玉米与马铃薯间作对根际微生物群落结构和多样性的影响

设置3个种植处理(玉米单作、马铃薯单作和玉米马铃薯间作),通过田间试验和盆栽试验,采用Biolog技术分析了玉米马铃薯根际微生物的群落结构和功能多样性的变化情况。结果表明,与单作相比,间作处理使玉米和马铃薯根际微生物对31种碳源的平均利用率(AWCD)分别增加17.36%、7.38%和3.76%、32.21%,其中间作马铃薯的AWCD值最高,单作玉米最低。间作玉米和间作马铃薯根际微生物群落的Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)均高于单作,但在间作和单作之间差异不显著。根际微生物对6类碳源的利用强度以糖类、羧酸类和氨基酸最高,并存在一定的差异。主成分和聚类分析表明,玉米与马铃薯间作改变了根际微生物的群落组成,糖类、羧酸类和氨基酸类碳源是区分单间作处理差异的敏感碳源。说明玉米马铃薯间作改变了根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落功能多样性。     

茶与大豆间作对土壤微生物群落代谢功能多样性的影响

探究茶与大豆间作条件下根系土壤微生物群落代谢功能多样性的变化特征,有助于进一步了解茶园间作生态系统高产优质的机制.通过田间试验,设置茶树单作、大豆单作和茶树/大豆间作3种种植模式,运用Biolog技术分析土壤微生物群落代谢功能多样性的变化.结果表明,与单作模式相比,茶-大豆间作提高了土壤微生物群落的碳源平均利用率(AWCD),在120 h分别显著提高了11.52％,12.99％.茶-大豆间作提高了土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类及胺类等4类碳源的利用强度,并且提高了土壤微生物多样性指数.主成分分析表明,茶树与大豆间作主要通过改变土壤微生物群落对糖类、羧酸类碳源利用的模式来改善土壤微生物群落的代谢多样性.本试验条件下,茶与大豆间作改变了根际微生物的群落组成,改善了根际微生物群落功能多样性.     

转双价基因(Bt+CpTI)棉种植对根际土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究转基因棉花种植对其根际土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog方法对不同生育期转双价(Bt+CpTI)基因棉SGK321及其亲本常规棉‘石远321’根际土壤微生物的单一碳源利用水平进行比较分析。结果表明,苗期、蕾期转双价棉土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)显著高于常规棉,而花铃期、吐絮期显著低于常规棉。2种棉花根际土壤微生物群落丰富度指数(H)和优势度指数(D)随棉花生长时期的不同而有所不同,均匀度指数(E)4个时期转双价棉与亲本常规棉间无显著差异。主成分分析结果表明,转双价棉苗期、花铃期与常规棉苗期、蕾期土壤微生物群落碳源利用类型相似,转双价棉蕾期与常规棉花铃期土壤微生物碳源利用类型相似。对不同碳源的分析结果表明土壤微生物利用的主要碳源为：糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类。     

绿肥套作对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响

以Biolog技术研究了套作绿肥对植烟土壤微生物群落功能多样性的影响,为绿肥与烟草套作栽培模式的应用提供理论依据,结果表明:团棵期和成熟期表征土壤微生物碳代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)均为套作草木犀套作黑麦草对照,说明套作绿肥对土壤微生物利用碳源的能力影响显著。土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为套作草木犀套作黑麦草对照,且套作草木犀的土壤微生物均匀度指数、Simpson指数和优势度指数均为最大值,说明套作绿肥影响了植烟土壤的微生物群落结构,提高了植烟土壤微生物群落多样性。不同碳源的代谢强度分析表明,不同绿肥及不同生长时期土壤微生物对氨基酸类、羧酸类和糖类的利用程度明显高于氨/胺类、其他化合物类和聚合物类碳源。主成分分析表明,套作绿肥及不同生长期植烟土壤的微生物群落功能多样性具有明显的差异,糖类、其他化合物类和羧酸类对微生物碳代谢差异起主要作用。套作绿肥增强了土壤微生物对碳源的利用能力,提高了植烟土壤的微生物群落结构和群落功能多样性,并且套作草木犀的效果更为明显。     

甘薯轮作与间作对根际土壤微生物群落的影响

为揭示土壤微生物群落对甘薯不同种植制度的响应机制,通过田间定位试验,设置甘薯连作、甘薯–小麦轮作、甘薯–玉米间作3个处理,采用磷脂脂肪酸（PLFA）和生态板（BIOLOG ECO）技术手段,研究了轮作与间作对甘薯根际土壤微生物群落结构、碳源利用能力的影响。结果表明,与甘薯连作处理相比,轮作与间作改变了土壤微生物主要类别的PLFA生物量,甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作处理的细菌含量分别显著（P<0.05）增加21.82%和38.77%,放线菌含量分别显著增加6.98%和12.77%,革兰氏阳性菌生物量分别显著增加28.60%和63.44%,革兰氏阴性菌生物量分别显著增加18.21%和22.29%,真菌含量分别显著降低16.60%和13.03%;随着培养时间的延长,甘薯–玉米间作处理的平均颜色变化率（AWCD值）显著高于其他2个处理,甘薯–玉米间作处理对羧酸类化合物、多聚化合物、碳水化合物、氨基酸化合物和胺类化合物的利用能力较甘薯连作处理分别显著增加17.28%、14.67%、54.17%、36.62%和20.00%;冗余分析（RDA）结果表明,土壤微生物群落结构及功能多样性的变化受多种因素共同影响,土壤速效钾和全氮为主要驱动因子;甘薯–小麦轮作与甘薯–玉米间作在一定程度上均可优化土壤微生物群落结构,提升微生物功能多样性,其中甘薯–玉米间作处理效果较好。     

不同施肥处理对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响

根际土壤微生物在调控土壤根际环境和养分转化中发挥着重要的作用。高粱已被广泛用作饲料且耐瘠薄性较强,探明根际微生物对不同养分的生态响应,可为不同土壤养分条件下高粱的养分管理提供理论依据。以高粱/玉米轮作的长期定位大田试验为基础,结合人工温室的盆栽试验,采用BIOLOG微平板法研究了NPK、PK、NK、NP、CK(无肥处理) 5种长期不同施肥条件对高粱根际土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,大田试验与盆栽试验的结果一致,PK处理提高了根际微生物的代谢活性,提高了微生物对氨基酸类、羧酸类、胺类、糖类和聚合物的利用,降低了对双亲化合物的利用,其多样性指数、丰富度指数和Simpson(优势度指数)均高于其他处理; NK和NP处理对根际微生物功能多样性的影响不显著,但NK处理降低了培养后期根际微生物代谢活性; CK处理显著降低了根际微生物对碳源的利用能力,其多样性指数、丰富度指数和优势度指数均低于其他处理,均匀度指数高于其他处理。主成分分析表明,大田试验中,NPK和NP处理根际土壤微生物碳源利用能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著;盆栽试验中施氮处理NPK、NK和NP利用碳源能力和类型差异不显著,其余处理间差异显著。综上所述,施肥有利于改善土壤微生物特性。高粱根际微生物对氮、磷、钾胁迫的响应不同,氮胁迫时,微生物活性的增强可能是高粱耐氮的原因。     

不同施肥措施对酸性植烟土壤酶活性及微生物的影响

通过田间试验,研究了烟农施肥(CK1)、钙镁磷肥(CK2)、熟石灰(SSH)、源天有机肥(YT)和腐熟农家肥(FS)对烟草土壤pH、酶活性、微生物数量和群落结构及其代谢的影响。结果表明:土壤pH的表现为FSYTSSHCK2CK1,不同施肥管理对土壤酶活性、烤烟根际土壤细菌、放线菌和微生物总量的影响总体表现为FS、YT处理最高,再次为SSH和CK2处理,CK1处理最低,真菌则变化相反且各个处理与对照有显著差异(P0.05)。Biolog微平板法测定结果表明,各个处理均比对照提高了土壤微生物的平均每孔颜色变化率,增加了物种多样性、丰富度和均匀度,改变了微生物对6大类碳源的相对利用率,微生物对氨基酸类、羧酸类、糖类碳源的相对利用率提高同时却降低了微生物对聚合物类碳源的相对利用能力;主成分分析表明,对土壤微生物起分异作用的碳源种类主要是糖类、氨基酸类和羧酸类。综合来说与烟农施肥相比,4个处理均有较好的效果,FS、YT处理的效果最好。     

不同肥料种类对连作烟草根际土壤微生物功能多样性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,施用不同肥料, 调查施肥后的土壤对连作烟草作物的生长、土壤微生物功能多样性的影响及其对土壤化感自毒的调节作用。结果表明,烟草根际土壤化感自毒潜力以施用常规复合肥最大,施用农家肥最小。基于Biolog平板法的微生物功能多样性研究表明,施用常规复合肥利于氨基酸类、胺类物质为碳源的微生物生长;施用有机肥利于羧酸类物质为碳源的微生物生长;而施用农家肥则利于糖类、脂肪酸、酚酸类物质为碳源的微生物生长。土壤微生物利用单一碳源的主成分分析结果表明,与碳源利用相关的主成分1、主成分2可分别解释变量方差的74.37%和25.63%。在主成分分离中有主要贡献的是糖类、脂肪酸类、酚酸类碳源。相关性分析结果显示,烟草土壤的化感自毒潜力与以糖类和酚酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著正相关,而与以脂肪酸类物质为碳源的微生物AWCD值呈显著负相关。此外,农家肥施用最利于微生物生长,有机肥次之,常规复合肥最差。     

草木灰对烤烟根际土壤微生物群落结构及代谢功能多样性的影响

施用草木灰旨在改善土壤微生物群落结构，减少由土壤自身衰退而引发的土传病害，更好的维持土壤生态系统的平衡。通过田间小区试验，采用平板培养法和BIOLOG技术研究施用草木灰对烤烟根际土壤微生物数量和功能多样性的影响。研究结果表明：施用草木灰显著增加了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量(P＜0.05)，真菌数量虽略有降低但差异并不明显；移栽后35、55、75天的3个时间段均有一致规律。同时，上述3个时间段烤烟根际微生物群落碳源利用率(AWCD)和对6类碳源的利用程度也以施用草木灰处理显著高于对照。施用草木灰后，烟株各时期根际土壤微生物群落Shannon 指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)(P＜0.05)均有所提高，其中移栽后35天时差异显著。根际微生物群落的PCA分析表明，增施草木灰处理和对照在主成分坐标体系中差异十分明显，草木灰处理集中在第1主成分正方向，而未施用的对照则集中在第1主成分负方向，表明土壤微生物功能多样性差异显著。上述说明增施草木灰在改善烟株根际土壤微生物群落结构及功能多样性方面有明显效果。     

草木灰对烤烟根际土壤微生物群落结构及功能多样性的影响

施用草木灰旨在改善土壤微生物群落结构,减少由土壤自身衰退而引发的土传病害,更好的维持土壤生态系统的平衡。通过田间小区试验,采用平板培养法和BIOLOG技术研究施用草木灰对烤烟根际土壤微生物数量和功能多样性的影响。研究结果表明:施用草木灰显著增加了烤烟根际细菌、放线菌和微生物总量(P0.05),真菌数量虽略有降低但差异并不明显;移栽后35、55、75天的3个时间段均有一致规律。同时,上述3个时间段烤烟根际微生物群落碳源利用率(AWCD)和对6类碳源的利用程度也以施用草木灰处理显著高于对照。施用草木灰后,烟株各时期根际土壤微生物群落Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(E)、丰富度指数(S)(P0.05)均有所提高,其中移栽后35天时差异显著。根际微生物群落的PCA分析表明,增施草木灰处理和对照在主成分坐标体系中差异十分明显,草木灰处理集中在第1主成分正方向,而未施用的对照则集中在第1主成分负方向,表明土壤微生物功能多样性差异显著。上述说明增施草木灰在改善烟株根际土壤微生物群落结构及功能多样性方面有明显效果。     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。     

玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应

研究西南地区玉米主要2种套作模式下氮素吸收利用差异及氮肥调控效应, 为氮素高效利用提供科学依据。在四川2个玉米主产区, 通过连续4年的大田试验, 对比研究了玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异和不同供氮水平对玉米氮素吸收的调控效应。结果表明, 玉/豆模式下玉米收获期植株中的氮素积累2个试验点平均较玉/薯模式增加7.11%, 氮收获指数增加2.00%左右, 氮素吸收效率增加7.83%, 成熟期籽粒中氮素的分配比例增加1.76%, 而叶、茎鞘中氮素的分配比例分别减少5.85%和2.75%。分带轮作后, 由于不同前茬对土壤养分影响不同, 再加上套作优势, 玉/豆模式下玉米在生长前期就表现出明显的优势, 到收获期植株氮素积累2个试验点平均较玉/薯增加11.85%, 氮素吸收效率增加11.84%。在玉米氮素积累关键时期, 玉/豆模式在低氮处理下玉米植株氮素的积累量显著高于玉/薯模式相同施氮处理, 而在高氮处理下2种模式间差异不大或者表现相反, 氮肥偏生产力、氮素农艺效率和氮肥利用率也有相似的结果; 玉/豆模式在180 kg hm^-2施氮量下较其他处理显著提高了玉米氮素农学利用率、氮素吸收利用率和籽粒中氮素的分配量, 玉/薯模式下玉米氮素农学利用率和氮肥利用效率, 在180~270 kg hm^-2施氮量处理下较高; 花后氮素同化量玉/豆模式显著高于玉/薯; 2种模式均以施纯氮180~270 kg hm^-2处理有利于氮素转运和花后氮素同化量积累。     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对根际土壤细菌群落多样性及植株氮素吸收的影响

为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦–大豆(A1)、小麦–甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明,与A1、A2、A3及A5相比,A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数(H′)。处理间的吸氮量与H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口,以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别,且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低,群落相似度系数(Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间;A4与A5间的Cs相对较小,二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性,增强植株对氮素的吸收能力。     

间作韭菜模式下番木瓜根区微生物群落变化特征

利用韭菜生境能释放挥发性物质,抑制根区病原真菌作用效果,研究间作韭菜模式下番木瓜根区微生物群落变化特征。在不同的间作时间提取土壤微生物DNA,应用Illumina Miseq高通量测序技术分析根区土壤微生物多样性。结果表明：（1）根区土壤细菌归属于27门64纲146目272科437属,酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)为优势菌,分别占比18.15%、22.33%、19.11%和25.53%,占全部细菌组成的85.12%;其中随着间作韭菜时间的推移,变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)的优势表现明显。（2）根区土壤真菌归属于7门24纲64目126科239属,子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势菌,所占比例分别为93.71%、3.94%和1.18%,占全部细菌组成的98.83%,其中子囊菌门占主导地位。（3）在细菌属水平,间作韭菜30、60、120天...     

南疆枣树￣棉花间作对土壤微生物区系及代谢熵的影响

通过大田试验和实验室测定,研究南疆枣树-棉花间作对土壤微生物性状的影响。在阿克苏地区阿瓦提县巴格托拉克乡采集枣树￣棉花间作、纯枣林及单作棉田土样,测定比较细菌、放线菌和真菌三大类群微生物及氮素生理群菌群数量、微生物代谢熵的变化特征。结果表明,不同种植模式土壤微生物数量分布有明显差异。枣树￣棉花间作土壤细菌、放线菌、真菌和微生物总数总体呈现出显著低于单作棉田,降低幅度最大的位点在西侧冠下区(W80);较纯枣林增加,增加幅度最大的是东侧冠下区(E80)。枣树-棉花间作系统比单作棉田土壤氨化细菌、硝化细菌数量有较大提高,反硝化细菌数量明显下降,氨化细菌、反硝化细菌相比纯枣林均为增加。间作系统内在枣树行的东、西两侧冠下区与近冠区及L1(0~20 cm)、L2(20~40 cm)及L3(40~60 cm)各层次土壤中的微生物数量都呈现出较大差异,具有明显的水平和垂直方向空间变异性。不同种植模式下土壤微生物代谢熵(q CO2)依次为纯枣林枣树￣棉花间作单作棉花。不同种植模式下土壤微生物Shannon多样性、均匀度指数与微生物数量具有相似的变化特性。相关性分析表明,有机碳、全氮、碱解氮含量及p H与微生物多样性呈极显著正相关(P0.01),与代谢熵则呈极显著负相关。研究结果证明,微生物群落多样性及代谢熵对间作种植模式响应灵敏,反映出枣树和棉花间作系统地下部分存在明显的竞争作用,影响土壤微生物的群落。     

石灰性土壤上玉米/花生间作对花生根系形态变化和生理反应的影响

应用盆栽试验研究了石灰性土壤上玉米与花生间作对花生铁营养的影响,结果表明,间作显著地改善了花生的铁营养状况。进一步研究发现这种改善作用与间作对花生根系形态和生理活性所产生的影响密切相关。间作不仅增加了花生的侧根数目、侧根长度、根毛数量,而且促使花生表皮形成丰富的转移细胞和根质膜还原Ｆｅ（Ⅲ）能力的提高;同时间作花生根际微生物数量少于单作花生,可能减少了对玉米根系分泌的植物铁载体（ＰＳ）和根表粘液层     

不同施肥对农田土壤微生物功能多样性的影响

为了研究华北农区施肥管理对农田（玉米-小麦轮作）土壤微生物群落功能多样性的影响。应用Biolog-ECO技术,借助中国农业科学院武清农田生态系统野外观测站,对农田（玉米-小麦轮作）土壤微生物群落功能多样性进行研究。结果表明：（1）单施有机肥(A1)土壤微生物对碳源利用率明显高于对照不施肥(A0)处理。（2）单施有机肥土壤微生物群落丰富度(H)和优势度指数(D)分别为2.413和0.902,显著高于推荐施肥(A2)与不施肥处理;均匀度指数(E)在推荐施肥处理下最高,显著高于单施化肥处理(A4)与其他处理间无显著差异。（3）主成分分析结果表明,推荐施肥与习惯施肥处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,单施有机肥和单施化肥处理下土壤微生物碳源利用方式独特。糖类、氨基酸类和代谢中间产物及次生代谢物为土壤微生物主要利用的碳源。总之,有机肥的添加有利于提高土壤微生物代谢活性和土壤微生物群落功能多样性。