不同品种香蕉种植地土壤微生物多样性及其对土壤理化性质的响应

本研究以广西不同品种香蕉种植地土壤微生物为研究对象,利用扩增子测序技术、Spearman相关性分析、RDA分析等方法对土壤微生物丰度与多样性进行测定分析,阐述了香蕉及种植地土壤理化性质对土壤微生物丰度与多样性的影响。结果表明：香蕉土壤细菌样品OTU总量与真菌样品OTU总量比率大约是2∶1;香蕉枯萎病病原菌所在属Fusarium占属水平丰度5.132%~55.132%;Spearman相关性分析显示Fusarium与土壤理化性质无显著相关;真菌的丰度与多样性比细菌更易受到土壤的理化性质与营养元素的影响,单一土壤理化性质无法显著影响土壤微生物的群落结构和物种组成;土壤真菌在一定程度上体现香蕉品种的抗病性程度。     

黑土区连作大豆根际微生物群落结构的动态变化

为探明长期连作对大豆根际土壤微生物群落结构的影响,基于环境因子相同的黑土区大豆连作长期定位试验,采用实时定量聚合酶链式反应(Quantity-PCR,qPCR)和PCR-DGGE技术,解析大豆根际微生物群落丰度和结构组成在不同连作年限间的动态变化过程。结果表明,连作7年以上处理的细菌群落结构组成和多样性明显低于轮作和连作4年以下处理,由此可以看出,大豆连续种植导致土壤中细菌群落组成的演替,是根际作物-土壤-微生物相互作用缓慢累积的过程,直到连作7年才足以被检测出来。连作大豆根际真菌群落结构多样性分析结果表明,连作2年和连作4年根际真菌群落组成丰富,多样性较高。而连作7年以上和轮作处理的大豆根际真菌群落多样性指数为3. 067 7~3. 071 5,低于连作2年和连作4年处理,同时连作7年处理真菌群落组成与轮作处理相似性较高,由此可以看出大豆连作土壤被称作抑制性土壤的机制所在。     

间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落结构的影响

研究间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落多样性变化规律,为判断胶园间作木薯的可行性提供理论支撑。以橡胶与木薯间作为处理,橡胶单作为对照,采用传统方法和高通量测序技术分析橡胶树根际土壤理化性状及真菌群落结构。结果表明：（1）间作模式下橡胶树根际土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和真菌Shannon指数显著降低,真菌Simpson指数显著提高,pH和Chao1指数虽有降低,但差异未达到显著水平;（2）门分类水平上,2个处理的橡胶树根际土壤真菌群落结构组成相近,共有的3大优势菌门均为Ascomycota、Zygomycota和Basidiomycota。间作木薯降低了橡胶树根际土壤中Zygomycota和Basidiomycota的相对丰度,但提高了Ascomycota相对丰度,达到91.54%;（3）属分类水平上,2个处理中相对丰度比例前10的优势菌属占所有检测出菌属的61.30%~65.59%,间作木薯提高了橡胶根际土壤中Phyllosticta、Gibberella和Lecythophora的相对丰度;（4）土壤碱解N、速效P和速效K含量对橡胶树根际土壤中真菌群落α-多样性产生影响,土壤真菌多样性变化与土壤有机质含量有关。因此,间作木薯增加了植物对土壤矿质营养元素的吸收,导致橡胶树根际土壤肥力下降,进一步降低了橡胶树根际土壤真菌的群落多样性,同时增加了病原真菌的丰度。     

茄科蔬菜轮作对高发枯萎病蕉园土壤可培养微生物的影响

采用盆栽试验结合传统的土壤微生物多样性研究方法,探讨了不同茄科蔬菜轮作对高发枯萎病蕉园土壤中可培养细菌、放线菌、真菌和尖孢镰刀菌数量的影响。结果表明:香蕉连作后,土壤中真菌和尖孢镰刀菌数量显著增加,分别为连作前的16.53和1.92倍;与香蕉连作相比,辣椒和茄子轮作后,土壤中细菌数量分别显著增加了5.02和2.82倍,真菌分别显著降低了96.31%和98.42%,尖孢镰刀菌数量分别显著降低了87.84%和81.36%,但对放线菌数量的变化影响不显著;与香蕉连作相比,辣椒和茄子轮作显著提高了土壤中的放线菌/真菌[Actinomycetes/fungi(A/F)]和细菌/真菌[Bacteria/fungi(B/F)]值,且均显著增加了土壤中具有拮抗香蕉枯萎病病原菌功能的芽孢杆菌和假单胞菌的数量。     

化肥减施对花生根际土壤细菌群落结构和多样性的影响

为研究化肥减施对花生根际土壤微生物的影响,设不同化肥减施梯度试验,采用高通量测序技术分析各处理根际土壤细菌群落结构和多样性。结果表明:对比不施肥处理,习惯施肥处理OTUs、ACE和Chao1指数均明显上升,Simpson指数显著增大,Shannon指数显著减小,两处理间差异显著的细菌门\属(相对丰度排名前10)为8\3个;各减施处理间的群落构成和多样性差异不明显,但菌群丰度均显著高于不施肥处理,多样性与不施肥处理间差异不显著;化肥减施50%(225 kg/hm~2)条件下,根际土壤菌群物种丰度指数最高,多样性指数与不施肥处理差异很小;通过Venn图分析发现,在OTU数量种类方面,减施肥料处理不仅包含习惯施肥和不施肥,并拥有2个代表特有细菌属的独特OTU;相似性分析说明,减施处理的菌群结构和物种组成介于习惯施肥与不施肥处理之间,随减施量的提高,土壤菌群物种组成逐步趋同于不施肥处理。习惯施肥提高了根际土壤菌群丰度但多样性降低,显著改变了门\属水平上的菌群构成,减施化肥在增加菌群丰度的同时维持其原有多样性。化肥减施50%,花生根际土壤细菌群落最丰富,其物种构成和多样性与不施肥土壤类似。     

不同种植方式下大豆田土壤微生物磷脂脂肪酸特征

磷脂脂肪酸方法(PLFA)可较准确地表达土壤微生物的类群及其生物量,是一种快速、重现性好的分析土壤微生物群落结构多样性方法。以中国科学院海伦农业生态试验站定位试验区大豆20年连作、轮作、迎茬和裸地的耕层土壤为对象,采用PLFA方法在大豆盛花期、鼓粒期和成熟期对不同轮作方式下土壤微生物群落结构进行研究。结果表明:20年连作使土壤微生物总磷脂脂肪酸含量有所增加,尤其是在盛花期,20年连作微生物总磷脂脂肪酸(PLFA)含量为10 327μg·g-1,显著高于其它轮作方式,20年轮作和迎茬土壤微生物总磷脂脂肪酸含量在大豆3个生育时期变化并不显著。土壤中真菌、细菌和放线菌PLFA含量与总PLFA含量变化基本一致。但是轮作条件下细菌/真菌磷脂脂肪酸比值显著高于其它轮作方式,说明轮作增加了土壤细菌PLFA含量,降低了真菌PLFA含量。对主要PLFAs进行主成分分析,主成分一(PC1)解释了45.5%的变异,主成分二(PC2)解释了20.6%的变异,而且从主成分得分图上可明显将轮作和迎茬与连作和裸地区分开。结果说明20年连作在一定程度上改变了土壤微生物群落结构,但20年轮作土壤生态系统仍然相对较稳定。     

橡胶树红根病患病与健康植株根际土壤微生物结构及多样性分析

为探究红根病对橡胶树根际土壤微生物多样性的影响,分别以患红根病和健康橡胶树根际土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序,分析了样本间的微生物群落结构和组成差异;同时测定根际土壤理化性质,分析其与土壤微生物群落的相关性。结果表明：患红根病橡胶树根际土壤真菌多样性显著降低,OTU数量和Alpha多样性指数均低于健康橡胶树根际土壤;患病植株根际土壤细菌多样性略高于健康植株根际土壤;患病植株根际土壤中真菌的群落结构发生明显改变,细菌群落结构变化较小;在属水平上,共检测出289类土壤真菌、525类土壤细菌,病原菌Ganoderma在患病植株根际土壤中相对丰度高达31.32%,在健康植株根际土壤中未检测到;有机质、有效磷、速效钾含量和pH在健康植株根际土壤中含量高,碱解氮在患病植株根际土壤中含量高;相关分析结果显示,Ganoderma丰度与土壤有机质含量和pH呈显著负相关。该结果为揭示红根病发生的根际微生态机制及研发红根病综合防控技术提供理论参考。     

氮肥减施对连作芝麻根际土壤细菌群落结构和功能的影响分析

以品种金黄麻为试验材料，利用高通量测序技术，研究在氮肥用量105 kg·hm^-2基础上（RSN4），氮肥减施25%、50%、75%和100%（分别记为RSN3，RSN2，RSN1和RSN0）的条件下，健康与感青枯病两种生长状态对连作芝麻产量和根际土壤细菌群落结构的影响规律，以期为芝麻合理施肥和稳产提供依据。结果表明：氮肥用量减少25%（RSN3）的芝麻产量较RSN4处理未出现明显下降。RSN2的α多样性指标Obs、Shannon和Chao1较RSN4分别高11.53%、3.39%、12.71%，而来自健康株的Shannon指数比感病株高1.61%，且氮肥减施和生长状态处理的交互作用对Shannon指数有显著影响；RSN1处理放线菌门（Actinobacteria）相对丰度较RSN3增加了39.70%，而厚壁菌门（Firmicutes）则下降了30.60%；来自健康植株根际土壤的酸杆菌门（Acidobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）相对丰度较来自患病株的分别高32.42%、155.26%、38.54%，而Firmicutes较感病株下降了47.47%；RSN3的芽孢杆菌属（Bacillus）和马赛菌属（Massilia）相对丰度较RSN2的分别增加119.10%和87.18%，且RSN3的类芽胞杆菌属（Paenibacillus）相对丰度较RSN0、RSN1、RSN2显著增加59.29%~193.42%。来自健康株根际土壤细菌中的假丝酵母（Candidatus_Solibacter）和unidentified_Nostocales的相对丰度较患病株高43.68%和235.90%，而来自感病株根际土壤细菌中4种菌属（Bacillus、Massilia、Ramlibacter、Paenibacillus）的相对丰度较健康株的显著增加64.63%~106.67%；来自健康株根际土壤细菌功能碳水化合物代谢的相对丰度较来自患病株增加0.94%，而来自健康株根际土壤细菌功能膜运输的相对丰度较来自感病株的降低了2.37%；RSN3处理的根际土壤细菌功能辅助因子和维生素的代谢和核苷酸代谢的相对丰度较RSN0处理分别增加1.78%和3.63%（P < 0.05），而翻译、脂质代谢、折叠、分类和降级的相对丰度分别下降了4.58%、4.52%、7.74%（P < 0.05）。三个主要环境因子pH、速效钾、有效锌对细菌群落变化的贡献分别为3.91%、5.93%、6.94%。总之，适当减氮（减少25%）对连作芝麻产量影响较小，同时能够改善根际土壤细菌群落结构和功能，有利于红壤旱地连作芝麻健康生长。     

胡椒连作对土壤微生物群落功能多样性与群落结构的影响

连作障碍严重威胁中国胡椒优势种植区可持续发展,而土壤微生物多样性下降、群落结构失衡是连作障碍形成的重要原因之一。为了探明胡椒连作障碍与微生物多样性及群落结构变化之间的关系,揭示胡椒连作障碍形成的微生物机理,本文采用BIOLOG微平板法研究了海南万宁8、18和28 a 3种不同种植年限胡椒园土壤微生物群落功能多样性和群落结构变化。结果表明:随种植年限增加,不同园块之间稳定并达到最大的平均吸光度值(AWCD)呈明显下降趋势;香农指数、香农均匀度等多样性指数亦随种植年限增加呈显著下降趋势,而辛普森优势度指数无显著性差异;微生物群落结构随着年限增加出现了2次明显变化,第1次群落结构变化发生在8~18 a阶段,主要与酚酸类和多聚物类碳源利用微生物大幅减少有关,第2次则发生在18~28 a阶段,与碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类和胺类相关利用微生物减少有关。因此,胡椒连作显著降低了土壤中微生物多样性,改变了微生物群落结构,是胡椒连作障碍形成的重要原因之一。     

氧化钙、哈茨木霉及三种杀菌剂对花生苗期根际土壤微生物的影响

为探究氧化钙(生石灰)、哈茨木霉(生物拮抗剂)及三种不同类型化学杀菌剂对花生根际土壤微生物的影响，在大田试验条件下，以当地主栽花生品种湘花2008为材料，利用16S rRNA、ITS高通量测序技术和生物信息学分析方法，分析了氧化钙基施、哈茨木霉拌种及常用的三种化学杀菌剂(甲基硫菌灵、噻呋酰胺、咯菌腈)拌种对花生苗期根际土壤微生物多样性及群落结构影响的差异。结果表明：(1)氧化钙基施和哈茨木霉拌种处理，特有的根际土壤细菌和真菌OTU数目远多于三种化学杀菌剂拌种处理。(2) Shannon指数、ACE指数分析表明，氧化钙和哈茨木霉处理明显提高细菌多样性和微生物丰富度，而三种化学杀菌剂处理的微生物多样性降低。(3)各处理优势细菌的门与属相对丰度比较，氧化钙处理蓝藻细菌门和硝化螺旋菌属丰度降低，绿弯菌门、芽单胞菌门、粘球菌门、拟杆菌门、芽单胞菌属丰度明显增加；哈茨木霉处理变形菌门和蓝藻细菌门丰度降低，拟杆菌门丰度增加；三种化学杀菌剂处理下拟杆菌门和蓝藻细菌门丰度明显大于其他处理。优势真菌的门与属相对丰度比较，氧化钙和哈茨木霉处理均降低了子囊菌门的丰度，其中氧化钙处理的被孢霉门、梳霉门、火丝菌属...     

百香果连作对土壤细菌群落结构的影响

细菌群落在土壤健康和植物的生长中起着重要作用,而作物的连作对其有着显著的影响。为探明百香果连作对土壤细菌群落结构和多样性的影响,本研究以种植‘台农1号’百香果1年（TF）、2年（TS）、3年（TT）、4年（TFo）及0年（撂荒地,TZ）的土壤为材料,利用Illumina高通量测序技术对不同种植年限土壤细菌群落结构及多样性开展分析研究。结果表明,所有土壤样本共检测出2418个OTUs,分属28门、70纲、170目、269科、465属、963种,其中变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是主要的优势菌门,细菌群落的丰富度和多样性指数随连作年限的增加表现为先增加后降低。分析发现,百香果连作对土壤细菌群落结构有显著影响,其中绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）和芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度随连作年限的增加而显著升高,研究结果可为百香果连作障碍发生机制的进一步研究提供依据。     

河西绿洲灌区连作玉米根际土壤真菌群落结构特征

为探究连作对玉米根际土壤真菌群落特征的影响，采用高通量测序技术分析轮作1年和连作5年、11年、25年和50年的玉米根际土壤真菌菌群落结构特征。结果表明，子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和担子菌门(Basidiomycota)4个门为真菌优势类群，占所有真菌的90%左右。在属分类水平下镰孢菌属(Fusarium)在连作11年的玉米根际土壤中丰度最高，为56%；在连作5年的玉米根际土壤中丰度最低，为6%。不同连作年限下玉米根际土壤中的主要功能真菌依次为植物病原/腐生/共生过渡型菌(Pathogen-Saprotroph-Symbiotroph)、腐生/共生过渡型菌(Saprotroph-Symbiotroph)、植物病原菌/腐生菌过渡型(Pathotroph-Saprotroph)、腐生菌(Saprotrophs)、共生菌(Symbiotroph)、植物病原菌(Pathotroph)和植物病原菌/腐生菌过渡型(Pathotroph-Saprotroph)，连作50年的玉米根际土壤中的功能真菌丰度最低，连作5年的根际土壤中功能真菌丰度最高。     

浸种剂对水稻种子微生物群落结构的影响

以常规粳稻秀水134为材料,设置清水浸种（CK）和咪酰胺浸种（Soak）两个处理,采用16S rRNA扩增子测序和分离培养等方法,研究浸种剂咪酰胺对水稻种子微生物群落结构的影响。结果表明,与CK相比,Soak处理水稻种子表面真菌数目显著减少,而对水稻种子内细菌群落多样性和组成,包括细菌群落Shannon 指数、Chao1 指数、Observed OTUs、β多样性以及优势菌群相对丰度没有显著影响。可见,在农业生产中,咪酰胺浸种作为防治水稻种传病害的措施对种子内生菌群没有显著影响。     

稻蟹共作田不同生育期水稻根际土壤细菌群落结构和功能分析

为了研究稻蟹共作田不同生育期水稻根际土壤细菌的群落结构组成及功能,利用Illumina 平台Miseq 高通量测序技术对水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的根际土壤细菌进行高通量测序及分析。结果表明,测序共获得的6 637个OTUs,可分为54个门,171个纲,381个目,600个科,1 028个属,2 162个种。4个生育期共有的细菌OTU数目为3 122个,4个生育期中抽穗期的Chao1指数最高,4个生育期间Shannon指数无显著差异。PCA分析显示,拔节期和抽穗期的细菌群落具有一定相似性,但与分蘗期及成熟期有一定差异性。4个生育期的稻田根际土壤细菌优势菌门（相对丰度>10%）有绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteriota）,优势菌属（相对丰度>1%）有31个。PICRUSt分析表明,抽穗期在269条代谢通路的丰度值最高。研究结果说明,根际土壤的细菌群落结构和功能会随着水稻生育期发生相应的变化,其中抽穗期的细菌物种数目最多且代谢功能最强。     

土壤微生物群落对连作种植制度的响应

利用高通量测序技术研究玉米和大豆连作对土壤微生物群落的影响.结果 表明,与休闲地块相比,连作降低了真菌丰度和真菌物种多样性.大豆连作显著增加了子囊菌(Ascomycota)、孢霉菌(Mortierellomycota)的相对丰度,降低了担子菌(Basidiomycota)、球囊菌(Glomeromycota)的相对丰度...     

生物炭对酸化茶园土壤性状和真菌群落结构的影响

为探讨生物炭长期施用对酸化茶园土壤改良和真菌群落结构的影响,分析了按生物炭用量0、2.5、5、10、20、40 t·hm^-2施用5年后的茶园土壤性状和真菌群落结构变化。结果表明,施用生物炭5年后的茶园土壤pH提高了0.16~1.11,可溶性有机碳含量提高了52.6%~92.3%,而铵态氮和硝态氮含量以10 t·hm^-2处理最高。施用生物炭5年后的土壤性质变化,进一步影响了真菌群落结构,表现为Chao指数、ACE指数和Shannon指数随生物炭用量增加呈先增加后降低的趋势;提高生物炭施用量对茶园土壤次要作用的真菌（LDA值<3.50）丰度的增加效果高于优势真菌（LDA值>3.50）的效果,其中被孢霉属、木霉属、毛壳菌属的相对丰度增加,黑盘孢属的相对丰度降低。     

生物有机肥和EM菌剂对菜园连作土壤微生物的影响

采用盆栽试验，连续种植3批菜心，研究生物有机肥和EM菌剂对连作9 a和6 a的菜园土壤微生物群落结构和功能多样性的影响。结果表明：与化肥处理相比，施用生物有机肥能够提高连作土壤中细菌、放线菌、丛枝菌根真菌和革兰氏阴性细菌(G-)的相对含量及G-/G+(革兰氏阴性细菌/革兰氏阳性细菌)比值，并降低土壤真菌的相对含量；随着种植批次的增加，土壤中G-、G+含量降低，G-/G+比值上升，生物有机肥和EM菌剂配施化肥处理G-含量普遍高于化肥处理；与化肥处理相比，施用生物有机肥土壤微生物AWCD值、Simpson指数、McIntosh指数均提高，土壤微生物活性、多样性和均一度提高。     

大豆连、轮作土壤微生物生态分布与大豆孢囊线虫群体动态的研究

连作与轮作大生各生育期土壤微生物生态分布和大豆孢囊线虫群体动态的研究结果表明,无论上壤微生物总数或大豆根表微生物总数的动态变化,均以细菌数量占绝对优势,其次是放线菌。真菌最少。根表微生物总数大于土壤微生物总数的几十倍到100多倍。大豆各生育期微生物总数以开花期为最多,其次是成熟期.再次是分枝期。根瘤密度和大豆孢囊密度以成熟期为最大,其次是开花期,分枝期最小。微生物总数和根瘤密度,轮作区高于连作区。孢囊密度则相反,连作区高于轮作区。值得注意的是,真菌数量动态变化与孢囊密度动态变化是一致的.其次序是分枝期<开花期<成熟期。这种吻合可能有着内在的联系,有待进一步研究。     

宁夏引黄灌区麦稻水旱轮作二熟制双免耕的土壤培肥效应

为评价麦稻水旱轮作二熟制双免耕的土壤培肥作用,采用常规测定法、比重计法、Biology-ECO法分别对参试的土壤养分、质地、微生物功能多样性等进行检测.结果表明,与传统耕作相比,连续4年冬小麦水稻全免耕轮作后,0～40 cm土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷含量分别增加11,9％、17.1％、9.2％、26.5％、19.1％,全钾、速效钾含量分别减少0.9％、10.2％,0～20 cm土层的土壤粘粒、砂粒比例明显增加,粉粒比例明显减少.免耕冬小麦成熟期的土壤微生物功能多样性代谢活性显著高于传统耕作.0～20和20～40 cm土壤层次内反映微生物功能多样性的4种指数(Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、丰富度和Simpson优势度指数)在冬小麦整个生长季节中的变化趋于一致,即在分蘖期和拔节期传统耕作高于连续4年免耕处理,在灌浆期和成熟期连续4年免耕处理高于传统耕作处理.连续4年免耕0～40 cm土壤肥力明显优于连续3年双免耕的肥力.免耕对提高土壤肥力,尤其是对促进冬小麦中、后期生长有利.