不同氮素营养水平对茶树根际土壤微生物的影响及其在养分调控中的作用

为茶园氮肥的科学施用提供理论依据,通过盆栽试验探讨4个不同氮素营养水平(N0、N1、N2、N3)下茶树根际土壤养分、微生物种群组成的变化以及二者的内在联系。结果表明:与不施氮(N0)处理相比,适宜施用氮肥可以增加茶树根际土壤的细菌、放线菌、真菌数量以及微生物总量,促进了土壤微生物群落多样性的改善;亦提高了茶树根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量,并且均在N1或者N2处理时达到最大值。相关分析结果显示,不同氮素水平下茶树土壤微生物数量与土壤各养分含量之间存在着极显著的相关关系。合理施用氮肥对于茶园土壤微生物数量及其群落中细菌、放线菌及真菌数量与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用。     

多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构及其动态

【目的】了解多年连作土壤中棉花根际细菌群落结构和动态。【方法】利用高通量测序技术对多年棉花连作土中陆地棉品种TM-1(Gossypium hirsutum L.)不同发育时期的根际细菌16S r DNA进行扩增、测序并分析。【结果】多年棉花连作土中,棉花根际细菌的主导菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)。受棉花根系影响相对丰度变化较大的菌门为4个主导菌门以及厚壁菌门(Firmicutes),其中酸杆菌门、拟杆菌门、浮霉菌门的相对丰度受到棉花根系的促进,而厚壁菌门、变形菌门的相对丰度受到抑制。不同发育时期棉花根际细菌α-多样性没有显著差异,但是根际细菌群落结构间存在显著差异,且在棉花花期与蕾期的差异显著高于蕾期与苗期的差异。多年棉花连作土壤中的根际细菌群落α-多样性显著高于非根际土壤,根际与非根际土壤中细菌β-多样性在棉花花期最大。【结论】确定了多年棉花连作土中棉花根际细菌的群落结构及其动态,发现棉花在花期对根际细菌群落结构的影响较大。     

生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤环境的影响

为探明生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤生物学特性及产量的影响,通过田间试验,采用生理生化手段、高通量测序技术和产量调查,分析生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤养分、土壤酶活、根际土壤细菌群落结构和小麦产量的影响.结果表明,生物有机肥合理替代化肥,土壤养分含量与酶活均有增加的趋势,且化肥减量10％+生物有机肥处理效果最佳,...     

设施菜地休闲期施用石灰氮防控根结线虫对土壤pH及微生物量的影响

为了研究设施菜地施用石灰氮对土壤生化性质的影响,通过设施蔬菜大棚休闲期撒施石灰氮防治根结线虫后,研究了其对芹菜土壤pH及微生物量的影响。结果表明：施用石灰氮后,石灰氮处理芹菜根际土壤的pH高于对照处理,但均显著低于相应非根际土壤的pH;在对照和石灰氮处理中除石灰氮处理的真菌数外,其余根际土壤细菌、真菌、放线菌数量都高于非根际土壤,差异都达到了显著水平（P<0.05）。在施用石灰氮后,芹菜根际土壤的细菌、放线菌数量分别较对照根际土壤增加了100%和65%,同时根际土壤的放线菌数量/真菌数量(A/F)和细菌数量/真菌数量(B/F)值显著增加。对照处理根际土壤的B/F,A/F值较非根际土壤有所增加,但差异不显著;石灰氮处理的根际土壤中微生物总数量高于对照处理根际土,差异达显著水平。两个处理的根际土壤中微生物总数量也显著多于非根际土;施用石灰氮后,芹菜根际土壤的脲酶活性较非根际土壤、对照处理的根际与非根际土壤分别高出18.5%、49.2%、25.4%;芹菜的根系活力较对照高出了104%,同时也显著提高了芹菜的产量,增产达到22.7%。结果证实了施用石灰氮能够改善感染根结线虫根际土壤的生化性状。     

玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响

在大豆开花期分别对3个施氮水平下(0、50和100 kg hm^-2)大豆连作(大豆-大豆-大豆)、玉米-大豆轮作I (大豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作II (玉米-玉米-大豆),应用PCR-DGGE技术研究了玉米-大豆轮作及施氮对土壤细菌群落结构变化的影响。结果表明,随着施氮水平的提高,3种种植方式土壤中细菌群落多样性、丰富度均呈减少趋势。高氮处理(100 kg hm^-2)明显降低了大豆连作、玉米-大豆轮作II根际土壤细菌群落多样性及丰富度,玉米-大豆轮作I根际土壤细菌群落多样性及丰富度略有降低。玉米-大豆轮作I种植方式可减轻氮肥对其根际细菌群落多样性和丰富度的影响,但施氮明显改变了其细菌群落结构。玉米-大豆轮作II中大豆根际土壤细菌群落结构较为稳定,受氮肥影响较小。在3种种植方式的土壤中,分布着酸杆菌门、变形菌门及厚壁菌门细菌,其中前两门菌群占主导地位。     

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.     

缩节胺和硝普钠对棉花幼苗根际土壤酶活性及细菌群落的影响

【目的】研究棉花幼苗施用缩节胺(1,1-dimethyl piperidinium chloride,DPC)和一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)后根际土壤酶活性及细菌群落的变化,探讨与棉花幼苗生长相关的根际生物学指标。【方法】采用陆地棉品系A201进行穴盘育苗试验。于棉花1叶1心期分别在叶片均匀涂抹50 mg·L^-1DPC、500μmol·L^-1SNP,以涂抹去离子水为对照。于3叶1心期取根际土壤分析蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性,采用16S r RNA测序技术分析根际细菌多样性。【结果】DPC和SNP处理显著促进棉花根系生长,显著提高茎粗和植株干物质质量。DPC处理显著提高土壤脲酶和蔗糖酶的活性,SNP处理显著提高土壤蔗糖酶活性但显著降低脲酶的活性,但是DPC和SNP处理均未显著影响过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性。DPC处理显著提高髌骨菌门(Patescibacteria)的相对丰度和土壤细菌群落的辛普森多样性指数(Simpson’s diversity index),显著降低了绿弯菌门(Chlo...     

不同水分条件对玉米根际微生物群落的影响

通过玉米盆栽试验研究不同水分条件下(土壤孔隙含水量20%和80%)土壤微生物群落结构及种群数量的变化。采集玉米生长第60天时的根际土和表层土,通过Mi Seq Illumina高通量测序技术扩增细菌和古菌16S r RNA基因分析群落多样性,同时通过绝对定量PCR扩增细菌和古菌16S r RNA基因分析其种群数量。结果表明:高通量测序共得到41 546个细菌OTUs和6 921个古菌OTUs。土壤中细菌的多样性丰富,优势菌群为变形菌(Proteobacteria)和酸杆菌(Acidobacteria),而古菌的群落组成单一,优势菌群为奇古菌(Thaumarchaeota)。非度量多维尺度(NMDS)分析表明不同土壤区域中细菌群落结构具有明显差异,而古菌群落结构受水分和土壤区域的影响不明显。定量分析结果显示细菌和古菌数量受土壤区域和水分条件的影响显著。表层土中细菌和古菌数量均显著高于根际土。根际土中细菌和古菌数量在水分充足条件下均显著高于干旱条件,表层土中细菌和古菌数量也表现出相同趋势。本研究结果表明土壤不同区域(生态位)可能是影响土壤中微生物群落最重要的因素。     

不同产地党参土壤细菌群落组成分析

为明确党参道地产区与非道地产区土壤细菌组成及其与土壤因子的关系。本研究利用高通量测序技术对党参道地产区和非道地产区的植株根际土壤细菌群落组成、土壤细菌与土壤因子的关系进行了分析。结果表明,道地产区潞党参根际土壤的Ace指数、Chao1指数、辛普森指数、香农指数和多样性指数最高,与非道地产区的差异显著。道地产区土壤中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi)丰度最高,非道地产区变形菌门、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)丰度最高。进一步分析发现Dongia属、寡养单胞菌属(Stenotrophobacter)、土微菌属(Pedomicrobium)、鞘氨醇杆菌属(Sphingorhabdus)为潞党参道地产区土壤中的专属细菌。冗余分析显示土壤有机质和全氮对细菌群落分布的影响呈显著性(P=0.040, P=0.026),与鞘氨醇单胞菌属和RB4等细菌的相对丰度呈正相关。综上所述,道地产区潞党参根际土壤的微生物多样性和丰富度均显著高于非道地产区,土壤有机质和全氮与道地产区土壤专属...     

菊花枯萎病植株根际土壤细菌群落多样性比较

菊花枯萎病(Fusarium oxysporum f. sp. chrysanthemi)是目前影响菊花产业发展的一种侵入土壤根部传播的病害。笔者利用Illumina MiSeq高通量测序技术探讨菊花患枯萎病的发病植株和菊花健康植株的土壤根际微生物群落结构的差异。结果表明,菊花枯萎病的发生对根际土菌落丰富度存在明显影响。健康菊花植株和患病菊花植株根际细菌OTU数分别是1831和1723个,两者共有为1661个,菊花健株根际土壤中细菌OTU总数比菊花病株增加6.23%,特有OTUs数是患病植株的2.74倍。从土壤根际群落结构的多样性水平上看,菊花患枯萎病植株低于菊花健康植株。Alpha多样性指数显示,菊花病株根际土壤的Shannon、Ace以及Chao1指数比健株降低1.60%、5.71%和6.62%。此外,菊花患枯萎病植株与健康植株在土壤细菌群落多样性的结构上也有明显差异,菊花健康植株根际土中,主要α-变形菌纲(α-proteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、绿弯菌纲(Chloroflexia),其相对丰富度分别比病株高10.27%、1.51%、9.54%;在属水平上...     

合理氮肥用量改善冬小麦土壤耕层细菌群落结构及理化性质研究

通过对黄土高原地区冬小麦在不同施氮水平下土壤细菌群落多样性和理化性质的研究,揭示不同施氮量下土壤细菌群落结构的变化规律,为科学施肥以及土壤生态系统的可持续提供依据。本试验处理为5个不同施氮(N)量0 (N0)、90 (N6)、180 (N12)、240 (N16)、300 (N20) kg/hm²,N0处理为对照,采用高通量测序技术,研究不同施氮量对小麦耕层土壤细菌群落结构及理化性质的影响。结果表明：增施氮肥显著增加了土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD)(P<0.05)。随着施氮量的增加,土壤酶活性先升高后下降,在N12处理下土壤酶活性均最高。施氮量对土壤细菌多样性指数有显著影响。不同施氮量处理中土壤细菌16S rRNA基因拷贝数为6.47×10¹⁰～15.18×10¹⁰,在N12处理达到最大值。在门水平上,15个样品获得的类群中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和芽单胞菌门(Gemmati...     

16S rDNA扩增子测序揭示长期定位秸秆还田对土壤细菌群落的影响

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系,利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验,采用16S r DNA扩增子测序技术,分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明,土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示,各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分,有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

长期定位秸秆还田对土壤真菌群落的影响

为了研究不同秸秆还田条件对土壤真菌群落的影响,利用连续进行6年的莱阳潮土区长期定位秸秆还田试验与ITS rRNA扩增子测序技术,研究了小麦、玉米秸秆还田条件下,各处理土壤真菌群落的微生物多样性变化。结果表明,施用秸秆和有机肥能够提高土壤真菌群落多样性。秸秆还田后土壤真菌优势种群为子囊菌、接合菌和担子菌。主成分分析表明,各处理间微生物含量存在差异。两季秸秆还田配施氮肥处理能显著增加土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量。两季秸秆还田配施氮肥处理的土壤全氮、有效磷、有效钾、有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于两季秸秆还田处理,与此同时,两季秸秆还田配施氮肥提高了当季玉米产量。这说明,秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤真菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

西瓜根际土壤细菌群落多样性对枯萎病发生的影响

通过高通量测序分析不同栽培条件下西瓜患枯萎病与健康植株根际土壤细菌群落差异,为克服西瓜连作障碍提供土壤生物学的理论依据。以西瓜品种‘早佳8424’为材料,采用Illumina Hiseq 平台进行测序,对其根际土样微生物16S(V4)区域进行扩增子测序分析,比较不同栽培条件下西瓜感病与健康植株根际土壤中细菌多样性变化,探讨影响西瓜枯萎病发生的关键细菌。连作健康组中共获得234895条序列,分归于11230 个OTUs;连作发病组中共获得224092 条序列,分归于11228 个OTUs;非连作健康组中共获得220963 条序列,分归于10068 个OTUs;非连作发病组中共获得231746 条序列,分归于10248 个OTUs。门水平上,变形菌门(Proteobacteria)在各组分中占比均为最高,分别为非连作健康土55.61%、非连作发病土60.84%、连作健康土46.06%、连作发病土47.21%,在非连作土壤中占比高于连作土壤11.59%。另外,连作健康组与非连作健康组存在组间差异显著物种,梭菌纲(Clostridia)在连作健康组中特有,而加玛变形菌纲(Gammaproteobacteria)仅存在非连作健康组中。而在属水平上,非连作组中丰度高的有水恒杆菌属(Mizugakiibacter)、潘多拉菌属(Pandoraea)、热单胞菌属(Thermomonas)、乳杆菌属 (Acidobacterium),且RH组中Taibaiella、戴氏菌属(Dyella)和噬几丁质菌属(Chitinophaga)含量显著增高。对不同处理的综合分析表明,发病植株与健康植株在非连作条件下,根际土壤细菌群落结构差异明显;发病植株的根际土壤细菌群落在不同栽培条件下的组成结构不同。根际土壤细菌群落结构、数量和种类是影响西瓜枯萎病发生的主效环境因子之一。     

不同施肥处理对杨树林地土壤微生物群落的影响

土壤微生物多样性是提高人工林土壤生产力的重要因素之一，由于杨树二代林土壤退化严重，为了提高退化土地的土壤微生物多样性，找出合适的肥料配比方案，以安徽北方5年生杨树二代林为研究对象，进行连续4年的施肥试验后，采集土壤样品，采用高通量测序技术分析不同施肥处理杨树林地土壤微生物群落变化特征，并与环境因子进行RDA分析。结果表明：杨树二代林中，占优势细菌属的有MND1、Gaiella、小梨形菌属(Pirellula)及RB41，土壤表层施肥和未施肥土壤细菌菌属差异显著。蜡蚧菌属(Lecanicillium)、被孢霉属(Mortierella)及镰刀菌属(Fusarium) 3种菌属为真菌优势菌属，真菌群落在土层中分布相关性较小。施用氮肥250 g/株、磷肥500 g/株、有机肥500 g/株及土壤改良生物菌肥200 g/株和氮肥125 g/株、磷肥500 g/株、钾肥75 g/株及土壤改良生物菌肥100 g/株其表层土壤的细菌分布较均匀且多样性较高，这两种施肥方案适合改善林地表层土壤细菌群落多样性。施用氮肥500 g/株、钾肥75 g/株、有机肥500 g/株及土壤改良生物菌肥150 g/株和...     

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...     

Dynamics of Cotton Rhizosphere Bacterial Community Structure in Cotton Continuous Cropping Field Soil

[Objective] The aim of this study is to understand the dynamics of cotton rhizosphere bacterial community structure in cotton continuous cropping field soil. [Method] 16S rDNA genes were sequenced by high-throughput sequencing technology to determine the community structure of cotton rhizosphere bacteria in different developmental stages using an upland cotton cultivar (Gossypium hirsutum cv. TM-1). [Result] Four dominant phyla were found in the cotton rhizosphere bacterial community including Proteobacteria, Acidobacteria, Planctomycetes, and Bacteroidetes. The four dominant phyla and Firmicutes were largely influenced by cotton root. The relative abundances of Acidobacteria, Planctomycetes, Bacteroidetes were promoted, and Proteobacteria and Firmicutes were inhibited, by cotton root. There were significant differences in community structure, but not species richness or α-diversity among different developmental stages of the cotton rhizosphere bacterial community; the differences between the flowering stage and the budding stage were greater than the differences between the budding stage and the seedling stage. The diversity of the rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was significantly higher than that of the bulk soil; the β-diversity values of both the rhizosphere and bulk soil bacterial communities were highest in the flowering stage. [Conclusion] The structure and dynamics of the cotton rhizosphere bacterial community in cotton continuous cropping field soil was defined by high-throughput sequencing. The effect of cotton on the rhizosphere bacterial community structure was most significant in the flowering stage.     

不同施肥方式对甘肃陇中黄土丘陵区土壤养分及春小麦产量的影响

为探讨不同施肥方式对土壤养分含量和春小麦产量的影响,设置不施肥（T）、化学氮肥（N）、有机肥（M）、有机肥和氮肥配施（NM）4个处理,分析不同施肥方式下陇中黄土丘陵区土壤养分含量和春小麦产量的变化特征。结果表明,不同施肥处理下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及化学计量特征有一定差异。NM处理下SOC、TN含量及碳磷比（C:P）、氮磷比（N:P）均为最高,显著高于N和M处理;土壤碳氮比（C:N）和TP含量在各施肥处理间无显著差异。春小麦产量在不同施肥处理下有一定差异。NM处理下春小麦产量最高,显著高于N和M处理。春小麦产量与土壤SOC、TN、C:P、N:P和C:N呈显著或极显著相关关系,产量与TP含量无显著相关性。综上,在黄土高原丘陵区,有机肥和氮肥配施可以有效增加土壤养分含量和春小麦产量。     

微生物菌肥不同组成对苹果生长及~(15)N-氮素吸收利用和损失的影响

以2年生红富士/平邑甜茶为试材,利用15N同位素标记,研究了不同微生物菌肥对苹果生长及15N-氮素吸收利用和损失的影响。试验设4个处理:T1(微生物菌肥)、T2(不添加微生物菌的载体)、T3(与微生物菌肥等N、P、K含量的化肥)及CK(空白对照)。结果表明:T1处理植株总鲜重、新梢长度、根冠比、根系活力及根表面积最高,其次为T2处理,其他两个处理差异不显著。不同处理土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量差异显著,均以T1处理最高,T2处理次之,随后为T3处理,CK最小。不同处理各类微生物数量表现一致,微生物数量均以细菌最多,放线菌次之,真菌最少。细菌、真菌、放线菌数量、土壤酶活性、15N利用率以及土壤中的15N残留率均以T1处理最高,T2处理次之,T3和CK显著不差异。