有机无机肥料配施对植烟土壤养分及细菌群落结构的影响

为研究有机无机肥料配施对植烟土壤细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了连续3年施用化肥(CF)、烟草秸秆生物有机肥配施化肥(TBF)和高碳基土壤修复肥配施化肥(HCF)对土壤细菌多样性和群落结构的影响,同时结合土壤理化性质探究不同施肥条件下细菌群落变化的重要影响因素。与CF处理相比,HCF处理土壤碱解氮含量显著降低了34.09%。多样性指数分析显示有机无机肥料配施有提高土壤细菌多样性的趋势,HCF处理土壤细菌多样性最高。有机无机肥料配施提高了土壤放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)细菌丰度,降低了土壤绿湾菌门(Chloroflexi)、Saccharibacteria、厚壁菌门(Firmicutes)、WD272和蓝细菌门(Cyanobacteria)细菌丰度。有机无机肥料配施显著增加了土壤Patulibacter、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、农研丝杆菌属(Niastella)等有益细菌属丰度。Spearman相关性分析和典范对应分析(CCA)表明土壤pH值、碱解氮和速效钾是影响土壤细菌群落结构的重要因子。有机无机肥料配施对植烟土壤细菌多样性和群落结构产生了深刻影响,土壤pH值、碱解氮和速效钾是调控细菌群落结构的重要影响因素,在土壤培肥中应引起充分的重视。     

不同供磷水平对盐碱地柳枝稷根系形态及土壤理化性质的影响

为探究盐碱条件下柳枝稷(Panicum vigatum L.)对供磷水平的响应,以不同品种柳枝稷(Alamo加倍体、Alamo、Pathfinder)为材料进行根箱试验,分析比较了不同磷浓度(0、10、100 mg/kg)处理对柳枝稷根系形态、生理特征及土壤理化性质的影响。结果表明:随着施磷水平的增加,各品种柳枝稷生物量、根系形态、根系活力及土壤有效磷含量整体呈上升趋势,而根冠比、土壤pH值和酸性磷酸酶活性呈下降趋势,均在高磷(100 mg/kg)处理下达到最大值和最小值。与高磷处理相比,低磷(10 mg/kg)处理下3个品种柳枝稷土壤pH值分别增加了0.31、0.28、0.23个单位,酸性磷酸酶活性平均提高了58.0%、42.0%、13.5%。低磷条件下,Alamo加倍体具有较大的根表面积,并保持较高的根系活力,表现出较强的适应性,有利于降低土壤pH,提高土壤酸性磷酸酶活性。总体而言,Alamo加倍体对盐碱低磷胁迫的适应能力优于Alamo、Pathfinder。同时增加供磷水平能够促进盐碱地柳枝稷根系生长、改善土壤环境,提高其生物质产量。     

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。     

长期不同种植模式对东北黑土微生物群落结构与土壤理化性质的影响

利用长期定位试验资料,评价了东北黑土增施有机肥条件下玉米连作(CMC)、玉米-大豆轮作(MSR)和大豆连作(CSC)等种植模式对土壤微生物数量与结构、土壤理化性质的影响及其相互关系。结果表明:0~40 cm土层内,土壤微生物总量呈CMCMSRCSC趋势,且差异显著(P0.05);细菌数量占微生物总量的比重呈CMCMSRCSC的趋势,而真菌和放线菌所占比重均呈CSCMSRCMC的相反趋势;CMS处理下的土壤容重最低,但土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷含量均显著高于其他处理;相关分析发现细菌和放线菌数量与土壤容重显著负相关,但与土壤有机碳、全氮、有效氮显著正相关,而真菌数量占微生物总量的比例则与土壤容重显著正相关,与土壤有机碳、全氮、有效氮显著负相关。综上所述,长期玉米连作结合有机肥施用,有利于改善土壤理化性状,增加土壤微生物数量,但以细菌增加为主,微生物多样性呈下降的趋势。     

龙门山地震带土壤细菌多样性的研究

采用16S r DNA变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术,结合不同土壤样品的理化性质差异,分析龙门山地震带土壤细菌多样性。结果表明,不同的土壤样品其理化性质存在着明显的差异,三种植被类型的土壤(杂木林、竹林和松树林)中,杂木林的土壤pH值和全氮含量最高,竹林最低;而土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量则是杂木林比竹林高,松树林最低。对DGGE优势条带测序分析表明,回收的11个优势条带(条带A~K)中,条带A、C、D、F、G和H属于变形菌门,条带E、J和K属于酸杆菌门,条带B属于放线菌门,条带I属于装甲菌门,变形菌门占细菌总类群的54.55%,说明龙门山地震带土壤优势菌群为变形菌门细菌。细菌群落多样性与土壤理化性质相关性的统计分析结果显示,影响细菌群落多样性的主要环境因子在杂木林土壤中为速效钾(r=0.80,P>0.05),竹林为有机质(r=0.97,P>0.05),松树林则是pH值(r=0.35,P>0.05),说明龙门山地震带不同植被类型土壤中的细菌群落对土壤理化性质的需求不同。由于地震能够破坏土壤结构,改变土壤理化性质,从而导致土壤细菌群落多样性发生改变,因此,研究龙门山地震带土壤细菌多样性为震后灾区重建工作和维持龙门山地震带生态系统的可持续性提供了科学依据。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷生物质产量、品质及水肥利用的影响

在宁夏银北盐碱地区,以'Cave-in-rock'柳枝稷为材料,采用随机区组试验设计,研究了水氮耦合对柳枝稷生物质产量、品质及水肥利用效率的影响,利用模糊相似优先比法分析了不同水氮处理下柳枝稷产量、品质及水肥利用效率的变化特征.结果表明,在盐碱地条件下,充足的灌水和适量的氮肥投入是柳枝稷高产和水肥高效利用的保证.在相同...     

模拟氮沉降下施石灰对休耕红壤优势植物根际土壤微生物群落的影响

氮沉降引起红壤酸化加剧和土壤生态系统功能退化。采用休耕植物自然演替恢复土壤生物多样性和生态系统功能;同时,针对氮沉降造成的土壤酸化,通过施石灰来调控土壤pH,以期加速土壤生态恢复进程。土壤微生物群落结构的改变能够指示土壤恢复措施的影响。为探究氮沉降背景下,石灰施用措施对休耕红壤生态功能的恢复效果,以高强度农作休耕地上最初出现的优势植物狗尾草(Setaria viridis(L.)Beauv)根际为研究对象,研究模拟氮沉降(0kg·hm~(–2)、45kg·hm~(–2)和90kg·hm~(–2))下施石灰(0 kg·hm~(–2)和110 kg·hm~(–2))对根际土壤微生物群落的影响。结果表明,模拟氮沉降降低了各类群微生物磷脂脂肪酸(PLFA)量、革兰氏阴/阳性细菌比及香农多样性指数。在没有额外施氮的处理中,施石灰降低了各类群微生物PLFA量。而氮和石灰交互作用下,各类群微生物PLFA量均随氮沉降量增加而增加。结构方程模型显示,石灰对微生物群落的影响最为强烈;模拟氮沉降和施石灰通过综合影响土壤pH、养分有效性及植物—微生物养分竞争而改变微生物群落结构和多样性。总之,模拟氮沉降下施用石灰措施能够改善休耕红壤生境,降低因氮沉降造成的酸化对根际微生物群落的危害,加速土壤生态系统恢复。     

基于高通量测序的两种植被恢复类型根际土壤细菌多样性研究

为研究库布齐沙地生态恢复过程中不同植被恢复类型土壤微生物细菌群落结构、多样性的变化特征,以流动沙地为对照,运用高通量测序技术,对自然恢复的油蒿群落、人工种植的中间锦鸡儿群落根际和非根际土壤细菌多样性进行了研究,并分析了土壤理化性质对其分布的影响。结果表明:(1)与流沙对照相比,两种植被恢复类型对细菌多样性产生了正效应,细菌群落丰度、多样性和均匀度明显增加。其中,自然恢复的油蒿群落土壤细菌丰度高于人工种植的中间锦鸡儿群落;(2)变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为研究区土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门在各样地丰度比例最高,变形菌的4个亚群变化趋势一致,α-变形菌相对含量在油蒿和中间锦鸡儿群落根际土壤中明显增加,尤其是自然恢复的油蒿群落根际土壤中α-变形菌得到了很好的恢复;(3)土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和土壤含水量是影响土壤细菌群落丰度和多样性的主要土壤因子,典型相关分析表明土壤有机质、全氮、全钾、速效钾、速效氮含量对于研究区土壤细菌群落遗传多样性的变化起着重要作用。     

放牧强度对荒漠草原土壤微生物群落特征的影响

[目的] 研究土壤微生物群落对放牧强度变化的响应机理,为荒漠草原生态保护和修复提供科学的理论和技术支撑。[方法] 以内蒙古荒漠草原为研究对象,研究不同放牧强度(未放牧、轻度放牧、中度放牧、重度放牧)对不同深度(0—20,20—40 cm)土壤理化性质和土壤微生物群落组成及多样性的影响,分析土壤理化性质与土壤微生物群落间的交互作用。[结果] 相比于未放牧,中度放牧显著降低0—20 cm土层土壤全氮(TN)和土壤有机碳(TOC)(p＜0.05),分别降低17.99%和19.23%,土壤容重(SBD)最大值出现在重度放牧条件下。20—40 cm土层土壤理化性质在不同放牧强度下并无显著差异(p＞0.05)。此外,放牧降低0—20 cm土层土壤中细菌群落的丰度和多样性,增加20—40 cm土层土壤细菌中群落的丰度与多样性。轻度和中度放牧条件下,0—20 cm土层土壤真菌群落的丰度与多样性均有所增加,放牧对20—40 cm土层土壤真菌群落的丰度与多样性无显著影响(p＞0.05)。[结论] Mantel分析表明,荒漠草原土壤全氮是影响草原土壤细菌丰度随放牧强度变化的主要因素。研究成果对揭示土壤微生物在荒漠草原生态系统中的生态敏感性与实现荒漠草原的可持续管理具有一定科学指导意义。     

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻 -冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为 0)和根际土壤(标记为 1)。基于 Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌 16S rDNA和真菌 ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤 pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为 30.9%、25.7%和 17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为 52.0%和 6.3%。相比 NPK处理,-N、-P和 -K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。