菜-菌轮作模式下土壤微生物群落结构及多样性的变化

为明确菜-菌轮作模式对土壤微生物的影响,基于高通量测序技术,对4种轮作模式下的土壤微生物群落结构与多样性进行了研究,结果显示：不同轮作模式下土壤样品中真菌和细菌OUT总数分别是2298和15840条,相较于常规轮作模式A,菜-菌轮作模式B、C、D下真菌的OUT总数、ACE指数、Chao1指数、Shannon指数降低显著,Simpson指数增加明显,但细菌的各参数没有显著的差异;其土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量显著高于常规轮作模式A;真菌的优势群落是子囊菌门,相对丰度在66%以上,枝孢属、镰刀菌属两类致病菌群的丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中降低明显;细菌的优势群落是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门以及酸杆菌门,鞘氨醇单胞菌属、伯克霍尔德氏菌属丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中显著提高;聚类分析表明菜-菌轮作模式C、D下微生物群落结构相似度最高,常规轮作模式A可划分为区别于菜-菌轮作模式B、C、D的单独类群。综上所述,菜-菌轮作可降低真菌群落丰度,改变土壤微生物群落的结构组成,同时提高土壤中有益菌群的丰度,降低有害菌群的丰度。     

植物多样性对土壤微生物的影响

生物多样性强烈地影响生态系统的过程，生态系统过程的变化可导致生物多样性衰减并因素导致生态系统功能衰退，植物种丰度和植物功能多样性对土壤细菌群落的代谢活性和代谢多样性有成正比的影响。土壤细菌的代谢活性和代谢多样性随植物种数量的对数和植物功能组的数量而直线上升，其原因可能是由植被流入土壤的物质和能量的多样性和数量的增加，也可能是由土壤动物区系起作用的土壤微生境的多样性的增加造成的，由于植物多样性的丧失所引起的植物生物量的减少对分解者群落有强烈的影响，微生物生物量将可能减少，因为在大多数陆地生态系统中，有机碳源限制着土壤微生物的活性。     

苯醚甲环唑胁迫下农田土壤微生物群落和多样性分析

为研究三唑类杀菌剂苯醚甲环唑(dif)施用后土壤中微生物群落结构的响应变化,通过模拟生产中的施用剂量,监测35 d后土壤的理化性质并利用高通量测序技术分析土壤中细菌和真菌的群落组成变化,通过db-RDA分析建立环境因子与微生物群落响应关系。研究结果显示,随着dif施用浓度的增加,土壤中有机质(SOM)、总氮(TN)、碱解氮(AN)均有所提高,有效磷(AP)呈下降趋势,Alpha多样性指数中细菌Chao1、ACE和Shannon指数均低于未处理土壤,真菌Shannon指数高于未处理土壤;所有样本中细菌共检出31门、91纲、206目、315科、553属,真菌共检测出11门、34纲、79目、174科、370属;苯醚甲环唑施用浓度为50 mg/kg时,土壤细菌中变形菌门和拟杆菌门的相对丰度分别提高了14.2%和1.81%,酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度分别降低了8.28%和3.44%,绝对优势菌属节杆菌属相对丰度下降7.85%,真菌中赤霉属和被孢霉属逐渐成为优势菌群;细菌的优势菌群中变形菌门与TN呈显著正相关,真菌优势菌门中子囊菌门与AN、TN和dif呈显著正相关,被孢霉门与SOM呈显著负相关;TN和AN对细菌的Shannon指数影响较大。以上说明,高浓度苯醚甲环唑的施用对土壤的理化性质以及微生物的丰富度和群落结构均产生了影响。     

三种城市景观竹土壤微生物群落结构特征

为探究城市景观竹林对土壤微生物群落的影响,选取上海辰山植物园种植的3种景观竹,利用Illumina MiSeq高通量测序结合土壤理化指标分析研究了不同景观竹林对土壤理化性质和微生物群落结构特征的影响。结果表明：不同竹林土壤全磷、有效磷、有机质、全氮、全钾含量和电导率存在显著差异(P<0.05);土壤细菌丰富度和多样性指数在毛竹林土壤中最高,在淡竹林土壤中最低;土壤细菌优势门为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi),真菌优势门为子囊菌门(Ascomycota),其中放线菌门和绿弯菌门在淡竹林土壤中的相对丰度最高,且显著高于其他竹林,而变形菌门、粘球菌门(Myxococcota)的相对丰度在毛竹林土壤中最高,土壤真菌优势门在不同竹林间的差异不显著。此外,土壤细菌群落结构和丰度受土壤p H、硝态氮、电导率、全磷、铵态氮、含水率、速效钾和微生物生物量碳影响显著,而真菌群落变化受全磷、电导率和全钾影响显著。     

不同轮作制下长期施肥旱地土壤微生物多样性特征

为了探讨典型旱地区施肥制度对土壤微生物多样性的影响,本研究通过27年长期定位试验,采用454测序技术,分析了黄土旱地区小麦连作、苜蓿连作、粮豆轮作中不同化肥及有机肥施肥措施下土壤细菌、真菌多样性的变化情况。结果表明:除施氮肥和有机肥(NM)处理外,施肥后连作小麦土壤细菌Chao指数提高7.5%(施磷肥和有机肥,PM)~60.6%(单施有机肥,M),Shannon指数增加0.04(PM)~0.40(M),肥料单施优于配施;施肥后连作苜蓿土壤细菌Chao指数提高92.0%(单施磷肥,P)~102.4%(施氮肥、磷肥和有机肥,NPM),Shannon指数增加0.30(NPM)~0.32(P);施肥对粮豆轮作土壤细菌多样性影响较小。除小麦连作NP处理外,施肥后各种植系统土壤真菌Chao指数提高19.1%~55.0%,但真菌Shannon指数变化不大或明显下降。黄土旱地区作物连作时施与适当化肥或有机肥,可提高土壤细菌多样性。本研究对优化旱地作物施肥制度、发挥土壤潜力肥力、实现土壤资源可持续利用有着重要的意义。     

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。     

土壤微生物多样性实验研究方法概述

对有关土壤微生物多样性,包括微生物类群多样性、群落结构多样性、功能多样性以及基因多样性等的描述与表征方法进行了探讨,同时,对当前国内外土壤微生物多样性的一些实验研究方法,包括土壤微生物分离培养方法、Biolog 微平板方法、FAME 分析方法和分子生物学方法等进行了介绍和评述。并指出在土壤微生物多样性研究中,如果可能的话,需要将各种方法结合起来使用,方可得到有关土壤生物多样性的较为全面的信息和理解。     

土壤微生物多样性研究的DGGE/TGGE技术

分子生物学技术比传统的培养方法可得到土壤微生物种群多样性更全面的信息。变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)和温度梯度凝胶电泳(Temperature gradient gel electrophoresis, TGGE)可分离PCR扩增的DNA片段,已成为研究土壤微生物群落多样性的重要手段。本文综述了DGGE/TGGE技术在土壤微生物多样性研究中的应用进展,分析了该方法的主要影响因素及其优点和存在的问题。     

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。     

污染土壤的微生物多样性研究

土壤微生物多样性是土壤微生物生态学的重要研究内容，目前已成为国际上生态学发展的崭新方向之一。土壤微生物多样性包括微生物群落功能多样性、结构多样性及分子遗传多样性，是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。本文基于分离培养以及生物标志分子方法。从不同生态层次上认识微生物多样性，较全面、系统地综合评述国内外污染土壤环境的微生物群落功能、结构及分子遗传多样性的研究进展，并针对新形势下土壤污染所面临的新问题，探讨了近期土壤微生物生态学过程研究的重要手段与科学问题。     

缺氮胁迫对小麦根际土壤微生物群落结构特征的影响

根际微生物在作物养分吸收的过程中发挥着重要作用.为提高小麦的氮肥利用率,有必要深入探究缺氮胁迫对小麦根际微生物群落结构的影响.利用氮素耗竭的陕西关中地区典型的塿土,设置了正常供氮(150 mg·kg-1)和缺氮(不施氮肥)的小麦根箱实验,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术分析了小麦根际、近根际和非根际土壤微生...     

棉粕对盐碱环境下土壤微生物多样性及其土壤结构的影响

微生物是土壤物质循环的原动力,土壤团聚体的重要生物胶结因素。以棉粕作为盐碱土改良剂,针对不同程度的盐碱土壤为研究材料,探究棉粕对盐碱环境下微生物多样性及其土壤结构的影响。提取土样中微生物总DNA,利用新一代illumina HiSeq高通量测序技术进行相关分析,对于土壤微形态则利用扫描电镜进行观察,结果表明随着盐碱浓度的上升,氯化钠处理下小团聚体所占比例也逐步上升且土壤表面疏松多孔,碳酸钠则相反,其大团聚体随浓度上升而增加,小团聚体所占比例则下降,土壤表面紧实,孔隙少,盐碱土的这两种土壤结构都不利于微生物的生存活动。通过对土壤样品中微生物复杂度分析得出,通过添加棉粕相比CK可以增加盐碱土中微生物群落数量,MN、MA处理Shannon指数最大,Simpson 指数最小,说明添加棉粕后MN、MA的微生物丰富度最高,盐碱土中主要的微生物群落包括 10个门,其中变形菌门占主导地位,其余依次是放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、硝化螺菌门、浮霉菌门、疣微菌门、厚壁菌门。盐碱这种特定的土壤环境中微生物占优势菌门相互类似。     

基于文献计量的土壤有机碳与土壤微生物多样性研究前沿态势分析

为了系统了解国际上土壤有机碳与微生物多样性的研究进展,基于Web of Science数据源,利用Web of Science数据库分析工具和Thomson Data Analysis(TDA)、社会网络分析与可视化工具Netdraw和Ucinet,从论文年度变化趋势、全球研究实力国家、机构分布和力量比较、基金资助机构和主题分布、机构合作和研究内容等方面,对1992~2015年的相关论文,尤其是近10年来土壤有机碳及其影响因素的相关文章进行计量分析。结果表明:(1)论文数量呈逐年增长态势,土壤有机碳与土壤微生物多样性研究主要集中在欧美发达国家(地区);美国和德国综合影响力最高,英国、瑞典、瑞士、荷兰论文篇均被引较高,以中国科学院为代表的中国机构在该领域研究增长较快,研究论文最多,但论文整体质量有待提高。(2)中国国家自然基金资助机构产出论文最多;美国国家科学基金会资助论文篇均被引最高,其次是德国研究基金会,中国科学院科学基金名列第3,各国在共同资助的研究主题基础上,各有其特色主题;美国的一些研究机构是全球该领域研究合作交流的中心,其次是德国和中国中科院。(3)土壤有机质、土壤有机碳、凋落物分解、氮、磷、微生物生物量、土壤性质、气候变化、碳固定是该领域10年来的热点研究主题。未来应加强国际合作研究,关注土壤重金属、凋落物分解和微生物呼吸等相关主题,以提高我国研究水平,将相关研究成果及时应用于解决相应的实际问题。     

连作对黑龙江烤烟土壤微生物功能多样性的影响

利用BiologTM微平板检测技术研究了烤烟连作对土壤微生物功能多样性的影响。结果表明,烤烟连作7年土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)显著低于轮作各处理;土壤微生物功能多样性丰富度指数、Shannon多样性指数和Simpson指数连作处理均低于轮作处理,且差异达到显著水平(P<0.05);连作7年处理土壤微生物功能多样性明显低于连作2年处理。在土壤微生物碳源利用上,烤烟连作2年和7年处理土壤微生物对聚类化合物、碳水化合物、羧酸类、氨基酸类和其他化合物的利用显著低于正茬轮作处理,表明烤烟连作降低了土壤微生物的种群多样性和功能多样性,而且连作年限增加不利于土壤微生物的多样性。     

土壤微生物多样性与地上植被类型关系的研究进展

土壤微生物是生态系统中重要的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植物的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。同时地上植被也影响土壤微生物多样性,地上植被和地下微生物间具协同作用和正负反馈效应的互作机制。探讨植被和土壤微生物多样性之间的互作关系,为植物保护和生态系统的可持续发展研究提供参考。     

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.     

稻–虾共作模式对涝渍稻田土壤微生物群落多样性及 土壤肥力的影响

研究了稻–虾共作模式对涝渍稻田土壤微生物群落功能多样性及土壤肥力的影响。结果表明,稻–虾共作模式的土壤平均颜色变化率(AWCD值)在0~50 cm土层均高于中稻单作模式,其中在25~50 cm土层中土壤AWCD值达到显著差异。0~25 cm土层,相对于中稻单作模式,稻–虾共作模式的土壤微生物群落Mc Intosh指数显著增加,且其微生物对胺类和酸类的利用率显著提高;而25~50 cm土层,稻–虾共作模式的土壤微生物群落Shannon指数和Mc Intosh指数均显著高于中稻单作模式,其土壤微生物对糖类、醇类和酸类的利用率较中稻单作模式显著提高;主成分分析表明对碳源利用主成分起分异作用的碳源为糖类和酸类。稻–虾共作模式的土壤有机碳和全氮含量在25~50 cm土层显著低于中稻单作模式,其土壤有机碳和全氮含量较中稻单作模式分别下降了41.8%和34.8%,0~25 cm土层不同模式的土壤养分无显著差异。由上可知稻–虾共作模式提高了土壤微生物的活性以及群落功能多样性,尤其对底层土壤的影响尤为显著,但降低了底层土壤的有机碳和全氮含量。     

土壤微生物多样性与地上植被类型关系的研究进展

土壤微生物是生态系统中重要的组成成分,土壤微生物多样性代表着微生物群落的稳定性,对植物的生长发育和群落结构的演替具有重要作用。同时地上植被也影响土壤微生物多样性,地上植被和地下微生物间具协同作用和正负反馈效应的互作机制。探讨植被和土壤微生物多样性之间的互作关系,为植物保护和生态系统的可持续发展研究提供参考。