长期不同种植制度下植烟土壤细菌群落特征差异分析

为探讨长期不同烟草种植制度对土壤微生态环境的影响特征及各因子间的内在关系,在长期定位试验点分别收集撂荒地(AL)、烤烟连作(CC)、烤烟-玉米轮作(CR)的土壤样品,通过16S rRNA高通量测序技术,分析不同种植制度下土壤细菌群落和其他土壤环境因子特征及关系。结果表明,CC显著提高土壤中速效磷、速效钾含量及其过氧化氢酶活性(P<0.05),且分别较AL增加55.21 mg/kg、108.06 mg/kg和4.36 μmol/g。不同种植制度下土壤细菌群落在门水平上组成相似,但在属水平上存在显著差异,其中以CC土壤中相对丰度最高的假节杆菌属(Pseudarthrobacter)和CR土壤中相对丰度最高的赭黄嗜盐囊属(Haliangium)差异最大,丰度分别高出AL 3.99%和0.90%;CC和CR提高了植烟土壤细菌群的丰度和多样性以及OTU数量,且以CR最为显著(P<0.05)。LEfSe差异分析表明,不同种植制度土壤的优势菌群组成上存在显著差异(P<0.05),其中CC、CR土壤中的主要优势细菌分别为假节杆菌属(Pseudarthrobacter)和赭黄嗜盐囊属(Haliangium)。RDA分析和Pearson相关性分析表明,优势菌群与差异微环境因子间存在较强的相关性,以土壤过氧化氢酶活性、速效钾含量对细菌群落分布影响最大,均与假节杆菌属(Pseudarthrobacter)的相对丰度呈显著正相关(P<0.05),与赭黄嗜盐囊属(Haliangium)的相对丰度呈显著负相关(P<0.05)。由此可见,不同种植制度会导致土壤微生态环境发生显著变化,长期连作会导致植烟土壤速效钾含量显著富集,土壤过氧化氢酶活性显著升高,有益细菌生长受到抑制,土壤细菌群落结构的稳定性受到破坏,进而影响土壤微生态环境的平衡。     

连作对云南典型烟区植烟土壤细菌群落多样性的影响

为阐明连作对植烟土壤细菌群落的影响,采用MiSeq高通量测序技术对云南省曲靖市、红河州、文山州3个典型烟区连作0、2、4、8年及以上的烟田土壤细菌进行16S rDNA V3～V4区域测序,并结合土壤化学指标分析连作对烟田土壤细菌群落结构的影响.结果 表明:随连作年限的延长,土壤特有细菌数、细菌群落丰度和多样性在曲靖烟区整体呈递增趋势,红河烟区呈递减趋势,文山烟区特有细菌数呈先下降后上升趋势,细菌群落丰度及多样性则呈递增趋势.在门水平上,3个生态产区连作土壤所获得的有效序列涵盖了94.32％～99.31％的细菌类群,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Protecobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)是主要的优势类群(相对丰度>4.0％),随连作年限的延长,不同生态区优势菌门相对丰度和多样性存在时间和空间异质性.连作植烟土壤pH值、速效钾、有机质、有效磷含量与细菌群落分布显著相关.研究表明,随着连作年限的延长,土壤细菌群落发生不同程度的结构性变化,在连作烟田土壤改良时加强土壤pH值和有效磷含量调控是关键.研究结果为云南典型烟区通过构建差异化的土壤微生物区系和理化环境以消减连作障碍提供了理论依据.     

连作、轮作对谷子根际细菌群落结构的影响

为探明谷子连作与轮作对土壤细菌群落组成的影响,利用高通量测序技术,结合土壤理化性质及酶活性,比较分析了撂荒地、玉米-谷子轮作、谷子连作2、3 a和5 a土壤细菌群落组成多样性。结果表明：谷子连作与轮作土壤均为碱性,pH为8.26~8.49,碱解氮、有机质、脲酶活性表现为轮作地最高,连作2 a开始降低,连作3 a达最低值,连作5 a又开始回升,速效钾、多酚氧化酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性均是连作土壤高于轮作土壤。谷子连作与轮作土壤细菌在门水平上群落组成比较固定,但不同物种的丰度差异较大;菌群分析发现放线菌门、变形菌门以及酸杆菌门是谷子根际土壤优势菌群;菌群相对丰度在轮作土壤中高于连作土壤的有：变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门以及硝化螺旋菌门,低于连作土壤的有己科河菌门和绿弯菌门;Alpha多样性分析显示各组间菌群差异不显著,Beta多样性分析则显示连作、玉米-谷子轮作地和撂荒地土壤菌群分布差异较大;冗余分析（RDA）表明鞘氨醇单胞菌与pH、有效磷、碱解氮和有机质呈正相关,类诺卡氏菌与pH、有效磷、碱解氮、有机质、脲酶和过氧化氢酶呈正相关,轮作、连作、撂荒地组间根际土壤优势菌存在差异,LEfSe分析确定了谷子根际土壤特定标志物,其中轮作地的优势菌群为鞘氨醇单胞菌和类诺卡氏菌,3 a连作地的优势菌群为土壤红杆菌。综上所述,谷子连作土壤与轮作土壤相比,细菌的ASVs丰度减少,细菌群落分布差异较大;随着谷子连作年限增加,土壤养分呈先下降后上升趋势。     

烤烟连作条件下土壤微生物群落结构变化及驱动因素分析

为探究不同连作条件下烤烟土壤微生物群落结构变化特征及驱动因素,对秦岭腹地商洛地区连作Y1（烤烟种植1 a）、Y2（烤烟连作3 a）、Y3（烤烟连作5 a）和Y4（烤烟连作7 a）4种不同年份的植烟土壤进行了微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物多样性、群落结构变化及驱动因素的分析。结果显示：植烟土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比随着种植年限的增加而减少,下降幅度分别为37.16%、20.40%和21.10%。土壤中细菌丰富度和多样性显著减少,其优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门和厚壁菌门,其相对丰度总和占比在80%及以上。在土壤中真菌丰富度显著增加,其优势菌门为子囊菌门、担子菌门和毛霉菌门,其相对丰度总和占比在90%及以上。在Y4连作条件下,土壤有益微生物门水平上相对丰度减少,如厚壁菌门和脱硫菌门,致病微生物门水平上相对丰度增加,如毛霉菌门和壶菌门。长期连作会导致土壤有益微生物相对丰度减少、致病微生物相对丰度增加、土壤微生物生物量碳氮比下降,进而增加烟株病害风险。因此,建立良好的耕作制度或构建微生物群落是缓解或解决连作烟田微生物群落结构失衡的关键技术途径。     

基于高通量测序的穿心莲连作根际土壤细菌群落多样性分析

目的 研究穿心莲Andrographis paniculata连作对土壤细菌多样性及种群结构的影响。方法 通过16S rRNA 基因高通量测序对连作组(连作5年穿心莲的根际土壤)和对照组(连作5年穿心莲周边相同土质的未耕作自然土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌的丰富度、多样性和群落结构差异。结果 α 多样性指数分析结果显示,连作组土壤中细菌丰富度指数Chao1指数、Observed species指数显著低于对照组(P<0.05),连作组土壤中的多样性指数Shannon指数和Simpson指数均低于对照组,但差异不显著。主坐标分析及分子方差分析进行组间群落结构差异显著性分析结果显示,穿心莲连作显著改变了土壤细菌群落结构(P<0.05)。从2个处理组土壤样品中共检测到2769个可操作分类单元,分属于47门885属,穿心莲连作明显改变了土壤细菌在门和属水平上的结构分布。在门分类水平上,酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和Patescibacteria等11个细菌门是2个处理组的主要细菌类群,连作组土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度较对照组分别增加了21.97%和46.33% (P<0.05),而Patescibacteria较对照组减少了68.99% (P<0.05);在属分类水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化显著(P<0.05),其中连作组土壤中有益生防细菌黄杆菌属Flavobacterium和Haliangium的相对丰度较对照组分别减少了78.40%和54.55%,而植物病原细菌伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较对照组增加了804.17%。结论 穿心莲5年连作降低了土壤细菌丰富度和多样性水平,使土壤微生态系统稳定性降低,同时有益菌相对丰度显著降低,而病原菌相对丰度显著增加造成细菌群落结构改变。上述变化打破了原有的土壤微生态平衡,可能是穿心莲连作障碍的重要原因之一。     

高通量测序揭示铀污染对土壤真菌群落结构的影响

为考察铀污染对土壤真菌群落结构的影响,通过室内实验模拟不同浓度(2、5、10、20、50、100 mg·kg~(-1))铀污染土壤环境,以未处理土样作为空白对照。结合Illumina Mi Seq高通量测序技术和生物信息学分析方法,测定了不同浓度铀处理下土壤真菌的多样性及群落结构。研究结果表明,铀处理对真菌多样性有重要影响,铀浓度为20 mg·kg~(-1)时,真菌多样性最低。在门水平上,主要以Zygomycota为主,其所占比例为33.46%~73.36%;在属水平上,主要以Mortierella为主,其所占比例为33.46%~73.30%。主成分分析结果表明,土壤受到铀胁迫后,其真菌群落结构与对照组有明显差异。利用相关性分析得到10种对铀具有耐性的真菌,分别是Pseudeurotium、Glomus和Cylindrocarpon等。该研究结果可为评估和修复铀污染生态环境提供理论依据。     

Effect of long-term continuous cropping of strawberry on soil bacterial community structure and diversity

Long-term monoculture leads to continuous cropping (CC) problems, which complicate agricultural production, both locally and abroad. This study contrasted the different bacterial community compositions, physicochemical properties and enzyme activities of strawberry soil subjected to CC, CC rhizosphere (CCR), non-CC (NCC) and non-CC rhizosphere (NCCR) treatments. The soil physicochemical properties and enzyme activities were significantly reduced after long-term CC. In addition, five variation trends were observed for the 11 major bacterial genera in the soil. Sphingomonas was the only stable group among all treatments. The proportions of Novosphingobium, Rhodoplanes, Povalibacter, Cellvibrio and Stenotrophobacter decreased after CC. The relative abundances of Pelagibius, Thioprofundum and Allokutzneria increased only in the CC treatment. Nitrospira were more abundant in rhizosphere soil than in non-rhizosphere soil. The relative abundance of Bacillus increased after CC. Redundancy analysis revealed that Bacillus, Pelagibius and Allokutzneria had significant negative correlations with the soil physicochemical properties and enzyme activities. Therefore, these genera may be the key bacteria influenced by the physicochemical properties and enzyme activities altered by replanting. These results indicate that long-term CC of strawberry leads to less favourable rhizosphere soil conditions, which can be understood as a stress-induced response of the bacterial community diversity. Further research is needed to determine how the quality of soil is reduced by the shift in the diversity of the soil bacterial community.     

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。     

The diazotrophic community in oat rhizosphere: effects of legume intercropping and crop growth stage

In this study, the abundance, diversity and structure of the diazotrophic community in oat rhizosphere soil in three cropping systems and at two oat growth stages were investigated using real-time PCR and Illumina MiSeq sequencing. The nifH gene abundance in oat-soybean intercropping (OSO) and oat-mungbean intercropping (OMO) was significantly greater than that in sole oat (O), but the nifH gene abundance significantly decreased at the later stage in all the treatments. Alpha diversity indices in OSO and OMO were higher at the heading stage, but lower at the maturity stage than that in O. Bradyrhizobium and Skermanella were the dominant genera identified in all samples, with an average proportion of 35.8% and 12.4%, respectively. The proportion of dominant genera showed significant differences and varied with cropping system and growth stage. Principal component analysis showed that growth stage had a stronger effect than intercropping on the diazotrophic community structure. However, Mantel test and redundancy analysis showed there was no environmental factor significantly correlated to the diazotrophic community structure. Our results demonstrate that intercropping had a weaker effect than growth stage on the abundance, diversity and structure of the diazotrophic community in oat rhizosphere soil.     

熏蒸灭菌对连作马铃薯生长发育及土壤微生物的影响

采用土壤熏蒸灭菌的方法,分析了连作土壤灭菌对盆栽马铃薯生长发育及根际土壤微生物功能多样性的影响.结果表明：土壤熏蒸灭菌对马铃薯主要光合特征参数影响规律较复杂,连作时间长短对叶片光合能力有显著影响;连作土壤熏蒸灭菌后,马铃薯具有较低的光合强度、蒸腾速率、气孔导度和较高的胞间CO2浓度.熏蒸土壤马铃薯光合作用的影响是由非气孔限制引起,水分因子可能是影响马铃薯叶片气孔导度下降的主要原因.连作提高了植物超氧化物歧化酶（SOD）活性,降低了马铃薯叶片抗坏血酸过氧化物酶（POD）活性.熏蒸灭菌在一定程度上缓解了不利马铃薯生长的环境因素,但马铃薯连作栽培障碍引起的过氧化反应没有完全消除.连作5年、10年土壤熏蒸灭菌提高了Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）;与未灭菌相比,培养96h时AWCD分别提高30.9%～41.6%和2.7%～12.8%.连作土壤微生物对单一碳源底物利用能力一直较高,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高,但持续连作土壤微生物对碳源利用有趋于微生物功能多样性单一的趋势.     

喀斯特峰丛洼地不同森林类型土壤真菌群落结构及影响因素

土壤真菌是生态系统物质循环和能量流动的重要推动者。为探明西南喀斯特峰丛洼地不同森林类型土壤真菌群落结构及影响因素,选择了三个典型森林（灌木林、次生林、原生林）的土壤样品进行真菌ITS高通量测序。结果表明,灌木林和原生林土壤理化性质最为接近,养分含量较高。33个土壤样品中共获得2 013 410条有效序列,9677个OTUs,分属于18个门、59个纲及946个属。三类森林土壤真菌均由子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、未分类真菌（unclassified Fungi）、被孢霉门（Mortierellomycota）和罗兹菌门（Rozellomycota）组成,其中,子囊菌门和担子菌门是三类森林土壤真菌的优势菌门,所占比例近80%。原生林和灌木林α多样性最高,具有最为接近的真菌群落组成和结构。LEfSe分析表明,各森林关键优势真菌类群各不相同,灌木林中的差异种有粪壳菌纲（Sordariomycetes）,散囊菌（Eurotiomycetes、Eurotiales）,丛赤壳科（Nectriaceae）;次生林的差异种主要是伞菌纲（Agaricomycetes）和古根菌纲（Archaeorhizomycetes）;而未分类的伞菌目（unclassified Agaricales）和丝盖伞菌（Inocybaceae、Inocybe）则在原生林起关键作用。相关分析发现土壤真菌与土壤理化因子显著相关且关系十分密切,冗余分析进一步表明土壤的交换性钙离子、镁离子、全钾、温度对真菌群落的分布作用较大,是影响喀斯特森林土壤真菌群落结构和分布的主导因子。     

设施蔬菜连作障碍原因综合分析与防治措施

根据现有的研究报道 ,结合笔者的科研实践 ,综合分析了设施蔬菜连作障碍的原因 ,提出了设施蔬菜连作障碍的防治措施和今后的研究展望。     

烤后健康烟叶和霉烂烟叶真菌群落结构分析

为了解烤后健康烟叶和霉烂烟叶真菌群落多样性,采用Illumina MiSeq测序平台对烤后健康与霉烂烟叶样品上真菌群落的ITS1-ITS2区域PCR扩增片段进行测序并分析。健康烟叶组(MJ)和霉烂烟叶组(MB)2类样品真菌主要为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、接合菌门(Zygomycota)等6个门25纲58目187科260个属的394个真菌分类单元(OTUs)。在属水平上,健康烟叶组(MJ)优势真菌为链格孢属(Alternaria),其次为曲霉属(Aspergillus)、新凸轮孢菌属(Neocamarosporium)、赤霉属(Gibberella)、支顶孢属(Acremonium);霉烂烟叶组(MB)优势真菌为曲霉属(Aspergillus),其次为青霉属(Penicillium)和根霉属(Rhizopus)。Alpha指数表明,健康烟叶组(MJ)真菌群落丰富度与多样性均高于霉烂烟叶组(MB)。71.06%的OTUs归属于8个功能类群,其中腐生菌是主要功能类群,研究结果揭示了烤后健康烟叶和霉烂烟叶真菌群落结构,为制定相应的防治方案提供参考...     

牛粪好氧堆肥中真菌群落组成的动态特征

采用高通量测序技术,探究牛粪堆肥过程中真菌群落时空动态变化、营养型及理化参数对真菌群落结构组成影响。结果表明,牛粪堆肥中未分类子囊菌门(Ascomycota)在升温期相对丰度最高,鬼伞属(Coprinus)和Guehomyces为高温期优势菌群,未分类子囊菌门为降温期优势菌属,未分类散囊菌目(Eurotiales)和Zopfiella为腐熟期优势菌群。在空间层次上,Guehomyces和未分类散囊菌目为上层和中层优势菌群,鬼伞属(Coprinus)和Zopfiella为下层优势菌群。在牛粪堆肥过程中腐生真菌相对丰度逐渐升高,堆肥下层相对丰度高于上、下两层。冗余分析(RDA)表明,含水率和温度对真菌群落结构变化影响显著(P0.05)。牛粪堆肥过程中真菌群落结构组成在不同时期和空间上均存在差异,堆肥内真菌群落多数为腐生营养型,真菌群落结构变化与理化因子相关。     

基于MiSeq分析川中黑山羊瘤胃细菌的多样性及群落结构

采用MiSeq高通量测序技术分析川中黑山羊瘤胃细菌的多样性及菌群结构。选用3只140日龄健康公羊,其平均体质量为(15.53±0.21)kg,饲喂10 d后,于150日龄时采集瘤胃液(样品A),40 d后再次采集瘤胃液(样品F),提取瘤胃液细菌基因组DNA,对细菌16S rDNA序列V4区进行MiSeq测序。结果显示:1)从样品A与样品F中共获得高质量序列338 830条,聚类后得3 400个运算分类单位(OTU);2)样品A的α多样性指数高于样品F的,但其差异无统计学意义;3)门水平上,样品A最高相对丰度为拟杆菌门的(占总序列数的40.87%),其次为厚壁菌门的(27.19%),样品F最高相对丰度为拟杆菌门的(47.12%),其次为变形菌门的(19.99%),再次为厚壁菌门的(18.05%),样品A厚壁菌门的相对丰度极显著高于样品F的(P0.01);4)在属水平上,样品A与样品F的最高相对丰度均为普雷沃氏菌属的(样品A的为25.54%,样品F的为27.67%),样品A中月形单胞菌属、丁酸弧菌属、瘤胃球菌属、琥珀酸弧菌属、琥珀酸菌属等的相对丰度显著高于样品F的(P0.05)。试验结果表明,川中黑山羊瘤胃中相对丰度最高的菌门为拟杆菌门,相对丰度最高的菌属为普雷沃氏菌属,且两瘤胃样品中部分细菌相对丰度间的差异显著。     

木醋液的抑菌活性及其对连作番茄根际土壤微环境生态的影响

为探索木醋液对番茄根际土壤微生态的作用，以番茄为供试材料，连续3 a常规种植于相同田块，设置木醋液稀释300倍（A）、稀释600倍（B）、稀释900倍（C）处理，以无菌去离子水为对照（CK），探究不同稀释度木醋液的抑菌活性及其对连作番茄植株根系生长、根际土壤细菌和真菌群落结构的影响。结果显示：不同稀释度木醋液对青枯病菌和枯萎病菌均具有显著的抑制作用；3种稀释度的木醋液中，稀释600倍的木醋液浇灌不仅有利于连作番茄根系的生长，而且有助于提高番茄连作根际土壤细菌和真菌的多样性；与对照（CK）相比，不同稀释度木醋液处理均不同程度地降低了放线菌门（Actinobacteriota）细菌的相对丰度，提高了酸杆菌门（Acidobacteriota）细菌以及子囊菌门（Ascomycota）、新赤壳属（Neocosmospora）、曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）、木霉属（Trichoderma）、毛壳菌属（Chaetomium）和镰刀菌属（Fusarium）真菌等有益微生物的相对丰度。结果表明，木醋液具有显著抑制番茄青枯病及枯萎病病原微生物的作用，浇灌稀释木醋液有利于连作番茄根系生长，改善连作番茄根际土壤微环境生态的作用；其中，以稀释600倍（B）木醋液的改良效果最佳。     

施氮水平对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量及群落结构的影响

通过对稻-稻-紫云英稻田土壤细菌数量和群落结构多样性进行研究,揭示不同施氮水平对稻田土壤微生物的影响,以期为促进稻田土壤养分管理提供依据。以湖南省8年定位田间试验稻田土壤为对象,试验处理以冬闲水稻田不施氮肥为对照（CK）,设置冬种紫云英还田条件下水稻季三个施氮肥水平分别为不施氮肥（0 kg N·hm^-2,CN₀）、施中水平氮肥（100 kg N·hm^-2,CN₁₀₀）、施高水平氮肥（200 kg N·hm^-2,CN₂₀₀）。采用荧光定量PCR和Illumina MiSeq高通量测序平台分别研究了不同处理下稻田土壤的总细菌数量和群落结构。结果表明：稻田土壤总细菌数量为1.25×10⁸~8.47×10⁹拷贝数·g^-1干土;处理间物种多样性指数（Shannon和Simpson）和物种丰富度指数（Ace和Chao）均存在显著性差异;16S rRNA基因在门水平分类下3个主要类群是变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）,分别占总OTU比例的42.22%~54.54%、8.56%~20.73%、10.98%~15.08%;CN₁₀₀土壤样品中变形菌门的相对丰度低于CN₂₀₀、CN₀和CK,绿弯菌门的相对丰度分别为CN₂₀₀、CN₀和CK的2.26、1.58倍和1.17倍。相关性分析表明,土壤细菌16S rRNA基因拷贝数与铵态氮含量呈显著正相关。影响土壤细菌菌群结构的因子分析结果表明,土壤细菌与土壤pH值、铵态氮、硝态氮存在密切相关性。研究表明,在冬种紫云英还田条件下施加氮肥可以显著改变湖南省双季稻区土壤微生物数量与结构。     

玛纳斯河流域长期连作棉田土壤重金属剖面分布特征分析

以新疆玛纳斯河流域长期连作棉田土壤为材料,对长期连作棉花土壤As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和剖面分布特征进行研究,旨在为该地区合理施肥和棉田土壤环境质量保护提供理论依据。选取研究区荒地和连作棉花5、10、20、30 a的土壤,分5层采集1 m土壤样品(每层20 cm),分析土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb的含量和垂直分布特征,并对土壤重金属的来源进行了解析。结果表明:研究区棉田和荒地土壤重金属As、Cd、Cr、Ni、Cu和Pb含量均未超过国家土壤环境质量二级标准,Cr、Ni、Cu、Cd和As的含量明显高于新疆土壤背景值,除Pb元素外,棉田其他5种重金属含量均显著高于荒地;变异系数棉田大于荒地,Cd的变异系数最大为0.46。棉田和荒地土壤剖面重金属含量都表现出表层略高于底层,随着连作年限的增加,土壤重金属含量显著增加且表现出更为明显的表层富集趋势,对比荒地和连作30 a的各层土壤,Cr、Cu、Ni、Pb、As和Cd含量增加幅度分别在36.68%~102.81%、43.31%~74.33%、21.85%~64.95%、2.12%~18.94%、23.03%~45.68%和167.50%~269.19%之间,总体来看,棉田土壤重金属在1 m土体中均表现出不同程度的累积。棉田土壤重金属含量相关性分析表明,土壤P素含量与棉田土壤中As、Cd、Cr、Cu和Ni呈极显著和显著相关,其相关系数分别为0.622、0.689、0.611、0.513和0.560,棉田因子载荷矩阵第一主成分As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和P具有较大的载荷,分别为-0.875、-0.952、-0.868、-0.907、-0.964、-0.635和-0.864,累积贡献率达到了85.46%,说明化学磷肥的长期大量施入,是棉田土壤重金属含量累积的主要原因。     

长期施肥对黄泥田土壤微生物群落结构和多样性的影响

为揭示微生物群落结构特征和多样性对不同施肥的响应机制及与土壤环境因子的关系,以黄泥田水稻土为研究对象,设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)3个处理,采用Illumina Miseq高通量测序平台对土壤细菌16S r RNA基因和真菌ITS基因进行测序,分析不同施肥对细菌、真菌群落结构和多样性的影响。结果表明,黄泥田土壤细菌的主要类群为Acidobacteria、Proteobacteria、Chloroflexi、Actinobacteria和Firmicutes,而真菌主要由Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota构成。长期施肥导致土壤细菌和真菌群落结构及相对丰度产生显著差异。与CK相比,NPK和NPKS处理黄泥田土壤的Proteobacteria、Actinobacteria和Zygomycota相对丰度分别增加26.58%和45.84%、30.36%和55.45%、86.17%和68.08%。细菌的α多样性方面,不同处理的Shannon和Simpson指数无显著性差异,但NPK处理的Chao1和ACE指数均显著低于CK和NPKS处理。真菌α多样性指数均表现为NPK处理显著低于CK和NPKS处理。RDA分析结果表明,细菌群落结构主要受盐度、孔隙度、总氮、微生物生物量氮、有机质、微生物生物量碳和含水量的影响,而真菌群落结构的关键影响因素是含水量、孔隙度和盐度,其次为总氮、微生物生物量氮、有机质和微生物生物量碳。土壤p H对细菌和真菌的群落结构影响较小。因此,不同施肥影响细菌和真菌的群落结构组成和多样性。有机无机肥配施提高细菌和真菌的多样性,改变细菌和真菌的群落结构组成,为改良土壤质量和维持农田生态系统功能提供理论依据。     

连作障碍对干旱地区不同马铃薯品种的影响

通过田间试验研究了连作障碍对干旱地区8个马铃薯品种的影响.结果表明:连作总体上抑制了8个品种马铃薯的株高、茎粗、商品率、单株产量和总产量,但抑制程度因马铃薯品种不同而异,其中‘青薯2号’的平均总产量和平均单株产量最高,分别为518.07kg和5.11kg;‘大西洋’的平均商品率最高为75.01%;‘费乌瑞它’的平均总产量最低为276.74kg;‘陇薯3号’的平均单产最低为3.56kg;‘青薯9号’商品率最低为62.69%.综合评价8个马铃薯品种,‘青薯2号’抗(耐)连作障碍能力相对最强,‘费乌瑞它’最弱.