不同土壤改良剂对酸化土壤微生物群落结构的影响

酸化土壤中微生物多样性降低是土壤养分减少、土传病害高发、作物产量和品质降低的重要原因。施用碱性土壤改良剂是改善酸化土壤理化特性、减少土传病害发生、提高作物产量的有效手段。为了明确不同碱性土壤改良剂对土壤微生物群落结构及多样性的影响,通过盆栽试验比较施用生石灰(S1)及氨基酸生态肥(S2)和黄腐酸水溶肥(S3)对酸化土壤微生物群落结构的改良效果。结果表明,施用3种土壤改良剂后土壤细菌丰富度和多样性均降低,而真菌群落物种丰富度没有显著变化。改良后土壤的主导菌门与改良前相同,而主导菌属存在较大差异。Iamia、Peroneutypa为S1处理特有主导菌属,节核细菌属(Arthrobacter)、德巴利酵母属(Debaryomyces)、Paraphaeosphaeria为S2处理特有主导菌属。根霉菌属(Rhizopus)、裂褶菌属(Schizophyllum)为S3处理特有主导菌属。各改良土壤中,S1处理对细菌的筛选作用最强,S2处理对真菌群落的影响最大,而S3处理相对丰度增加的菌属最多。3种土壤改良剂均能够抑制有害土壤微生物的生长和定殖,但抑制机制可能存在差异。综上所述,3种土壤改良剂均能改善酸性土壤微生物群落结构,但是改良效果存在差异。研究结果为改良土壤微生物功能进一步研究及防治土传病害提供了理论依据。     

微生物有机肥结合土壤改良剂防治烟草青枯病

盆栽试验设置了五个处理:对照(T1)、施用普通有机肥(T2)、施用SQY-7号微生物有机肥(T3)、石灰处理土壤后施用SQY-7号微生物有机肥(T4)、石灰和碳铵处理土壤后施用SQY-7号微生物有机肥(T5),用DGGE和平板计数法研究了根际土壤微生物群落的多样性,旨在探讨微生物有机肥及微生物有机肥结合土壤改良剂对烟草青枯病的防治效果和对烟草根际土壤细菌群落多样性的影响.结果表明:连作土壤中,施用普通有机肥(T2)不仅不能防治烟草青枯病,还提高了烟草青枯病的病情指数,而施用微生物有机肥处理(T3、T4和T5)对烟草青枯病的防治效果达66.7％～87.9％;施用微生物有机肥可显著改变根际微生物区系结构:T2处理的根际土壤细菌和放线菌数量较T1处理略有增加,真菌数量则较T1处理增加了1.1倍;T3和T4处理的根际土壤细菌分别较T1处理增加了3.5倍和6.1倍,同时,放线菌数量分别增加了3.7倍和3.5倍,而真菌数量分别下降了66.2％和70.1％;T5处理的根际土壤细菌和放线菌数量较T1处理分别增加了13.6倍和5.1倍,真菌数量下降了75.0％;各处理的细菌群落多样性均较T1处理增加.初步研究表明,连作病害土壤用石灰和碳铵预处理后再施用SQY-7号微生物有机肥能有效防控烟草青枯病和减缓连作生物障碍,其作用机制主要通过改变微生物区系和降低病原菌数量实现.     

不同基质生物有机肥防控番茄土传青枯病及促生效果研究

本文旨在研究功能菌株解淀粉芽孢杆菌配合不同原料的有机肥，制备不同生物有机肥对番茄防控土传青枯病以及促生的效果研究，并考察不同生物有机肥对土壤养分及根际细菌群落的影响，获得能够有效防控番茄青枯病的生物有机肥。本研究以解淀粉芽孢杆菌T-5为功能菌株，分别配合秸秆有机肥及鸡粪有机肥，经二次发酵分别制得秸秆生物有机肥（BIO1）和鸡粪生物有机肥（BIO2）。于江苏省南京市一处青枯病多发的番茄大棚进行试验。考察不同施肥处理下番茄的发病情况、生长情况以及土壤理化性质，并利用高通量测序探究根际细菌群落的变化。两种生物有机肥均能显著降低番茄土传青枯病的发病率，且BIO1处理的防控效果最佳，使发病率降低了94.45%。两种生物有机肥均能显著促进番茄生长，增加了番茄地上部的生物量并提高了产量，但对于番茄果实品质并无显著提升。此外，施用BIO1可显著增加土壤有机质含量，BIO2则显著提高了土壤pH。土壤有机质与番茄的发病率呈负相关，与番茄地上部生物量和产量呈显著正相关关系。基于高通量测序结果，发现生物有机肥可显著提高根际细菌多样性，同时改变了细菌群落结构。防控效果最好的BIO1处理中，变形菌门相对丰度最高，放线菌门相对丰度最低，土壤硝态氮和pH与这两个门水平的细菌类群具有显著相关性。以解淀粉芽孢杆菌为功能菌株、秸秆为原料制备的秸秆生物有机肥可有效防控番茄土传青枯病，效果优于鸡粪生物有机肥。该生物有机肥还可显著促进番茄生长及产量提升，并通过调控根际细菌群落中变形菌门和放线菌门的相对丰度，提高土壤抑病能力，减少土传青枯病的发生。     

抑病土与感病土对番茄根际微生物性质的影响

为明确不同土壤来源下番茄植株的生长及其根际土壤微生物功能群落的变化特征，以番茄青枯病为研究对象，通过盆栽试验和两种施肥模式研究了抑病和感病土壤对番茄生长情况、根际土壤微生物功能群落结构以及青枯病菌生长的影响。结果表明：(1)抑病土中有机碳、速效氮、有效磷和速效钾含量较高，能促进番茄生长，抑制土传病害发生，其中抑病土中进行有机无机配施(SCOF)处理的番茄地上部鲜重最高，为28.99 g/株，与感病土中进行有机无机配施(CCOF)相比，地上部鲜重显著增加了37.90%；(2)有机无机配施处理抑制了病原菌的生长，其中SCOF与CCOF处理中病原菌的生长较对照分别降低了24.53%与22.23%；(3)有机无机配施与病原菌接种改变了根际微生物代谢功能，其中SCOF处理番茄根际微生物群落代谢活性较强，利用氨基酸类、碳水化合物类、多聚物类等碳源的微生物种群发生变化。总之，抑病土中配合施用有机无机肥有助于帮助宿主植株耐受土传病害胁迫，维持宿主植物的健康生长，这为探索土传病害的发生及防控提供一个视角。     

连续施用有机肥对连作花生根际微生物种群和 酶活性的影响

花生连作导致土传病害易发,严重制约其产量和品质。为探讨持续施用有机肥缓解连作花生病害发生的防治机理,大田条件下研究了连续6年施用化肥、普通有机肥和生物有机肥(接种内生菌拟茎点霉B3)后对连作花生根腐病、根际土壤典型微生物种群和酶活的影响。结果表明:与单施化肥相比,持续施用普通有机肥和生物有机肥可有效控制连作花生土传病害发生,荚果产量提高23.8%和47.9%。连续施用普通有机肥和生物有机肥均显著提高根际过氧化氢酶、脱氢酶和酚氧化酶活性,荧光定量PCR进一步测定出连续施用有机肥可显著增加连作花生根际细菌和真菌的数量,说明连续施用有机肥后连作花生根际微生物活性显著提升。连续施用普通有机肥和生物有机肥显著增加了连作花生根际有益微生物种群的数量,其中放线菌增加0.9倍和1.6倍,假单胞菌增加10.9倍和13.1倍,伯克氏菌增加2.6倍和1.9倍,芽孢杆菌增加1.1倍和2.1倍;然而连续施用有机肥对连作花生根际主要致病微生物种群(如镰刀菌属和青枯雷尔氏菌)无明显影响。表明通过持续施用有机肥可有效提高连作花生根际有益微生物种群的数量和土壤酶活性,进而改善连作花生根际微生态环境,增强连作土壤抑病能力,以达到控制连作花生土传病害易发的目的。     

秸秆还田对水稻土微生物影响的研究进展

水稻土是我国主要农业土壤类型之一。水稻土的发生发育过程在"土壤-微生物-水稻"相互作用的系统中进行,生态系统功能很大程度上受微生物生物量、多样性和功能等特征所影响。施肥可影响土壤养分循环和土壤质量,同时也影响土壤微生物活性及其群落多样性。有机肥肥效持久,可增加土壤地力,符合现代可持续发展的理念。有机肥代替化肥已逐步成为国家需求之一。其中,秸秆是稻田重要的有机资源,直接还田是最经济可行,易于推广操作的综合利用方式。鉴于土壤微生物在稻田生态系统中的重要性和有机肥施用对农田土壤地力可持续性的影响,本文主要论述了当前国内外在有机肥料施用,特别是秸杆还田对水稻土中微生物生物量、群落结构、多样性和功能影响以及微生物生态效应研究的进展,并进一步展望了水稻土中主导秸秆降解的微生物群落在时空尺度上的变异性,为今后水稻土中有机肥的添加和农田资源化管理提供理论指导     

连作土壤微生物区系分析、调控及高通量研究方法

土壤连作后导致土壤微生物生态失衡、病原微生物富集、有益微生物减少,土壤微生物从细菌主导型向真菌主导型转化,使病原菌更容易侵染植物而引发植物的各种土传病害。施用微生物有机肥可以将失衡的微生物区系恢复到健康的状态,从而可以起到防治土传病害的作用。本文围绕连作引起的土壤中各大类微生物数量和种类的变化以及连作土壤施用微生物有机肥修复后其微生物数量和种类的变化进行了综述,并通过与传统技术比较,介绍了454高通量测序研究方法的优越性,指出了其在土壤微生物区系研究中的重要性。     

番茄青枯病抑病土壤根际微生物群落特征及其抑制性传递机制

根际微生物在宿主植物抵御土传病害发生过程中发挥着重要作用。为探究抑病土壤与感病土壤根际微生物群落特征及其微生物群落构建机制,分别采集了抑病土和感病土中的番茄根际土壤。采用实时荧光定量PCR技术检测两种根际土壤中的病原菌含量,并且利用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术分析了抑病和感病土中番茄根际土壤微生物群落多样性、组成、结构以及基于零模型的微生物群落构建机制的差异。结果表明,与感病土相比,抑病土壤中番茄的青枯病病情指数明显降低（病情指数分别为47.5和22.5）,其根际中细菌群落具有更高的alpha多样性、更丰富的放线菌门、厚壁菌门以及芽孢杆菌科和链霉菌科等有益微生物,较低的青枯病菌丰度（病原菌丰度降低了12.22倍）并伴随着较高的随机性过程,因此抑病土壤受病害胁迫的适应性较强。为了进一步检测抑病土壤抑病特性的可传递性,将感病土壤与抑病土壤按照一定比例进行混合,形成了仅有感病土D10H0、感病土与抑病土质量比为1：1的D5H5以及仅有抑病土D0H10这三种处理。结果表明,随着抑病土比例的增加,番茄青枯病病情指数逐步降低,D10H0、D5H5和D0H10的病情指数分别为41.67、29.17与16.67,而细菌alpha多样性增加,厚壁菌门、链霉菌科和芽孢杆菌科等丰度明显增加,随机性过程的主导作用加强。综上所述,病害胁迫对番茄根际微生物群落的多样性、组成、结构和群落构建过程产生了显著影响,而抑病土壤能通过植物根系招募有益微生物来抵御病害胁迫。     

土壤学不应忽视对作物土传病原微生物的研究

随着集约化种植程度的提高,管理不善、单一作物连续种植、秸秆还田等因素导致的土传病害日益严重,使作物高产对农药的依赖程度不断提高,对我国农业可持续发展、环境和农产品安全构成了很大的威胁。但是,我国当前土壤学几乎忽视了这一土壤学范畴的研究领域。土传植物病原微生物功能明确,是研究土壤微生物区系和生物多样性与功能、土壤微生物与植物生长、土传病原微生物与拮抗微生物等关系的理想研究对象。土壤学在揭示土传病原微生物的生长规律、控制土传病原微生物数量、发挥拮抗微生物的作用、防治作物土传病害等方面具有独特的优势。深入认识土传病原微生物适宜生长的土壤环境是防控作物土传病原微生物生长,实现农药使用量零增长的基础。解决当前严重的作物土传病害不仅是土壤学的责任和义务,而且可以极大地推动土壤学的发展。     

籽粕熏蒸对哈密瓜发病土壤真核微生物群落组成和变化的影响

利用十字花科白菜型和芥菜型籽粕作为土壤绿色熏蒸剂,研究了其对哈密瓜土传病害的防治效果以及该过程中真核微生物群落在哈密瓜整个生育期的动态变化。结果表明:两种籽粕对哈密瓜土传病害均有显著防控效果,与化学熏蒸剂棉隆效果相似,但对土壤中微生物群落的扰动以及根际微生物的富集存在明显不同的影响。白菜型和芥菜型籽粕均能显著降低土壤中真核微生物的丰富度和多样性,并有选择性地促进土壤中某些特定微生物的恢复和富集,使得有益微生物在根际定殖。在整个过程中,子囊菌门(Ascomycota)真菌主导了微生物群落结构的变化,且在根际有益微生物的群落构建中起到了重要作用,其下属曲霉属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)中的慢性曲霉(Aspergillus lentulus)和未知物种(OTU_213)与哈密瓜发病率间呈现出显著负相关关系,可能抑制了病原菌群在根际的定殖。而棉隆处理对根际有益微生物的富集影响较小,对土壤微生物群落结构的作用也不显著。     

拮抗菌和生物有机肥防治棉花黄萎病及其对土壤酶活性的影响

棉花黄萎病是世界上毁灭性病害之一,它由土传真菌病原菌大丽轮枝菌引起并可以通过特制的生物有机肥进行防治。将生物有机肥、有机肥和三种拮抗细菌S37、S44、S228分别施入土壤,研究其对棉花黄萎病的防治效果及对几种主要土壤酶活性的影响。试验结果显示:防病效果达到5.9%~38.3%,由高到低依次为S37>生物有机肥>S44>S228>灭菌的生物有机肥。两种肥料处理显著提高了土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、蛋白酶和脲酶的活性。3种拮抗菌处理提高了多酚氧化酶、碱性磷酸酶和蛋白酶的活性。除过氧化氢酶之外,其他酶的活性两两之间均呈现极显著正相关,但是病情指数与各种酶活性相关性均不显著。     

有机无机肥配施对日光温室番茄连作土壤微生物的影响

  目的  为解决日光温室番茄连作障碍,必须弄清有机无机肥配施对番茄连作土壤微生物的影响。  方法  试验共设置6个处理,分别为不施肥（CK）、20%有机肥 + 80%化肥（M20C80）、40%有机肥 + 60%化肥（M40C60）、60%有机肥 + 40%化肥（M60C40）、80%有机肥 + 20%化肥（M80C20）、100%有机肥 + 0%化肥（M100）。测定了连作土壤理化性质、细菌和真菌的微生物群落结构、物种组成和丰度等相关指标。  结果  M40C60处理使连作土壤孔隙度在54.38% ~ 55.61%,pH维持在7.19 ~ 7.22,有机质和速效钾含量分别维持在49.70 ~ 59.21 g kg?1和536.1 ~ 605.5 mg kg?1的中等水平,速效磷含量则维持在680.4 ~ 783.0 mg kg?1的高水平。增施有机肥,可以改善土壤微生物群落组成,分别提高芽孢杆菌（Bacillus）、土胞杆菌（Terrisporbacter）、链霉菌（Streptomyces）以及头束霉菌（Cephalotrichum）等有益菌群落相对丰度0.86%、0.60%、0.12%和47.82%,降低变形菌（Proteobacteria）酸杆菌（Acidobacteriota）等有害菌群落相对丰度3.47%和1.74%。  结论  增施有机肥改善番茄连作土壤的基础理化性质,保持土壤中的养分含量。同时有益于微生物群落演替,维持或提高有益菌群的丰度,抑制或降低有害菌群的丰度,使连作土壤维持在一个较稳定的微生物群落结构。减少番茄连作土壤病害的发生,维持良好的土壤状态。     

不同基肥对黄瓜根际土壤微生物群落多样性的影响

分别以RAPD分子生物学方法和BIOLOG生理学方法，研究了不同基肥对黄瓜根际土壤微生物群落DNA序列多样性和群落功能多样性的影响。结果表明，在本试验条件下，基肥为75000 kg/hm2有机肥处理和75000 kg/hm2有机肥加300 kg/hm2复合肥处理最好；基肥为600 kg/hm2复合肥处理而使土壤微生物群落DNA序列丰富度指数和多样性指数显著下降，与对照的DNA序列相似系数最低；有机肥处理有利于土壤微生物群落DNA序列多样性、均匀度和黄瓜产量的提高。此外，不同基肥处理改变了土壤微生物对单一碳源的利用能力。     

不同有机物料对土壤改良和烤烟产质量的影响

为改良土壤,提高烟叶质量,实现烟叶生产可持续发展,采用田间试验的方法,研究了不同有机物料(普通商品有机肥、生物有机肥、生物质炭)与化肥配施对土壤改良和烤烟产质量的影响。结果表明:与常规施肥(100%化肥)相比,有机物料与化肥配施能够提高土壤酶活性、微生物多样性、烤后烟叶含钾量,促进烟叶化学成分更为协调,从而能够提高烟叶均价、上等烟比例和经济效益,其中以生物质炭与生物有机肥联合施用的效果最佳。     

棉隆熏蒸与微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控研究

通过田间试验评估了土壤熏蒸和微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果及对西瓜产量与品质的影响。试验设置3个处理:对照(CK)、棉隆熏蒸结合普通有机肥处理(OF)、棉隆熏蒸结合微生物有机肥处理(BOF)。结果发现:与CK相比,BOF处理和OF处理均显著降低西瓜枯萎病发生率,病害防治效果分别为65.8%和54.1%;BOF处理还显著增加连作西瓜产量(增幅达33.4%),提高西瓜中心糖含量(增幅达15.9%)和糖酸比(增幅达13.4%)。棉隆熏蒸处理土壤细菌和真菌数量均显著低于CK,尖孢镰刀菌数量下降3个数量级;土壤脲酶、蔗糖酶、荧光素二乙酸酯酶活性以及土壤微生物碳源利用多样性指数、均一性指数较CK均显著降低。棉隆熏蒸后施用有机肥可使土壤微生物数量、土壤酶活性及微生物碳源利用多样性逐步恢复,其中BOF处理土壤微生物数量和酶活性恢复速度和强度更大、病原菌数量及病原菌与真菌数量比最低、微生物碳源利用多样性指数最高。结果表明,利用棉隆对连作西瓜土壤熏蒸20 d能显著减少病原菌数量,配合施用微生物有机肥,能快速改善土壤微生物区系和恢复土壤酶活性,降低枯萎病的发生,并有效促进西瓜生长,提高西瓜产量及品质。     

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。     

生物有机肥对番茄青枯病的防效及对土壤微生物的影响

以腐熟有机肥为载体,添加功能复合菌剂制成生物有机肥（BOF）,采用盆栽试验方法,研究了该生物有机肥对番茄青枯病的防效和对土壤微生物的影响。结果表明,施用生物有机肥可显著降低青枯病的发生,在对照（CK）防效指定为0时,BOF处理达到69%,比化肥（CF）、有机肥（OF）处理分别提高了21%和14%;在有效养分低于CF处理的情况下,BOF处理的株高、茎粗、干重分别增加了15%、26.1%、23.7%,达到显著水平,表现出显著的促生效果。生物有机肥影响根际土壤中青枯菌和主要微生物菌群数量,施用BOF后,土壤中细菌和放线菌数量增加,而青枯菌数量则明显下降,在前期达到显著水平。番茄移栽后第40d的Biolog分析结果表明,施用BOF可明显提高土壤微生物对碳源尤其是土壤中胺类碳源的利用率。盆栽试验表明生物有机肥能调控土壤微生物群落结构,增强土壤微生物生态系统的稳定性和抑病性,从而提高土壤质量,减少病害的发生。