不同质地土壤细菌多样性对玉米秸秆还田配施腐熟剂的响应

为因地制宜鉴选适宜的秸秆腐熟剂,在西辽河平原灌区选择秸秆还田的中壤土和砂壤土连作玉米地,分别配施中农绿康腐熟剂、人元腐熟剂和农富康腐熟剂,以秸秆还田不施腐熟剂为对照,在玉米吐丝期取0～15 cm、15～30 cm、30～45 cm土层样品,采用高通量测序技术,研究不同质地土壤秸秆还田配施腐熟剂下土壤细菌群落结构多样性。结果表明,中壤土和砂壤土秸秆还田配施腐熟剂后均增加了0～45 cm土层细菌特有OTU数。其中,中壤土、砂壤土配施农富康腐熟剂以及中壤土配施人元腐熟剂和砂壤土配施中农绿康腐熟剂效果更为明显。土壤优势菌种均由α-变形菌(Alphaproteobacteria)转变为δ-变形菌(Deltaproteobacteria)纲,均增加β-变形菌纲相对丰度。中壤土配施农富康腐熟剂使0～15 cm土层芽单胞菌(Gemmatimonadetes)、Subgroup_6和亚硝化单胞菌(Nitrosomonadaceae)相对丰度减少,但增加了鞘氨醇单胞菌丰度;而在砂壤土0～15 cm中增加了Nitrosomonadaceae相对丰度。中壤土施用中农绿康和农富康腐熟剂土壤细菌多样性差异显著;中壤土和砂壤土配施中农绿康腐熟剂细菌多样性差异显著;砂壤土配施中农绿康和人元腐熟剂土壤细菌多样性差异显著;砂壤土配施中农绿康腐熟剂显著改变土壤细菌多样性。对各组土壤细菌多样性差异发挥显著性作用细菌有Alphaproteobacteria,Subgroup_6,鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas),蓝细菌(Cyanobacteria),c-chloroplast,Gemmatimonadetes,酸杆菌(Acidobacteria)和Blastocatellia。中壤土秸秆还田表层和深层土壤细菌群落功能基因在代谢途径上存在差异;表层土壤常规营养物质代谢活性与微量物质代谢活性均要强于深层。中壤土配施三种腐熟剂的表层土壤功能基因丰度不同;砂壤土秸秆还田配施腐熟剂改变15～30 cm土层细菌功能,显著提高代谢途径基因数量,尤以中农绿康腐熟剂较为明显。不同质地土壤细菌多样性对玉米秸秆还田配施腐熟剂存在较大的差异,秸秆腐熟剂配施应因地制宜。     

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。     

秸秆还田条件下腐熟剂对不同质地土壤真菌多样性的影响

为因地制宜鉴选适宜的秸秆腐熟剂,在西辽河平原灌区选择秸秆还田的砂壤土和中壤土连作玉米地,分别配施中农绿康腐熟剂、人元腐熟剂和农富康腐熟剂(简称中农、人元、农富康),以秸秆还田不施腐熟剂为对照,在玉米吐丝期取0～15 cm、15～30 cm、30～45 cm土层样品,采用高通量测序技术,研究不同质地土壤秸秆还田配施腐熟剂情况下土壤真菌群落结构的多样性。结果表明,砂壤土秸秆还田配施腐熟剂处理特有OTU(operational taxonomic units)数均比对照多,中壤土则相反。所有处理土壤中被孢霉门(Mortierellomycota)、子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)相对丰度较高;优势属均为被孢霉属(Mortierella)和低温酵母(Guehomyces)。不同腐熟剂对土壤质地产生不同影响,中壤土秸秆还田配施中农和农富康对土壤真菌组成及丰度无显著影响,而配施人元显著改变中壤土真菌组成及丰度;砂壤土秸秆还田配施中农和人元显著增加土壤真菌组成及丰度。LEfSe分析可知,砂壤土秸秆还田配施中农、中壤土秸秆还田配施人元和农富康3个处理土壤真菌多样性存在差异,对真菌多样性差异发挥显著性作用的门为担子菌门、子囊菌门,纲为伞菌纲(Agaricomycetes),目为腔菌目(Pleosporales)和伞菌目(Agaricales),种为Mortierella fimbricystis。这种响应差异也体现在同一腐熟剂对中壤土和砂壤土不同土层真菌的影响;随土层的下移,砂壤土和中壤土对照中被孢霉属相对丰度先增加后下降,低温酵母相对丰度下降;施用腐熟剂后(中壤土农富康除外),深层土壤低温酵母相对丰度比表层土壤高。砂壤土秸秆还田配施中农后0～15 cm土层中上述2个优势菌属相对丰度显著提高;而中壤土秸秆还田配施人元增加0～15 cm土层低温酵母相对丰度和15～30 cm、30～45 cm土层被孢霉属相对丰度。由此可见,秸秆还田条件下腐熟剂与土壤质地间响应不同,所以秸秆腐熟剂配施应因地制宜。     

稻田土壤真菌群落结构与功能对化肥 减量配施紫云英还田的响应

为探明长期化肥减量与紫云英还田配施对稻田土壤真菌群落组成结构及功能特性的影响,以豫南稻区紫云英- 水稻田间定位试验为研究对象,选取了空白对照(CK)、单施化肥(F100)、80% 化肥和22.5 t/hm² 紫云英还田量配施(MV1F80)、80% 化肥和45 t/hm² 紫云英还田量配施(MV2F80)、60% 化肥和22.5 t/hm² 紫云英还田量配施(MV1F60)、60% 化肥和45 t/hm² 紫云英还田量配施(MV2F60)6 个处理。通过采用高通量测序方法比较不同施肥处理对土壤真菌群落多样性、组成和结构特性的影响;采用FUNGuild 功能预测的方法分析不同施肥处理间功能类群的丰度差异。结果表明,化肥减量与紫云英还田配施较CK 处理显著提高了Shannon 指数和Shannoneven指数,且Shannon 指数和Shannoneven 指数均与全氮呈显著正相关。门分类水平上,化肥减量与紫云英还田配施较CK 显著降低了子囊菌门(Ascomycota)相对丰度,增加了担子菌门(Basidiomycota)相对丰度;属分类水平上,化肥减量与紫云英还田配施处理的翅孢壳属(Emericellopsis)和无色穗孢属(Achroiostachys)相对丰度显著低于CK,镰刀菌属(Fusarium)相对丰度显著低于F100 处理。此外,冗余分析(RDA)发现,影响土壤真菌群落结构和组成的主要环境因子为土壤容重、有机碳、全氮、全磷和全钾。从真菌功能预测分析来看,化肥减量与紫云英还田配施较F100 处理显著降低了动物病原菌- 内生菌- 地衣寄生菌- 植物病原菌- 土壤腐生菌- 木质腐生真菌功能类群丰度。由此可见,化肥减量与紫云英还田配施通过改善土壤肥力属性,改变了稻田土壤真菌群落组成、结构、多样性及功能特性,在一定程度上降低了土壤潜在致病菌丰度,有助于豫南稻区土壤健康和可持续发展。     

西辽河平原区免耕秸秆还田方式对土壤微生物群落组成的影响

  目的  针对干旱半干旱西辽河平原区农田耕层存在的土壤质量问题,揭示不同免耕秸秆还田方式对土壤微生物类群分布特征的影响。  方法  设置浅旋秸秆不还田农户模式（CK）、免耕秸秆秋覆还田（MG）、免耕秸秆秋覆春二次粉碎还田（ME）、免耕秸秆秋覆春配施秸秆腐熟剂还田（MF）、免耕秸秆秋覆春二次粉碎配施秸秆腐熟剂还田（EF）5个处理,用田间小区试验的方法,研究免耕和不同秸秆还田方式对土壤微生物群落组成的影响。  结果  0 ~ 15 cm土层中4种免耕秸秆还田方式降低细菌操作分类单元数;15 ~ 30 cm土层中MF和EF细菌操作分类单元数较高,MF中增加节杆菌属（Arthrobacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）和假平胞菌属（Sphingomonas）相对丰度,EF中增加Haliangium、溶杆菌属（Lysobacter）、Subgroup_10、Alistipes和拟杆菌属（Bacteroides）相对丰度;30 ~ 45 cm土层中4种秸秆还田方式均增加细菌操作分类单元数,增加了节杆菌属、拟杆菌属、Gaiella、硝化螺旋菌属 (Nitrospira) 相对丰度,但减少了Alistipes、Escherichia-shigella相对丰度。4种免耕秸秆还田方式降低0 ~ 15 cm土层真菌操作分类单元数,但增加15 ~ 45 cm土层真菌操作分类单元数;4种免耕秸秆还田方式降低了外瓶霉属（Exophiala）和被孢霉属（Mortierella）相对丰度,秸秆还田中新出现丝状真菌柄孢霉（Podospora）、角菌根菌属(Ceratobasidium)、Archaeorhizomyces,配施秸秆腐熟剂的2个处理新出现了粉褶蕈属（Entoloma）,并增加了裂壳菌属(Schizothecium)的相对丰度。试验区能对生长环境产生较大影响的细菌比真菌多。从细菌多样性看,免耕秸秆秋覆春配施秸秆腐熟剂还田后增加了产黄菌属（Flavobacterium）、Ruminococcus__gnavus_group、Methylophilaceae相对丰度,ME和EF对产黄菌属和Methylophilaceae相对丰度增加幅度较大;从真菌多样性看,CK中Mrakia和Myceliophthora物种相对丰度较高,MF中Peristomialis和Powellomyces 物种相对丰度较高,EF中Cercophora和Scytalidium物种相对丰度较高。  结论  免耕秸秆秋覆春二次粉碎还田及其施用腐熟剂措施可增加降解纤维素功能菌及菌根真菌多样性及相对丰度,对于西辽河平原雨养区春玉米田土壤微生物多样性、丰富度的提升具有积极作用。     

有机无机肥料配施对植烟土壤养分及细菌群落结构的影响

为研究有机无机肥料配施对植烟土壤细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了连续3年施用化肥(CF)、烟草秸秆生物有机肥配施化肥(TBF)和高碳基土壤修复肥配施化肥(HCF)对土壤细菌多样性和群落结构的影响,同时结合土壤理化性质探究不同施肥条件下细菌群落变化的重要影响因素。与CF处理相比,HCF处理土壤碱解氮含量显著降低了34.09%。多样性指数分析显示有机无机肥料配施有提高土壤细菌多样性的趋势,HCF处理土壤细菌多样性最高。有机无机肥料配施提高了土壤放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)细菌丰度,降低了土壤绿湾菌门(Chloroflexi)、Saccharibacteria、厚壁菌门(Firmicutes)、WD272和蓝细菌门(Cyanobacteria)细菌丰度。有机无机肥料配施显著增加了土壤Patulibacter、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、农研丝杆菌属(Niastella)等有益细菌属丰度。Spearman相关性分析和典范对应分析(CCA)表明土壤pH值、碱解氮和速效钾是影响土壤细菌群落结构的重要因子。有机无机肥料配施对植烟土壤细菌多样性和群落结构产生了深刻影响,土壤pH值、碱解氮和速效钾是调控细菌群落结构的重要影响因素,在土壤培肥中应引起充分的重视。     

功能菌剂与生物炭配施对沙化土壤的影响

研究生物炭和功能菌剂协同调控沙化土壤养分和微生物多样性与功能，可为沙化土壤肥力培育提供理论依据。选择毛乌素沙地典型生态经济林沙化土壤为研究对象，采用田间定位试验，运用高通量扩增测序技术，解析不同添加量(2%,4%,8%)生物炭处理及其配施定量功能菌剂(枯草芽孢杆菌+巨大芽孢杆菌+胶质芽孢杆菌)处理对土壤化学性质及细菌菌群多样性与功能的影响。结果表明：(1)与单一生物炭处理相比，生物炭+功能菌剂处理组土壤有效氮、磷养分含量分别提升44.71%和187.36%;(2)生物炭单施或者配施功能菌剂均使酸杆菌门相对丰度显著降低，而生物炭+功能菌剂处理中厚壁菌门的相对丰度，分别增加163.80%,155.15%,100.21%,并且不同程度上调土壤细菌物种丰富度和多样性；(3)功能菌剂与生物炭配施改变土壤细菌介导的碳氮循环功能，如显著提高土壤细菌的有机物质分解功能，壳聚糖和木聚糖分解过程较对照组分别上升186.54%,242.46%,增强细菌的氨化和呼吸功能，而单施生物炭处理提升细菌的反硝化与固氮功能。综上，生物炭和功能菌剂的添加提高土壤有效氮磷养分含量，显著改变土壤细菌群落多样性与群落功能，生物...     

不同培肥措施对宁南旱地土壤酶活性和微生物多样性的影响

为研究不同有机肥和化肥配施对宁南旱地土壤酶活性及微生物群落的影响,探讨有机无机配施条件下土壤肥力、土壤酶活性及微生物多样性的内在联系,为建立科学合理的有机无机配施技术体系提供理论依据。试验设置不施肥(CK)、常规施肥+0.6倍腐熟牛粪(CF1)、常规施肥+腐熟牛粪(CF2)、常规施肥+秸秆还田(CFS)4个处理,通过1年田间试验,研究土壤肥力、纤维素二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶、正乙酰葡萄糖氨基胺酶和碱性磷酸酶及土壤细菌、真菌多样性、群落结构的变化规律。结果表明,不同培肥处理较不施肥处理能够显著提高土壤养分含量,CF2处理的土壤养分最高。与CK处理相比,CF2处理的土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮显著提高了2.22%、112.18%、52.13%和16.45%。与CK相比,CF2处理的土壤β-葡萄糖苷酶、纤维素二糖水解酶、正乙酰葡萄糖氨基胺酶和碱性磷酸酶活性显著提高了107.63%、10.72%、4.40%和39.88%。与CK相比,CF1、CF2和CFS处理均降低了土壤细菌多样性和丰富度,CF1和CF2处理增加了土壤真菌多样性和丰富度。对于微生物群落而言,CF2处理增加了土壤细菌绿弯菌门、酸杆菌门和土壤真菌被孢菌门、担子菌门的相对丰度。综上,CF1、CF2和CFS处理均可提高土壤养分含量,土壤β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶活性对腐熟牛粪的响应更为敏感。土壤速效钾和有效磷是影响土壤细菌群落构成的环境因子,土壤有机质和全氮是土壤真菌群落构成的环境因子。因此,常规施肥+腐熟牛粪(CF2)处理有利于提高宁南山区的土壤肥力和维持生态系统的稳定。     

稻草还田配施腐解菌剂对水稻土壤微生物的影响

为探讨稻草还田配施腐解菌剂对水稻土壤微生物的影响,通过田间设置稻草还田(CK)和稻草还田配施腐解菌剂(SM)试验,结合常规的分析手段和基于16Sr DNA的末端限制性片段长度多态(TRFLP)技术研究了复合腐解菌剂促腐稻草全量还田后水稻产量、土壤矿质成分及土壤微生物多样性的变化。结果表明,与CK相比,SM的土壤有机质、全氮、有效磷含量和水稻产量分别提高了15.0%、31.0%、98.0%和5.9%;细菌、放线菌和真菌数量分别增加了14.66倍、1.50倍、2.78倍;亚硝化细菌、硝化细菌、反硝化细菌、好气性自生固氮菌、好气性纤维素分解菌、无机磷细菌、有机磷细菌、铁细菌和硅酸盐细菌数量分别提高了119.8%、55.6%、51.9%、40.5%、107.4%、70.8%、145.2%、140.1%、70.0%。T-RFLP分析表明,在SM中,与碳、硫循环相关的微生物、抗致病菌、有益菌数量增加,病原菌数量减少,群落结构变化显著。综上,在稻草全量还田机插栽培条件下,与单一稻草还田相比,添加促腐菌剂能更有效提高土壤矿质养分和改善土壤微生物群落的功能多样性,从而增加水稻产量。本研究结果为合理利用稻草还田提供了科学依据。     

长期有机无机肥配施对东北黑土真菌群落结构的影响

【目的】分析长期有机无机肥配施对土壤真菌丰度、多样性及其群落特征的影响,探讨东北黑土真菌群落变化与施肥的相关性,为进一步调节土壤微生物结构,改善其生态功能提供参考依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院36年长期定位试验站,选取4个不同施肥处理:不施肥处理（CK）、有机肥处理（M）、氮磷钾无机肥处理（NPK）和有机肥配施无机肥处理（MNPK）的耕作层土壤为研究对象,以真菌ITS基因为分子标靶借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同施肥处理对黑土中真菌群落丰度、多样性和组成的影响,并与土壤化学性质进行偶联分析,揭示群落与施肥的相关性。【结果】长期施用无机肥显著降低土壤pH,而有机无机配施可以有效缓解土壤酸化。NPK处理的ITS基因丰度显著高于MNPK;MNPK处理的细菌/真菌比值（26.91104）显著大于NPK,各处理比值由高到低为MNPK M CK NPK。细菌/真菌比值与土壤pH正相关;MNPK处理的真菌多样性指数值略大于NPK。Ascomycota和Zygomycota为土壤中主要真菌门,不同施肥处理之间真菌组成的相对丰度存在显著差异,对照处理Ascomycota的相对丰度为45.35%,MNPK和NPK处理分别为50.93%和56.16%。有机肥有利于降低病原真菌相对丰度,具有高度侵染性的Cochliobolus在MNPK（0.41%）和M（0.39%）中的相对丰度显著小于CK（3.25%）和NPK（2.08%）。CCA分析表明,土壤理化性质共解释土壤真菌群落结构变化的73.3%,有效磷（贡献量为32.4%,P=0.002）、铵态氮（贡献量为14.8%,P=0.01）和硝态氮（贡献量为16.2%,P=0.048）是3个重要的影响因子。【结论】不同施肥条件下土壤真菌丰度、多样性,以及菌群组成特征不同。与无机肥相比,有机肥无机肥配施能够有效改善真菌群落结构,降低真菌的丰度,增加真菌多样性,并提高土壤pH,减缓土壤酸化。土壤有效磷、铵态氮和硝态氮含量是影响黑土土壤真菌群落结构变化重要因素。