马铃薯与蚕豆、荞麦间作对土壤的影响

为揭示间作作物种间关系、探究间作栽培方式对土壤的影响,采用田间试验的方法,利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFA)分析手段,研究马铃薯与蚕豆、荞麦间作模式下土壤理化性质、生物学和土壤微生物群落结构的变化规律及其相互关系。结果表明:马铃薯间作蚕豆后土壤碱解氮和有机质含量显著增加,而间作荞麦能显著提高土壤速效磷、全氮和有机质含量;与单作马铃薯相比,马铃薯+蚕豆土壤磷酸酶、脲酶活性显著增加20. 00%、22. 05%;马铃薯+蚕豆、荞麦栽培增加了根际土壤细菌比例,降低了放线菌比例,间作荞麦土壤放线菌数量较单作相比显著下降36. 5%;间作栽培也降低了土壤微生物总生物量,改变了真菌生物量/细菌生物量以及革兰氏阳性菌生物量/革兰氏阴性菌生物量的值。多元分析表明,土壤中养分含量的变化与土壤酶活性、土壤微生物群落结构变化有着密切的联系,这说明马铃薯不同间作栽培模式提高了土壤中的养分含量和酶活性,改变了微生物群落结构。     

蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物的影响

为探讨蚕豆间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物群落的影响,采用单因素随机区组设计,对不同连作年限(2年、6年、10年)下单作、间作马铃薯根际土壤微生物群落结构、功能进行了研究.结果表明,马铃薯、蚕豆间作下根际土壤真菌、细菌群落数量减少,真菌、细菌占总群落数量的比值低于单作;但间作栽培影响了土壤微生物功能多样性指数.在连作6年和10年时,间作较单作处理马铃薯根际土壤微生物的香浓指数分别提高了1.11%、8.02%;间作栽培增强了土壤微生物群落对碳源的利用能力,与马铃薯连续2年、10年单作相比,间作蚕豆处理下马铃薯根际土壤微生物群落对多聚化合物、碳水化合物的利用能力显著提升,分别提高了135.65%、8.22%和58.32%、19.62%.T-RFLP分析共检测到土壤细菌14门20纲,间作蚕豆栽培降低了马铃薯根际β-变形菌纲比例,提高了鞘氨醇菌纲、芽孢杆菌纲比例.随连作年限的增加,间作蚕豆栽培明显改变了连作马铃薯根际土壤微生物群落结构及功能.     

间作作物种间相互作用对土壤细菌群落的影响

为揭示作物种植模式对土壤细菌群落组成及功能的影响机制,利用田间定位试验,基于宏基因测序方法,开展连续单作马铃薯(P)、单作玉米(M)、间作马铃薯(IP)、间作玉米(IM)根际土壤细菌群落组成和功能差异研究,分析土壤细菌群落结构、功能与土壤理化性状、间作作物产量间的相互关系。结果表明：与对应单作处理相比,玉米、马铃薯间作整体上具有产量优势。土壤变形菌门、放线菌门和浮霉菌门为不同处理下细菌群落的优势菌群;属分类水平上链霉菌属、慢生根瘤菌属、鞘脂单胞菌属、伍氏束缚菌属、伯克氏菌属、藤黄色杆菌属为优势菌属。马铃薯单作及间作处理下根际土壤鞘脂单胞菌属相对丰度均极显著高于玉米处理(P<0.01)。通过KEGG数据库不同功能层的功能预测表明,不同处理得到455个三级功能类别和9 636个四级类别,其中参与C、N循环的通路数最多。相关性分析表明,土壤含水量(SOW)、土壤呼吸强度(RI)和速效磷(AP)对根际土壤细菌群落组成及功能代谢具有积极影响;SOW、RI和AP与功能类别中K01990和K06147均有显著或极显著相关性。连续6 a马铃薯、玉米间作及单作下作物根际土壤细菌群落组成和功能的变化...     

茶树/大豆间作对根际土壤微生物群落及酶活性的影响

通过盆栽试验,设置(单作茶树、单作大豆和茶树/大豆间作)3种种植处理,探讨茶树/大豆间作种植下根际土壤微生物群落结构、酶活性的变化及二者的内在联系。结果表明:与单作处理相比,茶树/大豆间作增加根际土壤细菌、真菌、放线菌数量及微生物总量,改善土壤微生物群落多样性;提高作物根际土壤脲酶、酸性磷酸酶与过氧化氢酶的活性。相关分析结果显示,土壤微生物数量与酶活性存在正相关关系,以茶树根际相关性最显著。说明茶树/大豆间作具有显著的种间促进效应,能有效调节根际微生物群落结构组成及土壤酶活性。     

成龄胶园间作砂仁对根际和非根际土壤微生物数量的影响

为探究橡胶林下间作砂仁对根际及非根际土壤微生物数量丰度的影响,以橡胶树单作、砂仁单作和橡胶树/砂仁间作的根际和非根际土壤作为试验材料,测定了不同处理后非根际土壤和根际土壤中细菌、真菌、放线菌的数量。结果表明：橡胶树/砂仁间作能显著提高砂仁根际土壤中细菌、真菌和放线菌的数量;与砂仁相比,间作后橡胶树根际土壤中细菌和放线菌数量增加极显著（P<0.01）,真菌数量较橡胶树单作差异不显著（P>0.05）。在非根际土壤中,间作模式下土壤中的细菌、真菌、放线菌数量分别达到11.46×108 CFU/g、8.22×105 CFU/g和3.32×104CFU/g,均显著高于橡胶树单作和砂仁单作。不同处理下3种土壤微生物类群的数量变化都呈现同一种趋势,即橡胶树/砂仁间作>橡胶树单作,橡胶树/砂仁间作>砂仁单作。由此可见,在成龄胶园间作砂仁能够有效提高砂仁根际土壤中和非根际土壤中的微生物数量丰度,改善其微生态环境,这一结果为揭示橡胶树间作砂仁模式下的土壤微生物生态学研究奠定了理论基础。     

马铃薯/燕麦间作对根际土壤微生物数量的影响

在宁夏南部山区,通过田间小区试验,研究马铃薯/燕麦间作模式对根际土壤微生物数量的影响。结果表明,除苗期外,在其他生育时期,间作处理的根际土壤细菌数量均显著高于燕麦单作(OM)(P0.05);在块茎膨大期、收获期间作各处理根际细菌数量与马铃薯单作(PM)差异显著(P0.05),其他时期差异不显著(P0.05)。间作处理的根际土壤真菌数量在开花期显著高于OM(P0.05),与PM差异不显著(P0.05)。收获期不同间作方式下土壤微生物总量P4O2(马铃薯、燕麦行数比为4∶2)处理最大,显著高于PM和OM(P0.05)。收获期土壤微生物区系中细菌为优势种群(平均为84.77%),放线菌次之(平均为13.41%),真菌最少(平均为1.82%);间作处理的土壤微生物总量及细菌所占比例均高于单作。这表明合理间作在一定程度上可促进作物根际土壤微生物生长发育,表现出较单作更加明显的根际效应。     

MB-EMBA和ASCA方法在玉米/马铃薯生长期根际微生物多样性动态数据分析中的运用

在农作系统中,深入分析环境、栽培模式对根际微生物多样性的数据结构及其规律的影响,对解释间作效应有科学意义。研究中,运用时间序列模型MB-EMBA和ASCA可以解析玉米/马铃薯生长期根际微生物多样性动态数据。结果表明,MB-EMBA、ASCA可以很好地解释环境与间作对根际微生物代谢群落及细菌物种多样性的影响。MB-EMBA方法分析表明,对Biolog动态数据,玉米单间作根际微生物在不同生育时期对碳源利用的差异明显,可在不同的试验点筛选出碳源标记,马铃薯间作根际微生物利用的碳源种类多于玉米间作根际微生物利用的碳源种类。ASCA结果表明,高杆作物玉米单间作每个时期差异都在0.05水平显著,在玉米生长期1、2、3时间节点间作玉米根际微生物的活力、物种多样性高于单作,在不同环境条件下玉米单作与间作根际微生物代谢活力大于细菌群落多样性;马铃薯单间作根际微生物代谢群落及细菌多样性比较复杂,矮杆作物马铃薯更易受玉米、环境的影响。因此,MB-EMBA和ASCA分析可为解析生物动态数据分析提供新思路。     

环境友好型跨年度轮作及香蕉—花生间作对土壤微生物多样性提升效果

依据不同科属作物生态生理功能差异,检验了环境友好型跨年度瓜菜(辣椒、南瓜和芥菜)—香蕉轮作+花生间作提升土壤微生物多样性的影响。结果表明,跨年度轮作间作显著地提升了土壤可培养微生物细菌和放线菌群落,降低了真菌数量。土壤微生物高通量测序显示所有香蕉+花生间作系统Shannon生物多样性指数显著提升。花生覆盖地表保持水分和抑制杂草是间作提高土壤细菌和放线菌数量的影响因素。还田秸秆助长微生物。辣椒还田生物量高于南瓜和芥菜。因而,辣椒—香蕉+花生不同科属作物的协同作用可以更有效地提升土壤微生物多样性。     

玉米/大豆间作条件下养分的高效利用机理

通过盆栽模拟试验,研究了玉米／大豆间作条件下作物根系形态特征、根系活力、根际土壤有效养分含量和养分高效利用机理。结果表明,间作体系中的玉米地上生物学产量和经济产量较单作玉米增加38．73％和23．4％,增产显著。玉米／大豆间作条件下玉米根系形态特征、根系活力、根际土壤有效养分含量都显著高于单作作物,间作作物根际中土壤细菌、真菌数量、土壤脲酶和磷酸酶活性较单作分别增加2．3倍、94．58％、53．38％、22．45％。有利于土壤中复杂态氮磷化合物转化为可给态的无机化合物,加速氮磷的分解和转移,提高根际土壤的有效养分含量。整个间作系统有明显的地上生物产量和经济产量优势。     

甘蔗间作花生对根际土壤微生物种群及酶活性的影响

通过田间试验,设置甘蔗单作、花生单作和甘蔗/花生间作3种种植处理,探讨甘蔗/花生间作种植下根际土壤微生物群落、土壤酶活性的变化及其内在联系。结果表明,与单作相比,甘蔗/花生间作增加了根际土壤细菌、真菌及放线菌数量,改变了土壤微生物群落的结构组成;提高了根际土壤脲酶、酸性磷酸酶与过氧化氢酶活性。相关分析结果显示,土壤微生物数量与酶活性之间存在显著或极显著的正相关性。说明甘蔗/花生间作具有明显的促进效应,能有效调节根际微生物群落结构组成以及土壤酶活性。     

西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍及对土壤微生物区系的影响

 【目的】探讨西瓜与旱作水稻间作减缓西瓜连作障碍的可行性,并从微生物多样性与连作障碍关系角度阐释该方法的作用机理。【方法】盆栽方法研究西瓜与旱作水稻间作改善西瓜连作障碍的效果,传统微生物计数及磷脂脂肪酸（PLFA）法研究西瓜根际土壤微生物区系。【结果】西瓜连作土壤上单作西瓜其枯萎病发病率为 66.7%,死亡率为44.4%,与旱作水稻间作后西瓜生长正常。西瓜定植30 d后,间作处理西瓜根际的尖孢镰刀菌数量显著低于单作;50 d后,间作西瓜根际土中的真菌数量显著低于单作,而细菌、放线菌及总微生物数量均显著高于单作。磷脂脂肪酸（PLFA）法分析土壤微生物多样性发现,单作处理的西瓜根际土壤中真菌数量较多,细菌数量较少,而且主要是革兰氏阳性菌,而间作西瓜根际则含有较多的革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和放线菌。间作处理西瓜体内的丙二醛（MDA）含量及保护性酶类如根系及叶片中的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和根系中的苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性均显著低于单作西瓜。【结论】西瓜与旱作水稻间作条件下西瓜根际尖孢镰刀菌数量显著降低,根际微生物区系向细菌与放线菌占主导的趋势发展,有效防止了西瓜枯萎病的发生,改善了西瓜连作障碍。     

槟榔间作香露兜模式下土壤微生物区系分析

【目的】土壤微生物区系是表征土壤健康的重要指标,从土壤微生物群落结构与多样性角度评价不同种植模式对热区农田土壤健康的影响,为优化槟榔林下间作香露兜模式提供理论依据与数据支撑。【方法】采用大田试验方法,设置槟榔单作(DB)、香露兜单作(DX)和槟榔间作香露兜(JZ)3种种植模式,研究不同种植模式下土壤微生物区系变化,分析土壤理化性质、养分含量等指标与土壤微生物群落结构之间的关系,探究槟榔间作香露兜模式驱动土壤微生物群落演替的主要因子。【结果】槟榔间作香露兜对真菌群落的影响较小,却显著改变土壤细菌群落组成与多样性指数。槟榔间作香露兜显著提高土壤细菌丰富度与多样性指数,所有土壤样品中的细菌群落优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),其相对多度分别为22.59%、19.60%、16.66%和16.11%。尽管间作模式不改变细菌群落多度,却相比于槟榔单作显著提高酸杆菌门细菌多度75.09%,同时降低厚壁菌门细菌多度75.42%。相关性分析与RDA分析结果共同表明土壤细...     

不同间作模式下糯高粱根际土壤特性及产量变化

【目的】研究不同间作模式对糯高粱根际土壤养分、酶活性、微生物群落及产量的影响,为筛选合理的糯高粱间作模式提供理论依据。【方法】以单作糯高粱（SW）为对照,设糯高粱+花生（WP）、糯高粱+大豆（WS）、糯高粱+辣椒（WC）和糯高粱+红薯（WSP）4种间作处理,于拔节期、开花期和成熟期测定糯高粱根际土壤养分、酶活性及微生物含量,并于成熟期测定糯高粱产量及构成因素。【结果】不同处理间,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量均表现为WS>WP>WSP>WC>SW;糯高粱根际土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶和脲酶活性从糯高粱拔节期到成熟期均表现为先增加后减少,且均在开花期达最大值,开花期WS、WP、WSP和WC处理下过氧化氢酶活性分别是SW处理的2.25、1.54、1.21和1.06倍,多酚氧化酶活性分别是SW处理的2.38、1.60、1.39和1.12倍,脲酶活性分别是SW处理的1.70、1.67、1.32和1.23倍;糯高粱根际土壤总磷脂脂肪酸（PLFA）、细菌PLFA、真菌PLFA、放线菌PLFA、革兰氏阳性菌PLFA和革兰氏阴性菌PLFA含量均表现为W...     

农田栽参根区土壤微生物结构特征的研究

为了了解农田栽培人参对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸法(PLFA)测定了1、2、3、4、5年生农田栽参根区土壤微生物量的活性部分,分析了群落结构的变化。结果表明:农田栽培人参根区土壤以i15∶0,a15∶0,16∶1ω9c,16∶0等4种PLFAs占有优势地位;农田栽参根区土壤微生物总量和细菌生物量具有相同的降低趋势,均低于对照,且2年生降低的幅度最明显;真菌生物量和放线菌生物量具有相同的增加趋势,与对照相比均有增加,但增加的比率相差明显,真菌增加的幅度明显,接近10倍,放线菌虽有增加,但幅度微弱。真菌占总生物量的比率迅猛增加,是农田栽参土壤微生物群落结构变化的主要特征。     

马铃薯与玉米间作体系根际土壤放线菌多样性及拮抗菌株的筛选

为研究马铃薯间作玉米体系土壤放线菌的群落多样性,采用微生物分离培养技术,运用高氏Ⅰ号培养基对马铃薯单作田、马铃薯间作玉米田和玉米单作田土壤放线菌进行分离培养,对各菌株进行16SrDNA序列分析、纤维素酶活性评价和拮抗植物病原真菌菌株筛选。结果显示,挑取的代表菌株中,马铃薯间作玉米田的17株土壤放线菌均为链霉菌属(Streptomyces),马铃薯单作田的11株放线菌也均为链霉菌属,玉米单作田的16株菌株中仅有1株为小单孢菌属(Micromonospora),其他15株均为链霉菌属;马铃薯间作玉米田、马铃薯单作田、玉米单作田土壤放线菌中具纤维素酶活性的菌株分别占各处理菌株数的41.17%、27.27%和25.00%;具拮抗活性的菌株分别占各处理菌株数的29.42%、27.27%和37.50%,其中,菌株J2-3/4对小麦根腐病菌(Cochliobolus sativus)、小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminisr)、烟草赤星病菌(Alternar iaalternata)和稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)有良好的抑菌效果,抑菌率分别为75.70%、63.97%、64.85%和72.94%。说明:不同种植模式下,土壤放线菌群落结构均较单一,且链霉菌属为优势种群;菌株J2-3/4在作物真菌病害生物防治菌株资源开发中具有良好的潜在价值。     

间作芳香植物对沙地梨园土壤微生物数量与土壤养分的影响

【目的】探讨间作芳香植物对梨园土壤微生物数量和土壤养分的影响。【方法】以沙地梨园间作香矢车菊、香薄荷、香荆芥、藿香蓟和柠檬罗勒为处理,自然生草为对照,分别于梨树幼果期、果实膨大期和果实成熟期,测定分析不同土层土壤中微生物的数量和土壤养分的含量及其相互关系。【结果】梨园间作香矢车菊和柠檬罗勒较对照显著提高各个发育时期和各土层中土壤微生物的数量,调节土壤微生物群落中真菌、细菌、放线菌的比例。和对照相比,其它处理对各发育时期和各土层中土壤微生物数量和比例的影响呈现出多态效应。不同处理条件下梨树果实膨大期和果实成熟期各土层中微生物数量都高于幼果期,而且土壤微生物群落中真菌、细菌和放线菌的比例优于幼果期;不同处理条件下梨园0—20 cm土层内土壤微生物数量显著高于20—40 cm土层。各处理和对照相比对土壤养分的效果呈现多种差异;随着梨树发育时期变化,土壤养分含量在不同处理条件下和梨园不同土层中的变化趋势不同。相关分析表明,在沙地梨园间作芳香植物条件下,土壤中各类微生物的数量与土壤养分诸元素间也存在着多种显著的相关关系。【结论】间作芳香植物对于沙地梨园土壤微生物数量及其群落中真菌、细菌和放线菌的比例与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用,其中柠檬罗勒对提高梨园土壤微生物数量、土壤养分含量的综合效果最佳。     

不同菌肥处理对太子参根际微生物群落的影响

以不同菌肥处理下的太子参根际土壤为试验材料,运用BIOLOG微平板技术和磷脂脂肪酸(PLFA)技术对根际土壤微生物群落结构和功能多样性进行研究。BIOLOG结果表明,在不同菌肥处理下,正茬土壤的微生物对各种不同碳源的利用程度均最高。与重茬和解淀粉处理(处理3,单一拮抗菌)相比较,复合菌肥1(处理1)和复合菌肥2(处理2)处理下的土壤微生物对6种碳源的利用程度显著降低。进一步利用磷脂脂肪酸法(PLFA)对微生物群落结构进行分析发现,一共有17种不同的PLFAs生物标记,指示着不同类群的微生物,包括细菌、真菌、放线菌、原生生物等。5种主要微生物类群其PLFA含量在所有土壤样品中都呈现相同的变化趋势:革兰氏阳性菌(G+)真菌革兰氏阴性菌(G-)放线菌细菌。正茬土壤的微生物PLFA总量、细菌、真菌、放线菌、G+和G-含量显著高于其他几个处理。重茬和解淀粉处理的PLFA总量、细菌、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)和真菌含量都明显高于复合菌肥1和复合菌肥2土壤,这与BIOLOG变化趋势类似。同时,重茬和解淀粉处理的cy/pre比例增加,说明土壤微生物群落受到了一定程度的代谢胁迫或生理应激压力。综上,可见太子参连作及菌肥处理对根际微生物群落结构与功能多样性有显著影响,推测微生态结构失衡是导致太子参连作障碍形成的根本原因。     

间作不同农作物对刺梨园土壤微生物类群及酶活性的影响

为探究间作不同农作物对刺梨园土壤微生物类群和酶活性的影响,在贵州省黔南州龙里县谷脚镇刺梨种植基地设置刺梨/辣椒间作、刺梨/玉米间作和刺梨单作三个种植模式的试验区,取0～20 cm深度和20～40 cm深度的土样,分别测试其土壤微生物数量和酶活性,探明不同种植模式下土壤微生物(细菌、真菌、放线菌)数量和酶活性的变化。结果表明:间作对刺梨园土壤微生物数量和酶活性有促进的作用。间作模式下土壤微生物数量明显高于单作,综合比较发现:玉米//刺梨辣椒//刺梨刺梨单作;间作模式下土壤酶活性高于刺梨单作,其中:玉米//刺梨辣椒//刺梨刺梨。分析还表明:刺梨园土壤微生物数量和土壤酶活性之间呈正相关关系。     

小麦-绿肥间作对资源的高效利用

通过大田田间试验,研究了小麦/绿肥间作、单作小麦、单作绿肥地上生物学产量、作物根系形态特征、根系活力、硝酸还原酶以及绿肥翻压前后土壤微生物数量变化.研究表明:间作体系中绿肥地上生物学产量较单作增加了5.88%,间作小麦产量较单作增加了5.63%,增产不显著.间作系统中小麦根系活力和绿肥硝酸还原酶分别较单作增加了57.95%和87.56%,差异达显著水平.绿肥翻压后土壤细菌是翻压前的2.57倍,真菌较翻压前增加了53.65%,差异达极显著水平.整个间作系统对土地资源和养分资源高效利用,取得一定的社会、经济和环境效益.     

间作麦冬对茶园土壤理化性质及微生物群落结构的影响

【目的】分析间作麦冬对春季茶园土壤养分、酶活性和微生物群落结构的影响,探讨不同种植模式条件下,茶园土壤环境、微生物群落间的互作机制,为茶园间作模式提供理论依据。【方法】以山地梯田茶园为研究对象,通过16S rDNA高通量测序技术等,分析茶树单作、茶树—麦冬间作及茶园空地土壤（CK）的土壤养分含量、土壤酶活性及细菌群落结构多样性与丰富度差异。【结果】相对于单作,间作麦冬能显著提高茶园土壤含水量与有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量（P<0.05,下同）,以及脲酶、蛋白酶、纤维素酶和酸性磷酸酶活性,而pH无明显变化。相对于单作和CK,间作麦冬对茶园土壤细菌群落的多样性和丰富度无明显影响,但群落结构发生显著变化;其土壤变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）的相对丰度显著提高,而绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度显著降低。相关分析结果表明,变形菌门和放线菌门与土壤速效营养、有机质和土壤相关酶呈显著正相关;芽单胞菌门与速效氮、速效磷呈显著正相关;绿湾菌门与有机质呈显著负相关。LEfSe分析结果表明,变形菌门中的根瘤菌目（Rhizobiales）、黄单胞菌目（Xanthomonadales）、罗丹诺杆菌科（Rhodanobacteraceae）、褚氏杆菌属（Chujaibacter）、伯克氏菌科未分类菌属（unidentified_Burkholderiaceae）,以及放线菌门中的放线菌门未分类菌纲（unidentified_ Actinobacteria）为间作茶园土壤样本的标志性微生物,且相对丰度显著高于CK和单作处理。【结论】茶园间作麦冬可诱导土壤细菌群落结构发生变化,能富集更多参与土壤营养循环和拮抗病原菌的有益细菌,有利于提高土壤养分供给能力和茶树的抗病性。