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。     

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。     

微生物菌肥对寒地大豆根际土壤真菌多样性的影响

为了解决大豆种植过程中因过量施用化肥带来的土壤问题,从真菌多样性和组成结构角度评估微生物菌肥对大豆根际真菌群落的影响,本研究通过减施化肥配施微生物菌肥等不同处理,采用高通量测序技术研究大豆花期根际土壤真菌多样性和结构组成的变化.结果表明:子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota)...     

不同甘蔗品种根际土壤酶活性及微生物群落多样性分析

通过桶栽试验,比较了8个甘蔗品种吸氮效率的差异以及不同品种根际土壤酶活性和微生物群落多样性的差异,以期为甘蔗生产上的选种以及蔗地土壤生产力的维持提供科学支持。在甘蔗大生长期末期收集甘蔗植株和根际土壤,比较不同品种甘蔗植株的吸氮效率和氮肥利用率、测定根际土壤蔗糖酶以及脲酶活性、利用Miseq高通量测序技术对甘蔗根际细菌群落多样性进行分析。研究结果表明,不同甘蔗品种在大生长期末期的吸氮效率存在一定差异,8个品种的植株平均吸氮效率为17.95%~27.57%,氮肥利用率为22.15%~34.02%,其中吸氮效率及氮肥利用率最高的品种是‘桂糖44号’,最低的是‘桂选B9’;8个品种的根际土壤蔗糖酶活性3.51~6.56 mg/(g·d),脲酶活性1.12~ 1.42 mg/(g·d),不同品种间存在一定差异,土壤酶活性表现较高的品种为‘桂糖48号’和‘新台糖22号’,而‘粤糖93159’的土壤酶活相对较低。高通量测序分析结果显示,8个不同品种甘蔗根际土壤细菌种群结构存在一定差异,不同品种间在优势菌群组成上差异不显著,主要差异表现在优势菌属的丰度上,其中‘桂糖44号’和‘粤糖93159’均以Bacillus为最主要的优势菌属,而其他6个品种的主要优势菌属均为Chryseolinea。冗余分析结果显示,甘蔗氮吸收率、土壤碱解氮含量以及土壤pH对土壤微生物群落结构的影响最大;相关性分析表明,不同甘蔗品种吸氮效率的差异以及部分土壤理化指标均与根际土壤微生物群落中不同优势菌门存在一定的相关性;根系微生物菌群结构的差异可能在一定程度上影响了甘蔗的吸氮效率。本研究结果初步揭示了不同甘蔗品种氮肥利用率与根际微生物群落结构的相关关系,为深入研究甘蔗根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。     

根袋法获取木薯根际土壤及其细菌群落特征研究

为了获取木薯根际土壤并研究其细菌群落特征,加深对木薯根际微生态的认知,开展根袋试验,以粘土和砂质壤土根袋内不同土壤质量（100~500 g）为处理。结果表明,根袋内土质量影响株高,但不影响茎叶重。根袋内100 g土的速效养分受到根系强烈影响,其中铵态氮和速效钾显著高于根袋外。Illumina Hiseq高通量测序结果表明,细菌优势菌门包括变形菌门（31.272%）、放线菌门（25.753%）、酸杆菌门（12.761%）、绿弯菌门（8.799%）等。2种土壤根袋内细菌α多样性增加,粘土细菌丰度也增加。RDA分析表明,土壤速效磷与放线菌门和绿弯菌门正相关,与变形菌门负相关;速效氮、速效钾、铵态氮、硝态氮与芽单胞菌门、酸杆菌门、Parcubacteria等负相关,与厚壁菌门、蓝藻门、梭杆菌门、拟杆菌门正相关;从根袋内外土壤速效养分和土壤细菌多样性综合判定,根袋内100 g土壤时可视为根际土壤,且铵态氮和速效钾可作为判断是否根际土壤的指示指标。根际微生物多样性显著提高。鞘脂杆菌目是木薯品种SC205在不同土质下共同富集的根际细菌。发现了土壤速效养分与部分细菌门的相关性。     

茶树根际土壤细菌多样性及其主要环境影响因子研究

采用高通量扩增子测序法对秦巴山区镇巴、宁强和城固三地典型茶园茶树根际细菌多样性和茶树根际微环境进行分析.茶树根际细菌多样性研究结果表明,采样地样品中所有土壤茶树根际细菌分布在41个门(其中13个门相对丰度大于1％)、1288个属(其中33个属相对丰度大于1％).镇巴采样地2年生茶树根际细菌数量最少,多样性最差.茶树根际...     

施用木醋液甜瓜根系生长及根际土壤生物学性状与细菌多样性变化

以盆栽甜瓜为研究对象,基于传统与现代分析技术,探究木醋液对于甜瓜根系生长、根际土壤生物学性状和细菌群落结构的影响,旨在开发木醋液作为液态肥料及土壤改良剂的可行性。结果表明,稀释600倍木醋液处理不仅显著促进甜瓜根系生长、显著提高甜瓜根际土壤中可培养微生物数量以及微生物生物量碳、氮、磷和涉及土壤碳、氮、磷循环相关酶的活性,而且有效地提高了甜瓜根际土壤细菌丰富度Chao 1指数和多样性Shannon指数;另一方面,门或属分类水平上,无论施用何种浓度的木醋液,其优势菌门与对照之间无显著差异,均为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、绿弯菌门（Chloroflexi）;优势菌属均为Subgroup 6_no rank、Saccharibacteria、Gemmatimonadaceae（芽单胞菌属）、Sphingomonas（鞘脂单胞菌属）、Soil Crenarchaeotic Group、Bacillus（芽孢杆菌属）、Rhodospirillaceae（红螺菌属）、Roseiflexus（玫瑰弯菌属）、Lactococcus（乳球菌属）和Acidimicrobiales。施用木醋液没有改变甜瓜根际土壤中细菌优势菌门或菌属的组成,但稀释300倍或600倍木醋液更有利于甜瓜根际土壤形成细菌群落结构更为多样的微环境。综合甜瓜根系生长及指示根际土壤肥力指标的生物学性状,施用稀释600倍木醋液更有助于促进甜瓜生长、提高甜瓜根际微环境的土壤肥力和抵御土传病害的能力。     

阿拉尔垦区棉花根系组织及根际土壤细菌多样性分析

以阿拉尔垦区棉花为试材,采用高通量测序方法研究棉花根系组织和根际土壤的细菌群落组成及其生态功能。结果显示,棉花根际土壤细菌丰富度指数(Chao1)和多样性指数(Shannon)显著大于根系组织内生细菌丰富度指数(Chao1)和多样性指数(Shannon)。棉花根际土壤中细菌的各分类水平(门、纲、目、科、属)数量大于棉花根系组织中的数量。物种注释结果表明,根系组织和根际土壤两个微环境优势菌群明显不同。棉花根系组织和根际土壤优势菌群不一样,对生物防治菌种筛选有一定的指导作用。     

辣椒健康植株与患枯萎病植株根际土壤古菌群落多样性的比较研究

采集漳州3个辣椒种植基地枯萎病典型患病样地的健康植株(以下简称JK)根际土壤和患病植株(以下简称KW)根际土壤,对土样中的古菌群落进行基于IlluminaMiseq测序平台的宏基因组高通量测序,明确健康辣椒植株与患枯萎病植株根际土壤细菌群落多样性,为辣椒枯萎病生态防控提供理论依据。结果表明,患枯萎病植株根际土壤细菌的优质序列比健康植株少480条,OTUs少11个。在门水平上,健康植株和患病植株根际土壤微生物组成相似,最优势门均为奇古菌门,但相对丰度存在差异。在属水平上,健康植株根际的亚硝化球菌属Nitrososphaera相对丰度比患病植株增加了38.61%,亚硝化侏儒菌属Nitrosopumilus相对丰度比患病植株增加1.89%,患病植株的Methanomassiliicoccus属相对丰度却比健康植株增加了10.92%。     

转ScMV-CP基因甘蔗对土壤微生物的影响

通过盆栽、田间种植及人工残体掩埋,利用BIOLOG EcoplateTM微平板(BIOLOG Inc., USA)结合微生物的平板培养及相关的土壤酶活性分析研究了转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤微生物的影响.结果表明:在盆栽和田间种植时,转基因甘蔗根际土壤的细菌总数增加,但差异不明显.转基因甘蔗对根际土壤放线菌总数没有影响,但显著提高了根际土壤真菌总数.在转基因甘蔗根际土壤中的脲酶活性显著比非转基因甘蔗的高;土壤蔗糖酶的活性比对照的低,但差异不显著.转基因甘蔗对磷酸单脂酶的活性影响很小.转基因甘蔗残体掩埋对土壤微生物和土壤酶活性没有影响;BIOLOG Ecoplate接种96h后土壤微生物多样性指数分析显示,除了在田间种植时,转基因甘蔗根际细菌生理群分布的均匀度显著下降(p<0.01)外,土壤微生物的Simpson指数(D')、Shannon-Wiener指数(H')、Mclntosh指数(DMc)等多样性指数均差异不明显.初步研究结果表明,转基因甘蔗对土壤微生物的数量和均匀度有一定影响,但对其活性和多样性则影响不明显.     

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。     

玉米花生带状间作对植株氮吸收和土壤微生物群落的影响

为探明玉米花生带状间作模式下植株氮吸收利用和土壤微生物群落特征,设置玉米单作（SM）、花生单作（SP）和玉米花生间作（IMP）三种种植模式,系统分析了不同种植模式下氮素吸收利用规律,并采用16S/ITS测序技术明确玉米花生带状间作系统下根际土壤细菌/真菌群落结构变化。结果表明,间作玉米边行优势明显,地下和地上部干物质积累量和氮积累量显著高于单作玉米和间作玉米中间行。间作玉米和间作交互区根际土壤细菌和真菌多样性和丰富度降低,而间作花生根际真菌多样性和丰富度增加,其中变形菌门、担子菌门、子囊菌门等有益菌最为显著富集。土壤中细菌和真菌存在复杂的相关性,变形菌门与子囊菌门正相关。间作丰富了物种功能多样性,参与氨基酸运输、代谢和碳水化合物代谢的细菌和腐生营养型真菌的显著富集,改善了植物养分吸收,促进了植株生长发育。可见,玉米花生间作可通过优化土壤微生物的群落结构,促进植株对氮素的吸收和利用,本研究为玉米花生带状间作氮营养互促吸收提供了科学依据。     

磁处理改善豌豆根际土壤生物学性状

采用盆栽的方法,分析磁处理对豌豆根际土壤生物学性状的影响,旨在探究磁处理对豌豆根际土壤肥力及健康状况的影响。试验设置无处理（对照CK）,添加铁粉（A）、磁化铁粉（B）、场强为0.2特斯拉（T）磁铁+铁粉（C）以及0.2 T磁铁（D）的处理,基于高通量测序技术分析磁处理对豌豆根际土壤生物学性状的影响。结果表明：C处理显著增加豌豆根际土壤中可培养细菌和真菌数量,同时微生物生物量C、N、P与CK相比分别增加了34.0%、46.0%、44.2%;β-葡萄糖苷酶、氨肽酶、磷酸酶酶活性分别增加了24.6%、23.7%、31.8%;另一方面,C处理中土壤细菌丰富度和多样性指数Ace、Chao1、Shannon指数显著高于CK;属（Genus）分类水平韦恩图分析中上,CK处理特有的属细菌主要有3个：Sneathiella、Desulfurispora、nannocystaceae;A处理特有的属细菌有7个;B处理特有的属细菌亦有7个;C处理特有的属细菌有11个;D处理特有的属细菌有8个。综上所述,C处理能够显著提高豌豆根际土壤中可培养微生物数量、微生物生物量（C、N、P）、酶活性和细菌多样性等多项指示土壤肥力和健康状况的生物学指标,表明磁场强度为0.2 T的磁铁+5 g磁化铁粉处理具有提高土壤肥力抵御土传病害的能力。     

Tree legumes-temperate grass agroforestry system effects on inorganic soil nitrogen as ecosystem services provision for smallholder farming systems in South Africa

Nitrogen is an essential macro-nutrient for plant growth and is indispensable for high agricultural food productivity and quality. Shortage of good quality forage under the dry winter season and low soil fertility conditions are the major constraints in rural farming systems in the Moist Tall Grassveld of the Upper Thukela, South Africa. The effect of legumes on inorganic soil nitrogen was assessed in an agroforestry trial (Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit, Acacia karroo Hayne, Dactylis glomerata L., Festuca arundinacea Schreb.), by soil sampling method. In the agroforestry trial, total inorganic soil nitrogen accumulation was significantly greater under intercropping than under sole crop treatments and, irrespective of the treatments, significantly more nitrate than ammonium nitrogen was measured. The study demonstrated that intercropping grasses with tree legumes could provide important ecosystem services of nitrogen supply in the soil. The results suggested that introducing legume intercrops might constitute a relevant cropping strategy to improve the soil fertility status with regard to nitrogen while at the same time providing forage in smallholder farming systems in South Africa’s Moist Tall Grassveld regions.     

施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响

为明确相同施肥量条件下木薯-花生间作与花生单作的成熟期根际土壤细菌群落特征差异,以木薯品种 华南205和花生品种粤油200为试验材料,设计2个施氮水平（施氮、不施氮）和3种种植模式（木薯单作、花生单作、 木薯间作3行花生）,采用高通量测序技术,研究了施氮和木薯间作对成熟期花生根际土壤细菌群落结构的影响。 结果表明,在相同施肥量条件下,木薯间作花生模式的土地当量比大于1,表现出间作优势,土地利用率提高49%~ 60%。成熟期花生根际土壤细菌4个优势类群依次为Chloroflexi、Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria,合计 比例84.42%~84.59%。花生根际土壤细菌的属数量共477个。施氮和木薯间作对花生根际土壤细菌的α多样性无 显著影响。木薯间作显著降低了Proteobacteria的相对丰度,降幅18.12%。在相对丰度排名前30的菌属中,不同处 理组合间TK10 和Roseiflexus 的差异达显著水平;施氮显著降低了菌属Candidatus_Solibacter、Acidimicrobiales 和 Amycolatopsis的相对丰度,降幅分别为41.18%、33.11%和71.98%。冗余分析表明,有效磷、pH显著影响细菌花生根 际土壤属水平群落组成。本研究结果为明确间作体系中花生根际微生态环境提供理论依据。     

间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落结构的影响

研究间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落多样性变化规律,为判断胶园间作木薯的可行性提供理论支撑。以橡胶与木薯间作为处理,橡胶单作为对照,采用传统方法和高通量测序技术分析橡胶树根际土壤理化性状及真菌群落结构。结果表明：（1）间作模式下橡胶树根际土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和真菌Shannon指数显著降低,真菌Simpson指数显著提高,pH和Chao1指数虽有降低,但差异未达到显著水平;（2）门分类水平上,2个处理的橡胶树根际土壤真菌群落结构组成相近,共有的3大优势菌门均为Ascomycota、Zygomycota和Basidiomycota。间作木薯降低了橡胶树根际土壤中Zygomycota和Basidiomycota的相对丰度,但提高了Ascomycota相对丰度,达到91.54%;（3）属分类水平上,2个处理中相对丰度比例前10的优势菌属占所有检测出菌属的61.30%~65.59%,间作木薯提高了橡胶根际土壤中Phyllosticta、Gibberella和Lecythophora的相对丰度;（4）土壤碱解N、速效P和速效K含量对橡胶树根际土壤中真菌群落α-多样性产生影响,土壤真菌多样性变化与土壤有机质含量有关。因此,间作木薯增加了植物对土壤矿质营养元素的吸收,导致橡胶树根际土壤肥力下降,进一步降低了橡胶树根际土壤真菌的群落多样性,同时增加了病原真菌的丰度。     

花生根际土壤细菌群落对干旱和盐胁迫的响应

为明确旱、盐及旱盐双重胁迫对花生根际土壤细菌群落的影响,本研究采用盆栽试验,通过16S rRNA基 因测序技术,研究了花生开花期干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫下花生根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明,花 生根际土壤细菌群落均以放线菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、未分类菌目（norank_p__Sac⁃ charibacteria）、蓝藻纲（Cyanobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）和β-变形菌纲 （Betaproteobacteria）7个优势菌纲为主。干旱和盐胁迫处理均不同程度提高了α-变形菌纲和蓝藻纲的含量,且对蓝 藻纲的诱导效果较显著,推测蓝藻纲在提高花生胁迫耐受性方面具有重要功能。非生物胁迫影响根际土壤微域环 境,对花生根际土壤细菌群落结构具有调控作用。调节微生物群落结构,改良土壤微域环境,是提高植物胁迫耐受 性的有效途径。     

广佛手不同套种模式下根际土壤理化性质及有效态元素的变化

研究3种套种模式（分别套种广藿香、金钱草和穿心莲）对广佛手根际土壤理化性质和有效态元素的影响。结果表明,广佛手与广金钱草套种土壤pH最低（pH 6.1）,广佛手单作土壤pH最高（pH 6.4）;与广佛手单作相比,3种套种模式下土壤有机质含量和土壤碱解氮含量有所下降,其中与广金钱草套种下降最为显著,广藿香套种组土壤碱解氮与广佛手单作组无显著差异;穿心莲套种组比广佛手单作组土壤有效磷、速效钾含量分别提高了8.07%和3.41%,说明套种穿心莲后土壤有效磷、速效钾含量明显增加;广藿香套种组根际土壤交换性钙、镁,有效铜的含量降低,有效锌、铁、锰、硼的含量增加;广金钱草套种组根际土壤的交换性钙、镁,有效铜、锌、铁的含量降低,有效锰、硼的含量增加;穿心莲套种组根际土壤交换性钙、镁、有效铜、锰的含量降低,有效锌、铁、硼的含量增加;PCA分析结果表明碱解氮,速效钾,有效磷、铜、锌、铁是影响广佛手生长的特征因素;同时不同套种模式提高了整体经济效益。不同套种模式显著影响了广佛手根际土壤理化性质和有效态微量元素的含量,为广佛手套种模式的应用提供参考。