辣椒种植对根际土壤微生物多样性的影响

利用Illumina Mi Seq 2500测序平台对2个辣椒自交系(SJ11–3、06g19–1–1–1)和1个地方品种(樟树港)种植前后根际土壤的微生物进行测序,并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S r RNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度、多样性指数以及微生物群落结构。结果表明:辣椒种植前后土壤均以变形菌门和酸杆菌门为优势细菌,子囊菌门、担子菌门和接合菌门为优势真菌;辣椒种植前后土壤中的细菌种类较真菌更加丰富,多样化程度更高;种植辣椒后土壤细菌、真菌的相对丰度及群落结构都发生了变化,土壤细菌Ace、Chao和Shannon指数都有所增加,增幅分别为25.26%~25.49%、24.51%~24.87%和8.28%~9.55%,而真菌的Shannon指数有不同程度降低,Simpson指数增大,增幅78.45%~275.69%;辣椒种植后土壤中细菌和真菌的操作分类单元(OTU)数和类型也有所改变,细菌OTU个数较种植前明显升高,增幅约28.73%,土壤中特有的OTU类型明显减少;真菌OTU个数变化及类型变化比细菌大,病原性真菌的相对丰度大幅增加。     

高通量测序解析微生物肥料对红壤有机农田 土壤微生物群落的影响

高通量测序技术可用于精确分析土壤微生物群落,从微生物群落结构和多样性的角度阐释微生物肥料对有机农田根区土壤微生物群落的影响。在红壤有机农田轮作种植条件下,施用微生物肥料后利用Illumina MiSeq高通量测序技术结合相关生物信息学分析土壤细菌和真菌的多样性指数及群落结构。结果表明,从6个有机农田根区土壤样本中获得7 729个细菌分类操作单元(operational taxonomic units,简称OTU)和3 271个真菌OTU,细菌和真菌文库测序覆盖率均在99%以上。微生物肥料会显著降低土壤细菌和真菌种群多样性,且可在一定程度上降低细菌群落丰富度,显著降低真菌群落丰富度;并减少根区土壤特有细菌和真菌物种数量。放线菌门、变形菌门和酸杆菌门是优势细菌,子囊菌门是优势真菌;微生物肥料会提高放线菌门、变形菌门、厚壁菌门和担子菌门的相对丰度,分别比对照组提高29. 46%、9. 17%、129. 33%、165. 73%;但会降低酸杆菌门、绿弯菌门、子囊菌门、接合菌门的相对丰度,分别比对照组降低30. 14%、33. 50%、17. 27%、86. 33%。因此,施用微生物肥料可改变红壤有机农田根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,有助于控制作物病害发生。     

不同林药套种模式根系土壤真菌群落组成及多样性分析

本文研究了4种不同林药复合经营模式根系土壤真菌群落组成及多样性变化。结果表明:杜英—多花黄精复合系统根系土壤真菌数量高于杜英纯林,Chao 1指数、Ace指数和Shannon指数显著增加;与杉木纯林相比,杉木套种其他药材土壤样本真菌群落丰富度指数(Ace、Chao 1)和多样性指数(Simpson、Shannon)降低。不同林药复合种植真菌组成在门分类上优势菌种较一致,均为子囊菌门和担子菌门。在纲分类水平上,杜英套种多花黄精的优势菌群为粪壳菌纲和被孢霉纲;杉木套种其他药材的优势菌群为伞菌纲、被孢霉纲和粪壳菌纲。综上所述,杜英—多花黄精复合系统有利于根系土壤真菌的生存,后期可以对此种复合经营模式进行深入研究。     

喀斯特山地生态养鸡对土壤理化性质及菌群结构的影响

为研究喀斯特山地生态养鸡对土壤理化性质及菌群结构的影响,本试验分别采集养殖区(CA组)、轮休区(RA组)和未养殖区(NCA组)土壤,对其pH值、含水率、容重、全氮、全磷、全钾及微生物组成进行分析。结果表明,相较于NCA组,CA组的土壤pH值极显著降低,含水率显著降低,全钾和全磷含量显著或极显著增加。CA组的细菌Alpha多样性指数(Ace、Chao1、Shannon、Simpson指数)最低;相对于CA组,RA组的Alpha多样性指数显著或极显著增加。CA组真菌Shannon指数最低,RA组最高;与CA和NCA组相比,RA组的Ace指数和Chao1指数显著或极显著增加。三组的优势细菌门类为变形菌门(36.452%～42.378%)、酸杆菌门(23.362%～31.836%)和拟杆菌门(4.710%～11.488%);优势真菌门类为子囊菌门(17.453%～31.368%)、担子菌门(13.295%～19.737%)和毛霉门(7.253%～21.492%)。土壤pH值、全氮含量分别极显著、显著影响细菌群落结构;全钾含量和容重显著影响真菌群落结构。综上,喀斯特山地连续养鸡可导致土壤酸化、持...     

基于高通量测序的橡胶林土壤真菌多样性及群落组成分析

[目的]分析不同林龄橡胶林中土壤真菌的多样性及群落组成,为橡胶林土壤生态系统的健康发展和可持续利用提供参考依据.[方法]采用高通量测序技术测定海南大丰农场不同林龄(5、10、13、18、25和30年生)橡胶林中土壤真菌的ITS序列,观测真菌多样性和群落组成随种植年限的变化情况,并分析其与土壤环境因子的关系.[结果]从6个林龄橡胶林的18份土壤样本中获得563658条ITS序列,在97%序列相似性基础上可划分为10943个可操作分类单元(OTU).真菌群落的丰富度指数(Ace和Chao1)以25年生橡胶林最低,而多样性指数(Shannon-wienner和Simp-son)在不同林龄橡胶林间差异不明显.Ascomycota(子囊菌门)、Zygomycota(接合菌门)和Basidiomycota(担子菌门)是海南大丰农场橡胶林土壤真菌的主要优势类群;不同林龄橡胶林间的真菌群落组成差异主要体现在Zygomycota、Basidiomycota、Glomeromycota(球囊菌门)和Rozellomycota类群相对丰度的不同.冗余分析(RDA)结果表明,橡胶林的土壤真菌多样性与土壤养分含量(尤其是钾元素含量)密切相关.[结论]高通量测序技术测定的不同林龄橡胶林间土壤真菌群落多样性无明显差异,而真菌群落丰度以25年生橡胶林最低,5、10、13、18和30年生橡胶林间差异不明显;真菌群落组成的优势类群为子囊菌门、接合菌门和担子菌门;土壤养分含量(尤其是钾元素含量)是影响橡胶林土壤真菌多样性的重要因素.     

甘蓝、菜豆和玉米不同轮作组合对淡褐土细菌群落和作物产量的影响

为研究不同连作、轮作组合对土壤细菌群落和作物产量的影响,选择北方旱地常见种植作物甘蓝(C)、菜豆(B)和玉米(M),以3种作物轮作下甘蓝-玉米-甘蓝(CMC)、菜豆-玉米-甘蓝(BMC)、甘蓝-甘蓝-甘蓝(CCC)、甘蓝-玉米-菜豆(CMB)、菜豆-玉米-菜豆(BMB)、菜豆-菜豆-菜豆(BBB)、甘蓝-甘蓝-玉米(CCM)、甘蓝-菜豆-玉米(CBM)、菜豆-菜豆-玉米(BBM)、菜豆-甘蓝-玉米(BCM)共10种轮作组合为对象,利用IlluminaHiSeq高通量测序平台,基于16S rRNA基因序列扩增子测序,研究10种轮作模式下耕层土壤细菌群落结构和多样性的变化,分析其不同变化对作物产量的影响。结果表明:各处理间细菌OTU数目差异较小,丰富度间没有差异;前茬种植作物为甘蓝时,CCC处理特有OTU数为2,BMC处理特有OTU数为1;前茬种植作物为菜豆时,BBB处理无特有OTU,CMB处理轮作特有OTU数为1;前茬种植作物为玉米时,CCM、CBM、BCM处理均有1个特有OTU。BCM处理的土壤细菌丰富度指数(Ace指数和Chao1指数)显著低于CCC处理,但CCC、BCM处理与其余处理间无显著差异;与CCC处理相比,BCM处理的Ace指数降低了2.6%,Chao1指数降低了2.5%。CMC、BMC、CCC、BMB、CCM、BBM处理的土壤细菌多样性指数(Shannon指数)较CBM处理显著提高了3.3%~3.6%。与连作相比,CBM处理土壤细菌相对丰度和群落结构变化最大,BCM处理次之;与CCC处理相比,轮作能够降低土壤细菌丰富度和土壤细菌多样性。CMB和BMB处理细菌优势门(相对丰度>10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes),其余处理细菌优势门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门(Firmicutes);各处理相对丰度最大的门是变形菌门(25.0%~31.1%)。与连作相比,CBM处理显著降低酸杆菌门、绿弯菌门、放线菌门相对丰度,显著提高拟杆菌门相对丰度。属水平相对丰度聚类热图显示,CMC、BBB、CCM处理与BMC、BBM、BCM处理土壤细菌群落相似性较高,CCC、CMB、BMB处理与CMC、BMC、BBB、CCM、BBM、BCM处理群落相似性次之,CBM处理与其余9种处理细菌群落差异最大。前茬种植作物相同时,各处理产量均无显著差异,其中CMC、BMB、BBM处理产量最高。综合而言,菜豆-菜豆-玉米为最优轮作组合。     

间作柿子树对苹果根际土壤微生物群落结构和功能的影响

【目的】揭示柿子树与苹果树间作体系下,苹果根际土壤的微生物群落结构和理化性质。【方法】以间作(I)和非间作(NI)的苹果根际土壤为材料,采用高通量测序技术,对苹果根际土壤微生物群落结构进行分析。【结果】间作柿子树增加了苹果根际土壤有机质(OM)、水解性氮(AN)、全磷(TP)含量,降低了土壤中有效钾(AK)含量。Alpha多样性分析表明,间作对苹果根际土壤细菌丰富度指数和多样性指数无显著影响,但显著降低了根际土壤真菌的Ace指数(P=0.03)。β多样性分析表明,间作和非间作土壤细菌和真菌群落结构都存在显著差异。LEfSe分析发现,间作显著增加苹果根际土壤中17个细菌属丰度,分别为Sporacetigenium、Tepidisphaera、Agromyces、Alkanindiges、Phycisphaera、假黄色单胞菌属(Pseudoxanthomonas)、Terrimonas、Pseudohaliea、Paenisporosarcina 9个已知属,8个未知属;显著降低4个细菌属丰度,分别为Sporichthya、Methylocystis、Devosia、Altereryth...     

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。     

经营模式对杉木林土壤微生物组成和多样性的影响

以福建三明福建农林大学莘口教学林场杉木林为研究对象,采用高通量测序方法探究不同经营模式(近自然经营、常规经营、封育经营)对杉木林土壤微生物组成和多样性的影响,分析土壤微生物的组成和多样性与其理化性质的关系.结果表明,不同经营模式下土壤共有的优势细菌类群主要为酸杆菌门、放线菌门和变形菌门,其中,变形菌门的相对丰度以近自然经营模式最高,为22.54%;共有的优势真菌类群主要为子囊菌门和担子菌门,其中,子囊菌门的相对丰度以近自然经营模式最高,为68.60%.与常规经营和封育经营模式相比,近自然经营显著提高了土壤细菌的Shannon多样性指数和真菌的Ace指数.表明近自然经营能显著提高杉木林土壤微生物群落的多样性和丰富度,改善土壤的肥力状况.     

黄萎病不同发生程度棉田土壤中的真菌群落特征分析

目的 真菌是土壤微生物系统的重要组成部分,对土壤环境变化有明显的指示作用。本研究对黄萎病不同发生程度棉田土壤中的真菌群落特征进行分析,旨在探明大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）入侵棉田对土壤中真菌多样性和群落结构的影响,揭示土壤中真菌群落在棉花黄萎病发生过程中的生态作用。方法 以阿克苏、石河子不同发病程度棉田和库尔勒人工接菌棉田为研究对象,从中采集6个土壤样品：阿克苏重病田土壤（AD）、阿克苏对照田土壤（ACK）、石河子重病田土壤（SD）、石河子对照田土壤（SCK）、库尔勒重病田土壤（KD）、库尔勒对照田土壤（KCK）。采用Illumina Hiseq高通量测序技术,研究土壤中真菌的多样性及群落结构,结合冗余分析（RDA）明确真菌群落结构与土壤养分的相关性。结果 在97%相似度水平下,AD和SD样品中真菌的OTU数量、Chao1和Ace丰富度指数均分别高于其对照ACK、SCK,而Simpson指数均分别低于其对照;人工接菌的KD与其对照KCK样品之间OTU数量、Chao1和Ace丰富度指数以及Simpson指数均无显著差异。NMDS分析表明,AD、SD土壤样品首先表现为明显的空间趋向性,之后表现为时间趋向性,而库尔勒土壤样品则首先表现为时间趋向性,其次是空间趋向性。群落组成方面,在门水平上,土壤中Ascomycota的丰度占绝对优势,其次为Basidiomycota和Mortierellomycota,3个门在KD与KCK样品之间以及SD与SCK样品之间的丰度差异较小,而在AD和ACK样品之间丰度差异较大;在属水平上,Sporobolomyces的丰度最高,其与Mortierella在不同区域重病田土壤中丰度均高于对照,而Wardomyces均低于对照。此外,AD样品中Pyrenochaetopsis、Microdochium、Fusarium的丰度均低于ACK,而此3个属在SD样品中的丰度均高于SCK样品。组间差异显著分析表明,库尔勒、石河子土壤中的显著差异标记均主要富集于重病田中,而阿克苏土壤中显著差异标记主要富集于无病田中。相关性分析表明,土壤中有机质、全氮量与真菌的OTU数量、丰度呈显著正相关,与Simpson指数的相关性低;pH、全磷和全钾与Simpson指数明显正相关,总盐与Simpson指数明显负相关。RDA分析表明,土壤中的真菌群落与有机质、全氮、总盐明显相关。结论 自然重病棉田土壤中真菌的OTU数量、丰度均高于轻病或无病田,而真菌的多样性低。人工接种大丽轮枝菌短期内未对土壤中真菌的丰度、多样性和群落结构造成明显影响。土壤中真菌的多样性、丰度和组成受有机质、全氮、含盐量等指标影响显著。采样时期对土壤中真菌群落结构同样有明显影响。     

炭化秸秆对苹果根系一氧化氮生成及根区土壤硝酸盐代谢的影响

【目的】土壤硝酸盐既是果树的氮素营养来源,也是潜在的环境污染因素;炭化秸秆是作物秸秆不完全燃烧的产物,施入土壤能够改善土壤的理化特性。本研究主要探讨苹果根系和根区土壤一氧化氮（NO）及土壤硝酸盐代谢相关酶在土壤施用炭化玉米秸秆后的变化,旨在揭示炭化秸秆对苹果根系及根区土壤硝酸盐代谢的调控作用,从而为控制土壤硝酸盐转化及改善果园土壤管理提供理论依据。【方法】在春季,将炭化玉米秸秆与土壤按照0.5%-8.0%（w/w）的比例混匀后装入陶盆,然后将生长势相近的3年生‘富士’苹果幼树（砧木为平邑甜茶）移栽到陶盆中,于移栽120-190 d后定期检测苹果根系和根区土壤NO生成速率以及硝酸还原酶（NR）的活性,并分别测定根系一氧化氮合酶（NOS）活性和根区土壤亚硝酸还原酶（NiR）与羟胺还原酶（HyR）活性以及土壤硝化强度的变化等。【结果】苹果根系及其根区土壤NO生成和硝酸盐代谢对炭化秸秆施用量的反应明显不同,根系NO生成速率和一氧化氮合酶活性在炭化秸秆施用量为1.0%-2.0%（w/w）时明显升高,在8.0%时显著下降;根系硝酸还原酶活性在炭化秸秆施用量为0.5%-2.0%（w/w）时明显升高,在4.0%-8.0%时显著下降;在处理后第120-170天,炭化秸秆对根系NO生成和硝酸还原的作用效果更突出。在炭化秸秆施用量为0.5%时,根区土壤NO生成速率、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性均明显升高;在炭化秸秆施用量超过1%后,土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性明显降低;在炭化秸秆施用量超过2%时,土壤NO生成速率则明显降低;在处理后第120-155天,炭化秸秆对根区土壤NO生成和硝酸还原的作用最明显。施用炭化秸秆还明显促进苹果根区土壤的硝化作用,在炭化秸秆施用量为2.0%-4.0%时,土壤硝化强度提高最明显;随着炭化秸秆用量由0.5%增加到8.0%,根区土壤羟胺还原酶活性逐渐升高;在施用后140-170 d,炭化秸秆对根区土壤硝化作用的效果最显著。【结论】土壤施用炭化秸秆明显干扰苹果根系及根区土壤硝酸盐代谢,较低施用量（0.5%-1.0%）的炭化秸秆促进根系和土壤硝酸盐还原形成NO,较高施用量（2.0%-4.0%）的炭化秸秆增强根区土壤的硝化作用,其中,0.5%的炭化秸秆对根区土壤硝酸盐还原的促进作用最突出,1.0%的炭化秸秆对根系NO的生成作用最显著,根区土壤硝化强度在炭化秸秆施用量为2%时达到最大。     

黑土细菌及真菌群落对长期施肥响应的差异及其驱动因素

【目的】研究长期施肥对黑土细菌和真菌群落结构影响差异,探索黑土肥力对长期施用化肥和有机肥响应差异的生物学机制,为黑土的肥力培育和合理施肥提供科学理论依据。【方法】基于35年的长期定位施肥试验,采用定量PCR方法和Miseq高通量测序技术,分析长期不施肥（CK）、氮肥（N）、有机肥（M）和有机无机配施肥（MN）处理下,黑土细菌及真菌的数量、群落结构和多样性的差异。同时结合土壤理化性状,探究不同施肥条件下细菌和真菌群落变化的环境驱动因子。【结果】N处理对土壤细菌的数量没有显著影响,但使其群落多样性降低了13.2%-48.5%。N处理使真菌的数量增加了24倍,多样性降低了4.6%-80.3%。与N处理相比,MN处理使细菌数量和多样性分别增加了2倍和7.7%-46.6%,而真菌的数量虽降低了14.2%,但其多样性提高了62%-237%。单施氮肥增加了土壤细菌酸杆菌门（Acidobacteria）中的Acidobacteria_Gp1、Gp3及变形菌门（Proteobacteria）中的α-Proteobacteria的相对丰度,并使土壤真菌中伞菌纲（Agaricomycetes）的相对丰度增加了41倍。与N处理相比,MN处理下细菌的各主要类群丰度未发生显著变化,但M处理下土壤细菌中的α-Proteobacteria、Acidobacteria_Gp1和Gp3丰度分别显著降低了26、97和81个百分点,Acidobacteria_Gp4、Gp6和Plancomycetes的丰度分别显著增加了11倍、9倍和2倍。细菌群落结构在MN与N处理之间无显著差异,明显区别于CK和M处理,pH为主要驱动因素,其阈值为6.07;真菌群落结构在CK、M和MN处理下相似,显著区别于N处理,两组处理之间差异由速效钾含量（125.5 mg·kg^-1）驱动。另外,有机质含量对于细菌和真菌群落均是重要的驱动因素,但调控细菌群落结构的阈值为28.4 g·kg^-1,而驱动真菌群落结构的阈值为30.8 g·kg^-1。【结论】黑土细菌对有机肥的响应较强,而真菌对化肥更为敏感。长期施用化肥会刺激土壤中嗜酸细菌和真菌的生长,而有机无机肥配施可提高土壤微生物群落多样性,刺激有益菌的生长。土壤pH和有效钾含量分别是调控细菌和真菌群落结构的重要影响因素,在黑土肥力培育中应引起充分的重视。     

多效唑对杨梅土壤微生物及内生群落结构的影响

【目的】多效唑常用在杨梅上用来催化花芽分化,过量施用会使树势衰弱、叶片卷曲皱缩。研究过量多效唑对杨梅根围土和根表土的土壤酶活性以及杨梅树体微生物群落结构的影响,为合理使用多效唑提供理论指导。【方法】1年生‘东魁’杨梅嫁接苗种植在经150、300和600 mg∙kg^-1多效唑处理的酸性红壤,不施用多效唑为对照。检测根围土、根表土、根、枝和叶中多效唑的积累量,测定土壤酶活性,利用Illumina MiSeq高通量测序研究多效唑对根围土、根表土、根、枝和叶中微生物群落结构的影响。【结果】杨梅叶片积累多效唑量最多,过氧化氢酶和磷酸酶活性显著降低,蔗糖酶活性显著提高。高浓度多效唑处理下,根围土的细菌多样性和丰富度明显降低,真菌多样性和丰富度明显升高,而根表土内的细菌多样性和丰富度明显升高、真菌多样性和丰富度明显降低,根内细菌、枝内真菌的多样性和丰富度均明显降低。在细菌群落结构组成分析中,施用多效唑后,明显降低杨梅根以及根围、根表土壤中酸杆菌门、放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门以及重要的生防类菌芽孢杆菌纲的相对丰度,增加根围土壤和枝条样品中伯克霍尔德菌属的相对丰度;而在真菌群落结构组成分析中,施用多效唑后,明显提高根围土壤和根表土壤的子囊菌门以及枝条叶片中外担菌纲的相对丰度,明显降低根围土壤、根表土壤和根中担子菌门、伞菌纲以及枝条和叶片中青霉属的相对丰度。【结论】土壤施用多效唑后,杨梅树体叶片残留量最多,土壤过氧化氢酶、磷酸酶、蔗糖酶活性显著变化,根围土、根表土、根、枝和叶中细菌、真菌丰富度和多样性发生显著变化。本研究结果可为合理施用多效唑和评价多效唑对果园土壤和杨梅树体生态系统的影响提供科学依据,有利于指导多效唑的科学施用。     

长期施肥对植烟土壤养分及微生物群落结构的影响

【目的】了解施肥与土壤培肥和作物真菌病害的关系,为烤烟科学施肥、保持农业生产的长期可持续发展积累资料。【方法】利用云南省烟草农业科学研究院的长期肥料定位试验,设置长期不施肥(CK)、纯施化肥(CF)和有机无机肥配施(MCF)等处理,采用常规分析方法测定磷脂脂肪酸(PLFAs)和454高通量测序技术,分别就施肥对植烟土壤有机质、养分和微生物群落结构的影响进行分析。【结果】经16年长期施肥后,MCF使土壤有机质提高19.63%,有效磷增加;CF降低土壤有机质20.56%,碱解氮和有效钾减少。施肥显著增加微生物标记性磷脂脂肪酸(PLFAs)的种类和总量,尤以MCF最为显著,说明施肥尤其是MCF显著提高了土壤中微生物种群和数量。但是,在CF处理的土壤中,异养性微生物??真菌的PLFAs占微生物总量的比例是MCF的2.52倍,真菌种群数(OTUs)比MCF提高25.91%,真菌群落的多样性、均匀度和优势度指数也显著高于CK和MCF,说明施用化肥改变了土壤生态环境,有益于真菌生长繁殖,使真菌种群增加,密度增大,优势种群突出,导致土壤真菌化。土壤真菌群落由子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门和尚待鉴定的真菌等构成,子囊菌门占绝大多数。前20种优势菌株的丰富度高达33.01%—49.28%,其中CK和MCF有15种相同,CK和CF仅6种一致。【结论】长期持续施用化肥可提高作物真菌病害的发生几率,降低土壤有机质;土壤特性是影响真菌种群的重要因素之一,MCF对土壤优势真菌的影响较小,而CF显著改变了土壤真菌的种群结构。     

基于高通量测序的有机种植蔬菜地土壤微生物多样性分析

【目的】从微生物角度探究有机种植方式的优越性,揭示影响微生物群落多样性的环境因子,为建立合理的种植制度提供理论依据。【方法】以有机种植与常规种植方式的0~15和15~30 cm土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构的差异,基于db RDA分析明确影响微生物群落结构的关键土壤环境因子。【结果】2种种植方式下土壤微生物的丰富度指数和多样性指数均以细菌高于真菌。有机种植表层0~15 cm土壤细菌和真菌群落的多样性、丰富度和物种的均匀度均较高,且与其他土层有显著差异(P<0.05,下同)。2种种植方式均表现为细菌以变形菌门、真菌以子囊菌门为优势菌门。有机种植方式显著提高细菌群落中放线菌门和绿弯菌门、真菌群落中担子菌门和球囊菌门的相对丰度,其中15~30 cm土层中放线菌门的相对丰度显著高于0~15 cm,而真菌2个菌门的相对丰度在不同土层间未表现出明显差别;常规种植则明显增加细菌中变形菌门和酸杆菌门及真菌中被胞菌门、壶菌门和捕虫霉门的相对丰度。有机种植能增加土壤中Haliangium和Mortierella等有益微生物类群的数量,常规种植则显著提升土传病害致病菌Ralstonia及植物病原菌Fusarium、Colletotrichum的数量和丰度。dbRDA分析表明,土壤环境因子对细菌群落的影响依次为全氮>全磷>有机质>pH>全钾,土壤环境因子对真菌群落的影响依次为全氮>全磷>pH>有机质>全钾。pH、有机质、全氮和全磷是显著影响土壤微生物群落结构的关键因子。【结论】不同土层起核心作用的微生物群落存在明显差异;有机种植能增加土壤中有益微生物菌群的丰度,降低土传病害及致病微生物的丰度。土壤全氮、全磷、有机质和p H是影响微生物群落结构的主要驱动因子。     

吉林省中部地区退耕还林对黑土土壤细菌和真菌群落结构的影响

为揭示退耕还林对土壤细菌和真菌群落结构的影响,以吉林省城东村耕地及其相邻退耕20年的杨树林地为研究对象,采用高通量测序技术分析细菌和真菌的多样性、群落结构特征和共现性关系。结果表明：退耕还林后,土壤细菌多样性降低,真菌的多样性及丰富度均显著增加。退耕后细菌的丰度变化并非全部体现在优势物种上,放线菌门（Actinobacteriota）丰度由28.19%减少到26.12%,而酸杆菌门（Acidobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）丰度分别从16.83%、15.94%增加至22.50%、18.42%,真菌的丰度变化主要体现在优势物种上,子囊菌门（Ascomycota）丰度由46.54%减少到35.93%,担子菌门（Basidiomycota）丰度由41.34%减少到31.52%,而被孢霉门（Mortierellomycota）丰度则由7.14%增加到24.22%。退耕还林前后细菌和真菌群落结构均发生了显著变化,真菌在退耕前后的差异更大。土壤真菌、细菌的共现网络在还林后具有更多的节点数及边数,共现性关系更复杂,连结性更高。冗余分析（RDA）表明土壤细菌和真菌群落结构均受土壤pH、有机质、速效钾、碱解氮、速效磷的影响（P<0.05）。研究表明,退耕还林显著影响吉林省中部地区黑土土壤细菌和真菌群落结构及多样性,退耕后土壤微生物的相互关系更复杂,抗干扰能力更强。     

基于高通量测序分析间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物的影响

【目的】探究甘蔗间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物多样性的影响,为改善甘蔗根际土壤微生物群落结构及促进甘蔗生长提供理论参考。【方法】采用单因素试验设计,分析单作甘蔗（CK）和甘蔗间作猫豆（T处理）2种种植方式对甘蔗根际土壤养分的影响,并采用Illumina HiSeq高通量测序技术,在门和属水平上分析甘蔗根际土壤微生物群落结构,在种水平进行主成分（PCA）分析。【结果】T处理的根际土壤中全氮、全钾、水解性氮、有效磷和有机质含量均大于CK。T处理的根际土壤中细菌的丰富度和多样性高于真菌的丰富度和多样性;T处理的根际土壤中细菌丰富度高于CK,但差异不显著（P> 0.05,下同）,其多样性显著高于CK（P< 0.05,下同）;T处理的根际土壤中真菌的丰富度和多样性均显著高于CK。CK和T处理土壤样品的主要优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,其相对丰度均大于10.00%,优势细菌属分别为水恒杆菌属（Mizugakiibacter）、游动四孢属（Luedemannella）、乳杆菌属（Acidothermus）和布氏杆菌属（Bryobacte）,但T处理根际土壤样品中水恒杆菌属、游动四孢属和乳杆菌属的相对丰度分别较CK下降2.47%、1.78%和0.68%,其他细菌属分别增加0.10%～0.86%。CK和T处理根际土壤中优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）,分别为80.00%和92.00%,其次是担子菌门（Basidiomycota）,分别为8.00%和6.00%,排名前3的优势真菌属均为戴氏霉属（Taifanglania）、毛壳属（Chaetomium）和镰刀菌属（Fusarium）。CK和T处理的6份根际土壤样品在种水平上的主成分（PCA）分析结果显示,细菌群落PC1的变异为29.37%,PC2的变异为20.26%,二者的总贡献率为49.63%;真菌群落PC1的变异为33.44%,PC2的变异为27.73%,二者的总贡献率为56.17%。CK与T处理的细菌群落分别属于不同象限,CK位于第1和第3象限,而T处理位于第2和第4象限。【结论】甘蔗间作猫豆可改善甘蔗根际的土壤养分状况,改变甘蔗根际微生物的群落结构,提高细菌和真菌的丰富度和多样性,但未影响优势菌门的排序。     

长期咸水滴灌对棉田土壤细菌和真菌群落结构的影响

【目的】 研究长期咸水灌溉对棉田土壤理化性质、细菌和真菌群落结构多样性的影响。【方法】 设3个灌溉水盐度处理为0.35、4.61和8.04 dS/m,分别代表淡水、微咸水、咸水3种灌溉水质,采用高通量测序法测定土壤中细菌和真菌群落结构多样性。【结果】 与淡水灌溉相比,微咸水和咸水灌溉显著提高了土壤盐分和土壤容重,但降低了土壤pH、有机质和全氮含量。微咸水和咸水灌溉显著增加细菌OTUs,而咸水灌溉显著降低真菌OTUs。咸水灌溉显著增加细菌Chao1和ACE指数,降低Shannon指数,降低真菌Chao1和ACE 指数,增加Simpson指数。微咸水和咸水灌溉显著降低细菌RB41、H16、Haliangium、硝化螺旋菌属、溶杆菌属、苔藓杆菌属、酸杆菌属和真菌被孢霉属、粉褶菌属、Tetracladium的相对丰度,但显著增加细菌鞘脂单胞菌属、芽单胞菌属、Gaiella、Ilumatobacter、Solirubrobacter、Nocardioides和真菌弯孢菌属、球腔菌属的相对丰度。随着灌溉水盐度的增加,细菌群落潜在生物标志物的数量逐渐减少,为4个、2个和1个,真菌群落潜在生物标志物数量在微咸水灌溉最高12个,咸水灌溉最低5个。细菌群落结构的改变与土壤含水量,容重和盐度的变化密切相关,而真菌群落结构的改变仅与土壤含水量显著相关。【结论】 盐分是驱动土壤细菌和真菌群落组成变化的主要因素。土壤细菌和真菌群落通过调节物种组成来适应盐胁迫,不同灌溉水盐度胁迫下土壤细菌和真菌群落会形成显著差异的物种。     

生物炭对旱坡地宿根甘蔗土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

【目的】分析旱坡地宿根甘蔗生长、土壤养分和微生物群落对生物炭的响应,揭示生物炭改良宿根甘蔗土壤的微生态机制,为缓解甘蔗连作障碍、宿根蔗病害及生物炭在甘蔗栽培中的应用提供科学依据。【方法】以旱坡地宿根甘蔗（种植第4年,1年新植3年宿根）为试验材料,设2个处理:不施用生物炭对照（CK）和施用生物炭处理（3 t/ha）,分析生物炭对宿根甘蔗土壤养分、酶活性、微生物多样性和甘蔗生长的影响。【结果】与CK相比,施用生物炭可显著增加土壤碱解氮、速效钾和有机质含量（P<0.05,下同）,显著提高蔗糖酶和酸性磷酸酶活性。施用生物炭还可改变土壤细菌和真菌分类单元（OTUs）总数,对土壤中各优势细菌门、细菌属相对丰度影响不大,但降低了真菌子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）及淀粉藻（Amyloflagellula）和镰刀菌属（Fusarium）相对丰度,增加了接合菌门（Zygomycota）及毛壳菌属（Chaetomium）和被孢霉属（Mortierella）的相对丰度。在甘蔗生长方面,施用生物炭可显著降低甘蔗梢腐病发病率,使甘蔗产量显著提高5.2%。【结论】施用生物炭可改良甘蔗土壤,改变土壤微生物群落结构,增强宿根甘蔗抗梢腐病能力,提高旱坡地宿根甘蔗第4年产量。     

卵孢长根菇不同生长期覆土层微生物群落结构多样性分析

【目的】探究卵孢长根菇不同生长期覆土层微生物群落结构多样性及木霉病害对微生物群落的影响,为长根菇的高产稳产提供理论依据。【方法】采用Illumina高通量测序技术,研究长根菇不同生长阶段(覆土时、现蕾期、采收期、发病期、转潮期)覆土层微生物群落结构组成及其多样性,并利用冗余分析技术分析研究微生物菌群与土壤理化因子的相关性。【结果】从覆土样品中共获得操作分类单元(OTUs)4581个,细菌和真菌OTUs分别为3650个和931个。不同生长阶段土壤的细菌优势菌群存在较大差异,覆土时和采收期的最优势属为广义伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia),现蕾期、发病期、转潮期的最优势属的分别为罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)、西地西菌属(Cedecea)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)。覆工至采收的前3个生长期的最优势真菌属为镰刀菌属(Fusarium),其余生长期则为木霉属(Trichoderma)。木霉病害发病期土壤层微生物菌群结构发生较大变化,微生物数量和丰度均低于其他期;采收期土壤的细菌多样性最高,转潮期真菌多样性最高。冗余分析结果表明,覆土层中速效氮和速效钾与细菌在属水平上有显著正相关(P<0.05,下同);有效磷与真菌属水平菌群显著正相关。土壤有机质与覆土时土壤微生物群落呈正相关;速效氮、有效磷、速效钾和pH则与转潮期土壤微生物群落呈正相关。【结论】不同生长阶段覆土层土壤真菌物种数量在采收期达最大值,细菌物种数量则随着长根菇的生长而不断下降。木霉病害的发生对土壤微生物种类和丰度均有显著抑制作用,同时大量消耗土壤的营养元素,降低pH。