祁连山不同类型草地土壤细菌群落特征研究

祁连山是我国西部重要的生态屏障,拥有大量的草地资源。研究草地土壤细菌群落组成及其与土壤环境因子间的关系,可对维持草地生态及了解祁连山土壤细菌群落组成提供一定的数据基础。采用高通量测序技术检测并分析了祁连山默勒镇3种类型草地 （高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸）0~10 cm土壤细菌群落结构及多样性,并对上述土壤细菌群落与土壤理化因子的相关性进行了系统的研究。结果表明：1）沼泽化草甸土壤全氮、全磷、有机质碳、含水量和硝态氮显著高于高寒草甸和人工草地（P<0.05）。2）3地共测得有效序列1022446条,以97%的一致性将序列聚类,高寒草甸、人工草地、沼泽化草甸OTU聚类均值分别是4917、5233、5075条。3）Shannon和Simpson多样性指数3地间差异不显著,Chao1指数表现为人工草地>高寒草甸>沼泽化草甸（P<0.05）。4）在门水平上,3地均以变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和浮霉菌门为主要类群;在属水平上,表现出不同类型草地细菌富集类型不同。5）有机质碳、全磷、土壤含水量与土壤细菌群落的组成表现出极显著相关（P<0.01）。综上,祁连山地区小生境内3种草地土壤微生物群落存在差异,有机质碳、全磷、土壤含水量是影响群落的主要驱动因子。     

沙化和人工植被重建对高寒草地土壤细菌群落特征的影响

土壤微生物群落特征指示着草地的质量和健康状况。本研究以青海省贵南县的天然草地（NG）、沙化草地（DG）、草本人工恢复草地（AG）和灌木人工恢复草地（AS）4种草地类型为研究对象,采用qPCR和Illumina MiSeq高通量扩增子测序技术研究了土壤细菌群落生物量、多样性及其结构的变化,结合植被和土壤属性剖析了高寒草地土壤细菌群落演变的关键影响因子及其贡献。结果表明：草地沙化显著（P<0.05）降低了土壤细菌群落的生物量和α多样性,人工植被重建则促进了土壤细菌群落生物量和α多样性的恢复,22年后基本达到未退化前的水平。草地沙化显著（P<0.05）增加了芽单胞菌门（Gemmatimonadota）的相对丰度,而变形菌门（Proteobacteria）和浮霉菌门（Planctomycetota）的相对丰度则显著降低（P<0.05）;人工植被重建促进了优势细菌门逐渐向NG方向演变,22年后绝大部分优势细菌的相对丰度基本恢复到未退化之前的状态。然而,DG、AG和AS与NG的土壤细菌群落结构相似性不高,而AG和AS的群落结构则高度相似。土壤细菌群落结构与绝大多数植被和土壤理化指标显著 （P<0.05）正相关,植被属性对其群落结构变化的解释度（10.0%）比土壤物理属性（6.3%）和化学属性（1.9%）更高,植被与土壤所有指标共解释了72.0%的土壤细菌群落结构的变化,表明植被和土壤通过相互作用共同决定了高寒草地土壤细菌群落结构的演变。因此,加强对植被和土壤的保护,防止草地退化,并对沙化草地进行人工植被重建,对于保护和恢复青藏高原高寒草地土壤细菌群落具有重要的生态意义,而选择利用灌木或草本进行人工植被重建对表层土壤细菌群落的影响区别不大。     

川西北高寒牧区不同人工草地对土壤微生物多样性影响

为阐明人工种植牧草对川西北高寒草地生态系统土壤微生物群落结构和组成的影响,以川西北高寒牧区紫花苜蓿人工草地(Group 1)、燕麦人工草地(Group 2)以及天然草地(Group 3)土壤为对象,采用Illumina Hiseq测序平台对3个草地类型土壤细菌的16S rDNA和真菌的内转录间隔区(Internal Transcribed Spacer,ITS)基因进行序列测定,分析了各样本土壤微生物群落的组成和结构特征。结果表明:1)3种草地植被类型中土壤细菌群落丰富度和多样性无明显差异,真菌群落丰富度亦无显著差异,仅紫花苜蓿人工草地真菌群落多样性程度较燕麦人工草地和天然草地土壤高。2)所测土壤样本主要优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)等,人工草地土壤中酸杆菌门丰度显著低于天然草地土壤(P<0.05),放线菌门丰度显著高于天然草地土壤(P<0.05)。主要优势细菌纲为Spartobacteria纲、α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形杆菌纲(β-proteobacteria)、Thermoleophilia纲、酸杆菌纲(Acidobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)等,人工草地与天然草地土壤中多种优势细菌纲相对丰度存在显著性差异(P<0.05)。3)3种草地植被类型土壤优势真菌门是子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota);优势真菌纲有接合菌纲(Zygomycotes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、伞菌纲(Agaricomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)等,并且各区组间多种优势真菌纲相对丰度差异明显。4)β-多样性结果显示3种草地植被类型土壤细菌和真菌结构均差异明显,且天然草地与人工草地之间的土壤微生物差异系数大于两种人工草地之间的土壤微生物差异系数;聚类分析显示人工种植牧草显著提高了土壤中生防菌类群的相对丰度,同时,土壤中病原真菌的丰度较天然草地土壤也大幅增加。     

川西北高寒牧区不同人工草地对土壤微生物多样性影响

为阐明人工种植牧草对川西北高寒草地生态系统土壤微生物群落结构和组成的影响,以川西北高寒牧区紫花苜蓿人工草地(Group 1)、燕麦人工草地(Group 2)以及天然草地(Group 3)土壤为对象,采用Illumina Hiseq测序平台对3个草地类型土壤细菌的16S rDNA和真菌的内转录间隔区(Internal Transcribed Spacer,ITS)基因进行序列测定,分析了各样本土壤微生物群落的组成和结构特征。结果表明:1)3种草地植被类型中土壤细菌群落丰富度和多样性无明显差异,真菌群落丰富度亦无显著差异,仅紫花苜蓿人工草地真菌群落多样性程度较燕麦人工草地和天然草地土壤高。2)所测土壤样本主要优势细菌类群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)等,人工草地土壤中酸杆菌门丰度显著低于天然草地土壤(P0.05),放线菌门丰度显著高于天然草地土壤(P0.05)。主要优势细菌纲为Spartobacteria纲、α-变形菌纲(α-proteobacteria)、β-变形杆菌纲(β-proteobacteria)、Thermoleophilia纲、酸杆菌纲(Acidobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)等,人工草地与天然草地土壤中多种优势细菌纲相对丰度存在显著性差异(P0.05)。3)3种草地植被类型土壤优势真菌门是子囊菌门(Ascomycota)、接合菌门(Zygomycota)、担子菌门(Basidiomycota);优势真菌纲有接合菌纲(Zygomycotes)、粪壳菌纲(Sordariomycetes)、伞菌纲(Agaricomycetes)、锤舌菌纲(Leotiomycetes)、座囊菌纲(Dothideomycetes)等,并且各区组间多种优势真菌纲相对丰度差异明显。4)β-多样性结果显示3种草地植被类型土壤细菌和真菌结构均差异明显,且天然草地与人工草地之间的土壤微生物差异系数大于两种人工草地之间的土壤微生物差异系数;聚类分析显示人工种植牧草显著提高了土壤中生防菌类群的相对丰度,同时,土壤中病原真菌的丰度较天然草地土壤也大幅增加。     

锦鸡儿属植物功能性状与根际土壤细菌群落结构的关系

以不同地理种群的中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿为研究对象,利用高通量测序技术,比较分析了2种锦鸡儿不同地理种群根际土壤细菌多样性、物种组成和丰度的差异及其与植物功能性状的关系,为深入理解锦鸡儿属植物适应干旱环境的微生物学机制提供数据支持。结果表明,2种锦鸡儿根际土壤细菌隶属于22门62纲131目185科304属。优势细菌门为变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门和放线菌门。在属水平上,根瘤菌属、鞘氨醇单胞菌属、RB41和芽孢杆菌属为优势属。中间锦鸡儿与小叶锦鸡儿根际土壤细菌多样性指数（Chao1、ACE、香农和辛普森指数）无明显差异,但主坐标分析表明2种锦鸡儿根际土壤细菌群落结构存在显著差异（P<0.05）。Mantel检验分析表明植物功能性状与根际土壤细菌群落结构存在显著相关性,且冗余分析显示株高、叶干物质含量、比叶面积、叶厚度和叶长是驱动根际土壤细菌群落结构构建的主要性状（P<0.05）。综上所述,中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿根际土壤细菌群落结构存在显著性差异,且根际土壤细菌群落结构的变化受到植物性状的显著影响。     

氮添加对不同坡度退化高寒草甸土壤细菌多样性的影响

选取三江源区果洛州不同坡度退化程度相近的高寒草甸,进行氮添加试验,运用Miseq PE250测序技术对土壤细菌16s rDNA进行序列测定和分析,探讨3个氮添加水平低等量氮添加（LN, 2 g N·m^-2）、中等量氮添加（MN, 5 g N·m^-2）、高等量氮添加（HN, 10 g N·m^-2）对不同坡度退化草地土壤细菌多样性的影响。结果表明：放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）是研究区草地土壤中最主要的两大类群。缓坡地与陡坡地土壤细菌个别丰度极低的门以及61.4%以上（包括未鉴定的细菌属）细菌属存在显著差异（P<0.05）。不同施氮水平对退化高寒草地各细菌门以及大部分细菌属影响不显著,对一些丰度较低的属的影响显著（P<0.05）,且在不同坡度所响应的细菌属不同。无论是缓坡地还是陡坡地,氮添加对退化高寒草甸土壤细菌群落结构存在显著差异（P<0.05）,土壤微生物丰富度和多样性整体上呈现出随着施氮量增加先减少后增加的趋势,中等量氮添加显著降低了土壤细菌丰富度和多样性,高水平氮添加显著抑制了土壤细菌的丰富度和多样性的下降（P<0.05）,说明氮添加对细菌多样性的影响具有阈值限制性。     

两种不同生境羊草根际土壤细菌群落多样性与环境因子的研究

本试验以羊草（Leymus chinensis）为优势种的草甸草原为研究对象,旨在探讨两种不同样地（样地1为原生态未扰动处理,样地2为重度退化后人工补播扰动处理）土壤条件下土壤微生物群落结构、微生物多样性及微生物间互作效应的差异。结果表明：变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）这3个门是该地区羊草根际土壤细菌优势群落;速效氮、速效钾对细菌群落结构影响较大;土壤pH在一定阈值范围内与羊草根际土壤细菌多样性极显著相关（P<0.01）;土壤有机质与羊草根际土壤细菌群落相对丰度、多样性、菌间互作显著正相关;土壤交换性钠离子含量与羊草根际土壤细菌群落多样性显著负相关;人工补播后的羊草根际土壤微生物间互作与未干扰生境下相比明显减弱。     

呼伦贝尔地区人工草地生长季土壤微生物数量变化研究

通过分析呼伦贝尔地区人工草地及天然草地生长季土壤微生物（细菌、真菌、放线菌、固氮菌）的数量变化,比较人工草地与天然草地的差异性,揭示人工草地土壤微生物的变化规律。结果表明：土壤细菌数量在2012年生长季可能由于降水量的迅速减少而呈下降趋势;真菌、放线菌和固氮菌数量在生长季均呈上升趋势。人工草地土壤细菌数量在生长季基本高于天然草地,真菌数量基本为苜蓿（Medicagao sativa）人工草地>天然草地>无芒雀麦（Bromus inermis）人工草地,放线菌数量多为苜蓿人工草地>天然草地>无芒雀麦人工草地,固氮菌数量在生长季初期无芒雀麦人工草地稍高,生长季后期苜蓿人工草地和天然草地稍高。从整体上看,呼伦贝尔地区人工草地在生长季0～10 cm土壤微生物数量基本高于10～20 cm,部分月份表现出差异性。     

连作对百香果根际土壤微生物群落的影响

摘 要：以连作1年和连作3年的百香果根际土壤作为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析根际土壤中的微生物群落结构组成和多样性变化,以期为克服百香果连作障碍提供指导。结果表明：连作显著降低百香果根际土壤细菌群落多样性和真菌群落丰富度,增加百香果根际土壤的细菌群落丰富度和真菌群落多样性。根际土壤微生物群落组成发生了较大的变化,在门分类水平上,连作三年的根际土壤中变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度增加了5.86%和2.21%;放线菌门（Actinobacteria）减少了3.40%,子囊菌门（Ascomycota）减少了28.41%,而毛霉门（Mucoromycota）增加了14.73%,在属分类水平上,连作三年的根际土壤中根际土壤中的γ-变形菌纲中未分类属unclassified_Gammaproteobacteria、黄单胞杆菌科未分类属unclassified_Xanthomonadaceae相对丰度显著增加,酸杆菌门中而Gp2相对丰度显著降低,子囊菌属（Archaeorhizomyces）、孢子丝菌属（Sporothrix）、粪壳菌属（Sordaria）相对丰度减少,小被孢霉（Mortierella）、镰刀菌属（Fusarium）两个病原菌属相对丰度增加。结论：连作改变了百香果根际土壤微生物群落结构,细菌多样性降低,真菌多样性升高,病原菌相对丰度增加,土壤由细菌型向真菌型转化。     

不同治沙措施对土壤细菌群落多样性及理化性质的影响

为探究复合型治沙措施对土壤细菌多样性及理化性质的影响，采用Illumina高通量测序技术，分析尼龙网格沙障+人工梭梭(Nlw+H)、粘土沙障+人工梭梭(Nt+H)和编织袋沙障+人工梭梭(Bzd+H)措施区土壤细菌群落结构及多样性。结果表明：研究区土壤共有25门细菌，放线菌、变形菌和蓝藻菌相对丰度占细菌群的69.42%以上，属于土壤优势菌群；绿弯菌、拟杆菌、酸杆菌和芽单胞菌属于土壤中的主要细菌。3种措施区土壤细菌群落组成及结构相似，但细菌多样性指数差异显著。3种措施下土壤多样性Chao1指数和Shannon指数均显著高于Ld+H(P<0.05)。土壤有机质、全氮、全磷、速效钾等养分含量在3种措施区显著提高。土壤pH值、有机质和速效钾与土壤细菌群落之间存在显著相关关系，是影响土壤细菌群落结构及多样性的主要因子。综上所述，治沙措施有助于提高土壤细菌多样性及改善荒漠土壤微环境。     

冷季型绿肥对锥栗园土壤生化性质及微生物群落的影响

为评价锥栗园生草法相比传统清耕法和施用化学除草剂法,果园土壤质量的绿肥恢复效益,本研究以福建典型的红壤丘陵山区锥栗园为研究对象,采用随机区组设计,将供试样地均分为面积0.3~0.5 hm²的若干试验小区,全园清除自然杂草后,设置撒播鼠茅草（Mode₁）、黑麦草（Mode₂）、光叶紫花苕（Mode₃）3种生草处理,并以施用草甘膦（CK₁）和清耕（CK₂）处理为对照,每种处理3个重复,2年后,分析3种冷季型绿肥、清耕及施用草甘膦对锥栗园土壤理化性质、酶活性、微生物群落等指标的影响。结果表明：1）相较于清耕处理和喷施草甘膦处理,3种生草处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量有明显提升,其中鼠茅草处理最高,分别为74.14、156.87和234.76 mg·kg^-1;黑麦草处理土壤孔隙度最高,为56.03%;鼠茅草和黑麦草处理土壤蔗糖酶活性提升明显,分别为32.29和26.87 U·g^-1。2）5种处理土壤共有优势细菌类群主要为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门和酸杆菌门,相对丰度分别为24.9%~28.9%、20.9%~28.8%、13.7%~18.6%和10.8%~12.9%,共有优势真菌类群主要为子囊菌门和担子菌门,相对丰度分别为37.4%~73.7%和15.3%~54.4%。3）相较于清耕处理,3种生草处理细菌群落Chao1指数和Shannon指数均有所提升,真菌群落有所下降。4）相较于清耕处理和喷施草甘膦处理,3种生草处理土壤变形菌门、拟杆菌门和厚壁菌门细菌相对丰度均有所下降,绿弯菌门和浮酶菌门细菌则有所增加,生草促使锥栗园土壤细菌群落由快速生长型向缓慢生长型转变。5）5种处理细菌群落和真菌群落非计量多维尺度转换排序（NMDS）表明,土壤真菌群落分异程度高于细菌群落。6）相关分析（CA）和冗余分析（RDA）表明,生草处理通过改变土壤蔗糖酶、过氧化氢酶活性和碱解氮含量,喷施草甘膦处理通过改变土壤碳氮比,清耕处理通过限制土壤自然含水率改变真菌相关优势类群。综上,锥栗园短期人工生草对土壤理化性质和酶活性有一定程度的改善作用,生草处理与清耕处理和喷施草甘膦处理均会形成特异土壤真菌群落。     

紫花苜蓿根际土壤细菌群落对腐熟牛粪响应

为了探讨腐熟牛粪施用量对作物根际土壤细菌丰度、多样性及群落结构的影响,本研究以盆栽紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为试验材料,分别添加0％,3％,6％,9％的腐熟牛粪,在添加30 d,60 d,90 d后进行取样,利用Illumina-Miseq高通量测序平台对土壤细菌16S rRNA V3-V4区进行...     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原优势物种间关系及其空间分布特征的影响

为探究不同载畜率对荒漠草原群落建群种与优势物种间的关系及其空间分布的影响，于2020年7-9月在内蒙古四子王旗短花针茅荒漠草原进行野外调查，以建群种短花针茅及优势种无芒隐子草和冷蒿为研究对象，设置不放牧对照（CK）、轻度（LG）、中度（MG）和重度放牧（HG）载畜率水平（分别放牧0、4、8和12只羊），结合常规方法与地统计学方法分析建群种及优势种出现频率、多度、种间关系强度及空间分布特征。结果表明：1）与CK相比，LG下冷蒿出现频率仅在7月显著降低了50.55%（P<0.05），而MG和HG在7-9月均显著降低（P<0.05），7-9月平均降低77.76%和97.53%；而不同处理及月份下短花针茅和无芒隐子草出现频率无显著差异（P>0.05）。 2）与CK相比，各处理在7-9月时短花针茅种群多度均显著增加（P<0.05），LG、MG和HG分别在7-9月平均增加37.34%、75.72%和99.32%；冷蒿种群多度均显著降低（P<0.05），分别降低61.26%、66.32%和99.31%；无芒隐子草除LG在9月无显著变化外，各处理在7-9月时种群多度均显著增加（P<0.05）。3）短花针茅与无芒隐子草主要表现为亲和关系，而在9月时从CK的亲和关系转化为HG的竞争关系；短花针茅与冷蒿主要表现为竞争关系，放牧未改变其种间关系。4）短花针茅与无芒隐子草对冷蒿的作用强度较大，而冷蒿对短花针茅和无芒隐子草的作用强度较小。5）模拟9月物种间空间分布发现，CK中短花针茅种群多度随无芒隐子草种群多度增加而增加，随冷蒿种群多度增加而呈降低的趋势；HG中冷蒿种群多度不随短花针茅与无芒隐子草的变化而变化，但随着无芒隐子草种群多度增加，短花针茅种群多度整体上呈波动下降的趋势，表明短花针茅与无芒隐子草之间的关系由CK中的亲和关系转变为HG下的竞争关系。综上，放牧会改变物种的种群多度及物种间的关系。     

翻埋与覆盖林木枝条对干旱区沙化土壤及紫花苜蓿根系丛枝菌根真菌的影响

沙化是全球干旱半干旱地区土壤退化的主要类型之一，而该地区的生态防护林、农田防护林及城市森林的林木修剪物为沙化土壤的改良提供了丰富的资源。本研究以宁夏易得的杨树枝条为材料，设置了覆盖（M）、翻埋（W）、翻埋+覆盖（WB）及无任何枝条添加的对照（CK）4种处理，测定了土壤理化性质、土壤酶活性、紫花苜蓿地上生物量及菌根侵染率等指标，并利用Illumina Miseq高通量测序技术研究了土壤与根系丛枝菌根（AM）真菌群落结构，分析了影响AM真菌侵染率及群落结构的主要驱动因子。研究结果表明，翻埋与覆盖处理均不同程度改善了土壤性质，提高了紫花苜蓿地上生物量，但总体以WB处理效果较佳；相比CK，处理WB还显著提高了紫花苜蓿根系总侵染率、丛枝侵染率、菌丝侵染率、泡囊侵染率及土壤孢子数（P<0.05），同时亦显著提高了根系AM真菌Chao1和ACE指数，但所有林木枝条施用方式对土壤α多样性影响均不显著（P>0.05）。此外，NMDS和PERMANOVA分析结果显示，处理WB对土壤与根系AM真菌群落结构存在显著响应（P<0.05）。相关分析和dbRDA分析结果进一步表明，AM真菌的侵染状...     

黄土高原雨养区不同种植年限紫花苜蓿土壤细菌群落特征与生态功能预测

依托布设在黄土高原雨养农业区的长期田间定位试验,以农田土壤为对照,不同种植年限紫花苜蓿地(L2003,L2005,L2012)土壤为研究对象,采用细菌16S rRNA高通量测序技术探究以上3种土壤细菌群落分布格局与演替特征,并借助冗余分析等方法探讨土壤理化性质与细菌群落结构和多样性的关系,最后利用PICRUSt方法预测...