长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构和数量的影响

 【目的】通过对土壤细菌数量和多样性的研究,揭示长期不同施肥制度对土壤微生物生态的影响规律,为中国稻田土壤科学施肥、维护健康土壤微生物生态系统及农业可持续发展等方面提供重要理论和实践依据。【方法】采用末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和实时定量（real-time）PCR方法,研究湖南省望城县施用化肥（NPK）和秸秆还田（NPKS）对水稻土细菌群落结构及其多样性和数量的影响。【结果】T-RFLP分析结果表明红壤性水稻土细菌的优势类群为变形菌（150 bp;相对丰度33%—37%）和放线菌（67 bp;相对丰度20%—25%）,施肥对土壤细菌群落结构及其多样性产生了显著影响。典范对应分析（CCA)表明不同处理间细菌群落结构差异显著,而土壤pH和有机碳是影响土壤细菌群落结构的主要因子。多样性指数分析（香农指数和均匀度指数）显示秸秆还田处理的土壤细菌多样性最高,施肥处理（氮磷钾配施和秸秆还田）的土壤细菌多样性均高于不施肥处理。通过实时PCR技术定量了3种施肥处理的土壤细菌数量（4.34×1010—10.94×1010 个拷贝16S rDNA每克土）,与不施肥相比,施肥后土壤细菌数量增加了50%—100%。【结论】长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构及其多样性和数量均产生了深刻的影响,长期化肥和秸秆还田,土壤质量和土壤肥力提高,土壤细菌种群多样性和数量显著增加。     

不同药剂对辣椒疫病防治效果及根际微生物种群的影响

【目的】研究不同药剂对辣椒疫霉菌的生长抑制作用以及对辣椒疫病的田间防效和对辣椒的增产作用,旨在筛选出可有效防控辣椒疫病并对辣椒根际土壤微生物群落结构影响较小或有益的防控药剂,为辣椒疫病防控提供指导。【方法】以辣椒疫霉菌Ph2为试验材料,采用菌丝生长抑制法对15种药剂进行初筛;以生长抑制率为100.00%的药剂为候选药剂,辣椒疫病高发田块为试验地,采用随机区组试验设计,以灌根法为主要施药方式,统计施药后不同时段辣椒疫病发病率、病情指数并计算防效;收获期测定不同药剂处理辣椒生长及产量指标,计算增产率;采集辣椒根际土壤,采用平板计数法测定土壤细菌、真菌和放线菌菌落数量,计算细菌/真菌比,探索不同药剂对辣椒根际土壤微生物种群的影响。【结果】对辣椒疫霉菌生长抑制率为100.00%的药剂有6种,分别为33.5%喹啉铜SC、80%烯酰吗啉WG、72%霜脲·锰锌WP、687.5 g/L氟菌·霜霉威SC、23.4%双炔酰菌胺SC和64%噁霜·锰锌WP;田间防效试验结果显示,第3次药后33 d防效最好的是氟菌·霜霉威（93.86%）,其次为噁霜·锰锌（71.78%）;各药剂处理对辣椒生长指标影响差异不显著（P>0.05）;鲜椒推测产量最高的是噁霜·锰锌处理（22.74 t/ha）,氟菌·霜霉威处理次之（21.29 t/ha）,较CK分别增产29.52%和21.22%;各药剂处理下的细菌/真菌比表现为霜脲·锰锌>氟菌·霜霉威>噁霜·锰锌>喹啉铜>双炔酰菌胺>烯酰吗啉,以霜脲·锰锌处理最高,为13.85,极显著高于其他药剂处理（P<0.01）。【结论】氟菌·霜霉威和噁霜·锰锌对辣椒疫病有较好的防效且增产作用明显,对土壤细菌生物量影响较小,可作为辣椒疫病的防治药剂加以利用。     

连续施用沼液水稻油菜轮作耕层土壤的细菌多样性PCR-DGGE分析

采用PCR-DGGE克隆测序技术,分析沼液连续施用水稻油菜轮作耕层土壤细菌群落结构、丰富度指数和多样性指数等。通过DGGE图谱分析得出,沼液连年施用不利于丰富土壤细菌群落多样性,当连续3 a沼液施用总量控制为339.31～396.81 t/hm2时,细菌群落多样性增加,种群功能丰富、信息复杂、种群稳定,过高或过低施用沼液都会显著降低细菌群落多样性;通过UPGMA分析表明,长期连续施用沼液后土壤细菌遗传相似性降低,细菌种群结构变化越来越大。     

放牧对冷蒿根际土壤细菌和真菌多样性影响的PCR-DGGE分析

为揭示放牧扰动对冷蒿Artemisiafrigida根际土壤细菌和真菌群落多样的影响,以内蒙古典型草原为依托,采用变性梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE),对轻度(LG)和重度(HG)放牧处理后的冷蒿根际土壤细菌16S r DNA和真菌18S r DNA多样性进行了研究。结果表明,与对照组相比,轻度与重度放牧处理后冷蒿根际土壤细菌群落丰富度下降12.5%(P0.05);与对照组相比,轻度放牧处理后根际土壤真菌群落丰富度增加6.25%(P0.05),而重度放牧处理后降低21.88%(P0.05)。DGGE图谱相似性与聚类分析表明放牧处理对根际土壤细菌和真菌群落多样性的影响低于非根际土壤。主成分分析表明放牧处理是影响土壤细菌和真菌群落差异的主要原因。典型对应分析结果显示根际土壤细菌和真菌群落多样性与土壤养分含量关系比非根际密切。表明放牧处理降低了冷蒿根际土壤中细菌和真菌群落的多样性,冷蒿根际环境能够阻击放牧对土壤细菌和真菌群落多样性的影响。     

哈茨木霉对商洛烟区植烟土壤细菌多样性的影响

探究哈茨木霉对植烟土壤细菌多样性与群落结构的影响,为优化轮作烟草根际土壤的细菌群落结构、物种组成及土壤的可持续发展奠定了一定的基础。采用大田试验方法,设置CK(常规施肥)和T₁(常规施肥+哈茨木霉菌剂7.5 kg/hm²)2个处理,通过高通量测序技术探究施用哈茨木霉对各处理土壤细菌多样性、菌落结构及理化指标的影响。结果表明,哈茨木霉菌剂的施用降低了土壤细菌群落结构的α多样性指数,与常规施肥相比,增加了放线菌门(11.06%)的丰度,减少了变形菌门(4.03%)、绿弯菌门(2.28%)及酸杆菌门(1.71%)的丰度,土壤全氮和速效钾含量显著提高,分别提高14.2%和37.1%。表明在植烟土壤中施加哈茨木霉菌肥可进一步优化植烟土壤细菌群落结构,提高土壤肥力。     

PCR反应程序对土壤微生物PCR-DGGE分析的影响

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)探讨不同PCR反应程序(降落式PCR、巢式-降落式PCR、普通PCR、巢式PCR)对土壤微生物PCR-DGGE群落结构和种群多样性分析的影响。利用Quantity One4. 6. 2软件对DGGE指纹图谱进行数字化处理,并计算相应PCR程序下DGGE图谱的多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和不同反应程序下图谱的戴斯系数,应用SPSS 16. 0软件对相关指数进行方差分析,检测不同反应程序间各指数的差异显著性。不同PCR反应程序在土壤微生物PCR-DGGE分析时,其群落结构和种群多样性指数间存在明显差异。单纯应用降落式PCR虽然提高了扩增的特异性,却降低了扩增效率,其DGGE图谱丰富度较低,多样性较差,与其他反应程序的DGGE图谱相似度较低;普通PCR反应的DGGE图谱多样性和丰富度较高,与2种巢式PCR相似,然而由于普通PCR在复杂模板情况下容易发生错配,难以保证扩增特异性,因而夸大样品中微生物种群多样性,与2种巢式PCR的DGGE图谱相似度较低。2种巢式PCR反应程序下的DGGE图谱条带丰富,多样性高,群落结构相似度高,能比较全面和科学地反映样品中微生物群落结构和种群多样性。因此,在利用PCR-DGGE分析土壤微生物群落结构和种群多样性时,采用巢式PCR(包括巢式PCR和巢式-降落式PCR)比较合适。研究PCR反应程序对土壤微生物PCR-DGGE分析的影响,可为PCR-DGGE技术在土壤微生物群落结构和多样性分析中的应用和完善提供理论依据。     

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。     

麻地膜覆盖对番茄根际土壤微生物群落结构的影响

地膜覆盖对农田土壤肥力保持和农作物增产等方面具有重要作用,本研究旨在探究可降解麻地膜对作物根际土壤微生物群落组成和多样性的影响,分析土壤微生物群落与土壤环境因子之间的相关关系。本研究以番茄成熟期根际土壤为研究对象,通过高通量测序技术,对麻地膜和塑料地膜处理下番茄根际土壤细菌和真菌微生物群落组成及多样性进行分析,进一步分析土壤环境因子与微生物群落的相关性。结果表明,麻地膜处理对土壤水解氮、有效磷和速效钾没有显著影响,而塑料地膜处理显著降低了水解氮、有机磷和速效钾含量。覆膜处理未显著影响土壤细菌多样性,麻地膜处理显著增加了土壤节细菌属、糖霉菌属和鞘脂菌属等与土壤碳降解相关细菌的相对丰度,促进了土壤碳循环过程;塑料地膜显著降低了节细菌属、伯克霍尔德菌属和丰佑菌属等有益细菌的相对丰度。覆膜处理显著增加了土壤真菌多样性,麻地膜和塑料地膜处理均显著降低了镰刀菌属的相对丰度;而麻地膜处理显著增加了支顶孢属等抑菌真菌的相对丰度,抑制了土壤中病原真菌的繁殖。土壤速效钾是影响土壤细菌和真菌群落组成最主要的环境因子。麻地膜可以增加土壤酶活性,改善土壤细菌和真菌群落组成,改善土壤健康。     

不同绿肥对湘西烟田土壤细菌群落结构与多样性的影响

为了解施用不同绿肥烟田土壤细菌群落的物种多样性,从湖南省湘西州烟区采集4块烟田(不施绿肥,单施黑麦草绿肥,豌豆绿肥,油菜绿肥)的土壤样本,提取土壤总DNA,PCR扩增其16SrRNA的V4高变区,阳性样品测序,序列比对鉴定,并利用生物信息学软件分析测序数据。结果表明:1)施用绿肥对土壤细菌群落结构和组成具有显著影响。在细菌域有4个主要的细菌种群,占所有有效序列的55.79%~65.39%,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),4个细菌种群相对丰度在各组均具有显著差异。2)经绿肥处理后的烟田土壤细菌群落多样性高于未施用绿肥的对照组。香农多样性指数和群落均一度指数对照组(6.637,0.833)和油菜组(6.658,0.833)均低于黑麦草组(6.923,0.854)和豌豆组(6.992,0.861),且差异均达显著水平。3)施用绿肥尤其是黑麦草绿肥的烟田中,烟草青枯病的发病率下降与土壤细菌群落多样性增加有关。     

短花针茅荒漠草原土壤细菌数量及多样性对气候变干、变暖的响应

气候"变干"和"变暖"是影响内蒙古草原生态系统的2个关键气候限制因子。为了明确气候变化对荒漠草原土壤微生物群落数量及多样性的影响,本研究在荒漠草原开展大面积人工增温及干旱模拟,应用稀释平板法及微生物PCR分子鉴定技术,研究不同土壤深度可培养细菌的数量以及多样性。结果表明:温度增加会使0～30 cm土壤细菌数量减少,且表层数量变化强烈,中深层相对稳定。干旱缺水同样使0～30 cm土壤细菌数量减少,但水分增加后,土壤细菌数量快速上升,表层变化更为明显。气候变干变暖对土壤细菌的群落多样性影响较轻微,无显著差异。不同处理的土壤细菌群落物种多样性指数和均匀度指数均呈现出:增温处理温度对照处理;减水处理水对照处理增水处理的趋势,均匀度指数呈现出增温处理温度对照处理;减水处理水分对照处理增水处理的趋势。这主要是因为高温和缺水的环境中激发了一些土壤细菌的生长,使分布较均匀,这可以作为指示细菌为以后深入研究荒漠草原的微生物变化提供一定的资料。     

对二氯苯对湿地土壤细菌群落多样性的影响

利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考查了对二氯苯胁迫对湿地土壤细菌群落多样性的影响.通过不同培养时间(4、18和45 d)和不同培养浓度(120、240、360和600 mg/kg)对二氯苯污染下湿地土壤细菌群落基因组的变性梯度凝胶电泳(DGGE)多样性分析.结果表明,各处理下的土壤细菌群落多样性在不同处理时间有明显差异.培养初期对二氯苯对土壤细菌群落抑制作用非常显著,土壤细菌中某些群落的生长受到抑制;不同处理在处理后期差异很小.在土壤培养初期,含对二氯苯240mg/kg的培养基上出现一条新增条带,为对照和低浓度对二氯苯土壤所没有,说明土壤中存在对二氯苯生长优势菌.     

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为了解施用不同绿肥烟田土壤细菌群落的物种多样性,从湖南省湘西州烟区采集4块烟田(不施绿肥,单施黑麦草绿肥,豌豆绿肥,油菜绿肥)的土壤样本,提取土壤总DNA,PCR扩增其16S rRNA的V4高变区,阳性样品测序,序列比对鉴定,并利用生物信息学软件分析测序数据.结果表明:1)施用绿肥对土壤细菌群落结构和组成具有显著影响.在细菌域有4个主要的细菌种群,占所有有效序列的55.79％～65.39％,分别为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),4个细菌种群相对丰度在各组均具有显著差异.2)经绿肥处理后的烟田土壤细菌群落多样性高于未施用绿肥的对照组.香农多样性指数和群落均一度指数对照组(6.637,0.833)和油菜组(6.658,0.833)均低于黑麦草组(6.923,0.854)和豌豆组(6.992,0.861),且差异均达显著水平.3)施用绿肥尤其是黑麦草绿肥的烟田中,烟草青枯病的发病率下降与土壤细菌群落多样性增加有关.     

外源添加木质素对农田土壤微生物的影响

[目的]研究木质素对土壤微生物的影响,为木质素后期的资源化利用提供一定的基础资料.[方法]采集农田土壤进行培养试验,设置空白对照和木质素处理组,培养结束后提取土壤DNA,结合定量PCR和高通量测序等技术,研究木质素对土壤微生物的影响,对微生物的群落组成及多样性进行分析.[结果]定量PCR结果表明,木质素的加入减少了细菌16S rRNA基因丰度,且显著降低了真菌18S rRNA基因丰度.高通量测序结果显示,Alpha多样性分析上,细菌的空白对照多样性指数均高于木质素处理,真菌则相反,但均未达显著水平;PCoA分析表明,木质素的加入对细菌和真菌群落均产生了显著影响,不同处理间的群落结构差异较大.在门水平上对微生物群落组成分析表明,木质素的加入显著提高了细菌中γ-变形菌、拟杆菌、厚壁菌的相对丰度,降低了酸杆菌、放线菌、δ-变形菌的相对丰度;真菌中明显增加了担子菌、被孢霉菌的相对丰度,而降低了子囊菌的相对丰度.[结论]木质素的加入对土壤中细菌、真菌的数量及群落结构均产生了一定影响.总体上,木质素不利于土壤微生物群落的生长繁殖和代谢.由于对木质素的利用能力不同,不同微生物呈现出了不同的效果.     

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。     

抗生素溶杆菌13-1对魔芋土壤微生物群落的影响*

 采用传统培养分离法和Biolog方法研究了施用抗生素溶杆菌13-1对魔芋土壤微生物数量和群落代谢功能多样性的影响。分离法试验结果表明：生防细菌的施入对土壤中可培养细菌、真菌的种群数量有短期影响,随着施入时间及魔芋生育期的延长,土壤中的细菌、真菌数量逐渐恢复到对照水平;生防细菌对土壤中放线菌的种群数量影响较小。Biolog试验结果表明,生防细菌使土壤细菌群落对底物碳源利用的丰富度提高;平均颜色变化率AWCD值受魔芋生长周期的影响,具体表现为魔芋换头期生防细菌处理能提高土壤微生物群落代谢活性,而在魔芋膨大期施用生防细菌处理能降低土壤微生物群落代谢活性;主成分分析显示,在魔芋换头期和膨大期施用生防菌处理的魔芋土壤微生物群落代谢功能与对照组相比差异性达到了显著水平（P<0.05）。     

百菌清对土壤微生物数量和酶活性的影响

在模拟土壤生态系统中研究了百菌清对土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明,百菌清对细菌表现出明显抑制效应,药剂处理21d后才有所恢复;百菌清对放线菌影响小于细菌,14d后开始恢复;百菌清对真菌影响不明显。百菌清处理后对土壤酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶均产生一定的抑制作用,但这种抑制作用只是暂时的,随着时间的延续逐渐恢复;蔗糖酶对低浓度百菌清表现出一定的抗性;百菌清对过氧化氢酶的影响与其他酶不同,表现出先抑制后刺激的作用。     

微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响

为明确微生物菌剂拌土对玉米农田土壤细菌群落多样性的影响.对玉米农田土壤细菌的总DNA提取后,采用微生物多样性测序技术对玉米农田土壤细菌的16S rRNA基因进行了序列测定,分析了2种微生物菌剂拌土后玉米农田土壤细菌群落多样性和结构特征.微生物菌剂M1和M2拌土增加玉米农田土壤中全磷、硝态氮、有效磷和速效钾的含量;对玉米土壤细菌群落多样性有一定程度的影响,丰富度增加,多样性和均匀度降低,检测样本序列数量和细菌群落的OTU(operational taxonomic units)数量显著增加;对土壤细菌群落组成有影响,变形菌门(Proteobacteria)的丰度下降,放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度增加,优势菌属放线菌和芽孢杆菌的丰度增加;降低了土壤中引起人类疾病、参与细胞转化的微生物丰度,增加了参与代谢通路的微生物丰度.微生物菌剂拌土会影响玉米农田土壤细菌群落多样性和结构组成,改善土壤营养,增加有益微生物的丰度,进而改善玉米农田生态环境.     

五种不同药剂防控马铃薯晚疫病田间效果研究

选用68.75%氟吡菌胺·霜霉威盐酸盐(银发利)SC、80%烯酰吗啉WDG、72%甲霜灵·霜霉威WP、72%甲霜灵·百菌清WP、35%甲霜灵WP等五种药剂对马铃薯晚疫病进行田间药效防控试验,试验表明:五种药剂均对马铃薯晚疫病有一定防控效果,防控效果以68.75%氟吡菌胺·霜霉威盐酸盐(银发利)SC最好,为75.67%,与其他参试药剂差异显著;增产率高,为46.94%。80%烯酰吗啉WDG、72%甲霜灵·霜霉威WP、72%甲霜灵·百菌清WP的防效居第二、第三位和第四位,分别为57.34%、50.02%和42.26%,增产率均达20%以上,可以与68.75%氟吡菌胺·霜霉威盐酸盐(银发利)SC在马铃薯晚疫病发生时交替使用,避免产生抗药性。     

多菌灵对土壤细菌遗传多样性的影响

[目的]初步分析多菌灵对土壤细菌群落结构的影响,以期为农药污染的生物监测和土壤环境质量综合评价提供土壤微生物监测指标.[方法]采用PCR- DGGE方法研究多菌灵对土壤中细菌群落结构的影响.[结果]多菌灵处理土壤的细菌群落种类和结构组成发生了明显变化,细菌群落Shannon - Wiener指数、丰富度和均匀度均有所降低,5.0、10.0和20 mg/kg多菌灵处理的Shannon - Wiener指数均显著低于对照,分别降低了11.47;、19.11;和26.75;.2.5 mg/kg多菌灵处理土壤DGGE图谱上出现了一新增条带,经序列分析为Uncultured Pectobacterium,初步确定为不可培养的菌.[结论]施用多菌灵影响了土壤细菌群落的种类和结构组成,改变了土壤细菌的种群数量和结构多样性,导致其多样性降低.     

梨园土壤细菌群落参数及优势细菌的16SrDNA分析

为探明北京梨园土壤细菌群落结构特征及其施肥后的短期影响,采用培养法和16SrDNA序列分析法,研究了北京顺义区有机化梨园不同季节、不同生物有机肥处理的土壤细菌群落数量分布情况、群落参数及其优势细菌,成功获得了179株表型差异的细菌。菌落、菌体形态特征及优势菌的16SrDNA分析表明,链霉菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、微球菌属为主要类群,代表着北京顺义地区土壤细菌的种类。多样性分析显示,部分施肥土壤的细菌群落多样性指数、均匀度指数和丰度均高于对照,处理间的各土壤细菌群落参数差异较大。温度、降水等环境因子亦能影响土壤细菌群落参数和结构。链霉菌和芽孢杆菌在季节交替过程中一直存在,可能是构成土壤细菌群落的原始种群。