花生连作土壤微生物区系变化研究

通过盆栽试验研究了不同连作年限花生根际及非根际土壤微生物区系变化。结果表明,随着连作年限的增加,花生根际及非根际土壤中的细菌、放线菌数量明显减少,真菌数量明显增加。4个处理根际土壤中细菌数量在整个生育期的变化均为先上升后下降的单峰曲线,不同之处为连作5年在结荚期时达到峰值,其他3个处理峰值出现在花针期。连作1年花生根际土壤中真菌数量动态变化曲线为先上升后下降再上升,峰值出现在花针期。其他3个处理均为先上升后下降的单峰曲线。CK和连作3年根际土壤中放线菌在整个生育期的菌量动态变化曲线较为一致,总体上均呈现先上升后下降的趋势,峰值均出现在结荚期,连作1年和5年的动态变化曲线较为一致,总体均呈现先上升后下降再缓慢上升的趋势,峰值均出现在花针期。     

EM对连作大蒜根际土壤微生物和酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了EM (Effective Microorganisms)对连作大蒜不同发育期干物质累积量,土壤微生物数量和酶活性的影响。结果表明,与对照相比,EM对土壤细菌、真菌和过氧化氢酶活性促进率随大蒜发育期均呈现先升后降的趋势,在蒜薹伸长期达到最大值;对硫化细菌和酚分解菌促进率最大值均出现在鳞茎膨大期;对氨化细菌和硝化细菌的促进率最大值分别出现在分化期和幼苗期。EM对放线菌、土壤多酚氧化酶、脲酶和磷酸酶活性促进率随发育期的延长而呈现持续上升的趋势。EM处理有利于改善土壤微生物群落结构,提高土壤微生物数量和土壤酶活性,增加干物质的累积量。     

不同连作年限麦冬根际微生物区系动态研究

从麦冬根际微生物区系的变化来研究连作对麦冬生长环境的影响发现:1.在麦冬根际微生物中,细菌占99%以上,放线菌占0.44%,真菌最少,从三个不同取样部位来看,麦冬块根根际土微生物总量>麦冬须根根际土微生物总量>麦冬根外土微生物总量;2.随着连作年限的增加,细菌和放线菌随连作年限增加而下降,但真菌却增加;3.连作对微生物生理类群的影响,在分析的几类有益细菌生理群中,氨化细菌>硝化细菌>固氮菌和纤维素分解菌;随着连作年限的增加,各有益细菌生理群的数量锐减。     

设施辣椒连作对土壤理化性状、酶活性及微生物区系的影响

以青海省尖扎县设施辣椒连作土壤为对象，研究不同连作年限土壤理化性状、酶活性及微生物区系的变化。结果表明，土壤理化性状、酶活性、微生物数量及微生物量均表现出明显的连作效应。随着连作年限的增加，土壤容重和电导率呈上升趋势，pH呈下降趋势，有机质、全氮、有效磷和速效钾呈先上升后下降趋势。土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶和过氧化氢酶随连作年限的增加均呈下降趋势，脲酶和碱性蛋白酶呈先上升后下降趋势。与对照相比，连作导致土壤细菌与真菌数量的比值降低，土壤微生物量碳与微生物量氮比值升高，土壤微生物群落结构由“细菌型”转变为“真菌型”。     

日光温室辣椒连作不同年限土壤微生物种群变化及酶活性研究

以日光温室辣椒连作土壤为对象,研究不同连作年限土壤微生物数量、类群及酶活性的变化。结果表明,土壤微生物数量、酶活性表现出明显的温室连作效应,随着连作年限的增加,土壤微生物类群细菌/真菌、放线菌/真菌值呈下降趋势,微生物由"细菌型"向"真菌型"过渡,其中氨化细菌先增加后减少、硝化细菌呈减少的趋势;多数土壤酶活性随着连作年限的增加呈下降趋势,但过氧化氢酶活性呈增加趋势。     

宁南黄土丘陵区马铃薯连作土壤养分、酶活性和微生物区系的演变

采用常规方法研究了宁南黄土丘陵区马铃薯不同连作年限土壤养分、酶活性及微生物区系组成的演变趋势。结果表明,宁南黄土丘陵区土壤有机质及全氮与土壤微生物数量和酶活性均呈显著正相关;马铃薯连作4年引起土壤有机质、全氮、全磷及全盐含量显著下降,而土壤pH、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加;试验区土壤微生物区系组成中细菌占微生物总量的80%以上;随连作年限的延长,土壤真菌比例逐渐上升,土壤放线菌比例有较大幅度提高,而土壤细菌比例则明显下降。逐步回归分析表明,脲酶、蔗糖酶、真菌、放线菌和细菌都与土壤有机质、全氮及速效氮显著正相关,与过氧化氢酶活性显著负相关;全磷及速效磷只和磷酸酶极显著正相关;土壤pH与脲酶、蔗糖酶及细菌均呈显著或极显著负相关;脲酶与蔗糖酶及细菌、放线菌和真菌之间均呈显著或极显著正相关,与过氧化氢酶极显著负相关。马铃薯连作不仅加重土壤养分亏缺,土壤理化性状恶化,而且导致过氧化氢酶活性显著增加,土壤微生物区系组成发生改变。     

抗病性不同大豆品种根面及根际微生物区系的变化 Ⅱ.连作大豆(重茬)根面及根际微生物区系的变化

采用平板计数法测定了两个抗根腐病连作大豆品种生育期间根面和根际微生物区系动态变化。结果表明,两个品种大豆根面细菌随生育期增加呈递减趋势,品种间无差异。合丰25(H25)的根际细菌数量随生育期呈递减趋势,绥农10号(S10)根际细菌数量从三叶期到鼓粒初期不断增加,到成熟期又急剧减少。感病品种H25根瘤重明显低于抗病品种S10。H25根面真菌和镰孢霉总数在三叶期和成熟期均高于S10,苗期是根腐病的主要发病期。总之,在连作条件下,无论抗病品种还是感病品种大豆成熟期其根面和根际细菌减少,真菌和主要病原菌(镰孢霉Fusarium)都会大量富集,表明根系分泌物对根面和根际的微生物种群有选择性地促进或抑制作用。     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

连作西瓜的根际土壤酶活性和微生物多样性

以山东大鹏西瓜基地0,3,9,15 a的西瓜根和根际土壤为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法分析连作对西瓜根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤有机质和氮磷钾含量递减,连作第15年有机质及有效氮磷钾含量最低。在同一生长时期内,连作年限越长,西瓜根系活跃吸收面积和总吸收面积最低,根际土壤酶活性呈现先递增后下降的趋势,并且根际土壤酶活力幼苗期 < 抽蔓期 < 结果期。在连作前期土壤中可培养微生物代谢活力递增,连作后期微生物代谢活力递减,且连作越久土壤中微生物群落多样性降低,均匀度先增加后降低。相关性分析表明,土壤中过氧化氢酶（p < 0.05）、磷酸酶（p < 0.05）、蔗糖酶（p < 0.01）、速效磷（p < 0.05）、速效钾（p < 0.05）与真菌具有正相关性;脲酶与细菌正相关（p < 0.01）,与碱解氮负相关（p < 0.01）;过氧化氢酶（p < 0.05）、碱解氮（p < 0.01）与放线菌具有显著正相关。综上所述,连作0～9 a,土壤微生物代谢活力和酶活性增强,养分流失较小;连作9 a后,土壤养分流失严重,土壤酶活性和微生物代谢活力显著降低,产生连作障碍,说明减少连作年限可使西瓜优质丰产并且可持续发展,反之影响西瓜正常生长生产,损害经济效益。     

连作土壤微生物区系分析、调控及高通量研究方法

土壤连作后导致土壤微生物生态失衡、病原微生物富集、有益微生物减少,土壤微生物从细菌主导型向真菌主导型转化,使病原菌更容易侵染植物而引发植物的各种土传病害。施用微生物有机肥可以将失衡的微生物区系恢复到健康的状态,从而可以起到防治土传病害的作用。本文围绕连作引起的土壤中各大类微生物数量和种类的变化以及连作土壤施用微生物有机肥修复后其微生物数量和种类的变化进行了综述,并通过与传统技术比较,介绍了454高通量测序研究方法的优越性,指出了其在土壤微生物区系研究中的重要性。     

棉花连作对北疆土壤酶活性、致病菌及拮抗菌多样性的影响

本文通过测定土壤酶活性与微生物PCR-DGGE指纹图谱研究了北疆棉区5年棉花连作(CtN5)、10年棉花连作(CtN10)及15年棉花连作(CtN15)对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶和蛋白酶酶活性的影响,分析了土壤细菌、真菌、镰刀菌和枯草芽孢杆菌群落结构多样性对北疆棉田长期连作的响应。结果表明:过氧化氢酶、蔗糖酶、脱氢酶活性随棉花连作年限延长而下降。CtN15处理的过氧化氢酶、蔗糖酶和脱氢酶活性分别比CtN10处理下降15.0%、6.4%和12.0%,比CtN5处理下降16.8%、58.6%和49.5%(P0.05);芳基硫酸酯酶与蛋白酶活性随连作年限的增加呈先下降后升高的特点。土壤细菌、真菌多样性指数随连作年限的增加明显下降。CtN15的细菌条带数比CtN10下降7.41%,Ct N10比CtN5降低1.72%。CtN15真菌条带数和Shannon-Wiener多样性指数分别为78和3.22,比CtN5处理低17.02%和5.29%。土壤镰刀菌和枯草芽孢杆菌的条带数、多样性指数均表现为先下降后升高。CtN15枯草芽孢杆菌Shannon-Wiener和Simpson指数分别比CtN10处理高54.8%和14.5%。北疆长期连作棉田的土壤酶活性和土壤微生物群落多样性总体呈下降趋势,长期连作对棉田土壤生物性状有明显负面影响。     

大棚辣椒连作土壤微生物数量、酶活性与土壤肥力的关系

选取不同连作年限的辣椒大棚土壤和相邻露地小麦-辣椒轮作土壤(对照),研究了大棚辣椒连作土壤微生物数量、酶活性与土壤肥力的关系。结果表明,连作土壤养分含量显著高于对照,而pH值显著低于对照;土壤细菌,放线菌数量随连作年限延长呈先增加后降低的趋势并高于对照,而真菌数量不断增加;连作土壤酶活性含量均显著高于对照。土壤细菌数量与土壤有机质、全磷呈显著相关性,真菌数量与土壤养分无显著相关性,放线菌数量、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性与pH值呈显著负相关性,与养分呈显著相关性。土壤全磷、全氮、pH值对微生物数量的影响较大,而全氮、pH值对土壤酶活性的影响较大。     

Evaluation of soil enzyme activities and microbial communities in tomato continuous cropping soil treated with jerusalem artichoke residues

ABSTRACT

Jerusalem artichoke (JY) (Helianthus tuberosus L.) has been reported to have a strong inhibitory effect on weed growth and root knot nematodes, but little information is available on the effects on soil ecosystems, especially soil microorganisms and soil enzyme activities. Understanding the dynamics of soil microbes and soil enzyme activities in cropping systems can help determine how agricultural practices influence soil processes mediated by JY residues. This study used a pot experiment, with five-year continuous cropping soil of tomato plants as the experimental material and 2% (w/w) JY residue as the treatment material in the soil. The treatment was compared to continuously monocropped tomato soil that was not treated with JY residues. The results of 16S high-throughput sequencing showed that both fungal and bacterial community structure and composition varied significantly at each stage of JY treatment. The analysis showed that the major phyla in the soil fungal community included Ascomycota, Zygomycota and Basidiomycota. Chytridiomycota was dominant in only the JY-treated soil. At the genus level, the abundances of Mortierella, Cephaliophora, Cryptococcus and Fusarium notably changed at each stage of JY treatment. In the bacterial community in the JY-treated group, the abundance of Proteobacteria increased significantly, while that of Firmicutes decreased significantly, compared to the control group. JY enhanced the activity of soil sucrase and urease. In addition, the soil sucrase activity showed a strong negative correlation with Fusarium and Bacillus. Overall, our results revealed that JY residues changed both the soil bacterial and fungal community composition and the soil enzyme activities.     

设施西瓜连作土壤生化性质及微生物群落变化

为探索设施连作西瓜土壤微生态环境变化,通过高通量测序对连作组(连作10年设施西瓜土壤)和对照组(连作10年设施西瓜棚外相同土质的露天西瓜土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌和真菌的群落结构差异,测定土壤理化性质及酶活性。结果表明,连作组土壤pH、铵态氮、速效钾、微生物量碳、土壤酶活性极显著低于对照,而硝态氮和有效磷极显著高于对照组。连作组土壤中细菌ACE指数和Chaol指数均极显著高于对照组,土壤中真菌ACE指数、Chaol指数、Simpson指数和Shannon指数均低于对照组。土壤微生物优势物种组成改变,连作组土壤细菌变形菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门及硝化螺旋菌门相对丰度较对照组分别增加了9.80%、20.83%、21.76%和27.12%(P<0.05),而酸杆菌门和疣微菌门较对照组分别减少了21.7%和26.27%(P<0.05);连作组土壤真菌子囊菌门相对丰度较对照组增加了10.96%(P<0.05),担子菌门和罗兹菌门的相对丰度分别较对照组减少了13.42%和93.77%(P<0.05)。相关性分析显示,优势菌门除Latescibacteria和己科河菌门丰度与所有土壤环境因子相关性均不显著外,其他优势菌群都与所测土壤环境因子(有机质除外)存在密切相关关系,土壤pH、铵态氮、有效磷、速效钾是影响土壤中微生物群落的主要因素,担子菌门和绿弯菌门能够指示土壤微生物量,微生物群落结构的变化对土壤酶活性有较大的影响。综上,设施西瓜连作10年土壤理化性质、酶活性及微生物群落结构皆显著变化,西瓜连作障碍是多种因素综合作用的结果。     

吐鲁番哈密瓜土壤养分及酶活性对连作年限的响应

哈密瓜(Cucumis melo var.saccharinus)连作障碍已经成为制约其产业发展的重要因素,为探明哈密瓜连作年限对土壤养分及酶活性的影响,以吐鲁番鄯善县不同连作年限哈密瓜田为研究对象,分析了不同连作年限哈密瓜农田根际土壤及非根际土壤的养分含量及酶活性特征.结果表明:1)随连作年限的递增,哈密瓜根际土壤和...     

轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤微生物特性的影响

通过田间试验,探讨轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤理化性质、酶活性及微生物群落的影响。结果表明：与菠萝连作处理相比,菠萝-甘蔗轮作和菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理的菠萝产量分别显著提高18.56%和39.07%;土壤pH值分别升高0.50和0.66,明显缓解土壤酸化;土壤硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别显著增加28.49%和57.67%、20.49%和39.77%、20.78%和45.23%、10.38%和23.10%;土壤微生物量碳含量较菠萝连作分别显著提高12.10%和29.56%,土壤微生物量氮含量分别显著提高17.99%和61.45%,而微生物量碳/微生物量氮值均降低。此外,轮作与轮作配施生物有机肥处理均显著增加了土壤细菌与放线菌数量,显著降低了真菌数量,并促进土壤微生物对碳源的利用;增强了土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性。本试验条件下,轮作与增施生物有机肥能够显著改善土壤酸化状况与土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,以菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理效果最好。     

生物炭对菠萝连作土壤微生物学特性及其心腐病的影响

通过温室盆栽试验,设置0%、0.4%、0.8%、1.2%4个生物炭用量(分别为B₀、B_0.4、B_0.8、B_1.2处理),研究不同用量生物炭对菠萝连作土壤理化性质、微生物群落、酶活性及其心腐病发病率的影响。结果表明,与B₀处理相比,B_0.4、B_0.8和B_1.2处理的菠萝连作土壤pH分别显著升高0.15、0.33和0.21;土壤全氮、碱解氮、有效磷、速效钾及有机质含量均显著增加,而土壤全磷、全钾含量无明显变化。3个生物炭处理下,土壤微生物量碳含量较B₀处理分别显著提高23.14%、57.28%和48.49%,土壤微生物量氮含量分别显著提高53.71%、153.34%和144.24%,而土壤微生物量碳/微生物量氮显著降低。此外,施用生物炭显著增加了菠萝连作土壤细菌与放线菌数量,增强了土壤脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶及纤维素酶活性,而显著降低真菌数量以及菠萝心腐病发病率。因此,生物炭...     

番茄连作对日光温室土壤微生物及土壤理化性状的影响

对大庆地区具有代表性的温室进行调查研究,了解不同种植年限对番茄温室土壤微生物及土壤理化性状的影响,为解决温室土壤连作障碍问题奠定理论依据。结果表明,随着种植年限增加,细菌、真菌的数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分的含量呈增加趋势,种植年限为10年分别是对照(露地菜田)的2.14、1.33、2.18、2.09、1.96、2.86、9.5倍,土壤p H值相反,种植年限为10年比对照下降了0.64,但放线菌数量与B/F值[(细菌+放线菌)/真菌]在第5年与第7年达到最高,呈现先增高再降低的趋势,分别比对照增加了34.12%、44.26%;随着土壤深度的增加,土壤微生物数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分含量降低,土壤含水量、p H值增加。综合分析番茄连作对土壤微生物和土壤理化性状的影响,番茄连作6年后出现一定程度的连作障碍问题。     

Evaluation of soil microbial communities and enzyme activities in cucumber continuous cropping soil treated with spent mushroom (Flammulina velutipes) substrate

Journal of Soils and Sediments - This study aimed to assess the effects of spent Flammulina velutipes substrate (SFS) amendment on microbial properties of cucumber continuous cropping soil. A...