桃苗根系不断生长,土壤p H、速效氮、有效磷出现先升高后降低趋势,速效钾则出现先降低后升高;高通量测序共得到1776个真菌OTUs,分属于10门22纲151科157属;方差分析表明各生长时期多样性指数(Shannon)差异显著;序列分析发现,子囊菌门(Ascomycota,丰度72.69%)、被孢霉门(Mortierellomycota,18.80%)、罗兹菌门(Rozellomycota,6.68%)、担子菌门(Basidiomycota,4.28%)和球囊菌门(Glomeromycota,1.45%)是猕猴桃苗不同生长期的优势菌门(丰度大于1%的视为优势菌门);对不同生长时期优势菌门所占比例进行分析,发现子囊菌门出现先升高后降低,被孢霉门、罗兹菌门和担子菌门则出现先降低后升高,球囊菌门相对丰度随着猕猴桃根系生长逐渐升高;RDA分析结果显示,有效磷和pH与子囊菌门显著正相关,速效钾与子囊菌门显著负相关,有机碳与壶菌门(Chytridiomycota)显著负相关。综上,猕猴桃苗在不同生长时期根际土壤真菌群落结构不同,速生期根际真菌种群最丰富,生长后期最少;子囊菌门、被孢霉门、罗兹菌门和担子菌门始终是猕猴桃苗生长期根际优势菌群;根际真菌群落组成和土壤养分变化受猕猴桃苗不同生长时期的影响,其中土壤有效磷和速效钾是影响子囊菌门群落组成的重要因子。     

再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

秸秆还田与施肥方式对稻麦轮作土壤细菌和真菌群落结构与多样性的影响

为探索秸秆还田与施肥方式2种农田措施对水稻-小麦(稻麦)轮作土壤微生物群落的影响,阐释其对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响机制,本研究通过7年稻麦轮作长期定位监测试验,设置无肥空白(CK)、常规施肥(RT)、秸秆还田+常规施肥(RS)和秸秆还田+缓释肥(SS) 4个处理,采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析土壤细菌和真菌群落结构和多样性,探索影响微生物群落的主控环境因子。结果表明, SS作物产量在2016年和2017年分别比RT显著提高11.6%和8.2%(水稻)、4.8%和3.6%(小麦),与RS无显著差异。相比RT,秸秆还田处理显著降低了土壤pH,提升了土壤有机碳和铵态氮含量;与RS相比,SS处理提高了铵态氮含量。秸秆还田处理提升了真菌群落多样性,但对细菌群落多样性无显著影响。SS与RS在细菌真菌群落多样性方面均无显著差异。相关性分析表明,细菌群落多样性与土壤pH呈负相关,与总氮含量呈正相关;真菌群落多样性则与土壤有机碳含量显著正相关。NMDS分析表明,施肥对于细菌群落结构影响较大(55.61%),真菌群落结构则对秸秆还田响应更明显(26.94%)。与RT相比,秸秆还田显著提升了细菌放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门的相对丰度,同时显著提升了真菌中子囊菌门的相对丰度,降低了担子菌门和接合菌门的相对丰度,加强了土壤碳氮循环能力并抑制了病原菌。SS与RS相比,仅提升了真菌中子囊菌门的相对丰度。综上,秸秆还田配施缓释肥有助于维持或者提高土壤养分有效性、作物产量及细菌真菌群落多样性,可以促进土壤碳氮循环。     

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻 -冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为 0)和根际土壤(标记为 1)。基于 Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌 16S rDNA和真菌 ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤 pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为 30.9%、25.7%和 17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为 52.0%和 6.3%。相比 NPK处理,-N、-P和 -K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。     

沟垄覆膜连作马铃薯根际土壤真菌多样性分析

采用Illumina MiSeq技术对CK(平畦不覆膜)、T1(平畦覆膜)、T2(全膜垄播)、T3(全膜沟播)、T4(半膜垄播)、T5(半膜沟播)6种种植模式下马铃薯连作田根际土壤真菌多样性和系统发育进行研究,探究了不同沟垄覆膜种植马铃薯3a连作根际土壤真菌群落多样性变化规律,揭示沟垄覆膜连作种植对土壤质量的影响。结果表明:6个处理的真菌多样性指数大小顺序为T2T3T1T4CKT5,且各处理间差异显著;连作土壤中真菌群落主要有子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)及其他未分类的真菌;子囊菌门为优势种群,其中T5处理子囊菌门的比例最高为88.7%,T2最低为67.2%;伞菌纲(Agaricomycetes)、子囊菌纲(Ascomycetes)、担子菌纲(Basidiomycetes)、壶菌纲(Chytridiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、圆盘菌纲(Orbiliomycetes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)和接合菌纲(Zygomycetes)等组成连作土壤真菌群落的真菌纲,粪壳菌纲为所有处理中的优势菌纲;另外,CK、T1、T2、T3、T5处理的优势菌为镰孢菌属(Fusarium),其中T1所占比例最高为26.1%,T4为8.9%,较CK低53.6%,且半膜处理T4、T5的镰孢菌所占比例分别比全膜处理T2、T3低54.6%和28.1%,T4处理的优势菌为被孢霉属(Mortierella);群落结构中还有盾盘菌属(Scutellinia)、丛赤壳属(Cryphonectria)、枝顶孢属(Acremonium)和链格孢属(Alternaria)等,但所占比例较低,均在1%~2%之间;全膜垄播种植的土壤真菌多样性最高,说明全膜垄播能够促进真菌的繁殖;但是半膜垄播土壤的镰刀菌含量最低且比全膜垄播低54.6%。因此,半膜垄播种植对镰孢菌引起的马铃薯病害具有一定的防治作用。     

生物炭与氮肥配施对植烟土壤微生物及碳氮含量特征的影响

土壤健康和化肥减施是实现绿色农业发展的基础,探究减施氮肥的同时添加生物炭对植烟土壤的影响对科学施肥具有重要意义。以烤烟“K326”根际土壤为研究对象,通过大田试验研究了烟株生育期内生物炭配合减氮措施对土壤养分、碳含量和土壤微生物群落的影响。生物炭配合减氮措施能够增加土壤中的有效磷含量,且以T3处理的增幅最大,达82.22%。在烟草4个生育期T4处理的速效钾含量分别较CK2显著增加了11.89%、35.11%、25.95%、15.85%。4个生物炭配合减氮措施处理的碱解氮含量较CK2分别增加了7.21%、8.03%、12.41%、12.76%。T3处理的全碳含量在烟草4个生育期较CK2分别显著增加了12.44%、18.48%、16.58%、6.15%。生物炭配合减氮措施能够提升土壤碳氮比,以T4处理最大,达到8.96。植烟土壤中土壤细菌的优势菌纲为放线菌纲(Actinobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)和α-变形菌纲(Alphaproteobacteria),土壤真菌的优势菌纲为粪壳菌纲(Sordariomycetes)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)和子囊菌门某纲(norank_p_Ascomy-cota)。较CK2处理,生物炭配合减氮措施会增加α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、纤线杆菌纲(Ktedonobacte-ria)、散囊菌纲(Eurotiomycetes)和子囊菌门某纲(norank_p_Ascomycota)的相对丰度,减少放线菌纲(Actinobac-teria)及酸杆菌纲(Acidobacteria)的相对丰度。研究表明,生物炭配合减氮措施能够促进作物根际区域土壤碳氮平衡,改善植烟土壤根际微生态环境并提高土壤功能微生物相对丰度,提高养分利用效率,为植烟土壤氮肥高效利用和健康土壤培育提供理论依据。     

长期施肥对旱作区农田土壤细菌群落组成和多样性的影响

为阐明长期有机、无机施肥对旱作区土壤细菌群落组成及多样性的影响机制,以农田土壤生态系统为研究对象,采用单因素随机区组设计,利用长期定位试验(11年)和高通量测序的方法,研究了不施肥(对照,T0)、单施化肥(T1)、化肥配施羊粪有机肥(T2)和化肥配施生物有机肥(T3)对土壤的影响,分析了处理间土壤细菌群落组成及多样性的差异,探究了驱动土壤细菌群落组成及多样性变化的主要土壤环境因子。结果表明:与T0相比,羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配施能显著提高土壤全氮、全磷、有机质、碱解氮、有效磷和铵态氮的含量,其中T2处理效果最显著(P<0.05)。各施肥处理下土壤放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi) 细菌为优势菌门;羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配施处理降低了土壤放线菌门的相对丰度,增加了绿弯菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度,T2处理与T0处理间有显著差异(P<0.05)。与T1处理相比,羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配合施用使土壤硝化螺旋菌门的相对丰度显著降低。类诺卡氏菌属(Nocardioides)、KD4-96和Subgroup_6为土壤细菌群落的优势菌属。T2处理较T3处理更显著地降低了土壤类诺卡氏菌属(41.15%)、芽球菌属(41.67%)和红杆菌属(27.45%)的相对丰度。与T0处理相比,T2处理更显著增加了细菌群落物种数、群落辛普森指数、香农指数和Chao1 指数(P<0.05)。冗余分析表明,土壤有机质(P=0.001)、pH(P=0.003)是驱动土壤细菌群落组成及多样性变化的主要因素。土壤pH以及有机质含量高低对驱动旱作区土壤细菌群落组成以及土壤细菌多样性变化均产生直接效应。因此,化肥与羊粪有机肥相结合的长期施肥管理是优化旱作区区域农田养分管理、提升土壤肥力的有效途径。     

不同年限玉米秸秆还田对土壤微生物多样性的影响

秸秆还田是培肥地力、改良土壤的重要措施。内蒙古高原向松辽平原过渡地带春玉米区,玉米长期连作导致了耕层变薄、土壤次生盐渍化等土壤退化问题。采用田间定位试验的方法,研究连续多年(8、5、2年)秸秆旋耕还田条件下对土壤微生物的影响。结果表明,秸秆还田土壤中最丰富的细菌类型为变形菌门(Proteobac-teria),其次为放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes);真菌类型为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)。随着秸秆还田年限的增加,变形菌门和酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度增加、放线菌门相对丰度下降,拟杆菌门相对丰度较稳定;子囊菌门、担子菌门、接合菌门(Zygomycota)相对丰度先下降后上升,而球囊菌门(Glomeromycota)和壶菌门(Chytridiomycota)相对丰度变化规律相反;属水平上Sphingomonas、Lysobacter、Hannaella相对丰度先上升后下降,而Leptosphaeria和Mono-dictys相对丰度变化规律相反;Pseudarthrobacter、Fusarium相对丰度下降,Gaiella相对丰度较稳定;Guehomyces相对丰度增加;并且细菌和真菌相对丰度拐点均出现在秸秆还田5年后。随着秸秆还田年限的增加,土壤细菌和真菌多样性均有所降低;秸秆还田与秸秆不还田土壤的差异物种有Aquicella、Fusicolla和Spizellomyces;由此可推测,秸秆还田增加土壤氮和钾含量,减少病害;试验区连续多年的玉米秸秆还田改变了土壤微生物群落组成,玉米秸秆连续还田5年后土壤微生物多样性有下降趋势。     

不同施肥水平对青稞豌豆混作根际土壤真菌群落结构及多样性的影响

采用真菌ITS区的Illumina MiSeq高通量测序技术，并结合NMDS、RDA和Mantel test分析，探讨青稞单作(Q)、豌豆单作(W)、青稞豌豆混作(Q×W)3种模式在不施肥(0NP)、低氮磷(LNP)、高氮磷(HNP)3种施肥水平下根际土壤真菌群落结构组成及多样性的差异，同时测定其土壤理化性质，并与根际土壤真菌群落结构进行了相关性分析。结果表明：青稞、豌豆在3种种植模式下土壤均呈碱性，且在不同施肥水平下土壤理化性质差异显著。不同试验处理下共检测到18个真菌类群，子囊菌门(Ascomycota，63.5%~78.5%)、被孢霉门(Mortierellomycota，3.6%~14%)、担子菌门(Basidiomycota，1.1%~6.9%)为共有优势类群，在属水平上，Penicillium、Mortierella在青稞豌豆混作根际土壤中相对丰度最高，可能是驱动土壤有机氮、磷转化为无机氮、磷的主要真菌群落。Bipolaris、Blumeria、Fusarium、Cladosporium为土壤真菌群落丰度最高的4种潜在致病菌属，在青稞豌豆混作根际土壤中的相对丰度低于青稞单作和豌豆单作，混作模式在不同施肥水平下4种具有潜在致病性的真菌间相对丰度存在显著差异；在LNP、HNP水平下混作模式根际土壤中的真菌丰富度(ACE、Chao1)和多样性(Shannon、Simpson)指数均低于青稞单作，混作模式在LNP水平下丰富度(ACE、Chao1)指数显著低于0NP水平，但多样性(Shannon、Simpson)指数高于0NP水平；从不同试验处理属水平下真菌群落相对丰度来看，混作模式可显著增加根际土壤中有益菌群的相对丰度，通过根际土壤微生物优势种群及α多样性分析，青稞豌豆混作模式较青稞单作、豌豆单作可增加根际土壤中属水平下Penicillium、Mortierella等具有溶磷、氨化作用菌群的相对丰度，降低Bipolaris、Blumeria、Fusarium、Cladosporium等潜在致病菌群的相对丰度；相关分析表明，速效氮、速效磷、有机质是影响混作模式根际土壤真菌群落结构差异的主要驱动因子。     

秸秆有机肥交替施用对黑土理化特性及菌群结构的影响

为阐明秸秆、有机肥交替施用方式和施用量对黑土耕层理化特性及细菌、真菌群落结构的影响,于2017～2018年,设"有机肥→秸秆"(AB)、"秸秆→有机肥"(BA)两种施用模式,每种模式下设3个施用量(有机肥15000、30000、45000 kg/hm~2;秸秆9000、12000、15000 kg/hm~2),不施秸秆、有机肥为对照(CK),共7个处理,研究了土壤含水量、温度、容重、紧实度、粒级、pH、电导率变化,应用高通量测序技术分析了玉米根际土壤细菌、真菌群落变化特征。结果表明:秸秆、有机肥交替施用可降低0～20 cm土层土壤容重、紧实度,且AB模式优于BA模式。AB模式可显著降低0～20 cm土层土壤温度,BA呈相反规律。秸秆、有机肥交替施用后可改善土壤团聚体状况,降低≥0.25 mm土壤大团聚体含量,优化土壤物理结构。秸秆、有机肥交替施用,中等施用量处理显著降低土壤真菌群落多样性,其中AB模式显著影响土壤微生物群落结构,且随施用量增加,处理间差异逐渐增大。有机肥、秸秆交替施用,土壤容重、紧实度、pH是影响土壤细菌群落的主要因子,而真菌受土壤温度、pH、紧实度影响较大。两种模式下各处理较CK均可提高变形菌门、Saccharibacteria、拟杆菌门相对丰度,降低硝化螺旋菌门相对丰度,AB模式表现最佳;真菌方面,AB模式下各处理较CK提高担子菌门相对丰度,降低子囊菌门相对丰度。同时,研究表明提高有机肥、秸秆施用量可提高被孢霉门相对丰度。     

基于宏基因组学方法分析施肥模式对设施菜田土壤微生物群落的影响

  【目的】  采用宏基因组测序技术,研究施肥对细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,为设施菜田可持续健康发展提供科学依据。  【方法】  设施蔬菜施肥长期定位试验始于2009年,试验地位于天津市西青区,为春季番茄和秋冬季芹菜轮作体系。在春茬番茄 (第20茬蔬菜) 盛果期,选择定位试验中的6个等氮磷钾投入处理,包括全部使用化肥氮 (4/4CN) 处理和5个有机替代处理 (3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、1/4CN+3/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN),其中M和S代表猪粪和秸秆。采集0—20 cm土壤样品,测定土壤微生物相关指标。  【结果】  有机替代处理的土壤微生物量碳(MBC) 和微生物量氮(MBN) 含量较4/4CN处理平均分别增加101.5%和134.6%,以2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+ 2/4SN处理的土壤MBC和MBN含量相对较高,较4/4CN平均分别增加158.8%和210.9%。与4/4CN相比,有机替代处理的土壤细菌和真菌丰度平均分别增加8.6%和11.6%,古菌平均降低21.7%;高碳有机替代模式(1/4CN+3/4MN、2/4CN +1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN) 土壤细菌和真菌丰度较低碳有机替代模式(3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN) 平均分别增加12.3 %和12.0%,古菌丰度平均降低12.9%。与4/4CN处理相比,低量、中量有机替代模式（3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN）土壤细菌、真菌Shannon指数没有显著增加,而有机替代模式古菌Shannon指数平均增加了9.0%,高碳有机替代处理古菌Shannon指数平均增加了11.9%。与4/4CN处理相比,有机替代模式提高了土壤细菌中变形菌门相对丰度,降低了放线菌门、绿弯菌门相对丰度;提高了土壤真菌中子囊菌门、壶菌门和球囊菌门相对丰度,降低了担子菌门相对丰度;提高了古菌中的广古菌门和深古菌门相对丰度,降低了奇古菌门相对丰度。主成分分析表明,土壤细菌和真菌群落结构组成对施肥模式的响应弱于古菌。冗余分析表明,有机碳和硝态氮分别解释土壤细菌群落结构变异的22.3%和16.1%,解释真菌群落结构变异的10.4%和8.9%,解释古菌群落结构变异的36.0%和34.7%。  【结论】  同等养分投入量下,以有机肥、秸秆氮替代部分化肥氮可提高土壤细菌和真菌丰度,降低古菌丰度,改变土壤优势菌群的组成,增加微生物多样性。土壤硝态氮和有机碳含量是影响土壤细菌、真菌和古菌群落结构的共同因素,古菌对施肥模式的反应强于细菌和真菌。其中,以2/4化肥+1/4猪粪+1/4秸秆施肥模式可获得最多样的微生物群落结构。     

生物质炭对花椒根际土壤真菌群落的影响

【目的】明确生物质炭施用量对花椒根际真菌群落结构的影响差异及其主控因子。【方法】对不施用生物质炭(CK)以及3个生物质炭施用量递增处理(T1,1.0 t hm^-2;T2,1.8 t hm^-2;T3,2.6 t hm^-2)的花椒根际土壤进行高通量测序、化学性质测定和花椒生长指标监测。【结果】花椒根区施用生物质炭提高了土壤pH、C/N和阳离子交换量,增加了全碳、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量。随生物质炭用量的增加,真菌群落Chao 1、ACE和Shannon指数降低,Simpson指数升高;子囊菌门、接合菌门和壶菌门的相对丰度减少,球囊菌门和担子菌门相对丰度增加。属水平分析表明：T2处理极大地增加了花椒根际土壤微生物球囊菌属、被孢霉属和拟青霉属的相对丰度,分别是CK的24.3、3.1和1.4倍。T3处理极大地增加了花椒树高、地径和新梢抽生数,分别是CK的1.7、2.4和2.0倍。因子分析及相关性分析显示：土壤p H、C/N、有效磷、全氮和全碳累计解释了81.2%的群落变化;花椒生长指标与土壤pH、C/N、有效磷、全碳及真菌S...     

赤水河流域典型植被类型的土壤微生物群落结构与多样性

土壤微生物是反映土壤环境质量的重要指标,为明确赤水河流域典型植被类型土壤微生物群落特征及优势菌属,为生态系统的恢复与管理提供理论依据,采用高通量测序技术研究了赤水河流域的5种典型植被类型(灌丛、针阔混交林、常绿阔叶林、杉木林和竹林)土壤的微生物群落结构及多样性,并探讨了其主要影响因子。结果表明:(1)不同植被类型的细菌和真菌丰富度Chao1指数差异均不显著,说明二者所观测到的物种总数没有差异。Shannon指数显示各植被类型微生物多样性存在一定差异,细菌多样性以竹林最低,显著性低于灌丛和针阔混交林(p<0.05); 真菌多样性以灌丛和杉木林显著性高于其他3种植被类型(p<0.05)。(2)5种植被类型土壤细菌优势门(相对丰度>10%)主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)。其中变形菌门(Proteobacteria)在灌丛、针阔混交林和常绿阔叶林中占绝对优势(相对丰度为29.70%～33.62%),而放线菌门(Actinobacteriota)则在杉木林和竹林中最为丰富,相对丰度占比分别为32.88%,29.88%。各植被类型土壤真菌门以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌群(相对丰度>49%)。(3)5种植被类型土壤细菌和真菌中优势菌属差异较大。在细菌属水平上,针阔混交林和竹林分别以未定名的Vicinamibacterales和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势,而其他3种植被类型则以节杆菌属(Arthrobacter)最丰富。在真菌属水平上,灌丛和常绿阔叶林中优势关键属为子囊菌门(Ascomycota)未分类真菌属(unclassified_p_Ascomycota),杉木林以被孢霉属(Mortierella)最丰富,而针阔混交林和竹林中均以沙蜥属(Saitozyma)相对丰度最高。(4)NMDS分析表明,土壤细菌与真菌群落空间分布差异显著。(5)冗余分析表明,土壤含水量、pH值和TN(总氮)对土壤细菌群落结构具有显著性的影响,而pH值、容重、TOC(总有机碳)、TN和TP(总磷)对真菌群落结构影响显著。综合分析可知,针阔混交林土壤细菌群落较丰富,杉木林土壤真菌生长较旺盛,而灌丛土壤细菌和真菌多样性均较高,应采取有效措施提高主要林分土壤养分,从而激发微生物的生长,改善土壤环境。     

不同药剂处理对番茄连作培养基质微生物群落的影响

为探讨连作基质微生物群落对不同消毒药剂的响应,设置6个处理,即施入枯草芽孢杆菌+地衣芽孢杆菌(T1)、恶霉灵+氯溴异氰尿酸(T2)、恶霉灵+乙酸铜(T3)、2.2%酒精(T4)、甲醛(T5)5种药剂消毒组合,以清水处理为对照(CK),依托Illumina MiSeq高通量测序平台,研究不同药剂处理对基质细菌和真菌群落组成及多样性的影响。结果表明:不同药剂消毒后基质细菌和真菌群落多样性下降,与CK相比,T4处理显著降低了细菌OTU序列、丰富度指数(Chao 1和Ace指数)和多样性指数(Shannon指数),T3～T5处理显著降低真菌OTU序列(40.87%～47.49%),Chao 1指数(40.58%～46.58%)和Ace指数(41.16%～46.51%)。不同药剂施入影响群落结构及组成,其中绿弯菌门、厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和子囊菌门相对丰度达到10%以上,与CK相比,T5处理后的厚壁菌门、放线菌门、子囊菌门相对丰度提高,厚壁菌门中的耐受性细菌芽孢杆菌科相对丰度降幅较小,子囊菌门中的曲霉科相对丰度提高29.14%,表现为T4>T5>T3>T2>CK>T1。本研究表明,不同药剂消毒改变了连作基质细菌和真菌群落组成,降低菌群多样性,且甲醛处理后最为明显。     

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响，采用盆栽控制试验和高通量测序技术，研究了不施肥（CK）、100%无机氮肥（T0）、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥（T50）和100%羊粪有机肥氮（T100）4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异，并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明：植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），土壤真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高，但放线菌门和担子菌门相对丰度最低；NMDS分析和相似性分析发现，T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著；Alpha多样性分析也表明，T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著，以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高；Pearson相关性分析显示，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之，采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性，促进了土壤养分的释放和转化，有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升，研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。     

秸秆还田配合化肥减施对潮土作物产量及土壤肥力的影响

我国粮食主产区化肥施用过量,导致肥料利用率降低、土壤质量退化、环境污染风险提高等一系列问题。于黄淮海平原潮土区设置大田试验,研究秸秆还田配合不同比例氮磷减施对土壤养分、作物产量、秸秆养分释放及土壤微生物的影响。结果表明：与常规施肥相比,减氮30%或减磷50%对作物产量及土壤养分含量无显著影响;秸秆降解率在第一季达43.33%～53.11%,减氮30%或减磷50%降解率可增加12.40%,两年后达到63.41%～75.62%;减氮100%显著降低细菌真菌丰度、物种丰富度和多样性,而减磷影响较弱;减氮30%和减磷50%主要增加细菌中芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）Longimicrobiaceae科和变形菌门（Proteobacteria）亚硝化单胞菌科（Nitrosomonadaceae）相对丰度,增加真菌中壶菌门（Chrytridiomycota）GS13纲相对丰度,降低子囊菌门（Ascomycota）粪壳菌纲（Sordariomycetes）和被孢霉门（Mortierellomycota）被孢霉纲（Mortierellomycetes）相对丰度;冗余分析表明,影响细菌和...     

土施维生素B6对苹果园土壤微生物多样性的影响

【目的】 土壤微生物是影响根系生态环境的重要因素,维生素B₆具有提高果实品质的功效。本试验通过高通量测序的方法,研究土施不同剂量维生素B₆ (VB₆) 对土壤微生物多样性的影响,从而揭示土施维生素B₆提质功效的机理。 【方法】 2015年4月,在距富士苹果主干1 m处土施不同剂量的维生素B₆,同年10月,在撒入维生素B₆处采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,通过高通量测序技术并结合相关生物信息学方法,对土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度、多样性及群落结构进行检测。 【结果】 从9个土壤样品中共获得530714个有效细菌序列数和434886个有效真菌序列数,从每个样品中平均可获得1920个细菌群落 (OTUs) 和374个真菌群落 (OTUs),每个样品中有566个相同的细菌群落 (OTUs) 和73个相同的真菌群落 (OTUs),丰富度指数 (Ace指数和Chao指数) 分析显示,维生素B₆ 5g/株处理提高了细菌丰富度,其Ace指数显著提高了62.6%,Chao指数显著提高了71.6%,降低了真菌丰富度,其Chao指数显著降低了18.6%,维生素B₆ 10 g/株处理对细菌和真菌丰富度无显著影响。多样性指数 (Simpson指数和Shannon指数) 显示,维生素B₆ 5 g/株处理提高了细菌的多样性,其Shannon指数显著提高了22.3%,降低了真菌的多样性,其Simpson和Shannon指数显著降低了29.2%和34.4%,维生素B₆ 10 g/株处理对细菌和真菌的多样性无显著影响。在门分类水平上,变形菌门 (Proteobacteria)、放线菌门 (Actinobacteria)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 是优势细菌,其相对丰度之和超过80%,子囊菌门 (Ascomycota)、担子菌门 (Basidiomycota)、接合菌门 (Zygomycota) 是优势真菌,其相对丰度之和超过98%,维生素B₆ 5 g/株处理降低了细菌中拟杆菌门 (Bacteroidetes) 的相对丰度,提高了真菌中子囊菌门 (Ascomycota) 的相对丰度,降低了担子菌门 (Basidiomycota) 和接合菌门 (Zygomycota) 的相对丰度,维生素B₆ 10 g/株处理提高了细菌中的变形菌门 (Proteobacteria) 和放线菌门 (Actinobacteria) 的相对丰度,降低了拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 的相对丰度,提高了真菌中担子菌门 (Basidiomycota) 的相对丰度,降低了接合菌门 (Zygomycota) 的相对丰度。 【结论】 维生素B₆可以改变土壤中细菌和真菌的丰富度和多样性,改变土壤中门水平的细菌和真菌的相对丰度。维生素B₆作为一种良好的根系生态调节剂,具有推广价值。      

施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势纲(相对丰度10%)为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria);优势属(相对丰度1%)共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门(38.7%~43.1%)、α-变形菌纲(14.5%~18.1%)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(4.6%~7.7%)。F处理细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。     

麦秸秆和沼液配施对水稻苗期生长和土壤微生物的调控

研究了等量氮素肥料处理下小麦秸秆全量还田结合化肥(S-CF)、小麦秸秆全量还田结合沼液(S-BS)和全量化肥(CF)处理对水稻幼苗生长、氮磷积累及土壤微生物群落的影响。结果表明,不同施肥处理的水稻幼苗生长明显被促进,其中CF处理的促进效果最好,其次是S-BS处理。S-BS处理的水稻叶片可溶性糖含量明显高于其他施肥处理,其叶片含氮量也明显高于CF处理。CF处理的土壤细菌总量明显高于S-BS处理,而S-BS处理的土壤细菌总量均显著高于对照(CK,不施肥)和S-CF处理;其中CF处理变形菌门细菌相对丰度显著高于其他处理。而CK和S-CF处理的真菌总量明显高于S-BS和CF处理,S-BS处理的真菌总量最低,其中,CK土壤优势真菌子囊菌门、担子菌门的相对丰度显著高于其他处理,S-CF处理土壤的壶菌门真菌相对丰度也显著高于其他处理。S-CF和S-BS处理的细菌Chao1丰富度指数和香农(Shannon)多样性指数要明显高于CF处理和CK,而S-CF处理的土壤真菌的Chao1指数和香农指数要明显高于CK,CF处理的土壤真菌Chao1指数和香农指数最低。秸秆、沼液短期替代化肥的处理下水稻植株生长低于全化肥处理的,但秸秆、沼液、化肥结合施用对水稻幼苗的促生作用依然很明显,尤其是秸秆还田结合沼液灌溉的全量替代化肥处理。全量替代化肥处理下,即秸秆和沼液处理的土壤质量和细菌丰富度及多样性即使在短期施用条件下也被明显促进。