稻菜轮作下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响

【目的】分析稻菜轮作模式下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响,为氮肥减量施用提供理论支撑。【方法】设置氮肥全量施用(T1)、氮肥减施(T2)、氮肥配施有机肥(T3)、不施氮肥(CK)4个处理,利用高通量测序技术和生物信息学手段,研究其对土壤真菌和细菌群落结构和多样性的影响。【结果】土壤细菌和真菌群落Alpha多样性分析表明,T1处理的细菌群落Chao1指数和Observed指数低于CK处理,T2、T3处理高于CK,但处理间差异不显著;T1、T2、T3处理的细菌Shannon指数和Simpson指数均高于CK处理,差异不显著。T1、T2、T3处理的真菌Chao1指数和Observed指数均高于CK处理,而Shannon指数和Simpson指数均低于CK处理,差异不显著。微生物群落Beta多样性分析表明4个处理的土壤细菌群落组成基本相似,处理间差异不显著;T3处理的真菌群落组成与CK、T1、T2处理有一定的差异。土壤细菌群落组成基本相似,4个处理的细菌优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloronexi)和酸杆菌门...     

酸性土壤玉米根际土壤细菌群落对秸秆还田和调理剂的响应

【目的】以福建省黄泥田土壤为研究对象,探讨不施化肥(CK)、单一施化肥(T1)、化肥配施秸秆还田(T2)、化肥配施土壤调理剂(T3)等4组处理玉米根际土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。【方法】利用Illumina Miseq测序平台对4组处理土壤样品进行测序,基于第二代高通量技术分析4种处理(CK、T1、T2、T3)的玉米根际土壤细菌的16S rRNA基因在V3～V4区域的多样性指数、丰富度以及群落组成和结构。【结果】4个处理的玉米根际土壤细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)。T1处理细菌的丰富度指数(ACE指数和Chao1指数)较CK均有所降低,分别降低17.65%和17.88%;T3处理的细菌丰富度指数(ACE指数和Chao1指数)高于CK处理,分别提高14.52%和14.00%。分层聚类图显示细菌属水平上,CK、T1和T2处理的土壤样品细菌群落结构相似性较高,T3与其他3个处理细菌群落结构差异较大。【结论】化肥配施土壤调理剂对土壤细菌群落结构影响大于单一施化肥和化肥配施秸秆还田处理,单一施化肥降低了根际土壤细菌的丰富度,化肥配施土壤调理剂可以显著提高玉米根际土壤细菌群落的丰富度,施用土壤调理剂提高酸性土壤pH对玉米根际细菌群落影响最大。     

炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌多样性的影响

【目的】根区土壤微生物是影响根系环境的重要因素,炭化苹果枝是废弃果树枝条低氧高温热解产物,研究施用炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌的群落结构及其多样性的影响,为炭化苹果枝的合理应用以及改善果园土壤生物学性状提供理论依据。【方法】在春季,将长势一致的2年生‘富士’苹果幼树(砧木为平邑甜茶)移栽到含有不同质量比(0—4%)炭化苹果枝的盆栽土壤中,于移栽120 d后采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用Miseq平台Illumina第二代高通量测序技术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区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。【结果】从15个苹果根区土壤样本中获得16 656个细菌分类操作单元(OTU)和435个真菌OTU,其中,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)是优势细菌,其相对丰度共占70.68%—72.80%;担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和接合菌门(Zygomycota)是优势真菌,其相对丰度共占68.00%—75.14%。群落物种丰富度指数(Chao指数和Ace指数)分析显示,1%炭化苹果枝增加了细菌的群落丰富度,其Chao指数提高了15.42%,Ace指数提高3.89%;0.5%炭化苹果枝增加了真菌的群落丰富度,其Chao指数提高了2.80%,Ace指数提高了3.61%。群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)分析表明,0.5%—4%炭化苹果枝降低了土壤细菌的多样性,增加了土壤真菌的多样性;其中,细菌群落多样性Shannon指数在炭化苹果枝用量为1%时最低,真菌Shannon指数在炭化苹果枝用量为0.5%时最高。1%、2%和4%的炭化苹果枝均不同程度地降低了根区土壤变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度,提高了拟杆菌门和接合菌门的相对丰度;真菌担子菌门中的锈革孔菌科(Hymenochaetaceae)的相对丰度最大(数值在31.99%—46.74%),施用1%、2%和4%的炭化苹果枝可使其降低。0.5%—4%的炭化苹果枝能增加不同处理所独有的细菌OTU数目,改变细菌类群组成,其中独有的细菌OTU数目是共有OTU数目的 1—3倍,但对真菌类群组成没有明显影响。【结论】施用0.5%—4%(w/w)炭化苹果枝明显改变苹果根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,增加各用量下所特有的细菌物种,其中1%的炭化苹果枝明显提高根区土壤细菌的丰富度。     

废弃矿区大豆根际土壤细菌群落对施肥方式的响应

【目的】从细菌多样性和组成结构角度评估化学肥料与硅酸钠或蚯蚓结合施用对废弃矿区大豆根际细菌群落的影响,为日后矿区复垦和生态恢复提供理论依据。【方法】在广东省梅州市黄畲村废弃矿区种植大豆‘华春9号’,试验设置4个施肥处理:氮磷钾肥结合硅酸钠(3NPK+S和5NPK+S),氮磷钾肥结合蚯蚓20条·m-2(3NPK+E和5NPK+E),以不施肥为对照(3CK和5CK)。在施肥后3和5个月时对大豆根际土壤进行采样。通过提取土壤细菌总DNA、16S rRNA测序和测定土壤基本化学性质,探究该矿区大豆根际细菌群落多样性和结构对不同施肥处理的动态响应过程。【结果】与3CK相比,3NPK+E处理显著增加了Chao1和Shannon指数;与5NPK+E处理相比,5NPK+S处理显著增加了Shannon指数。主坐标分析(PCoA)表明,不同处理下的根际细菌群落组成在操作分类单元(OTU)水平上出现显著分离。从属的相对丰度来看,Uncultured_f_Anaerolineaceae是3NPK+S、3NPK+E、5NPK+S、5NPK+E处理土壤中的优势菌属。基于Mantel检验和典型关联分析(CCA)显示,土壤有机质、有效磷和全碳含量对5NPK+E处理的根际细菌群落有显著影响。【结论】施加NPK+S和NPK+E肥料均能有效提高矿区土壤细菌多样性,从而间接对土壤修复起促进作用。施肥方式和处理时间均会显著影响细菌群落组成,并且施肥处理时间越长对细菌群落组成的影响越明显。Uncultured_f_Anaerolineaceae富集在施肥处理下的土壤中,这类细菌可能在促使碳转化的过程中起重要作用,同时还具有修复土壤污染的潜力。NPK+E施用增加了有机质含量,对细菌群落的生长有促进作用。     

生石灰对蜜柚果园强酸性土壤化学性质和细菌群落结构的影响

【目的】研究生石灰对蜜柚果园强酸性土壤化学性质和细菌群落结构的影响，为蜜柚果园强酸性土壤的治理提供理论依据。【方法】通过培育试验，设置不同生石灰用量处理，分别为0 g·kg^-1(对照，T1)、 1.2g·kg^-1(T2)、2.4 g·kg^-1(T3)，采用化学分析和高通量测序技术，探究不同生石灰施用量处理90 d后蜜柚果园土壤酸度、碳氮含量、细菌群落多样性和组成的变化，利用相关性分析研究细菌群落结构与土壤化学性质的相关性。【结果】与未添加生石灰的对照处理相比，蜜柚果园强酸性土壤施用生石灰后，土壤pH值增加0.91～1.70，交换性铝降低60.00%～99.17%，总碳、总氮分别增加10.27%～39.29%、12.84%～34.86%，铵态氮降低27.74%～33.84%，硝态氮增加3.45%～42.70%。随生石灰施用量的增加，土壤细菌Chao1指数、ACE指数和Shannon指数呈显著增加趋势，增幅分别为47.68%～74.15%、46.40%～73.70%、9.53%～14.95%。放线菌门(Actinobacte...     

深圳市3种不同林分丘陵林地土壤细菌群落特征

【目的】揭示不同恢复模式下林地土壤细菌群落环境的作用机理。【方法】利用高通量测序技术，通过南亚热带丘陵土沉香林(Aquilaria sinensis)、马占相思林(Acacia mangium)和天然次生林地土壤细菌群落组成及多样性，分析土壤理化性质与优势菌群的关系。【结果】(1)在不同林分土壤细菌分类研究中，土沉香林、马占相思林、次生林土壤细菌分别有44、32和35个门。3种林分土壤细菌组成较为相似，优势细菌菌群均为变形菌门(Proteobacteria)和醋酸菌门(Acidobacteria),相对丰度均>1%的群落均为放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和浮霉菌门(Planctomycetes)。(2)在不同林分土壤细菌α-多样性分析中，次生林土壤Chao1指数最高，表示该土壤中细菌群落数量最高，土沉香林土壤Shannon指数最高，表示该土壤中细菌多样性高。(3)在不同林分土壤细菌β-多样性分析中，土沉香林和马占相思林土壤细菌群落结构具有差异性，而次生林与前二者土壤细菌结构相似。(4)在不同林分土壤RDA冗余分析中，变形菌群和...     

生物炭施用对华北潮土土壤细菌多样性的影响

采用田间小区试验,结合DGGE-cloning测序技术,研究了潮土中施用生物炭对土壤细菌多样性的影响。结果表明:施用生物炭的处理C2(15 t·hm-2生物炭+225 kg·hm-2氮肥)、C3(25 t·hm-2生物炭+225 kg·hm-2氮肥)、C4(30 t·hm-2生物炭+225 kg·hm-2氮肥)土壤16S rDNA DGGE指纹图谱条带数较对照CK1(不施生物炭不施氮肥)和CK2(不施生物炭施225 kg·hm-2氮肥)增多4～5条,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数却分别下降11.5%～13.0%和14.1%～16.5%;不施用生物炭处理的土壤细菌群落相似度高,且与施用生物炭的土壤存在差异,其中C4处理的土壤细菌群落与其他处理差别最大;选取DGGE指纹图谱中有代表性的13个条带进行测序结果显示,C3、C4处理中增加的条带p、q、r等代表的均为未分类的细菌,条带e和g为变形菌门(Proteobacteria)。可见,生物炭施用虽然促进新的细菌生长,但同时也抑制了原有某些细菌的生长,改变了土壤细菌群落组分,最终导致土壤细菌多样性和均匀度下降。     

盐穗木叶片及根际土壤微生物群落高通量分析

【目的】 研究新疆盐碱环境中,极端耐盐植物盐穗木的根际土壤及叶片内生微生物群落组成和结构,为利用根际促生细菌制作生物菌肥提供科学依据。【方法】 应用16S rDNA和ITS高通量测序技术,测定分析盐穗木根际土壤与叶片内生微生物群落结构及多样性。【结果】 在门水平上根际土壤细菌群落中的优势菌门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)等。根际盐穗木真菌群落中的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。在门水平下,盐穗木叶片内生细菌群落中的优势菌门为蓝细菌门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria);内生真菌群落中的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。Alpha 多样性指数分析得出,在3 个土壤样品中,YS1的Shannon,Simpson指数最高,即微生物群落多样性较其余2个样品高。【结论】 在3个叶片样品中,YP3的Shannon,Simpson等指数最高,即微生物群落多样性较其余2个样品高。盐穗木根际土壤微生物群落多样性高于叶片内生微生物群多样性。     

基于高通量测序的玉米和刺梨种植地土壤细菌群落多样性

【目的】探明玉米和刺梨土壤细菌群落分类和功能多样性，为种植业结构调整中采用刺梨替代玉米提供理论依据。【方法】利用16S rDNA高通量测序手段，对玉米和刺梨种植地土壤进行分析，了解不同种植地类型下细菌群落分类和功能多样性的异同。【结果】不同种植地土壤细菌物种分类组成存在差异。链霉菌属(Streptomyces)和MND1样地间差异显著，且均是刺梨地土壤中的丰度更高。相比玉米地细菌群落结构的复杂性，刺梨地细菌群落构结点和边越少，复杂性越低，网络抗毁性越强，恢复力稳定性越好，更有利于抵抗微环境的变化。与信号传导和细胞过程相关的孔蛋白在玉米地的丰度显著高于刺梨地，异戊烯基转移酶则存在相反的情况。【结论】玉米和刺梨地土壤细菌群落构成存在差异，刺梨地土壤中链霉菌属(Streptomyces)和MND1属含量均较高；刺梨地土壤细菌群落构成较简单，具有更强的环境变化抵抗能力；与跨膜运输相关的孔蛋白在玉米地土壤细菌中丰度更高。     

圆叶决明降解对土壤细菌组成和结构动态变化的影响

【目的】探明豆科绿肥圆叶决明翻压对果园红壤细菌群落的影响规律。【方法】以空白对照（CK）和添加狼尾草（P处理）为对照，采用模拟培养试验，研究添加圆叶决明（J处理）后培养10～180 d果园红壤细菌群落数量、组成、多样性及结构的动态变化。【结果】25℃恒温恒湿培养，门、纲、目、科和属水平细菌种群数量的变化主要发生在培养10～60 d,80～140 d处理间相对丰度具有显著差异的细菌数量减少，至培养180 d,3种处理所有细菌的相对丰度无显著差异。变形菌、酸杆菌和放线菌为3种处理相对丰度占比位于前3的优势细菌。与CK相比，P处理和J处理变形菌相对丰度随培养时间延长逐渐降低，而酸杆菌门相对丰度则先升后降，J处理放线菌门相对丰度随着培养时间延长而升高，P处理和J处理的变形菌、放线菌、绿弯菌、厚壁菌、拟杆菌和疣微菌随时间的变化均可用三次或二次函数拟合。P处理和J处理提高了红壤细菌ACE、Chao1和Shannon指数，降低了Simpson指数。【结论】添加圆叶决明改变果园红壤细菌群落组成和结构，提高了果园红壤细菌群落的丰度和多样性，但添加圆叶决明和添加杂交狼尾草之间细菌群落结构差异不大。