刺萼龙葵入侵对不同类型土壤特性的影响

外来入侵植物对土壤生态系统的影响已成为入侵生态学研究的热点。本文选取河北宣化和吉林白城2个刺萼龙葵(Solanum rostratum Dunal.)入侵典型地区,研究刺萼龙葵入侵对不同类型土壤养分及酶活性的影响。每个地区分别选择4个生境作为样地,宣化地区生境包括荒地、路边、农田和林地,白城地区生境包括荒地、路边、农田和草原,其中宣化的林地和白城的草原为每个地区特有的生境。采用滴定法和比色法测定土壤养分和酶活性。结果表明,与未入侵样地(CK)相比,刺萼龙葵入侵显著提高了农田、林地和草原的土壤全氮含量(P0.05),其中宣化(灌淤土)农田和林地全氮含量比CK增加102.49%、79.02%,白城(淡黑钙土)农田和草原比CK增加44.04%、21.81%;刺萼龙葵入侵显著提高了农田和林地的土壤铵态氮含量(P0.05),其中宣化农田、林地中土壤铵态氮含量比CK增加137.59%、50.32%,白城农田中增加140.18%;刺萼龙葵入侵也提高了路边、林地、农田(白城)和荒地(宣化)的土壤硝态氮含量(P0.05),其中,宣化荒地、路边和林地土壤硝态氮含量较CK增加65.52%、32.96%和22.68%,白城路边和农田分别增加132.59%、153.96%。刺萼龙葵入侵显著提高了宣化地区及白城荒地和农田的土壤有机质含量(P0.05);降低了宣化荒地、农田和林地的土壤全磷含量(P0.05),土壤全磷分别比CK降低54.63%、70.81%和29.68%,白城路边和草原的土壤全磷含量分别较CK下降17.40%、14.69%(P0.05);刺萼龙葵入侵对2个地区土壤全钾和速效钾则无显著影响。刺萼龙葵入侵显著提高了荒地、农田、林地、草原和路边(宣化)的土壤脲酶活性(P0.05);宣化路边和白城荒地、草原的中性磷酸酶的活性,宣化荒地和林地土壤过氧化氢酶活性均显著提高(P0.05),对白城过氧化氢酶则无显著影响。刺萼龙葵入侵对某些生境的土壤养分和酶活性无显著影响可能与入侵生境的小气候、入侵时间长短等因素相关,需进一步深入研究。总之,刺萼龙葵入侵改变了2个地区土壤理化性质和酶活性,其可能通过改变土壤养分及土壤酶活性,以创造对自身有利的土壤环境,从而进一步扩散蔓延。     

外来入侵植物刺萼龙葵（Solanum rostratum Dunal）根际土壤真菌多样性及其次生代谢产物的化感作用研究

  目的  分析外来入侵植物刺萼龙葵根际土壤真菌群落多样性,了解其根际可培养真菌次生代谢产物的植物生长调节活性,并从中筛选具有开发为植物生长调节剂及生物除草剂潜力的菌株。  方法  采集刺萼龙葵根际土壤,提取总DNA,利用高通量测序技术分析土壤真菌群落多样性;同时,利用纯培养手段获得可培养真菌菌株,以乙酸乙酯萃取其发酵产物,并以单子叶植物早熟禾和双子叶植物反枝苋为受试植物,检测其次生代谢产物的促生/抑生活性。  结果  子囊菌门真菌广泛存在于刺萼龙葵根际土壤中,且占绝对优势。Alpha多样性分析发现,刺萼龙葵根际土壤中真菌群落有着非常高的多样性和丰富性。此外,菌株SR02、SR05和SR13对受试植物具有较强的生长抑制作用。  结论  刺萼龙葵根际土壤真菌优势类群明显,尖孢镰刀菌和链格孢在真菌群落中占优势地位;从根际土壤中发现多个具有显著生长促进或抑制作用的菌株,其在刺萼龙葵根际土壤中所起到的生理生态学意义,以及其次生代谢产物是否具有开发为植物生长调节剂及生物农药的潜力,值得进行深入的研究。     

关于在朝阳铲除刺萼龙葵的建议

总结了刺萼龙葵的生物学特性,结合当地调查,初步摸清了刺萼龙葵在朝阳市发生的总体情况,并根据当地实际情况提出防控建议和防治措施。     

刺萼龙葵土壤种子库特征及其对替代控制的响应

土壤种子库在退化生态系统植被的恢复和演替中起重要作用,为明确外来入侵植物刺萼龙葵（Solanum rostratum Dunal.）土壤种子库特征,评价植物替代控制刺萼龙葵的效果,调查了河滩及农田边缘两个典型生境中的刺萼龙葵土壤种子库特征,分析了刺萼龙葵种子在土壤中的垂直分布与季节变化动态,并利用多种多年生禾本科与豆科牧草对刺萼龙葵进行替代控制研究,以期为刺萼龙葵生态调控提供理论依据。结果表明：1）两个生境中共鉴定出23种植物,禾本科和菊科为优势科;河滩及农田边缘刺萼龙葵种子总储量分别达347粒·m^-2和2 600粒·m^-2,占整个种子库的2.46%及35.16%。2）河滩生境中刺萼龙葵种子多集中于表层（0~2 cm）土壤,占种子总量的64.3%,且随土层深度的增加而减少;而农田边缘生境0~2 cm、2~5 cm和5~10 cm 3层种子数量差异不大（P>0.05）,分别占种子总量的32.7%、38.2%及29.1%。3）两个生境中刺萼龙葵种子主要集中于4月份采集的土样中,分别为273粒·m^-2（河滩）和1 970粒·m^-2（农田边缘）,显著高于6月份与8月份采集的土样种子数（P<0.05）;4）从替代控制第2年起,刺萼龙葵的密度、生物量及土壤种子储量即被控制在较低水平,均显著低于同期对照（P<0.05）,沙打旺+苇状羊茅+冰草+羊草组合对刺萼龙葵控制效果最佳,同时还可获得牧草鲜重20 396.1 kg·hm^-2,干重7 710.6 kg·hm^-2（2017年）,经济效益可观。5）刺萼龙葵种子库与刺萼龙葵密度（P<0.01）、生物量（P<0.05）呈正相关,牧草产量与刺萼龙葵种子库储量、密度、生物量均呈负相关,但相关性不显著（P>0.05）;降雨显著影响刺萼龙葵种子库储量（P<0.05）,可用幂函数模型y=2.619x^0.001（R²=0.822,F=18.486,P=0.013）描述二者之间的关系。     

培养方法对土壤可培养细菌多样性的影响

提高土壤微生物的可培养性,获得纯培养微生物菌株,是微生物生态学研究的基础。采用三种培养基对土壤细菌进行分时段计数,以细菌通用引物扩增细菌16S rDNA片段,用限制性内切酶HhaI酶切PCR产物,对酶切图谱进行分型,研究不同培养方法对土壤细菌多样性和可培养的影响。结果表明,LB、CSEA、W SA培养基192 h后每g干土获得的细菌数量分别为14.84×107、10.27×107和6.91×107CFU,但微生物多样性指数以W SA为最高,LB多样性指数最低;三种培养基培养的细菌菌群有一定的相似性,LB和CSEA培养基间的Jaccard指数为57.69%,LB和W SA培养基之间为53.13%,而CSEA和W SA培养基的相似性指数达66.67%;16S rDNA测序结果表明,所获得的土壤细菌优势种群在分类方面主要属于γ-和β-变形杆菌以及放线菌亚门,其中某些OTUs中的16S rDNA序列与Burkholderiaceae bacterium、Rhodococcus和Mycobac-terium属具有较高的同源性,推测其细胞能够分泌复苏促进因子,有效地提高土壤细菌的可培养性。     

银杏内生真菌刺盘孢遗传多样性的初步分析

为了研究银杏内生真菌的刺盘孢菌株的遗传分化,选用了分离自江苏5个县市的14个菌株,利用RAPD技术进行遗传多样性分析。从20个随机引物中筛选出5个引物,扩增出62条DNA带,在此基础上分析并建构了遗传相关聚类图。结果表明,不同地区的刺盘孢菌株其遗传差异性不同,14个菌株可聚为两大类,其中启东、邳州的6株聚为一类,南京、南通和泰兴的8株又聚为一类。所有的14个菌株的相似性系数范围在46%~89%。     

铅胁迫下接种AM真菌对龙葵根际土壤微生物群落代谢特征的影响

为从微生态角度探索接种AM真菌对铅污染根际土壤微生物群落代谢特征的影响,以摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）和幼套近明囊霉（Claroideoglomus etunicatum）为接种菌剂,在温室盆栽条件下以Pb⁴⁺含量为0 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1、400 mg·kg^-1和800 mg·kg^-1土壤种植龙葵（Solanum nigrum）10周后采集根际土壤,采用Biolog微平板法测定龙葵根际土壤微生物群落的代谢变化。结果表明：1）微生物平均代谢活性（AWCD）随铅浓度增加呈降—升—降趋势;接种AM真菌显著提高了铅胁迫下根际土壤微生物的AWCD值,仅中浓度（400 mg·kg^-1）下未达显著差异。2）中浓度铅处理能显著提高根际土壤微生物对糖类及其衍生物、氨基酸类、脂肪酸和脂类及代谢产物类四大类碳源底物利用能力;接种AM真菌,高浓度（800 mg·kg^-1）铅处理显著提高了根际土壤微生物对氨基酸类底物的利用能力。3）铅胁迫下接种AM真菌提高了根际土壤微生物多样性指数,在中浓度下丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均达显著水平。4）主成分分析显示,代谢产物类在PC1和PC2中种类最多,分别为6种和4种;糖类及其衍生物在PC3中种类最多（5种）。5）在铅胁迫和接种AM真菌共同作用下,微生物碳源利用主要受铅浓度调节,并且二者对微生物碳源利用具有显著交互效应。综上可知,接种AM真菌能够提高铅胁迫下龙葵根际土壤微生物多样性指数,增强根际土壤微生物对碳源底物的利用能力。该研究为进一步探究AM真菌强化植物联合修复技术提供了依据。     

黄瓜与西芹间作对黄瓜土壤真菌ITS多样性分析

为探索黄瓜与西芹间作后对黄瓜土壤真菌多样性变化规律的影响,本试验以黄瓜与西芹间作种植模式为处理,黄瓜单作和西芹单作种植模式为对照,进行不同处理土壤ITS真菌群落多样性高通量测序分析。结果表明：黄瓜与西芹间作土壤真菌Alpha多样性指数降低,Observed species指数、Shannon指数、Chao1指数和Simpson指数与对照相比均达到最低值,但差异均不显著（P>0.05）。在门分类水平上,共检测到5个菌门,其中,子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为3个主要菌门;黄瓜与西芹间作处理前3个菌门所占比例最高,达95.50%。在属分类水上,共检测到329属,相对丰度比例为前12的菌属占所有检测出菌属的49.4%;黄瓜与西芹间作处理检测的菌属所占比例最高,达50.72%,其次为黄瓜单作和西芹单作,分别为50.47%和47.17%。因此,黄瓜与西芹间作处理改变了黄瓜土壤真菌群落的结构和组成,丰富了黄瓜土壤真菌的群落多样性,为以后设施黄瓜连作土壤微生态环境改善和修复提供科学依据。     

土壤可培养真菌RAPD扩增条件的优化

以改进的CTAB-溶菌酶-蛋白酶K裂解法抽提土壤可培养真菌总DNA,直接进行随机扩增多态DNA(RAPD)分析。分别测试了镁离子浓度,4×dNTP浓度,模板DNA量,引物用量,Taq酶用量和牛血清白蛋白浓度对反应结果的影响,通过各因子的组合研究,确定了土壤可培养真菌遗传多样性分析的稳定的RAPD反应体系:15μlPCR反应体积,1×Taq酶配套缓冲液(10mmolL-1Tris·HClpH9.0,50mmolL-1KCl,0.1%TritonX-100),1.5mmolL-1MgCl2,2UTaq酶(上海华美公司),20ng模板DNA,15pmol引物(上海Sangon公司);dATP、dCTP、dGTP、dTTP各0.2mmolL-1;1mgmL-1牛血清白蛋白。     

不同土壤类型下AM 真菌分布多样性及与土壤因子的关系

以禾本科植物群落为研究对象, 研究了宁夏六盘山林地、银川农耕地、暖泉农耕地、固原农耕地、盐池沙地、灵武沙地6 个采样地点5 种土壤类型(黑垆土、灌淤土、黄绵土、灰钙土、风沙土)下AM 真菌物种多样性及其与土壤因子的关系。结果表明: 5 种土壤类型采样点的植被根际土壤中共鉴定出5 属48 种AM真菌, 其中, 无梗囊霉属(Acaulospora)1 种, 巨孢囊霉属(Gigaspora)3 种, 球囊霉属(Glomus)37 种, 类球囊霉属(Paraglomus)1 种, 盾巨孢囊霉属(Scutellospora)6 种, 各采样点土壤均以球囊霉属为优势属。地球囊霉(G.geosporum)和木薯球囊霉(G. manihotis)是6 个采样地点中的优势种。不同土壤类型各采样点AM 真菌各属的频度存在明显差异, 球囊霉属在各点均有出现, 频度值最高。具有较高植被多样性的暖泉样点, AM 真菌的种属数量较多。土壤环境因子对AM 真菌孢子密度的影响因所处土壤、植被类型不同而异。pH、全盐、速效钾、速效磷等土壤肥力因子, 在PCA 轴上能最大程度地解释AM 真菌孢子密度与土壤环境因子之间相互关系的大部分信息。宁夏不同土壤类型区域中AM 真菌种类及分布一定程度上与该采样点的植被类型、植物多样性和土壤肥力特征相对应。     

冬麦免耕覆盖栽培对土壤丛枝菌根真菌多样性的影响

为揭示冬麦免耕覆盖栽培管理措施对土壤丛枝菌根真菌多样性的影响,以农田土壤生态系统为研究对象,利用Illumina MiSeq平台通过高通量测序的方法,对连续免耕覆盖栽培及有机肥管理下冬麦土壤丛枝菌根真菌群落组成及其与土壤环境因子间的相互关系进行研究。结果表明,丛枝菌根(AM)真菌在97%相似度下共获得4 515个AM真菌的操作分类单元(OTUs),分属于1门3纲4目8科10属155种。不同处理中,类球囊霉属(Paraglomus),球囊霉属(Glomus)和近明球囊霉(Claroideoglomus)为优势属,受农业综合管理措施中有机肥施用、免耕覆盖因子的影响,近明球囊霉、有隔球囊霉属相对丰度在不同处理间存在显著差异(P<0.05)。与耕作、不覆盖相比,免耕、覆盖措施提高了AM真菌多样性指数,但降低了AM真菌属的丰富度;与无肥条件相比,有机肥施用提高了AM真菌丰富度指数,但降低了AM真菌多样性指数。多元分析结果表明,土壤全磷及速效磷含量是影响AM真菌群落组成中优势属丰度变化的主要因素。免耕覆盖、有机栽培改变了土壤AM真菌的多样性及丰富度,土壤中丰度较低的AM真菌菌属更容易受到有机肥施用的影响;有机肥与免耕、覆盖管理的交互作用对AM真菌近明球囊霉属相对丰度有显著影响(P<0.05)。AM真菌群落对耕作覆盖、有机肥施用管理活动的响应受到农业综合管理活动及其相关因素交互作用的影响。本研究结果为合理农作物免耕覆盖、有机栽培管理提供了理论依据。     

玉米秸秆还田对盐碱地土壤真菌多样性的影响

为揭示盐碱地秸秆还田改良中土壤真菌群落结构及其多样性变化,以未开垦盐碱地(ZH1)、非盐碱连作玉米田(ZH2)和秸秆还田盐碱玉米田(ZH3)为材料,在玉米吐丝期,利用高通量测序技术与相关生物信息学分析结合,研究表层土壤真菌群落丰富度、多样性和群落结构的变化。结果表明,3个处理土壤真菌群落结构和丰度差异大,已知菌属中ZH1的优势属为马拉色菌,ZH2优势属为暗球腔菌属,ZH3优势属为链格孢属。玉米秸秆还田对盐碱地土壤真菌多样性的影响较大,两年玉米秸秆还田盐碱土壤真菌多样性和物种丰度与未开垦盐碱地比较均有所下降。     

腐殖酸对花生连作地土壤真菌群落结构的影响

土传病害的绿色防控是当前农业、生态和环境领域中为建立资源节约型、环境友好型病虫害可持续治理技术体系的重要组成部分。将来自藓类泥炭和风化煤的腐殖酸添加至两个花生种植年限的土壤中（1年和6年）,进行室内恒温培养。对土壤真菌进行内部转录间隔区（internal transcribed spacer,ITS）测序,运用非参数多因素方差分析（PerMANOVA）、相关性分析等方法阐释腐殖酸对土壤真菌群落的影响。结果表明：腐殖酸的添加显著影响了培养94 d以后的土壤真菌群落结构,而添加量对4个培养时间点的土壤真菌群落结构均可产生显著影响;同时腐殖酸显著改变了部分真菌属的相对丰度。腐殖酸对土壤真菌功能的影响,主要表现为显著改变了土壤中真菌功能营养型的组成。其中,随着腐殖酸添加量的增加,土壤植物病原菌的相对丰度均显著降低;相关性分析表明腐殖酸添加量与致病菌镰刀属（Fusarium spp.） 和丝核菌属（Rhizoctonia spp.）的相对丰度呈显著负相关,而与拮抗菌青霉属（Penicillium spp.）的相对丰度呈显著正相关。本研究表明,特定腐殖酸在适当添加量下可显著改变花生地的土壤真菌群落结构和功能营养型组成,尤其是降低了土壤中植物病原菌的相对丰度,但影响程度因花生种植年限的长短而异。本研究结果为腐殖酸生态功能应用拓展提供了理论依据,为土传病害绿色防控技术的研发提供新的视角。     

吉林省玉米种植区土壤真菌群落多样性变化及其驱动因子

[目的] 探索影响吉林省玉米主产区土壤真菌群落结构的主要驱动因子,为该省土壤质量恢复提供理论依据。[方法] 根据吉林省的生态环境和气候因素,将吉林省分为东部湿润山区、中部半湿润平原区和西部半干旱平原区,以这3个区域的玉米种植区土壤为主要研究对象,采用高通量测序技术,分析了土壤真菌群落组成,并通过典范对应分析法进一步分析化学性质、酶活性特征、以及环境因子对真菌群落的影响。[结果] 3个玉米种植区的土壤化学性质和酶活性特征的差异性显著;土壤真菌多样性差异不显著,真菌菌群丰度呈现自西向东逐渐降低的趋势;在各水平分类上,子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为土壤优势真菌菌门,且西部半干旱平原区的子囊菌门类群显著高于中部半湿润平原区,担子菌门与之相反;粪壳菌纲（Sordariomycetes）为优势菌纲,呈现自东向西逐渐增加的趋势;酵母菌属（Guehomyces）是优势菌属,表现为：中部种植区 > 西部种植区 > 东部种植区。[结论] 吉林省玉米种植区土壤真菌类群变化的主要气候驱动因子是积温、无霜期和年均温度,土壤化学性质的主要驱动因子是土壤pH值。     

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响，采用盆栽控制试验和高通量测序技术，研究了不施肥（CK）、100%无机氮肥（T0）、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥（T50）和100%羊粪有机肥氮（T100）4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异，并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明：植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria），土壤真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）；T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高，但放线菌门和担子菌门相对丰度最低；NMDS分析和相似性分析发现，T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著；Alpha多样性分析也表明，T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著，以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高；Pearson相关性分析显示，土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之，采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性，促进了土壤养分的释放和转化，有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升，研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。     

气候对旱地紫色土微生物功能多样性的长期影响

研究了暖温带和中亚热带气候对紫色土的理化性质、微生物活性及其多样性的长期影响.将安徽休宁的紫色土分别放置在暖温带的封丘和中亚热带的鹰潭,18年的旱作定位试验结果表明,中亚热带紫色土的pH、全N含量、NO3--N含量和有效P含量显著低于暖温带紫色土;中亚热带气候条件下紫色土微生物整体活性高于暖温带;中亚热带气候条件下紫色土微生物对羧酸和糖类利用较多,而在暖温带气候条件下紫色土微生物对氨基酸和胺类的利用能力较高.说明中亚热带气候条件促进了紫色土微生物对含C化合物的利用,而暖温带气候条件促进了紫色土微生物对含N化合物的利用.     

乙草胺对玉米根际和非根际可培养微生物的影响

为探明土壤-植物系统中,田间施用量的乙草胺对玉米根际和非根际微生物数量的影响,采用田间试验及室内测试方法,在玉米苗期不同阶段测定了土壤中微生物量碳的变化,并进一步用平板稀释培养法研究了玉米根际和非根际土壤中细菌和真菌数量的变化。结果表明,乙草胺施用对玉米根际和非根际的土壤微生物群落均具有一定影响。可培养的根际细菌和真菌均呈现先抑制后刺激的变化,但与真菌不同,细菌受到的抑制作用时间较短,刺激作用时间较长;而本体土壤中可培养细菌和真菌则主要受到抑制作用,但是抑制作用的强度和持续时间差别很大。乙草胺对根际土壤微生物量碳可产生一定刺激作用,但影响并不显著;由于乙草胺施用对非根际土壤细菌和真菌的影响不同步并存在群落结构的补偿作用,从而维持了非根际土壤总体微生物生物量碳的基本稳定。     

黄顶菊(Flaveria bidentis)入侵对土壤微生物功能多样性的影响

外来植物入侵对土壤生物多样性的影响已成为生态学领域的研究热点之一。运用Biolog技术和氯仿熏蒸浸提法研究了黄顶菊入侵对土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的影响。结果表明,黄顶菊入侵后土壤微生物代谢活性显著升高;土壤微生物群落平均吸光值(AWCD)的变化趋势为:入侵地根际土(RPS)入侵地根围土(BS)未入侵地(CK),且差异显著;而CK的功能多样性指数(H)高于BS,RPS亦高于BS,差异均显著(P0.05)。主成分分析结果表明,黄顶菊入侵使土壤微生物群落的碳源利用方式和代谢功能发生改变。对不同碳源利用的分析结果表明,糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物为土壤微生物利用的主要碳源。入侵样地BS和RPS的微生物量碳分别比CK高27.05%、121.52%;BS和RPS的微生物量氮分别比CK高37.40%、79.80%。相关性分析表明,AWCD与微生物量碳和微生物量氮均呈极显著正相关(P0.01)。由此可知,黄顶菊入侵增强了入侵地土壤微生物代谢活性,降低了土壤微生物群落的功能多样性,增加了土壤微生物量碳、氮水平。