籽粕熏蒸对哈密瓜发病土壤真核生物群落组成和变化的影响

本文利用十字花科白菜型和芥菜型籽粕作为土壤绿色熏蒸剂，研究了籽粕对哈密瓜土传病害的防治效果以及该过程中真核微生物群落在哈密瓜整个生育期的动态变化。研究结果表明两种籽粕对病害有显著防控效果，与化学熏蒸剂棉隆效果相似，但对土壤中微生物群落的扰动以及根际微生物的富集方面存在明显不同。白菜型和芥菜型籽粕均能显著降低土壤中真核微生物的丰富度和多样性，并有选择性的促进土壤中某些特定微生物的恢复和富集，使得有益微生物在根际定殖。在整个过程中，子囊菌门（Ascomycota）真菌主导了微生物群落结构的变化，且在根际有益微生物的群落构建中起到了重要作用，其下属曲霉属（Aspergillus）和毛壳菌属（Chaetomium）中的慢性曲霉（Aspergillus lentulus）和未知物种（OTU_213）与发病率间呈现出显著负相关关系，可能抑制了病原菌群在根际的定殖。而棉隆处理对根际有益微生物的富集方面影响较小，对土壤微生物群落结构的作用也不显著。     

根际促生菌防控土传病害的机理与应用进展

根际促生菌作为一类活跃于植物根际的有益微生物,对抑制土传病害的发生,改善和维护土壤生态质量具有重要作用以及广阔的发展前景。本文综述了根际促生菌直接或间接的土传病害防控机理,包括产抗生素、产水解酶、释放挥发性气体、诱导抗性、分泌铁载体、分泌激素和固氮解磷等;亦从信号识别与迁移、定殖规律以及定殖的微生物群落影响等方面对根际促生菌的定殖防病机理予以了总结;此外,笔者还就根际促生菌的应用现状进行了概述。     

土壤原生动物 ——研究方法及其在土传病害防控中的作用

原生动物是原生生物的一种,是土壤食物网中的消费者,能捕食细菌和真菌等其他微生物.除了对土壤微生物群落和物质循环产生重要影响外,根际原生动物与细菌、真菌等土壤微生物共同组成生物网络屏障,并在抵御土传病原菌入侵作物根系的过程中发挥着重要作用.然而,相对于根际有益细菌和有益真菌,国内外关于原生动物防控土传病害的效果及作用机制...     

硒对油菜根际土壤微生物的影响

为明确硒对土壤根际微生物生态特征的影响,采用盆栽试验,基于高通量测序技术研究了不同浓度(0、0.5、1.0 mg·kg~(-1))外源硒对油菜根际土壤微生物群落结构与多样性的影响。群落结构分析结果表明:油菜根际土壤细菌优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria)等;真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。多样性分析结果表明,硒未显著影响土壤细菌和真菌群落的多样性。主坐标分析表明,硒处理对细菌群落结构具有显著影响,而对真菌群落的影响不明显。显著差异物种线性判别分析(LDA)显示:Microtrichales显著富集于低浓度(0.5 mg·kg~(-1))硒处理土壤中;产黄杆菌(Rhodanobacter)、Nitrolancea、热微菌科(Thermomicrobiaceae)和无色杆菌属(Achromobacter)则显著富集于高浓度(1.0 mg·kg~(-1))硒处理土壤中。研究表明,施硒有助于油菜根际土壤富集有益根际微生物,从而促进植物生长,提高植物应对不良环境胁迫的能力。     

连作和轮作模式下花生土壤微生物群落不同微域分布特征

根际微生物区系失衡是作物连作障碍发生的重要原因,而不同的种植管理模式下作物极可能选择特定的根际微生物群落减缓或加重连作障碍。采用经典可培养技术和分子分类方法,分析连作和轮作体系下花生根表、根际及非根际土壤微生物群落变化规律及其与连作障碍之间的关系。结果表明:与轮作相比,连作栽培模式下花生荚果产量降低45.8%、根瘤数减少57.5%、植株生物量下降24.1%;相应的青枯病和根腐病病情指数分别增加至2.93倍和2.43倍。轮作和连作两种管理方式下,土壤细菌和真菌数量均呈明显空间分异规律,从"根表—根际—非根际"显著下降,尤其根表微生物数量是根际微域的2.83倍～329倍。进一步分析则发现,轮作和连作条件下花生根表微生物的数量差异最大,细菌约为1.06倍～3.28倍、真菌约为1.14倍～14.44倍,这种差异明显高于轮作和连作花生在根际和非根际微域上的差异,表明根表微生物群落受花生根系生理代谢活动影响最大,与连作障碍关系最为密切。针对可培养微生物菌群的分子鉴定则表明,轮作花生根表有益微生物主要包括假单胞菌(Pseudomonas sp.)、白地霉(Geotrichumcandidum),其比例明显高于连作,而连作花生根表的病原菌比例则明显高于轮作,包括踝节菌(Talaromyces sp.)、黑曲霉(Aspergillus niger)、粉红粘帚菌(Clonostachys rosea)和沙雷氏菌(Serratia sp.)等。这些结果表明连作种植模式有利于病原真菌在根表定殖,抑制了有益细菌的生长,可能是花生连作障碍下土传病害大幅上升的重要原因。     

土壤熏蒸剂对土壤硝化、反硝化作用的影响

采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,以大田威百亩、棉隆、溴甲烷、硫酰氟熏蒸100 d土壤为研究对象,探究土壤熏蒸对土壤硝化活性、反硝化活性及amoA基因型硝化型细菌、nirS基因型反硝化细菌群落结构影响。研究表明,威百亩、棉隆、硫酰氟熏蒸剂处理下,土壤硝化活性与对照无显著差异;而溴甲烷处理的硝化活性比对照降低13.19%,差异显著(P0.05);熏蒸剂之间土壤硝化活性无显著差异。4种熏蒸剂之间以及与对照之间土壤反硝化活性无显著差异。4种熏蒸剂中溴甲烷处理土样amoA型硝化细菌多样性指数、均匀度显著低于对照土样和其他3种熏蒸剂处理土样;而丰富度指数无显著差异。威百亩、棉隆和硫酰氟熏蒸土样之间及与对照之间amoA型硝化细菌3种生态指数无明显差异。4种熏蒸剂处理土壤nirS型反硝化细菌多样性指数、均匀度与对照无显著差异(P0.05);熏蒸剂之间存在显著差异(P0.05)。研究表明,溴甲烷对土壤硝化活性的抑制是通过抑制amoA型硝化细菌的多样性而实现,其他3种熏蒸剂对土壤硝化活性无显著影响。4种熏蒸剂对土壤反硝化活性无显著影响。     

不同黑胫病发病程度下植烟根际土壤酶活性及细菌群落结构差异比较

土传病害的发生与土壤环境,特别是微生物群落结构变化密切相关,田间自然发病条件下探讨土传病害发生、发展过程中土壤环境因子的变化特征,可更加科学地评价病害发生与土壤环境因子变化的关系,为进一步了解土传病害发生机理提供必要科学依据。选择云南烟草黑胫病危害较为严重的3个植烟区(石林板桥、保山耇街、保山珠街)统一种植高感黑胫病烤烟品种红花大金元,调查定点田块病害发生情况并根据病害调查标准将发病烟株划分不同程度(正常烟株、轻度发病烟株、中度发病烟株、重度发病烟株)。同时在保山耇街试验点采集不同发病程度烟株根际土壤,分析比较其土壤酶活性及细菌群落的差异。研究结果表明:各调查点不同发病程度烟株根际土壤与脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性随发病程度增加均呈下降趋势;土壤16S rRNA高通量测序及多样性分析表明,与土壤细菌门类水平优势群落组成相似,并且随发病程度放线菌门相对丰度呈下降趋势,而酸杆菌门呈上升趋势;不同发病程度根际土壤细菌群落属水平上相对丰度差异较大,其中甾体杆菌属(Steroidobacter)、阿达尔杆菌属(Adhaeribacter)、根瘤菌属(Mesorhizobium)、杜氏杆菌属(Tumebacillus)随发病程度呈先下降后上升的趋势;细菌群落α多样性指数均不同程度低于健康根际土壤,且均表现为轻度发病烟株根际土壤α多样性指数最低,其中shannon和simpson指数轻度发病烟株显著低于健康烟株;PCoA主成分分析表明,根际土壤细菌群落结构随发病程度发生了明显分离,且沿第二主成分坐标轴上细菌群落结构分离随发病程度呈逐渐增大趋势。综上所述,不同发病程度烟株根际主要环境因子存在较大差异,土壤酶活性受到不同程度抑制,细菌群落组成发生趋向性变化,群落结构发生趋向性改变,土壤微生物多样性降低。     

不同林龄油松土壤微生物、酶活性和养分特征

对不同林龄油松林根际和非根际土壤养分、酶活性和微生物数量进行了研究。结果表明:(1)油松林的土壤pH处于偏弱酸性,根际和非根际土壤pH随着油松林龄的增长表现出先降低后增加趋势,在成熟林阶段达到最低,不同生长阶段油松根际土壤pH显著低于非根际土壤pH(p0.05)。(2)土壤中根际和非根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,其中幼林、中林和成熟林根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量显著高于非根际(p0.05),过熟林根际有机碳、全氮、有效钾和有效磷含量与非根际差异并不显著(p0.05)。(3)土壤中根际和非根际土壤酶活性(蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性)和微生物群落多样性(物种丰富度指数、均匀度指数、优势度指数、碳源利用指数)呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,其中幼林、中林和成熟林根际土壤酶活性和微生物群落多样性显著高于非根际(p0.05),过熟林根际土壤酶活性和微生物群落多样性与非根际差异并不显著(p0.05)。(4)油松根际土壤微生物总数高于非根际,其中细菌数目所占比例最高,放线菌数目所占比例最低。(5)相关性分析表明,土壤pH与土壤微生物群落功能多样性各指标呈负相关,土壤有机碳和全氮、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、细菌数目、微生物总数与土壤微生物群落功能多样性各指标呈显著的相关性。由此可知,土壤pH对土壤微生物群落功能多样性贡献为负,土壤养分、土壤酶活性和微生物数量对土壤微生物群落功能多样性起到正调节作用,其中土壤有机碳和全氮、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、细菌数目和微生物总数是土壤微生物群落多样性的主要影响因子。     

番茄青枯病抑病土壤根际微生物群落特征及其抑制性传递机制

根际微生物在宿主植物抵御土传病害发生过程中发挥着重要作用。为探究抑病土壤与感病土壤根际微生物群落特征及其微生物群落构建机制,分别采集抑病土和感病土中的番茄根际土壤,采用实时荧光定量PCR技术检测两种根际土壤中的病原菌含量,并利用16SrRNA基因扩增子高通量测序技术分析抑病和感病土中番茄根际土壤微生物群落多样性、组成、结构以及基于零模型的微生物群落构建机制的差异。结果表明,与感病土相比,抑病土壤中番茄的青枯病病情指数明显降低（病情指数分别为47.5和22.5）,其根际中细菌群落具有更高的alpha多样性、更丰富的放线菌门、厚壁菌门以及芽孢杆菌科和链霉菌科等有益微生物,较低的青枯病菌丰度（病原菌丰度降低了12.22倍）并伴随着较高的随机性过程,因此抑病土壤受病害胁迫的适应性较强。将感病土壤与抑病土壤按照一定比例进行混合,形成了仅有感病土D10H0、感病土与抑病土质量比为1︰1的D5H5以及仅有抑病土D0H10这三种处理以进一步检测抑病土壤抑病特性的可传递性。结果表明,随着抑病土比例的增加,番茄青枯病病情指数逐步降低,D10H0、D5H5和D0H10的病情指数分别为41.67、29.17与...     

连作自毒物质与根际微生物互作研究进展

连作障碍是农业生产中普遍存在的现象,与根际微生态失衡有直接关系,导致病原微生物富集,土壤从抑病型转向导病型,造成植物生长变弱、病虫害爆发、产量和品质下降。植物化感自毒物质在根际微生态破坏方面具有直接作用。自毒物质具有选择性培养基的作用,伴随植物生长不断积累,刺激根际病原菌生长而抑制有益微生物生长,导致根际微生物群落结构失衡,病原菌增加,植物病害爆发。自毒物质和根际微生物的互作关系从四个方面总结综述,包括自毒作用、自毒物质、自毒物质与根际微生物互作及植物根际促生菌缓解连作障碍。     

葫芦与西瓜砧穗在不同土壤上根际碳代谢指纹特征与差异

土传病害的发生与微生物关系密切,但砧穗互作下根际微生物活性变化尚不明确。为阐明在不同土壤类型下,砧穗互作对根际微生物活性的影响,采集黑土(吉林)、砖红壤(海南)、黄棕壤(江苏)和灰漠土(新疆)四种类型土壤,并在每种土壤上均种植自根葫芦、自根西瓜、嫁接西瓜(葫芦砧木)以及嫁接葫芦(西瓜砧木),利用Biolog培养技术探究不同处理下根际微生物碳源代谢活性的差异。结果表明,不同土壤类型下微生物代谢活性差异显著(R~2=0.534,p0.001),不同嫁接植物之间根际微生物碳源利用同样存在显著差异(R~2=0.075,p0.001)。不同嫁接处理根际微生物对碳源的综合代谢水平自根西瓜嫁接葫芦(西瓜砧木)嫁接西瓜(葫芦砧木)自根葫芦。聚类推进树(Aggregated boosted tree,ABT)分析显示土壤有效磷、速效钾是影响微生物碳源利用的主要因子。评估不同土壤类型下根际微生物碳代谢活性对砧穗互作的响应,可为防控土传病害提供依据。     

不同林龄杉木根际与非根际土壤微生物群落特征

为探究中亚热带杉木土壤微生物群落随林龄变化特征,以中亚热带7,24,34 a生杉木人工林为研究对象,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法分析其根际和非根际土壤微生物数量和群落结构及驱动土壤微生物变化的主要土壤环境因子。结果表明：随着杉木林龄的增长,非根际土壤各类微生物数量不断减少,根际土壤微生物数量不断增加,34 a生杉木人工林细菌含量、革兰氏阴性菌含量、Cy∶MONO根际土壤显著高于非根际土壤,而其他各类微生物在根际和非根际土壤间均没有显著差异。相关分析和冗余分析结果表明：土壤环境因子对杉木土壤微生物群落有显著影响,其中有效磷和铵态氮含量对土壤微生物群落的影响较大,有效磷含量与土壤微生物群落呈正相关,土壤铵态氮含量与其呈负相关。因此,在杉木人工林管理过程中,可适当增加磷的输入,以增加土壤微生物数量,提高土壤质量,促进杉木的生长。     

根系分泌物与土传病害的关系研究进展

根系分泌物是植物-土壤-病原微生物相互作用的桥梁,是决定病原菌-作物关系的关键生态因子,影响着土传病害的发生与发展.本文阐述了根系分泌物的定义、分类及产生机理;重点从根系分泌物的化感自毒效应,根系分泌物诱导根际微生物群落,根系分泌物影响病原菌丰度,根系分泌物影响根际土壤环境4个方面阐述了根系分泌物与土传病害的关系;并从...     

连续施用有机肥对连作花生根际微生物种群和 酶活性的影响

花生连作导致土传病害易发,严重制约其产量和品质。为探讨持续施用有机肥缓解连作花生病害发生的防治机理,大田条件下研究了连续6年施用化肥、普通有机肥和生物有机肥(接种内生菌拟茎点霉B3)后对连作花生根腐病、根际土壤典型微生物种群和酶活的影响。结果表明:与单施化肥相比,持续施用普通有机肥和生物有机肥可有效控制连作花生土传病害发生,荚果产量提高23.8%和47.9%。连续施用普通有机肥和生物有机肥均显著提高根际过氧化氢酶、脱氢酶和酚氧化酶活性,荧光定量PCR进一步测定出连续施用有机肥可显著增加连作花生根际细菌和真菌的数量,说明连续施用有机肥后连作花生根际微生物活性显著提升。连续施用普通有机肥和生物有机肥显著增加了连作花生根际有益微生物种群的数量,其中放线菌增加0.9倍和1.6倍,假单胞菌增加10.9倍和13.1倍,伯克氏菌增加2.6倍和1.9倍,芽孢杆菌增加1.1倍和2.1倍;然而连续施用有机肥对连作花生根际主要致病微生物种群(如镰刀菌属和青枯雷尔氏菌)无明显影响。表明通过持续施用有机肥可有效提高连作花生根际有益微生物种群的数量和土壤酶活性,进而改善连作花生根际微生态环境,增强连作土壤抑病能力,以达到控制连作花生土传病害易发的目的。     

不同作物间作对黄瓜病害及土壤微生物群落多样性的影响

分别采用RAPD和T-RFLP技术,研究了小麦、毛苕子和三叶草分别与黄瓜间作对黄瓜病害、黄瓜根际土壤微生物群落多样性和黄瓜产量的影响。结果表明,小麦、毛苕子与黄瓜间作均能提高黄瓜根际土壤微生物群落多样性,其中,小麦-黄瓜间作对黄瓜根际土壤微生物群落多样性的影响最为突出;3种作物分别与黄瓜间作均显著提高了黄瓜产量(p<0.01),其中小麦-黄瓜间作的产量优势最强;同时,3种作物分别与黄瓜间作均降低了黄瓜角斑病、白粉病、霜霉病和枯萎病的病情指数和尖孢镰刀菌的数量。间作有利于提高土壤微生物群落的多样性、减轻病害、提高黄瓜产量。     

银北盐碱区植物根际土壤酶活性及微生物群落特征

开展盐碱区耐盐植物根际微生物群落多样性研究,对于盐碱土壤的植被恢复和生态修复具有重要意义。运用Biolog微平板技术,对宁夏银北盐碱区6种耐盐植物根际土壤酶活性及微生物群落代谢功能多样性进行研究。结果表明:不同植物根际土壤理化性质和酶活性存在一定的差异。与裸地相比,6种植物能显著提高盐碱地土壤酶活性,苜蓿根际土壤三种酶活性显著高于其他植物。土壤平均颜色变化率(AWCD)随培养时间的延长而逐渐增加,大小顺序依次为苜蓿(MX)、芨芨草(JJC)、柽柳(CL)、柳枝稷(LZJ)、苦豆子(KDZ)、枸杞(GQ)和裸地土壤(CK),根际土壤与盐碱裸地土壤之间差异显著(P0.05)。土壤微生物群落香农指数、辛普森指数和麦金塔指数均以苜蓿根际土壤最高,芨芨草次之,二者较其他土壤差异显著(P0.05)。不同植物根际土壤微生物碳源利用能力存在差异,苜蓿根际土壤微生物的利用率显著高于其他土壤(P0.05),碳水化合物类是根际土壤微生物的主要碳源,其次为氨基酸类和羧酸类,胺类的利用率最小。主成分分析显示,对PC1和PC2起分异作用的主要碳源为碳水化合物类和羧酸类。综合各项指标,均表现为植物根际土壤优于盐碱裸地,其中苜蓿和芨芨草能显著提高土壤微生物群落功能多样性,对盐碱地根际微环境的养分循环具有积极意义。     

土壤微生态在西瓜枯萎病发病过程中的变化研究

本研究旨在通过分析不同健康程度的西瓜植株根际土壤的微生态及化学性质来解析西瓜枯萎病的发病过程,为西瓜枯萎病的防治提供理论基础。通过检测西瓜根围土壤的有效氮、有效磷、有效钾、p H等化学性质,并利用高通量测序技术对其根际土壤微生物组进行测序,从而比较不同健康程度的西瓜根际土壤的差异。结果显示,健康、严重发病植株根际都形成了各自的较为稳定的有益、有害微生物网络,根际微生物组成分析显示其各自富集了有益、有害菌;而轻微发病根际致病菌、生防菌都出现特异性富集,且特征物种不同于健康、严重发病植株,轻微发病植株根际较高的微生物多样性提示,在生防菌的分离筛选时,选择轻微发病植株的根际土壤或许能获得丰度更高的生防资源。根际特征物种分析显示,金孢子菌属(Chrysosporiumsp.)、醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)等可能在西瓜枯萎病的防治中发挥着重要作用。另外,土壤理化性质与土壤微生物α多样性关联分析结果显示,土壤理化性质与细菌丰度显著正相关。     

崇明西红花根际土壤和球茎微生物多样性分析

为研究崇明西红花栽培地根际土壤和球茎中微生物多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对其微生物群落组成进行了比对分析。结果表明,西红花根际土壤和球茎中细菌和真菌在门类水平上菌群类别差异不显著,但在丰富度和多样性方面根际土壤明显高于球茎;在属和种水平上差异显著;在种水平上,根际土壤或球茎均有各自特有的细菌或真菌,且具有较高的相对丰度。西红花致病真菌瓶霉(Phialophora)和背芽突霉(Cadophora)在崇明西红花球茎大量存在。因此,推测西红花病害发生,除与土壤菌群相关外,与其内生细菌和真菌也紧密相关。本研究结果初步分析了崇明栽培地西红花根际土壤和球茎中微生物多样性及群落结构组成,为进一步筛选合适的崇明西红花栽培地土壤和种球杀菌剂提供了理论依据。     

木霉P3.9菌株对枇杷根际真菌多样性及其群落组成的影响

枇杷根际土壤用木霉P3.9菌株孢子悬浮液灌根,Illumina平台高通量测序,分析引入木霉P3.9菌株对枇杷根际真菌多样性及其群落组成的影响。结果表明,镰刀菌属Fusarium、短柄镰刀菌Fusarium brachygibbosum是枇杷根际土壤真菌优势种群。添加木霉P3.9菌株没有改变枇杷根际真菌群落多样性,而改变了根际真菌群落组成。添加木霉P3.9菌株10～30 d之间,枇杷根际真菌群落几乎未发生改变。40～90 d之间,枇杷根际真菌群落组成发生改变。添加木霉P3.9菌株90 d之内导致根际真菌数量减少2种。一方面,优势属Mortierella、Trichoderma和非优势属Cladophialophora显著增加,优势种Mortierella alpina和M. exigua也显著增加。另一方面,优势属Phoma、Aspergillus、Lectera和9个非优势属显著降低。优势种Phoma omnivirens、Podospora communis和10个非优势种也显著降低。说明枇杷根际添加木霉P3.9菌株对其根际真菌多样性无不良影响,反而可以改善有益真菌群落物种丰度,减少有害真菌群落物种丰度,对枇杷连作根际土壤有潜在修复作用及肥力提升作用。     

紫色土丘陵坡地植被恢复过程中土壤微生物生物量碳、微生物熵的变化

采用空间序列代替时间序列的方法,对河南省衡阳市紫色土丘陵坡地植被恢复过程中的土壤微生物生物量碳(SMBC)、微生物熵(qSMBC)的变化特征进行了研究。结果表明:(1)随着植被恢复的进行,SMBC和qSMBC均显著增加;(2)随着土层深度的增加,SMBC显著减小,而qSMBC显著增加;(3)草本群落阶段(Ⅱ)→灌木群落阶段(Ⅲ)→乔木群落阶段(Ⅳ),根际和非根际的SMBC显著增加,表现出根际非根际的特点,阶段Ⅱ的根际与非根际SMBC比值明显高于Ⅲ与Ⅳ。根际和非根际的qSMBC均显著增加,表现出根际非根际的特点,根际和非根际的qSMBC比值差异不显著;(4)相关分析表明,SMBC与qSMBC均与土壤有机碳、阳离子交换量呈极显著或显著正相关关系,与土壤容重呈显著负相关关系。