小麦-玉米轮作体系中土壤细菌菌群结构及多样性分析

合理的轮作可以改善土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,减少病虫害的发生。为了探讨小麦和玉米轮作对土壤细菌的影响,采用传统PCR克隆文库构建、克隆测序并结合EzBioCloud细菌分类鉴定,对河南小麦-玉米轮作体系下农田土壤细菌的菌群结构变化及多样性特征进行了分析。结果表明,变形菌门（33.73%）和拟杆菌门（31.50%）细菌是小麦-玉米轮作体系土壤中最主要的优势菌群,其次为酸杆菌门、芽单胞菌门、放线菌门和疣微菌门等。在小麦和玉米生长期内细菌的丰度和多样性明显高于二者的间隔期;玉米生长期间细菌菌群丰度和物种多样性更高。不同的微生物群落在土壤中担负不同的生态功能。     

生物炭与微生物菌剂配施对植烟土壤理化性质及细菌多样性的影响

为了系统地阐述生物炭与微生物菌剂配施在改善植烟土壤理化特性及细菌多样性方面的效果及其作用机理，解决植烟土壤理化性质及菌群结构失衡的问题，设置不同施用量的生物炭配施微生物菌剂处理，对各处理植烟土壤理化性质与土壤细菌群落结构进行比较分析。结果表明：随着生物炭和微生物菌剂施用量的增加，细菌丰度和群落优势物种数量随之增加。生物炭(2 250 kg/hm²)与微生物菌剂(67.5 kg/hm²)配施可显著增加土壤有机质、全氮、全磷、全钾和速效磷含量，提高硝化菌门(Nitrospirota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmiicutes)等有益菌群落的相对丰度。综合分析，生物炭和微生物菌剂协同作用有利于改善土壤环境，促进细菌生长和繁殖，提高细菌群落多样性及优势菌群丰度，改善根际土壤细菌群落结构组成。     

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...     

多效唑对芒果园土壤细菌多样性的影响及PICRUSt基因功能预测分析

为了探究多效唑对芒果园土壤微生物多样性和群落结构的影响,本研究以海南乐东某芒果园为研究对象,设置施用和不施用多效唑的土壤分别为处理组和对照组,通过Illumina Miseq测序平台对芒果园土壤进行16S rRNA高通量测序分析。2组样品通过高通量测序共得到3586个OTUs(operational taxonomic units),可注释到38个门、89个纲、195个目、378个科、673个属、1353个种。Alpha多样性分析表明,施用多效唑后,土壤细菌丰富度指数显著高于同时期未施用多效唑的土壤;但施药后土壤的细菌多样性显著降低。主成分分析表明,施用多效唑对土壤细菌的群落结构产生影响。与对照组相比,施用多效唑的土壤中变形菌门和浮霉菌门等含量显著增高,而放线菌门和厚壁菌门等含量显著降低。PICRUSt功能预测分析结果表明,芒果园土壤细菌主要涉及细胞生长与死亡、碳水化合物代谢、次生产物代谢的生物合成、氨基酸代谢等43个子功能,表现出功能上的丰富性。多效唑处理后,会降低土壤细菌的整体代谢能力。由此可见,施用多效唑会降低土壤细菌的多样性,改变土壤细菌的相对丰度,且对土壤细菌的功能会有一定的影响。     

槟榔间作香露兜对土壤微生物丰度与多样性的影响

研究槟榔林下间作香露兜对土壤微生物群落丰度及多样性的影响,不仅为维护热区农田土壤健康提供理论依据,还为优化槟榔林下间作香露兜模式提供数据支撑。本研究采用大田试验的方法,选择万宁、琼海和陵水3个地区建立试验样地,每个试验样地分别设置槟榔单作、香露兜单作和槟榔间作香露兜3种种植模式,测定土壤理化性质、养分含量、土壤微生物丰度与多样性等指标,以槟榔和香露兜单作为对照,探究槟榔间作香露兜模式对土壤微生物群落结构的影响。槟榔间作香露兜模式下真菌丰度显著提高,但多样性没有变化,而间作模式下土壤细菌丰度显著低于香露兜单作和槟榔单作;不同地区试验样地的真菌丰度与多样性不存在差异,但细菌丰度与多样性差异显著;土壤细菌丰度和多样性指数与土壤pH、速效钾、土壤容重以及有机质含量之间存在显著正相关关系,与土壤含水量之间呈显著负相关关系。本研究中,槟榔间作香露兜模式通过降低土壤有机质和速效钾等养分含量,抑制土壤细菌群落丰度与多样性。在不同地区或种植模式下,维持较高的土壤养分水平有助于保持土壤微生物群落结构相对稳定以及维护土壤健康。     

南方红壤丘陵区土壤细菌对土壤水分和温度的响应差异

红壤丘陵区稻田不同时期进行的水分管理导致土壤水分和温度同时变化,继而影响土壤微生物群落结构,二者对土壤微生物的影响机制目前还不清楚。本研究以中国科学院桃源农业生态实验站长期定位试验的稻田作为研究对象,同时以旱地农田作为对照,利用末端限制性酶切片段长度多态性分析（T-RFLP）和荧光定量PCR（qPCR）方法,研究不同水分管理时期细菌群落结构与丰度的变化特征,进而分析其变化的影响因素,阐明水分和温度的相对贡献。结果表明,稻田土壤细菌受土壤水分状况的显著影响,淹水期土壤细菌群落结构明显区别于其他时期,且淹水期土壤细菌丰度和多样性指数均显著低于晒田期。稻田土壤细菌群落结构和多样性指数均受到土壤含水量和土壤温度的显著影响,但土壤含水量的相关性大于土壤温度。而作为对照的旱地农田土壤含水量在不同时期没有差异,土壤细菌群落结构也没有差异,仅土壤细菌丰度和多样性指数发生一定变化,但这种变化并不与土壤温度呈现相关性。因此,本研究认为,南方丘陵区农田土壤细菌对土壤水分的响应比对土壤温度更敏感。     

正茬与迎茬对大豆根际土壤微生物群落组成的影响

为探索正茬与迎茬种植方式对大豆根际土壤微生物群落组成的影响,分析导致大豆迎茬障碍形成的主要病原微生物,研究大豆迎茬障碍的形成机制,进而为其生物防治提供一定的理论基础,本研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术分析正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成。结果表明：大豆迎茬种植在一定程度上降低了土壤细菌群落丰度和多样性,而增加了土壤真菌群落丰度和多样性。正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成和主要优势菌群所占比例均存在较大差异。酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤细菌群落中最具优势的细菌门。镰孢霉属(Fusarium)和粗糙孔菌属(Subulicystidium)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤真菌群落中最具优势的属。     

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。     

玉米秸秆还田对盐碱地土壤细菌多样性的影响

以通辽典型的盐碱地玉米田为研究对象,在玉米吐丝期利用高通量测序技术对盐碱地土壤细菌进行测序,结合相关生物信息学分析,研究未开垦盐碱地(ZH1)、非盐碱地连作玉米田(ZH2)和玉米秸秆还田盐碱地种植玉米田(ZH3)3个处理下耕层土壤细菌群落丰富度、多样性和群落结构的变化。结果表明,3个处理土壤细菌群落结构和丰度差异大,已知菌属中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和pontibacter是ZH1与ZH3的优势菌属;ZH2的优势菌属为链霉菌属(Streptomyces)、鞘氨醇单胞菌属和类诺卡氏属(Nocardioides)。玉米秸秆还田对盐碱地土壤细菌多样性的影响较大,细菌菌群Alpha及样品群落组成丰度分析可知,两年玉米秸秆还田盐碱地土壤细菌多样性和物种丰度与未开垦盐碱地比较均有所上升,并出现能降解有机物料和农药的功能菌属。     

链霉菌和壳聚糖对淮山土壤微生物活性与群落的影响

为探究链霉菌30702和壳聚糖对淮山土壤微生物活性与群落的影响,采用比色法和滴定法观测土壤酶活性的变化,采用高通量测序技术和Trimmomatic等软件,分析土壤微生物群落中细菌和真菌的发展变化。结果表明,链霉菌、壳聚糖、土壤原始微生物和培养时间等4个因素对淮山土壤的脲酶和过氧化氢酶活性均有显著影响,壳聚糖浓度在0~10.0 g/kg内,土壤酶活性随壳聚糖浓度的增大而提高;随时间的延长,先升再降;壳聚糖与链霉菌之间存在交互效应。链霉菌和壳聚糖能增加淮山土壤细菌的物种丰度,减少细菌的多样性,增加艾德昂菌属（Ideonella）和纤维弧菌（Cellvibrio）等有益菌属的相对丰度,而对真菌的物种丰度和多样性的影响较小,与对照之间的差异不显著,土壤优势菌属为腐质霉属（Humicola）、枝孢属（Cladosporium）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和uncultured_bacterium_ c_Subgroup_6。其中,链霉菌与2.5 g/kg壳聚糖复合处理的细菌物种丰度最大,细菌多样性最少。     

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。     

基于宏基因组学方法分析化肥减施对热带地区菜地土壤微生物群落的影响

为了探究化肥减量配施有机肥对热带地区蔬菜轮作土壤细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,在海南省文昌市开展田间定位试验,采用宏基因组测序技术分析不同施肥方式下土壤细菌、真菌和古菌群落结构和组成的变化特征,并结合土壤理化性质,探究不同施肥处理下驱动细菌、真菌和古菌群落变化的关键土壤环境因子。结果表明：与全量化肥配施有机肥（M100NPK）相比,化肥减量75%配施有机肥（M75NPK）提高了土壤SOM、TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N的含量,化肥减量50%配施有机肥（M50NPK）处理提高了土壤TK和AK的含量。3种施肥处理（M50NPK、M75NPK和M100NPK）显著增加了土壤细菌、真菌和古菌群落的丰度。与M100NPK处理相比,M50NPK和M75NPK增加了细菌群落主要优势菌门中变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,而降低了放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度,同时也增加了真菌群落主要优势菌门中担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度,降低了子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度;古菌群落主要优势菌门中奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度在M75NPK处理呈现增加趋势,在M50NPK处理呈现降低趋势。与不施肥（CK）处理相比,M50NPK、M75NPK和M100NPK增加了土壤细菌和真菌的Shannon指数和Ace指数,而降低了土壤细菌和真菌的Simpson指数,同时也增加了土壤古菌的Simpson指数,但降低了土壤古菌的Shannon指数和Ace指数。可是施肥处理之间Alpha多样性均无显著性差异。土壤细菌、真菌和古菌群落结构组成对不同化肥减量配施有机肥的响应无显著性差异。土壤pH、TP、TN、SOM和AK是导致细菌、真菌和古菌群落结构变化的主要驱动因子。研究结果表明,与M75NPK和M100NPK相比,M50NPK不会改变土壤性质、微生物群落多样性和结构,但可降低过量化肥施用可能带来的环境风险。因此,M50NPK是热带地区蔬菜种植的优化施肥方式。     

不同轮耕模式对黑土土壤微生物群落结构的影响

以吉林省公主岭市黑土3年的田间试验为研究对象,采用高通量测序方法,研究不同轮耕模式和秸秆还田对土壤微生物群落组成及其多样性的影响。结果表明,与秸秆离田处理(A)相比,秸秆连年深翻(D)、深翻/旋耕(C)和覆盖/覆盖/深翻(E)3个还田处理均显著提高亚表层(20～40 cm)土壤有机质和氮磷钾含量。对于微生物总量OTU分析表明,经过秸秆深翻处理亚表层土壤微生物总数均高于表层土壤,秸秆连年覆盖还田(B)处理则是表层(0～20 cm)土壤微生物总量高于亚表层土壤。经秸秆深翻处理亚表层土壤Chao1指数较高,Simpson指数较低,物种丰度明显提高;连年覆盖还田处理表层土壤物种Chao1指数和Shannon指数较高;秸秆覆盖还田可提高表层土壤物种丰度。C和D处理与A处理亚表层土壤组间物种多样性有显著差异,具体差异在分类学上的组成中有所体现,门水平上物种组成无差异,但属水平上亚表层土壤与表层土壤之间微生物组成不同。冗余分析显示,不同秸秆还田模式下土壤有机质及有效N、P养分变化是引起土壤微生物群落结构变化的重要环境因子。秸秆覆盖还田和秸秆深翻还田分别能够有效改善表层和亚表层土壤微生物群落结构和多样性。     

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。     

玉米秸秆深翻还田土壤细菌群落16SrDNA-PCR-DGGE分析

以秸秆深翻还田土壤为研究对象,利用嵌套式PCR和DGGE电泳技术对细菌16SrDNA V3～V5区进行扩增和产物分离,分析3个秸秆深翻处理下春玉米各生育期土壤细菌群落变化,探索高寒灌溉农区春玉米秸秆深翻还田中细菌群落结构特征。结果初步表明,秸秆还田处理细菌多样性高于常规旋耕无秸秆还田处理,这种多样性同时受玉米生育期和不同秸秆还田处理的影响。3个处理相同生育期DGGE条带数有明显的变化,玉米秸秆深翻还田两年处理（SF-II）条带数最多,其次是玉米秸秆深翻还田1年处理（SF-I）,常规旋耕无秸秆还田（CK）最少;在成熟期,SF-II条带数为12,是CK处理的两倍。玉米全生育期一直存在数种优势菌群,但各时期细菌的种类不同,整体表现为随着玉米的生长细菌种类逐渐增加,成熟期减少。秸秆深翻还田能丰富土壤微生物多样性,玉米生长中期土壤微生物多样性较丰富。     

有机种植对茶园土壤phoD基因细菌群落结构的影响

【目的】土壤编码碱性磷酸酶基因phoD微生物作为土壤中重要的功能微生物群之一,研究有机种植模式对茶园土壤phoD基因细菌微生物群落结构的影响,为评估有机茶的土壤生态效应评估提供数据支撑。【方法】采用高通量测序手段,系统分析了3种类型样地,即林地(WD)、常规茶园(CT)和有机茶园(OT)土壤phoD细菌群落多样性、群落结构变化趋势及其影响因子。【结果】与WD土壤相比,茶园土壤pH显著下降0.47～0.61个单位,长期施用化肥茶园导致土壤速效养分显著增加,尤其是CT土壤中速效磷含量达到了484.3mg·kg^-1。与WD土壤相比,CT和OT土壤phoD细菌Alpha多样性指数显著降低(Simpson指数除外),CT和OT土壤phoD细菌Alpha多样性指标大多差异不显著(P<0.05)。从3种类型样地土壤样品中共检测到phoD细菌15个门、27个纲、50个目、67个科、99个属,195个种。主要细菌优势门为未知分类菌门(unclassified)、变形菌门(Proteobacteria)、unclassified＿d＿＿Bacteria和放线菌门(Actinob...     

不同施肥/土地利用方式对黑土细菌多样性的影响

微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标.为探讨黑土生态系统转变过程中土壤微生物多样性变化,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法对黑土区3种生态系统和豆田3种施肥制度下土壤细菌多样性进行了初步研究.结果表明:土壤细菌多样性以草地(GE)最高,其细菌丰富度(S)和Shannon多样性指数均高于农田(CK)和裸地(BE);在豆田土壤中,长期不施肥(CK)的土壤细菌丰富度和Shannon多样性指数最高,其次为长期化肥配施有机肥(NPM),长期单施化肥(NP)最低.UPGMA聚类分析表明,NP与CK处理细菌的群落结构相似,相似性系数达到65.5%,NPM与GE和BE处理细菌的群落结构相似,相似性系数分别为52.5%和57.3%.     

转基因香蕉植株对根际土壤微生物的影响

通过对遗传转化技术获得的转基因香蕉植株和对照植株根际土壤微生物的培养实验,结果表明,转基因植株和对照植株对根际土壤中细菌、真菌、放线菌种群均没有影响.土壤微生物在BIOLOG GN微平板上的ELISA反应结果表明,转基因香蕉植株根际土壤微生物的每孔颜色平均变化率(Average Well Color Devel-opment,AWCD)的变化曲线和对照AWCD的变化曲线接近吻合.进一步对72 h的土壤微生物群落功能多样性的5种指数作方差分析,结果表明,5种指数和对照没有显著差异.实验结果表明转基因香蕉植株和对照植株对根际土壤微生物群落的结构和功能多样性没有产生影响.     

磷肥减量施用对土壤磷含量、微生物群落及烟株磷吸收的影响

为探索适合湖南永州烟稻轮作体系下烟叶生产的磷肥施用量，为烟草优质生产提供理论依据，在湖南永州设置CK(P₂O₅164.3 kg/hm²)、T1(磷素施用总量降低10%)、T2(磷素施用总量降低20%)3个处理，比较分析磷肥减量施用对土壤磷含量、微生物群落及烟株中磷含量的影响。结果显示，磷肥减量处理土壤中全磷和有效磷含量下降幅度分别为21.82%～40.95%和42.37%～58.18%;减磷10%和减磷20%处理的烟草茎和叶中磷含量显著下降，下降幅度分别为14.09%～26.19%和13.38%～26.32%;根际土壤中总磷和有效磷含量的下降幅度大于烟叶和烟茎，烟株含磷量仍处于适宜生长的范围内。微生物群落分析表明，减少施用10%和20%磷素处理显著增加了土壤细菌群落的丰富度和多样性，T1和T2处理都显著减少了变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)与解磷微生物的丰富度。T1和T2处理根际土壤细菌群落中与磷代谢相关的功能基因丰度降低。磷肥减量...     

盐碱土类型对花生种子萌发过程中种子际土壤菌群结构的影响

本研究以不同含盐量的滨海盐土、内陆盐碱土和中等肥力非盐碱土壤为实验对象,探讨花生种子在吸水膨胀与萌发过程中,不同类型盐碱土对种子际土壤微生物多样性变化的影响。本实验对不同土壤样品中细菌的16SrRNA基因的V3-V4区进行PCR扩增;利用高通量测序的方法对12份V3-V4高变区PCR产物进行测序,并对测序数据进行生物信息学分析。结果显示:(1)东营青坨滨海盐土种子际土壤细菌群落多样性大于聊城高唐内陆盐碱土花生种子际土壤细菌群落多样性。(2)不同类型土壤样本微生物群落结构在纲水平存在明显差异。4种土壤中的种子际细菌共分属于6个菌纲,分别为Proteobacteria、Actinobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Acidobacteria和Firmicutes菌纲,并均以Proteobacteria和Actinobacteria菌纲为主要菌纲。全样本菌落结构分析结果表明,4种类型土壤中不同吸胀时间内种子际微生物菌落在门、属水平上的类型和丰度差异最为显著(p0.05)。(3)beta多样性分析和各样本遗传距离(phylogenetic distances)聚类树图分析表明,4个土壤类型的12个土壤样本种子际土壤中微生物群落均可聚为2大类。上述研究结果为盐碱地花生保全苗、促早发提供了重要的理论依据。