直流电场对根际土壤微生物群落的影响及其机理

电场作用下根际土壤微生物群落的变化与利用电场强化植物修复效率密切相关.利用改进的PCR-DGGE方法研究了不同电场条件下根际土壤微生物群落多样性和相似性的变化,分析了直流电场对土壤微生物群落的影响机理.结果表明,电场对根际土壤微生物群落的影响与电场条件有关,合适的电场条件有助于增加土壤微生物群落的多样性,但是电场形式、强度和施加方式不当则会使土壤微生物群落的多样性和结构受到明显影响.电场作用下土壤性质的变化、电场对土壤微生物的迁移作用和致死效应,以及微生物对环境压力的生理响应等是电场影响土壤微生物群落的主要机制.为了避免电场对根际土壤微生物的不利影响,利用电场强化植物修复时需要采用合适的电场条件.     

土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响

通过细菌计数和Biolog方法,研究了在3.0 V·cm-1的电压梯度下,不同电场切换周期(24 h、5 h、10min和1 min)对土壤微生物群落的影响.结果表明,电压梯度为3.0 V·cm-1的电场作用能够促进土壤微生物的活性,但会轻微地降低土壤微生物功能多样性,电场切换不能改变这种电场对微生物群落的影响;长时间的电场处理下,电极反应对微生物数量和功能多样性损害严重,切换电场电极能有效消除电极效应,电场电极切换周期≤5 h时,可保护电极附近土壤微生物多样性,当切换周期≤10min时,不仅可保护土壤微生物多样性,而且可以保护微生物数量.研究结果说明了电场电极切换能有效降低电极反应对微生物群落的影响,揭示了电场电极切换对土壤微生物群落影响的规律,为电场电极切换方法在污染土壤电动强化生物修复技术中的深化和应用提供理论依据.     

十溴联苯醚对土壤中微生物群落结构及土壤潜在硝化功能的影响

采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)和寡聚核苷酸探针-荧光原位杂交(FISH)方法研究了十溴联苯醚(BDE209)对土壤中微生物群落的影响作用.结果表明,1 mg·kg-1BDE209对土壤中微生物群落多样性以及总细菌数有明显的促进作用,土壤中的氨氧化细菌以及亚硝酸氧化菌的数量有显著增长.BDE209浓度达到100mg·kg-1时,土壤微生物的总数和群落多样性则显著降低,同时氨氧化细菌以及亚硝酸氧化菌的生长也受到明显的抑制.暗室培养45 d内,BDE209虽未被降解,但高浓度的十溴联苯醚会对土壤中的微生物群落结构及土壤潜在的硝化作用产生较大影响.     

不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤的细菌群落多样性差异

土壤细菌群落在蔬菜栽培中发挥着重要作用.基于DNA和RNA水平,利用PCR-DGGE技术研究了不同栽培环境下有机与常规蔬菜土壤细菌群落多样性差异,以及土壤理化性质与细菌群落多样性的关系.结果表明:不同栽培方式下土壤细菌多样性存在明显差异,土壤微生物的优势种群和数量受有机、常规栽培和季节影响,有机栽培较之常规栽培能够显著增加土壤细菌群落多样性;聚类分析表明,16S rDNA细菌群落多样性与季节相关,而16S rRNA细菌群落多样性与栽培方式相关;差异条带测序显示,大多细菌与不可培养细菌种属有较高同源性,其余9种推测属于假单胞菌属;CCA分析说明pH是影响土壤细菌群落多样性的主要因素,有机栽培土壤中微生物生物量C、N以及有机质含量显著高于常规栽培土壤.综上,有机栽培能够丰富活性细菌群落多样性,具有土壤优化效应.     

长期施肥和灌溉对土壤细菌数量、多样性和群落结构的影响

【目的】通过对华北地区一年两熟种植模式下冬小麦生长季不同施肥和灌溉处理下土壤细菌群落的研究,揭示长期不同施肥和灌溉制度下土壤细菌数量、多样性和群落结构的变化规律。为科学施肥和灌溉,提高农田地力和维持土壤微生物多样性等提供依据。【方法】依托中国农业大学吴桥实验站,选取长期施肥和灌溉定位试验的6个处理冬小麦收获后耕层土壤为研究对象,分别为化肥+不灌溉（CI0）、化肥+拔节期灌溉（CI1）、化肥+拔节期灌溉+灌浆期灌溉（CI2）、有机肥+不灌溉（MI0）、有机肥+拔节期灌溉（MI1）和有机肥+拔节期灌溉+灌浆期灌溉（MI2）。借助荧光定量PCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,以16S rRNA基因为标靶,研究长期不同施肥和灌溉制度对土壤细菌数量、多样性和群落结构的影响,并分析细菌数量、多样性和群落结构变化与土壤理化性质的相关性。【结果】灌溉显著提高了土壤含水量和土壤pH,施有机肥比施化肥显著提高了土壤有机碳含量。不同处理细菌16S rRNA基因拷贝数为每克干土4.34×109-1.39×1010。灌溉显著提高了细菌数量,化肥和有机肥处理分别提高了1.17-1.60和0.76-1.93倍。多样性指数结果表明灌溉显著影响细菌群落α多样性指数,施肥对细菌群落α多样性指数的影响均不显著。门水平上,18个样品共获得39个类群,其中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为优势类群,相对丰度共占77.22%-86.28%。不同处理间放线菌门（11.09%-27.01%）、拟杆菌门（5.45%-12.13%）和Saccharibacteria（2.41%-3.77%）的相对丰度差异显著。灌溉显著降低了放线菌门和Saccharibacteria的相对丰度,化肥和有机肥处理分别降低了36.48%-48.03%、22.17%-33.67%和15.21%-45.54%、13.40%-23.97%。层次聚类和主成分分析结果显示施肥和灌溉对细菌群落结构都产生影响,相同灌溉次数处理的细菌群落结构相似,而相同施肥处理间细菌群落结构差异较大,表明灌溉对细菌群落结构的影响强于施肥。此外,土壤含水量、土壤pH、全氮含量和有机碳含量与细菌数量、α多样性指数和群落结构存在一定的显著相关关系。【结论】灌溉显著改变了细菌数量、多样性和群落结构,施肥对细菌数量和群落结构的影响较小。土壤含水量和土壤pH是造成土壤细菌数量、多样性和群落结构差异的主要原因。     

梨园土壤细菌群落参数及优势细菌的16SrDNA分析

为探明北京梨园土壤细菌群落结构特征及其施肥后的短期影响,采用培养法和16SrDNA序列分析法,研究了北京顺义区有机化梨园不同季节、不同生物有机肥处理的土壤细菌群落数量分布情况、群落参数及其优势细菌,成功获得了179株表型差异的细菌。菌落、菌体形态特征及优势菌的16SrDNA分析表明,链霉菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、微球菌属为主要类群,代表着北京顺义地区土壤细菌的种类。多样性分析显示,部分施肥土壤的细菌群落多样性指数、均匀度指数和丰度均高于对照,处理间的各土壤细菌群落参数差异较大。温度、降水等环境因子亦能影响土壤细菌群落参数和结构。链霉菌和芽孢杆菌在季节交替过程中一直存在,可能是构成土壤细菌群落的原始种群。     

多氯联苯污染土壤的微生物生态效应研究

以多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)自然污染的农田土壤为材料,分析土壤中微生物区系组成、生物毋C、N、土壤基础呼吸以及微生物群落功能多样性的变化.研究结果表明,在以4-氯、5-氯同系物为主的PCBs污染土壤中,污染程度对土壤细菌、放线菌的数量影响不明显,而真菌的数量除与土壤污染程度有关,可能还受到土壤pH等性状的影响;土壤微生物C、N与土壤基础呼吸随污染程度的加剧呈下降趋势.但微生物C/N基本没有变化;Biolog分析显示,土壤微生物代谢刮面(AWCD)及Simpson指数在污染程度相差较大的两组土壤样品中差异均达到了显著性水平,表明PCBs污染引起了土壤微生物群落功能多样性下降,降低了微生物对不同单一碳源底物的利用能力.     

不同年限苜蓿根际土壤细菌群落的多样性

为研究不同年限苜蓿根际土壤细菌群落多样性及群落结构变化,选取了0、4年苜蓿的根际土壤,采用高通量基因测序技术研究其细菌构成。结果表明,4年苜蓿根际土壤中细菌分类单元(OTU)和多样性指数高于0年苜蓿,苜蓿连作会改变细菌群落数量及结构。通过主坐标分析(PCoA)及热图分析发现,不同年限苜蓿细菌群落差异性较大,连作后酸杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门和绿弯菌门细菌群落丰度提高,变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门细菌群落相对丰度降低。     

抗生素溶杆菌13-1对魔芋土壤微生物群落的影响*

 采用传统培养分离法和Biolog方法研究了施用抗生素溶杆菌13-1对魔芋土壤微生物数量和群落代谢功能多样性的影响。分离法试验结果表明：生防细菌的施入对土壤中可培养细菌、真菌的种群数量有短期影响,随着施入时间及魔芋生育期的延长,土壤中的细菌、真菌数量逐渐恢复到对照水平;生防细菌对土壤中放线菌的种群数量影响较小。Biolog试验结果表明,生防细菌使土壤细菌群落对底物碳源利用的丰富度提高;平均颜色变化率AWCD值受魔芋生长周期的影响,具体表现为魔芋换头期生防细菌处理能提高土壤微生物群落代谢活性,而在魔芋膨大期施用生防细菌处理能降低土壤微生物群落代谢活性;主成分分析显示,在魔芋换头期和膨大期施用生防菌处理的魔芋土壤微生物群落代谢功能与对照组相比差异性达到了显著水平（P<0.05）。     

江苏盐城大丰滨海滩涂典型湿地土壤细菌群落结构分析

[目的]本文旨在研究江苏盐城大丰地区碱蓬湿地、芦苇湿地、互花米草湿地、盐蒿湿地和原始光滩等5种滨海湿地生境土壤细菌群落组成结构特征,阐明不同滨海湿地生境对土壤细菌群落的调控作用及驱动机制,为滨海湿地资源合理开发与生物多样性保护提供指导意义。[方法]利用高通量测序技术对滨海湿地土壤细菌群落进行16S rRNA测序,利用微生物信息学方法对序列进行OTU(操作分类单元)聚类、物种注释、多样性指数、功能预测以及环境因子关联分析。[结果]土壤细菌群落中特有细菌OTU种类数从大到小依次为盐蒿湿地、芦苇湿地、互花米草湿地、碱蓬湿地、原始光滩地;土壤细菌群落多样性指数从高到低依次为芦苇湿地、盐蒿湿地、互花米草湿地、原始光滩地、碱蓬湿地。盐生细菌群落结构变化,一部分受到全钾(TK)与碳素耦合作用影响,另一部分受到Na~+与钠吸附比的影响。土壤中Na~+、钠吸附比(SAR)、土壤多酚氧化酶(PPO)活性、土壤碱性磷酸酶(AKP)活性、全氮(TN)等是驱动细菌群落结构变化的主要环境因子;NH~+_4-N、PPO和AKP三者形成偶联关系,共同影响土壤细菌群落的生物多样性。[结论]滨海湿地植被类型和主要环境因子在稳定土壤细菌群落结构及生物多样性方面起到关键作用。     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响.结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高.宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6％和34.6％.由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生.     

不同稻田共作模式对土壤细菌群落结构的影响

为探讨不同共作模式对稻田土壤细菌群落多样性和结构的影响,利用Miseq平台Illumina第二代高通量测序技术对河蟹共作稻田(SDHXZ)、龙虾共作稻田(SDLXZ)和稻田单作(SDKBZ)的稻田土壤细菌16S rRNA基因V3-V4区域进行丰富度和多样性指数以及群落结构分析。结果表明,稻田土壤的主要优势菌门是变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、放线菌门和酸杆菌门。SDHXZ和SDLXZ中变形菌门和拟杆菌门的相对丰度均高于SDKBZ。优势属中硫化菌属的相对丰度在SDHXZ和SDLXZ中均高于SDKBZ。土壤中氨氮含量是主要菌属的第一影响因子。SDHXZ的Ace指数和Shannon指数均高于SDKBZ。主成分分析结果显示,SDHXZ和SDLXZ与SDKBZ土壤细菌群落构成有一定差异。初步揭示了河蟹和龙虾的引入改变稻田土壤细菌群落的结构,尤其是河蟹的引入增加了稻田土壤细菌群落多样性,丰富了细菌群落组成,进一步扩大了优势菌门和优势菌属的相对丰度。     

保护性耕作对西北旱区土壤微生物空间分布及土壤理化性质的影响

【目的】保护性耕作在中国西北旱区已得到了广泛应用,是农业生产中重要的技术措施。探析保护性耕作对土壤肥力和土壤微生物群落结构的影响,有助于农业生产的可持续发展。本试验从土壤理化性质和微生物相结合的角度,探讨保护性耕作对土壤微生物空间结构的影响,以及旱作麦田微生物群落丰度和土壤理化性质的相关性,为推广保护性耕作措施提供理论依据和实践支持。【方法】以中国西北旱区土壤为研究对象,常规耕作翻耕(PT)为对照,设计深松耕(CPT)和免耕(ZT)两种保护性耕作方式,采用实时荧光定量PCR技术,测定土壤微生物群落丰度和土壤理化性质指标,并分析微生物群落空间分布与土壤理化性质和保护性耕作之间的关系。【结果】长期应用保护性耕作已对旱作麦田的环境产生显著影响,不同的耕作方式对土壤真菌和细菌群落丰度有不同的影响,两者对3种耕作方式均有不同程度的响应;在不同的耕作方式下,土壤微生物空间分布不均,连续性较差,空间变异程度较高,表现出强烈的空间聚集分布。耕作方式对土壤理化性质和酶活性也有显著的影响,与传统翻耕相比,深松耕和免耕方式能显著提高土壤黏粒、水分、全氮、铵态氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。典范主分量分析(CPCA)结果表明,土壤微生物群落丰度和理化性质变化主要受到耕作方式的影响,并且土壤微生物群落丰度与理化性质密切相关,在免耕方式下,土壤黏粒、水分和铵态氮含量等显著影响土壤细菌群落分布;在深松耕方式下,土壤可溶性碳含量和过氧化氢酶活性等显著影响土壤真菌群落分布。【结论】旱作麦田采用保护性耕作,可以影响土壤微生物群落丰度和空间分布,并且显著影响土壤理化性质,进而影响土壤微生物空间结构。同时,土壤水分和碳氮含量分别显著影响土壤细菌和真菌丰度。     

多菌灵降解菌系的筛选与组成分析及其 对土壤中多菌灵的降解

【目的】筛选具有降解多菌灵功能的菌系和菌株,了解菌系构成和菌株的系统发育地位,确定实验室条件下菌系和菌株对土壤中多菌灵的降解效果。【方法】采用无机盐培养基富集、筛选降解多菌灵菌系及菌株,比色法测定菌系及菌株降解多菌灵能力,变性梯度凝胶电泳（DGGE）结合切胶回收测序分析菌系构成,16S rDNA序列分析结合细菌常规鉴定方法对菌株进行初步鉴定。【结果】筛选到9个菌系,纯培养条件下10 d对初始浓度600 mg•L-1多菌灵降解率23.14%-70.64%;从5个降解菌系中筛选到5株降解菌,编号为111-3、161-4、165-2、166-2、167-4,纯培养条件下15 d对初始浓度600 mg•L-1多菌灵降解率33.90%-72.66%;菌株111-3、165-2、166-2、167-4初步鉴定为红球菌属（Rhodococcus sp.）,菌株161-4初步鉴定为寡养单胞菌属（Stenotrophomonas sp.）;实验室条件下,分别接种筛选到的9个菌系和5株降解菌处理污染土壤,72 h 对初始浓度5 mg•kg-1多菌灵的降解率均达到90%以上;每个降解菌系大约由6-10株优势细菌组成,筛选到的降解菌株占菌系构成约1/10,推测菌系中其它菌株可能与多菌灵降解中间产物的进一步分解有关。【结论】筛选到9个多菌灵降解菌系和5株降解菌,72 h对污染土壤中5 mg•kg-1多菌灵的降解率达到90%以上;红球菌属是目前已知的环境中降解多菌灵的优势种群;筛选到的降解菌只是菌系构成的小部分,菌系对于残留农药降解意义更大。     

不同种植模式对青稞根际土壤微生物群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对6种种植模式下青稞根际土壤的16S rDNA和18S rDNA基因相关区片段进行测序,研究根际土壤细、真菌群落结构的变化,并结合土壤理化性质,分析环境因子与群落结构的关系,从根际土壤微生物生态系统的角度解析青稞连作障碍的发生机制。6种种植模式中,土壤有机质和全氮含量WHD模式最高,全磷含量YC模式最高,全钾含量MLS模式最高,pH均为碱性;3种连作模式下,随着连作年限的增长,土壤有机质、全氮和全钾逐年降低,全磷显著升高。6种种植模式下,细菌和真菌群落Alpha多样性指数和覆盖度没有显著差异,与连作相比,WHD和MLS模式可显著提高细菌群落的Shannon指数、ACE指数和Chao1指数;与混作、轮作相比,连作显著提高真菌群落的Shannon指数和ACE指数,但Chao1指数差异不显著;连作使细菌群落Alpha多样性减小,真菌群落Alpha多样性增加。6种种植模式下,genus水平群落结构表现为连作使青稞根际土壤中微生物区系发生较大改变,导致有害菌群丰度增加,有益菌群数量减少,尤其是真菌菌群发生较大改变,而轮、混作模式使优势菌群及新种数量明显增加。细菌、真菌群落PCoA分析结果表明,微生物群落在6种种植模式间变异较小且未发生明显分化,PC1、PC2的总解释能力均大于80%,表明有显著主导因子。细菌、真菌群落与土壤理化性质关系显示,土壤有机质、全氮与提高WDH、QKA模式下的细菌群落多样性呈正相关,而pH、有机质、全氮与提高WDH、YC、QKB模式下的真菌群落多样性呈正相关。表明,与连作相比,WDH和MLS模式可改善土壤理化性质,提高根际细菌群落结构多样性及微生物群落组成,是缓解青稞连作障碍的可能途径,可为青稞连作障碍修复措施的制定提供科学依据。     

基于高通量测序的有机种植蔬菜地土壤微生物多样性分析

【目的】从微生物角度探究有机种植方式的优越性,揭示影响微生物群落多样性的环境因子,为建立合理的种植制度提供理论依据。【方法】以有机种植与常规种植方式的0~15和15~30 cm土壤为研究对象,采用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构的差异,基于db RDA分析明确影响微生物群落结构的关键土壤环境因子。【结果】2种种植方式下土壤微生物的丰富度指数和多样性指数均以细菌高于真菌。有机种植表层0~15 cm土壤细菌和真菌群落的多样性、丰富度和物种的均匀度均较高,且与其他土层有显著差异(P<0.05,下同)。2种种植方式均表现为细菌以变形菌门、真菌以子囊菌门为优势菌门。有机种植方式显著提高细菌群落中放线菌门和绿弯菌门、真菌群落中担子菌门和球囊菌门的相对丰度,其中15~30 cm土层中放线菌门的相对丰度显著高于0~15 cm,而真菌2个菌门的相对丰度在不同土层间未表现出明显差别;常规种植则明显增加细菌中变形菌门和酸杆菌门及真菌中被胞菌门、壶菌门和捕虫霉门的相对丰度。有机种植能增加土壤中Haliangium和Mortierella等有益微生物类群的数量,常规种植则显著提升土传病害致病菌Ralstonia及植物病原菌Fusarium、Colletotrichum的数量和丰度。dbRDA分析表明,土壤环境因子对细菌群落的影响依次为全氮>全磷>有机质>pH>全钾,土壤环境因子对真菌群落的影响依次为全氮>全磷>pH>有机质>全钾。pH、有机质、全氮和全磷是显著影响土壤微生物群落结构的关键因子。【结论】不同土层起核心作用的微生物群落存在明显差异;有机种植能增加土壤中有益微生物菌群的丰度,降低土传病害及致病微生物的丰度。土壤全氮、全磷、有机质和p H是影响微生物群落结构的主要驱动因子。     

不同土地利用方式对土壤动物多样性的影响研究

[目的]探讨不同土地利用方式对土壤动物群落结构和生物多样性的影响。[方法]于2006年冬季(12月)和2007年春季(5月),对四川紫色土丘陵区农田边界、农田、果园和退耕林地的土壤动物群落结构进行调查。[结果]共获得土壤动物8 589只,分别隶属于3门9纲31类。在个体数量上,果园、退耕林地和农田边界显著高于农田;在类群数量上,农田边界显著高于农田和退耕林地,果园也显著高于农田;对Shannon-Wiener多样性指数(H')、Pielou均匀性指数(J)、Simpson优势度指数(C)、Margalef丰富度指数(M)和密度-类群指数(DG)5个多样性指标进行分析表明,与H'相比,DG表征的土壤动物多样性更能客观地反映土壤动物分布的真实情况;土壤动物群落主成分分析表明,农田边界、果园和退耕林地的土壤动物群落与农田之间有显著差异。[结论]该研究认为土地利用方式对土壤动物的群落结构有明显影响,农田边界的存在对土壤动物生物多样性保护具有重要意义。     

云南热区咖啡种植地红壤细菌群落多样性分析

为了解云南热区咖啡种植地红壤细菌类群的生态分布情况,利用高通量测序技术分别对云南潞江坝（干热区）和芒市（湿热区）5个不同咖啡种植年限的红壤细菌多样性进行分析。16S rDNA测序质控后,获得五个咖啡种植地土样Clean Reads数平均为80 167,细菌物种数目平均为3 118。2个云南咖啡主产区红壤细菌群落划分为39个已知菌门,其中优势门为变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、浮霉菌门、疣微菌门和厚壁菌门。潞江坝与芒市咖啡种植地红壤的细菌群落组成、优势菌属、相对丰度、多样性指数均存在一定差异。其中,潞江坝咖啡种植5和8 a的红壤细菌物种数目和丰富度均高于芒市咖啡种植4和6 a的红壤,但与芒市咖啡种植20 a的红壤无显著差异。随咖啡种植年限的增加,潞江坝或芒市咖啡种植地红壤的细菌优势属均发生了一定变化,但细菌群落的丰富度和多样性无显著差异。该结果为云南热区咖啡种植红壤的细菌类群及其作用研究提供了参考信息,有助于云南咖啡种植的可持续发展。     

土壤细菌群落组成对有机与无机培肥措施的响应

为揭示旱作区农田土壤细菌群落对有机、无机培肥措施的响应机制,以农田生态系统为研究对象,采用高通量测序技术研究不同培肥措施下土壤细菌群落结构组成、多样性与土壤理化性状间的关系。结果表明:持续8 a的有机、无机培肥显著影响土壤基本理化性状指标,降低土壤碳氮比。所获得的细菌序列46 531条,分属于3 494个土壤细菌OTUs,共分为58门、67纲、143目、271科、639属、435种;但不同有机、无机培肥措施下土壤细菌群落丰富度指数、多样性指数无显著差异。变形菌门(Proteobacteria)相对丰度占35.91%～42.03%,是土壤细菌的优势菌门。化肥配施牛粪、化肥配施羊粪处理下土壤变形菌门(Proteobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)等的相对丰度均与对照间有极显著或显著差异。细菌前10门的相对丰度在化肥配施黄腐酸钾、生物有机肥等低量外源有机碳处理下,两者间无显著差异。低量外源有机碳配施化肥处理下土壤细菌群落组成与对照处理间的相似度较大,而牛粪配施化肥与羊粪配施化肥处理间的土壤菌群结构相似度较高。土壤变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度与土壤pH、土壤碱解氮质量分数呈负相关;第一、二排序轴能分别在累积变量78.67%、97.49%上揭示土壤细菌优势菌门的相对丰度、土壤细菌多样性、丰富度与土壤理化性状间的相互关系。土壤pH和碱解氮是影响酸杆菌门、放线菌门相对丰度高低的主要驱动因子。旱作区中长期有机和无机培肥措施下,外源有机碳输入数量及有机肥类型影响土壤细菌群落结构组成。     

大豆连作条件下施肥对东北黑土细菌群落的影响

【目的】表征大豆连作条件下不同施肥处理土壤细菌的群落结构特征和组成差异,并侧重分析接种根瘤菌处理的不同之处;与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起黑土细菌菌群变化的主效环境因子,为进一步了解连作条件下东北耕地土壤中细菌群落结构的变化以及大豆的高效种植和氮肥减施提供理论支持。【方法】依托5年大豆连作定位试验,选取不施肥(CK)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)、磷钾肥+接种根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum 5821)处理(PK+5821)共4个处理的耕层土壤为研究对象,采用高通量测序(Illumina HiSeq)和real-time PCR技术,以16S rRNA基因V4区为分子标靶,解析不同施肥处理土壤细菌的菌群变化,并对细菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】与CK相比,施肥明显增加了大豆的产量和土壤养分的含量,但单施化肥降低了土壤的pH。接种B.japonicum 5821显著增加了土壤细菌的基因拷贝数,提高了土壤细菌的丰度。细菌门水平和纲水平的群落分析发现,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中的3大优势菌群,占所有优势菌门的70%以上;施肥明显降低了土壤中放线菌门的相对丰度,这与细菌纲水平的分析一致。多样性分析发现,CK处理与3个施肥处理的丰富度和多样性指数不同,且主坐标分析(PCoA)显示,3个施肥处理的细菌群落结构在PC1轴上聚在一起,而与CK处理是分开的,表明施肥明显改变了土壤细菌的群落构成。冗余分析(RDA)显示,全氮(F=3.2,P=0.002)对土壤细菌群落结构的影响最大,解释了24%的群落变化,各因子的贡献率依次为全氮有效磷速效钾有机质p H;Spearman相关性分析也表明,5项土壤化学指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。【结论】施肥改变了大豆连作条件下土壤细菌的群落结构。全氮是影响土壤细菌群落结构变化的主效环境因子。接种根瘤菌明显提高了大豆产量,同时保持了良好土壤化学性状和土壤菌群结构,很大程度地减少了化学氮肥的施用,对大豆的高效种植和氮肥减施具有重要意义。