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。     

不同基质配方的有机肥对连作辣椒的生长及根际土壤微生物多样性的影响

以山东寿光辣椒大棚的连作土壤为基质,以无机肥料作对照,向辣椒连作土壤中基施5种不同配方的有机肥,调节土壤N、P、K至相同水平,研究其对辣椒的产量与品质的影响.同时采用RAPD和平板稀释计数相结合的方法,考察不同肥料处理组中辣椒根际土壤微生物的数量与多样性的变化.结果显示:大部分种类的有机肥均能增加辣椒根际土壤微生物的多样性,其中,以蚕沙和酵母发酵废液复配的有机肥(SYM)处理的根际土壤微生物的数量与多样性最高,且在促进辣椒生长、抗猝倒病、提高辣椒品质(维生素C和辣椒素含量)方面都明显优于其他处理组.结果表明:以发酵废料为基础的配方有机肥应用于连作土壤中,可以提高作物的产量与品质,改善土壤的微生态结构.     

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.     

不同植烟条件下烤烟根际微生物区系的差异

[目的]为了探讨不同植烟条件对烤烟根际土壤微生物的影响。[方法]通过大田试验,研究了土壤类型、连作与轮作和茬口对烤烟根际微生物区系的影响。[结果]褐土烤烟根际土壤细菌、固氮菌、真菌数量均高于黄棕壤;随着连作年限的增加,连作土壤微生物数量有减少趋势,连作4年后降低明显;冬闲和小麦茬种植烤烟根际土壤微生物量均高于油菜茬。[结论]通过改变土壤类型、茬口和轮作,可以充分发挥土壤微生物的积极作用,保护和培育植烟土壤。     

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。     

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。     

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。     

新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响

【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥（BC+CK）和常规NPK施肥（CK）两种,生物炭施用量22.5 t·hm^-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥（BC1+CK）、高量生物炭+常规NPK施肥（BC2+CK）和常规NPK施肥（CK）3种,低量生物炭施用量22.5 t·hm^-2,高量生物炭施用量45 t·hm^-2。【结果】施用生物炭对新疆连作棉田根际和非根际土壤pH和养分有一定的影响。和常规施肥相比,灰漠土pH降低或差异不显著,风沙土则显著升高。有机质含量两组灰漠土根际土壤分别增加36.1%和7.9%,非根际土壤分别增加32.8%和15.4%;风沙土低量生物炭和高量生物炭根际土壤分别增加63.6%和295.1%,非根际土壤分别增加93.5%和108.8%。灰漠土其余养分含量规律不明显,风沙土速效磷和速效钾含量有增加趋势,速效氮含量降低。施用生物炭对新疆连作棉田根际土壤细菌和真菌数量有提升作用,风沙土作用效果好于灰漠土。两组灰漠土根际土壤细菌数量分别提高2.2%和72.1%,真菌数量分别提高80.0%和83.3%;风沙土低量和高量生物炭处理细菌数量分别提高16.1%和35.7%,真菌数量均提高了300.0%。同时施用生物炭提高了灰漠土根际和非根际土壤纤维素分解菌和自生固氮菌的数量,但亚硝化细菌数量有降低趋势;风沙土根际和非根际土壤5类生理菌群的数量均显著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差异不显著或显著提升,但风沙土根际土壤微生物的作用效果好于非根际土壤;根际土壤Shannon指数有升高趋势。【结论】总体而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性,且风沙土的改良效果好于灰漠土。     

生物炭负载枯草芽孢杆菌缓解辣椒连作土壤障碍研究

为明确负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭对辣椒连作障碍土壤的修复效果,试验以辣椒连作区连作10年土壤为主要研究对象,采用土壤盆栽试验,探索了负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭对关键生育期辣椒生长、土壤有效氮磷养分、根际/非根际土壤微生物区系以及细菌/真菌的影响。结果表明：基施负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭与对照相比,在开花期显著促进了辣椒生长,地上部鲜、干重,地下部鲜、干重和根冠比增幅分别为152.16%、103.04%,244.20%、161.70%和41.18%;辣椒开花和结果分别提前5 d和7 d,且花朵数增加4.14倍;土壤硝态氮含量显著降低93.16%,土壤有效磷含量显著提高12.30%;根际真菌数量显著降低46.08%,而放线菌显著增加325.81%,这为花期促进辣椒生长和保持根际微生物群落稳定性奠定了基础。综上所述,基施负载枯草芽孢杆菌S16的生物炭对开花期辣椒有明显促生效应,且改善了根际土壤微生态环境,缓解了辣椒连作的土壤障碍。     

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。     

大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响

[目的]研究大蒜长期连作对其根际土壤微生物数量和酶活性的影响.[方法]采用大蒜连作0(CK)、5、10、15和20年的土壤再分别盆栽大蒜,以大蒜根际土壤为研究对象,分别测定根际土壤微生物区系和酶活性的变化以及两者间的相互关系.[结果]随连作年限的增加,根际真菌数量持续上升,连作20年的土壤约为对照的2.88倍.而其它微生物类群的数量及土壤酶活性只在短期内(5-10年)呈上升趋势.与对照相比,连作10年的大蒜根际土壤中的细菌、放线菌各增加了8.72%和25.81%,氨化细菌,硝化细菌和芳香族化合物降解菌分别为对照的5.63、11.60和3.35倍.连作10年的大蒜根系分泌物对过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶等土壤酶活性具有促进作用,比对照分别增加了26.67%、41.67%、203.13%、23.73%和43.65%,但长期连作(15-20年)后均呈现下降趋势.相关分析表明,氨化细菌与脲酶、多酚氧化酶均呈显著正相关;芳香族分解菌与脲酶、过氧化氢酶呈极显著正相关;细菌、微生物总量分别与磷酸酶呈显著,极显著正相关.[结论]大蒜连作5-10年,根际土壤微生物数量和土壤酶活性上升,未发生连作障碍;但连作15-20年,根际土壤微生物结构失调,土壤酶活性下降,连作障碍明显.     

西瓜根际土壤酶及微生物对小麦伴生的响应

连作障碍是限制设施西瓜生产的重要因素,合理地运用地上部生物多样性是解决连作障碍的有效手段。为探讨连作西瓜根际土壤酶活性和微生物对小麦伴生的响应,采用连作西瓜土壤进行盆栽试验,设置D₁₂₃小麦伴生西瓜、D₁₂₅小麦伴生西瓜、西瓜单作和无苗对照4个处理,研究土壤酶活性、微生物区系和微生物生物量碳、氮、磷对小麦伴生的响应。结果表明,D₁₂₃小麦伴生处理的根际土壤微生物总数和放线菌数量分别比西瓜单作增加了45.21%和130.20%,根际土壤放线菌的比例比西瓜单作增加了7.6%;D₁₂₅小麦伴生处理的根际土壤细菌数量比西瓜单作增加了40.89%,根际细菌的比例比西瓜单作增加了10.81%。同时,两种小麦伴生处理均降低了西瓜根际土壤真菌的比例,提高了西瓜根际微生物生物量碳、氮、磷含量,降低了微生物生物量碳氮比,提高了多酚氧化酶和蔗糖酶活性。可见,连作西瓜根际对小麦伴生产生了积极的响应。     

大葱轮作对温室黄瓜根际土壤微生物多样性的影响

采用大葱/黄瓜轮作和黄瓜/黄瓜连作两种栽培模式,比较研究了黄瓜根际土壤微生物多样性的差异,在此基础上,进一步探讨了大葱根系分泌物对黄瓜根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:与连作相比,大葱轮作提高了黄瓜根际土壤中细菌、放线菌的多样性及均匀度指数,降低了真菌的多样性与均匀度指数;大葱根系分泌物处理可提高黄瓜根际土壤中细菌和真菌的多样性和均匀度指数,但对放线菌的作用不明显;较高浓度的大葱根系分泌物可引起黄瓜根际土壤中部分细菌和真菌聚集。     

西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍及对土壤微生物区系的影响

 【目的】探讨西瓜与旱作水稻间作减缓西瓜连作障碍的可行性,并从微生物多样性与连作障碍关系角度阐释该方法的作用机理。【方法】盆栽方法研究西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍的效果,传统微生物计数及磷脂脂肪酸（PLFA）法研究西瓜根际土壤微生物区系。【结果】西瓜连作土壤上单作西瓜其枯萎病发病率为 66.7%,死亡率为44.4%,与旱作水稻间作后西瓜生长正常。西瓜定植30 d后,间作处理西瓜根际的尖孢镰刀菌数量显著低于单作;50 d后,间作西瓜根际土中的真菌数量显著低于单作,而细菌、放线菌及总微生物数量均显著高于单作。磷脂脂肪酸（PLFA）法分析土壤微生物多样性发现,单作处理的西瓜根际土壤中真菌数量较多,细菌数量较少,而且主要是革兰氏阳性菌,而间作西瓜根际则含有较多的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌。间作处理西瓜体内的丙二醛（MDA）含量及保护性酶类如根系及叶片中的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和根系中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性均显著低于单作西瓜。【结论】西瓜与旱作水稻间作条件下西瓜根际尖孢镰刀菌数量显著降低,根际微生物区系向细菌与放线菌占主导的趋势发展,有效防止了西瓜枯萎病的发生,改善了西瓜连作障碍。     

连作年限对辣椒根际土壤真菌群落结构的影响

为了解不同连作年限下辣椒根际土壤真菌群落的结构特征,选取不同连作年限(1、3、5、10 a)下的辣椒根际土壤,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析土壤真菌群落的结构和多样性,并探究其与土壤理化因子的相关性.结果表明：相较于连作1 a处理,延长连作年限导致真菌香农指数和辛普森指数显著下降(P<0.05);同时,连作年限变化对真菌群落结构有显著影响.在物种组成中,属于真菌优势菌门的有子囊菌门、担子菌门、被孢霉门和梳霉门,其中,子囊菌门是4个连作处理土壤的绝对优势菌群.在不同连作年限处理的土壤中,镰刀菌属、毛壳菌属和Ovatospora是共有的优势真菌属,其中,镰刀菌属的相对丰度在连作5 a时达到最高,10 a后显著下降(P<0.05);同时,枝顶孢霉属、青霉菌属和曲霉菌属等生防菌的相对丰度在长期连作后显著增大,而毛壳菌属、木霉菌属和被孢霉属等有益微生物的相对丰度随着连作年限的延长逐渐下降.冗余分析显示,土壤pH及有效磷、速效钾、有机质含量是影响真菌群落结构变化的主要驱动因子.本研究中,土壤真菌群落多样性下降、有益微生物减少和病原菌积累可能是造成辣椒连作障碍的原因.     

生物炭和有机肥处理对平邑甜茶根系和土壤微生物群落功能多样性的影响

【目的】研究生物炭和生物有机肥处理对平邑甜茶根系及微生物功能多样性等指标的影响,为果园可持续发展提供参考依据。【方法】采用盆栽试验,添加生物炭和生物有机肥处理,分析不同生物炭和生物有机肥处理对植株根系、土壤微生物群落功能多样性的影响。【结果】施用生物有机肥和生物炭均可增加细吸收根量、细吸收根面积、土壤和根际可培养微生物量,提高土壤FDA酶活性和土壤微生物多样性,二者联合施用效果最佳。生物炭处理对细吸收根面积的改善效果优于生物有机肥处理,对土壤微生物多样性的改善效果则不如生物有机肥处理;10%生物肥+6%生物炭、10%生物肥+3%生物炭处理细吸收根面积分别是CK的6.6和10倍,10%生物肥处理是CK的2.5 倍,6%和3%生物炭处理是CK的3.3和3.1倍,生物炭和生物有机肥处理土壤细菌数量为CK土壤的3.32—10.23倍,放线菌数量为CK土壤的1.2—1.97倍,真菌数量为CK土壤的3.24—5.26倍,根际放线菌数量在生物有机肥处理后最高,根际真菌数量则在3%生物炭处理后最高。【结论】增加土壤炭可以增加植株根系、土壤微生物多样性,有利于土壤肥力的保持和农业的可持续发展。     

连作对芋头根际土壤理化性状和微生物特性的影响

为探索芋头连作对土壤理化性状和微生物性状的影响,对芋头头茬和连作2年的根际土壤理化性状进行测定,用荧光定量PCR技术与Illumina高通量测序检测细菌和真菌数量、群落结构。连作芋头根际土壤有机质、碱解氮、速效磷、钙、镁、铁含量较头茬下降显著,而速效钾、锌含量显著增加。连作细菌与真菌的基因拷贝数显著高于头茬。连作芋头根际土壤细菌群落多样性指数、相对丰度较头茬差异较小,但连作芋头根际土壤真菌群落多样性指数显著高于头茬,且门、属的丰度与头茬有较大的差异,其中连作镰刀菌属、亡革菌属、周刺座霉属、小画线壳属的丰度较头茬大幅增加。连作改变了根际土壤营养元素含量,造成根际土壤细菌与真菌数量显著高于头茬,引起了土壤致病真菌丰度大幅增加。     

农业措施对大豆根际土壤微生物区系的影响

在不同的农业措施下,对大豆播前、苗期、花期、成熟期的根际土壤微生物数量、真菌区系结构进行测定,结果表明:有机肥、秸秆还田有利于土壤细菌、放线菌数量的增加,真菌数量减少;单施化肥可导致土壤微生物区系真菌化;相同施化肥条件下,免耕和深松不利于土壤微生物数量的增加;多年连作可导致土壤微生物定向恶性发展。     

不同栽培模式对辣椒根际连作土壤微生物区系和酶活性的影响

以连作3年辣椒、大蒜-辣椒轮作、玉米-辣椒间作根际土壤为研究对象,探讨了大蒜-辣椒轮作和玉米-辣椒间作处理对连作辣椒土壤微生物群落和酶活性的影响,以期为缓解辣椒连作障碍提供理论依据。结果表明,与连作3年辣椒土壤相比,轮间作处理的土壤过氧化氢酶、脲酶活性显著提高,细菌、放线菌数量显著增加,真菌数量显著减少(P<0.05)。高通量测序结果表明,轮间作处理土壤微生物群落结构组成相似,但与连作3年土壤微生物结构差异较大,供试土壤中细菌优势种群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria),并且酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidete)、浮霉菌门(Planctomycetes)和黄单孢菌目(Xanthomonada)在不同处理土壤中相对丰度差异显著;真菌优势种群为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota),其中镰刀菌属(Fusarium)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、接合菌门(Zygomycota)在不同处理土壤中相对丰度差异显著(P<0.05)。此外,轮间作处理能够显著降低潜在病原菌的相对丰度并提高潜在有益菌丰度,从而改善土壤微生物结构,同时显著提高了土壤酶活性和土壤细菌群落多样性。