长期施肥对黄泥田土壤微生物群落结构和多样性的影响

为揭示微生物群落结构特征和多样性对不同施肥的响应机制及与土壤环境因子的关系,以黄泥田水稻土为研究对象,设置不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)3个处理,采用Illumina Miseq高通量测序平台对土壤细菌16S r RNA基因和真菌ITS基因进行测序,分析不同施肥对细菌、真菌群落结构和多样性的影响。结果表明,黄泥田土壤细菌的主要类群为Acidobacteria、Proteobacteria、Chloroflexi、Actinobacteria和Firmicutes,而真菌主要由Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota构成。长期施肥导致土壤细菌和真菌群落结构及相对丰度产生显著差异。与CK相比,NPK和NPKS处理黄泥田土壤的Proteobacteria、Actinobacteria和Zygomycota相对丰度分别增加26.58%和45.84%、30.36%和55.45%、86.17%和68.08%。细菌的α多样性方面,不同处理的Shannon和Simpson指数无显著性差异,但NPK处理的Chao1和ACE指数均显著低于CK和NPKS处理。真菌α多样性指数均表现为NPK处理显著低于CK和NPKS处理。RDA分析结果表明,细菌群落结构主要受盐度、孔隙度、总氮、微生物生物量氮、有机质、微生物生物量碳和含水量的影响,而真菌群落结构的关键影响因素是含水量、孔隙度和盐度,其次为总氮、微生物生物量氮、有机质和微生物生物量碳。土壤p H对细菌和真菌的群落结构影响较小。因此,不同施肥影响细菌和真菌的群落结构组成和多样性。有机无机肥配施提高细菌和真菌的多样性,改变细菌和真菌的群落结构组成,为改良土壤质量和维持农田生态系统功能提供理论依据。     

长期施肥和灌溉对土壤细菌数量、多样性和群落结构的影响

【目的】通过对华北地区一年两熟种植模式下冬小麦生长季不同施肥和灌溉处理下土壤细菌群落的研究,揭示长期不同施肥和灌溉制度下土壤细菌数量、多样性和群落结构的变化规律。为科学施肥和灌溉,提高农田地力和维持土壤微生物多样性等提供依据。【方法】依托中国农业大学吴桥实验站,选取长期施肥和灌溉定位试验的6个处理冬小麦收获后耕层土壤为研究对象,分别为化肥+不灌溉（CI0）、化肥+拔节期灌溉（CI1）、化肥+拔节期灌溉+灌浆期灌溉（CI2）、有机肥+不灌溉（MI0）、有机肥+拔节期灌溉（MI1）和有机肥+拔节期灌溉+灌浆期灌溉（MI2）。借助荧光定量PCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,以16S rRNA基因为标靶,研究长期不同施肥和灌溉制度对土壤细菌数量、多样性和群落结构的影响,并分析细菌数量、多样性和群落结构变化与土壤理化性质的相关性。【结果】灌溉显著提高了土壤含水量和土壤pH,施有机肥比施化肥显著提高了土壤有机碳含量。不同处理细菌16S rRNA基因拷贝数为每克干土4.34×109-1.39×1010。灌溉显著提高了细菌数量,化肥和有机肥处理分别提高了1.17-1.60和0.76-1.93倍。多样性指数结果表明灌溉显著影响细菌群落α多样性指数,施肥对细菌群落α多样性指数的影响均不显著。门水平上,18个样品共获得39个类群,其中变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为优势类群,相对丰度共占77.22%-86.28%。不同处理间放线菌门（11.09%-27.01%）、拟杆菌门（5.45%-12.13%）和Saccharibacteria（2.41%-3.77%）的相对丰度差异显著。灌溉显著降低了放线菌门和Saccharibacteria的相对丰度,化肥和有机肥处理分别降低了36.48%-48.03%、22.17%-33.67%和15.21%-45.54%、13.40%-23.97%。层次聚类和主成分分析结果显示施肥和灌溉对细菌群落结构都产生影响,相同灌溉次数处理的细菌群落结构相似,而相同施肥处理间细菌群落结构差异较大,表明灌溉对细菌群落结构的影响强于施肥。此外,土壤含水量、土壤pH、全氮含量和有机碳含量与细菌数量、α多样性指数和群落结构存在一定的显著相关关系。【结论】灌溉显著改变了细菌数量、多样性和群落结构,施肥对细菌数量和群落结构的影响较小。土壤含水量和土壤pH是造成土壤细菌数量、多样性和群落结构差异的主要原因。     

青藏高原5种类型土壤细菌群落结构差异

于2015年8月采集青藏高原5种类型(栗钙土、山地草甸土、黑钙土、灰漠土和灰褐土)的15 cm土壤,采用Illumina高通量测序技术研究土壤细菌群落结构及多样性,并结合土壤因子对土壤细菌群落结构和多样性进行相关性分析。结果表明,土壤类型中有机碳和总氮含量的大小排序为栗钙土山地草甸土黑钙土灰漠土灰褐土,样地海拔与土壤养分的积累量没有相关性。土壤细菌群落相对丰度在5%以上的优势类群包括变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门6大类。栗钙土和山地草甸土土壤细菌α多样性(物种丰富度和系统发育多样性)显著(P0.05)高于其他土壤类型;灰漠土细菌系统发育多样性显著(P0.05)低于其他类型。灰褐土细菌物种丰富度最低。典范对应分析和Pearson相关性分析表明,土壤含水量、钾含量、有机碳和总氮含量是土壤细菌群落结构和α多样性的主要影响因子。     

羊粪有机肥对洛阳植烟土壤微生物群落结构和功能的影响

本试验通过研究植烟土壤中微生物群落结构和功能类群对羊粪有机肥的响应,为洛阳烟区应用有机肥改良植烟土壤提供科学依据。试验设4个处理：不施肥(CK)、仅施化肥(T1)、50%饼肥氮+50%化肥氮(T2)、50%羊粪有机肥氮+50%化肥氮(T3),采用高通量测序技术分析烟草旺长期各处理土壤微生物群落结构及功能类群。结果表明：(1)有机肥明显改变了植烟土壤微生物群落结构的alpha多样性。与饼肥处理相比,羊粪有机肥降低了烟草土壤细菌群落结构的多样性和丰富度,但是提高了真菌群落结构的多样性和均匀度。(2)beta多样性分析显示有机肥处理土壤微生物群落结构与单施化肥处理明显不同,羊粪有机肥和饼肥处理间真菌群落结构差异较大。(3)优势细菌类群分析：有机肥增加了放线菌门和变形菌门的相对丰度,降低了酸杆菌门的相对丰度,其中饼肥处理放线菌门丰度增加更为显著,羊粪有机肥处理变形菌门丰度增加幅度较大。LEfSe分析表明,T1处理红色杆菌纲和红色杆菌目显著富集,T2样本中放线菌门、放线菌纲、Frankiales目显著富集,T3处理样本中鞘脂单胞菌科、鞘脂单胞菌目和丙酸杆菌目显著富集。(4)优势真菌类群分析：有机...     

土壤细菌群落组成对有机与无机培肥措施的响应

为揭示旱作区农田土壤细菌群落对有机、无机培肥措施的响应机制,以农田生态系统为研究对象,采用高通量测序技术研究不同培肥措施下土壤细菌群落结构组成、多样性与土壤理化性状间的关系。结果表明:持续8 a的有机、无机培肥显著影响土壤基本理化性状指标,降低土壤碳氮比。所获得的细菌序列46 531条,分属于3 494个土壤细菌OTUs,共分为58门、67纲、143目、271科、639属、435种;但不同有机、无机培肥措施下土壤细菌群落丰富度指数、多样性指数无显著差异。变形菌门(Proteobacteria)相对丰度占35.91%～42.03%,是土壤细菌的优势菌门。化肥配施牛粪、化肥配施羊粪处理下土壤变形菌门(Proteobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)等的相对丰度均与对照间有极显著或显著差异。细菌前10门的相对丰度在化肥配施黄腐酸钾、生物有机肥等低量外源有机碳处理下,两者间无显著差异。低量外源有机碳配施化肥处理下土壤细菌群落组成与对照处理间的相似度较大,而牛粪配施化肥与羊粪配施化肥处理间的土壤菌群结构相似度较高。土壤变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度与土壤pH、土壤碱解氮质量分数呈负相关;第一、二排序轴能分别在累积变量78.67%、97.49%上揭示土壤细菌优势菌门的相对丰度、土壤细菌多样性、丰富度与土壤理化性状间的相互关系。土壤pH和碱解氮是影响酸杆菌门、放线菌门相对丰度高低的主要驱动因子。旱作区中长期有机和无机培肥措施下,外源有机碳输入数量及有机肥类型影响土壤细菌群落结构组成。     

镉胁迫下转基因水稻对根际土壤微生物的影响

为了探究镉胁迫下转基因水稻对根际土壤微生物的影响,以抗虫转基因水稻华恢1号(HH1)及其亲本非转基因水稻明恢63(MH63)为研究材料,设置不同Cd~(2+)浓度(0、3.5、60.0、240.0 mg/kg)胁迫进行盆栽试验。结果表明:与Cd_0相比,Cd_(3.5)处理对水稻农艺性状无显著影响;Cd_(240.0)处理显著降低了株高、产量;与Cd_0处理相比,Cd_(60.0)和Cd_(240.0)处理下HH1水稻根际土壤细菌群落组成中Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)的相对丰度显著降低;MH63水稻中Acidobacteria的相对丰度显著升高而Bacteroidetes(拟杆菌门)的相对丰度显著降低。Cd胁迫显著降低了水稻根际土壤细菌群落丰度及多样性。环境因子分析显示,Cd胁迫后水稻根际土壤pH值、总氮含量、铵态氮含量的变化是影响根际土壤细菌群落结构的主要原因。     

酸性土壤玉米根际土壤细菌群落对秸秆还田和调理剂的响应

【目的】以福建省黄泥田土壤为研究对象,探讨不施化肥(CK)、单一施化肥(T1)、化肥配施秸秆还田(T2)、化肥配施土壤调理剂(T3)等4组处理玉米根际土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。【方法】利用Illumina Miseq测序平台对4组处理土壤样品进行测序,基于第二代高通量技术分析4种处理(CK、T1、T2、T3)的玉米根际土壤细菌的16S rRNA基因在V3～V4区域的多样性指数、丰富度以及群落组成和结构。【结果】4个处理的玉米根际土壤细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)。T1处理细菌的丰富度指数(ACE指数和Chao1指数)较CK均有所降低,分别降低17.65%和17.88%;T3处理的细菌丰富度指数(ACE指数和Chao1指数)高于CK处理,分别提高14.52%和14.00%。分层聚类图显示细菌属水平上,CK、T1和T2处理的土壤样品细菌群落结构相似性较高,T3与其他3个处理细菌群落结构差异较大。【结论】化肥配施土壤调理剂对土壤细菌群落结构影响大于单一施化肥和化肥配施秸秆还田处理,单一施化肥降低了根际土壤细菌的丰富度,化肥配施土壤调理剂可以显著提高玉米根际土壤细菌群落的丰富度,施用土壤调理剂提高酸性土壤pH对玉米根际细菌群落影响最大。     

增施有机肥对菠萝蜜种植土壤微生物群落结构的影响

为探究有机肥与化肥配施对菠萝蜜种植土壤微生物群落结构的影响,以马来西亚1号菠萝蜜嫁接苗为试验材料,设置不施肥、100%化肥、30%有机肥+70%化肥、50%有机肥+50%化肥、70%有机肥+30%化肥、100%有机肥6个处理。结果表明:与单施化肥相比,增施有机肥显著增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量。细菌属Chryseolinea的相对丰度在增施有机肥处理中较高。化肥占比高的处理中细菌属Mizugakiibacter和Crenotalea相对丰度较高。β多样性分析结果表明,对照和各处理细菌和真菌群落结构明显不同,其中100CF和30OM处理的细菌群落结构较相似,50OM和70OM处理的真菌群落结构较相似。ANOSIM分析结果显示,处理间的细菌和真菌群落结构差异均达显著水平。可见,增施有机肥能够增加土壤细菌数量,降低真菌数量,改善土壤微生物群落结构,从而调节土壤养分,促进菠萝蜜生长。     

短期内有机肥增施对高原土壤养分和细菌群落的影响

【目的】探索短期增施有机肥对高原土壤养分和细菌群落结构的影响。【方法】采用高通量测序技术对3种施肥处理(施加100%常规复合化肥、50%常规化肥+30 000 kg/hm²有机肥、25%常规化肥+55 000 kg/hm²有机肥)作用下的土壤进行养分含量和细菌群落结构分析。【结果】增施有机肥降低了土壤pH,提高了有机质、全氮、有效磷、有效钾、有效铜、有效铁的含量。在已知细菌群落中,3种不同处理下土壤的优势菌门包括变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门,其中酸杆菌门和变形菌门在增施有机肥处理下,相对丰度分别提高了3.99%和13.97%。鞘氨醇单胞菌属和芽单胞菌属是已知细菌群落中的优势属,在3种处理下的相对丰度存在差异。短期增施有机肥提高了土壤细菌丰富度,降低了细菌多样性。Pearson分析结果表明有机质和pH是影响细菌丰富度和多样性的主要驱动因子。KEGG功能预测表明基于合适量的有机肥增施下,土壤细菌与代谢、运输以及传导等功能相关的基因上调。【结论】短期内增施有机肥在一定程度上提高了土壤的养分含量和质量,同时也改变了土壤细菌群落和...     

不同处理梯度污水对细菌群落和酶活性的影响

为寻求适合农村生活污水资源化利用的污水处理梯度,采用室内盆栽试验,设计生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种污水处理梯度对茭白和水稻进行灌溉,研究不同处理梯度的生活污水对土壤细菌群落结构和酶活性的影响。结果表明:不同处理梯度的污水灌溉对土壤细菌群落多样性影响不显著,减少施肥有利于细菌群落多样性的增加;污水灌溉对土壤细菌门水平上的优势种影响较大,污水处理梯度与变形菌门具有正相关关系,与对照(清水)相比,土壤中放线菌门相对丰度提高16.74%～95.90%,酸杆菌门相对丰度降低9.57%～47.38%;污水灌溉对碱性磷酸酶和蔗糖酶活性具有促进作用,提高率为11.67%～55.60%和11.36%～156.66%;不施肥土壤中脲酶活性提高10.45%～25.88%,施肥土壤中接触氧化出水使脲酶活性降低25.84%,其他处理对施肥土壤脲酶活性无显著影响;在同一灌溉条件下,减少施肥有利于土壤酶活性提高。研究表明,肥料对土壤细菌群落结构和酶活性具有显著影响,不同处理梯度污水对土壤细菌多样性无显著性影响,但显著影响了土壤酶活性和细菌在门水平优势种的相对丰度。     

长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构和数量的影响

 【目的】通过对土壤细菌数量和多样性的研究,揭示长期不同施肥制度对土壤微生物生态的影响规律,为中国稻田土壤科学施肥、维护健康土壤微生物生态系统及农业可持续发展等方面提供重要理论和实践依据。【方法】采用末端限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和实时定量（real-time）PCR方法,研究湖南省望城县施用化肥（NPK）和秸秆还田（NPKS）对水稻土细菌群落结构及其多样性和数量的影响。【结果】T-RFLP分析结果表明红壤性水稻土细菌的优势类群为变形菌（150 bp;相对丰度33%—37%）和放线菌（67 bp;相对丰度20%—25%）,施肥对土壤细菌群落结构及其多样性产生了显著影响。典范对应分析（CCA)表明不同处理间细菌群落结构差异显著,而土壤pH和有机碳是影响土壤细菌群落结构的主要因子。多样性指数分析（香农指数和均匀度指数）显示秸秆还田处理的土壤细菌多样性最高,施肥处理（氮磷钾配施和秸秆还田）的土壤细菌多样性均高于不施肥处理。通过实时PCR技术定量了3种施肥处理的土壤细菌数量（4.34×1010—10.94×1010 个拷贝16S rDNA每克土）,与不施肥相比,施肥后土壤细菌数量增加了50%—100%。【结论】长期施肥对红壤性水稻土细菌群落结构及其多样性和数量均产生了深刻的影响,长期化肥和秸秆还田,土壤质量和土壤肥力提高,土壤细菌种群多样性和数量显著增加。     

Microbial community structure and functional metabolic diversity are associated with organic carbon availability in an agricultural soil

Exploration of soil environmental characteristics governing soil microbial community structure and activity may improve our understanding of biogeochemical processes and soil quality. The impact of soil environmental characteristics especially organic carbon availability after 15-yr different organic and inorganic fertilizer inputs on soil bacterial community structure and functional metabolic diversity of soil microbial communities were evaluated in a 15-yr fertilizer experiment in Changping County, Beijing, China. The experiment was a wheat-maize rotation system which was established in 1991 including four different fertilizer treatments. These treatments included: a non-amended control(CK), a commonly used application rate of inorganic fertilizer treatment(NPK); a commonly used application rate of inorganic fertilizer with swine manure incorporated treatment(NPKM), and a commonly used application rate of inorganic fertilizer with maize straw incorporated treatment(NPKS). Denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE) of the 16 S r RNA gene was used to determine the bacterial community structure and single carbon source utilization profiles were determined to characterize the microbial community functional metabolic diversity of different fertilizer treatments using Biolog Eco plates. The results indicated that long-term fertilized treatments significantly increased soil bacterial community structure compared to CK. The use of inorganic fertilizer with organic amendments incorporated for long term(NPKM, NPKS) significantly promoted soil bacterial structure than the application of inorganic fertilizer only(NPK), and NPKM treatment was the most important driver for increases in the soil microbial community richness(S) and structural diversity(H). Overall utilization of carbon sources by soil microbial communities(average well color development, AWCD) and microbial substrate utilization diversity and evenness indices(H' and E) indicated that long-term inorganic fertilizer with organic amendments incorporated(NPKM, NPKS) could significantly stimulate soil microbial metabolic activity and functional diversity relative to CK, while no differences of them were found between NPKS and NPK treatments. Principal component analysis(PCA) based on carbon source utilization profiles also showed significant separation of soil microbial community under long-term fertilization regimes and NPKM treatment was significantly separated from the other three treatments primarily according to the higher microbial utilization of carbohydrates, carboxylic acids, polymers, phenolic compounds, and amino acid, while higher utilization of amines/amides differed soil microbial community in NPKS treatment from those in the other three treatments. Redundancy analysis(RDA) indicated that soil organic carbon(SOC) availability, especially soil microbial biomass carbon(Cmic) and Cmic/SOC ratio are the key factors of soil environmental characteristics contributing to the increase of both soil microbial community structure and functional metabolic diversity in the long-term fertilization trial. Our results showed that long-term inorganic fertilizer and swine manure application could significantly improve soil bacterial community structure and soil microbial metabolic activity through the increases in SOC availability, which could provide insights into the sustainable management of China's soil resource.     

改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落结构和丰度的影响

【目的】研究不同改良剂对酸性植烟土壤固氮菌群落和丰度的影响,从固氮微生物角度为改良剂的筛选及其推广应用提供科学依据。【方法】采用田间单因素随机试验,设4个改良剂处理,分别为硅钙钾镁(T1)、白云石粉(T2)、硅钙钾镁+生物炭(T3)和白云石粉+生物炭(T4),以不施用改良剂为对照(CK)。烟叶旺长期进行烟株农艺性状调查并采集根际土壤样品,以nifH基因作为分子标记,应用荧光定量PCR和高通量测序技术,研究不同处理的土壤固氮菌丰度和群落结构变化特征,并分析土壤固氮菌群落结构变化的主要驱动因素。【结果】施用不同改良剂普遍提高了烟株农艺性状及土壤p H、有机碳含量和C/N。施用改良剂可显著提高土壤固氮菌nifH基因丰度(P<0.05,下同),T1、T2、T3和T4处理分别较CK提高2.97、3.32、4.68和3.81倍。施用改良剂也提高了土壤固氮菌群落α多样性,且Chao1、ACE、Shannon和Simpson指数均以T3处理最高。相关分析结果表明,固氮菌丰度、Chao1和ACE指数与土壤pH呈显著正相关。在门水平上,共获得5个类群,其中放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群。改良剂施用对固氮菌群落结构有显著影响,优势门和属发生变化,硅钙钾镁+生物炭处理显著增加放线菌门、蓝藻门、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和固氮螺菌属(Azospirillum)相对丰度。冗余分析结果表明,土壤pH、有机碳、硝态氮和C/N是驱动固氮菌群落结构变化的主要因素。【结论】硅钙钾镁+生物炭混施处理对缓解土壤酸化、改善烟田环境、促进烟株生长及提高固氮菌nifH基因丰度、群落α多样性和优势类群相对丰度效果显著,适合在酸性植烟土壤中推广应用。     

石灰性紫色水稻土不同土壤深度中厌氧氨氧化细菌对施肥的响应

【目的】研究长期不同施肥处理对水稻土厌氧氨氧化细菌(anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)群落结构和垂直分布特征的影响,深入认识不同施肥处理下石灰性紫色水稻土厌氧氨氧化作用的微生物调控机制,为该地区科学施肥、培肥地力提供理论依据。【方法】利用化学分析、末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和荧光定量PCR技术分别对不同施肥处理下石灰性紫色水稻土理化性质、厌氧氨氧化细菌丰度及群落结构进行分析。【结果】理化性质结果显示,相对于无肥处理(CK),氮(N)、氮磷钾肥(NPK)及氮磷钾配施农家肥(NPKM)均会降低土壤p H和硝态氮含量,而增加土壤有机质、全氮和铵态氮含量。随土壤深度增加,土壤p H增加,全氮和硝态氮含量降低,铵态氮含量变化趋势不明显。q PCR结果显示,就土壤层次而言,厌氧氨氧化细菌在0—20 cm层的丰度最高,20—40 cm层最低;就施肥处理而言,氮肥(N)对厌氧氨氧化细菌的丰度促进最为明显。T-RFLP结果表明,厌氧氨氧化细菌在0—20 cm土层群落组成最为丰富,Shannon-wiener多样性指数最高;寡氮肥下其群落组成最为简单,无肥处理下群落结构最为复杂。厌氧氨氧化细菌优势种群属于Candidatus Brocadia。冗余梯度分析(RDA)显示,p H影响是石灰性紫色水稻土厌氧氨氧化细菌群落结构差异的主要环境因子。【结论】本研究显示寡氮处理会降低石灰性紫色水稻土中厌氧氨氧化细菌的多样性但促进其丰度。表层土(0—20 cm)是厌氧氨氧化细菌分布的主要层次。     

有机肥和钙肥对盐碱土花生根际细菌群落结构的影响

为研究有机肥和钙肥对盐碱地花生根际微生物群落结构和功能的影响,以不施肥为对照（CK）、设置施用钙肥（C）、有机肥（M）和有机肥+钙肥（CM）处理,通过构建细菌16S rRNA基因文库和高通量测序技术对不同处理下花生根际微生物进行测序。结果表明,施用有机肥、钙肥和有机肥钙肥配施均显著影响较轻度盐碱土壤花生根际微生物的多样性和丰富度,而对较重度盐碱土花生根际细菌的多样性和丰富度无显著影响。PCoA分析表明,样本OTUs多样性与土壤盐碱程度关系密切,施用钙肥处理花生根际微生物的菌群结构与其他处理间存在较大差异。两种滨海盐碱土花生根际微生物的种群结构均受施用有机肥、钙肥及其配施的影响,不同处理根际微生物均具有相同的优势菌群,但各优势菌群的相对丰度存在较大差异。在目和科水平上,有占总细菌76.3%～82.5%的新种OTUs未能注释,说明黄河三角洲滨海盐碱土花生根际蕴含大量微生物新种资源。16S rRNA功能预测分析表明,施用钙肥和有机肥处理均可显著提高2种土壤花生根际微生物碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素的代谢、核苷酸代谢、翻译和膜运输等相关功能基因丰度。由此可见,施用钙肥和有机肥有利于改良盐碱土壤根际微生态环境,提高植物胁迫耐受性。     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

不同碳氮有机物料对有机菜田土壤细菌多样性的影响

通过模拟试验,利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳法(PCR-DGGE),研究了施入不同碳氮有机物料(秸秆、苜蓿、有机肥、尿素)56d后,有机生产系统菜田土壤细菌群落结构的特征。结果表明,常规和有机生产系统土壤的细菌群落结构有明显差异。由DGGE图谱ShannonWiener多样性指数分析得知,有机背景处理的细菌多样性整体高于常规背景处理,且有机生产系统土壤加秸秆处理(OS)多样性最高,加入尿素后细菌多样性降低,相反,加入苜蓿后细菌多样性升高。非加权组平均法(UPGMA)聚类分析将常规和有机背景土壤分为两大族群。DGGE条带测序和系统进化树表明,30个条带归属为Proteobacteria、Acidobacteria、Actinobacteria、Firmicutes、Verrucomicrobia。常规土壤加苜蓿(CA)处理出现的特征性条带B13与有机背景处理的共有条带B28分别与Bacillus属和Pseudomonas假单胞菌属同源性最高。     

秸秆还田与施肥对稻田土壤微生物生物量及固氮菌群落结构的影响

利用氯仿熏蒸法和变性梯度凝胶电泳法(PCR-DGGE)研究了秸秆覆盖还田与施肥对灰棕冲积水稻土0-10cm和10-20cm土层土壤微生物生物量碳、氮和固氮菌群落结构的影响。结果表明:土壤微生物量碳、氮和固氮菌多样性从0-10cm土层到10-20cm土层均呈现降低趋势。无秸秆覆盖处理(对照组)的土壤微生物生物量碳(SMB-C)和微生物生物量氮(SMB-N)量最小。在秸秆覆盖还田处理中,低氮和无钾处理的SMB-C和SMB-N都显著低于全量氮磷钾肥处理。虽然无磷处理的SMB-N低于全量氮磷钾处理, 但差异不显著。说明秸秆覆盖还田配施充足氮磷钾肥能显著提高土壤微生物生物量碳、氮。由DGGE图谱多样性指数分析得知,配施充足氮磷钾肥的处理土壤的固氮菌多样性最丰富。UPGMA聚类分析显示,10种不同处理的聚类图也不同,对照(无秸秆)处理0-10cm和10-20cm的微生物不同于其它处理单独聚在了一个群里。DGGE条带测序得知,14个条带的近缘种大部分为非培养细菌nifH基因片段,主要优势菌群其归属于变形菌门(Proteobacteria)的β-变形菌纲(Betaproteobacteria)。应用PCR-DGGE技术可以解释灰棕冲积水稻土秸秆覆盖不同肥料用量固氮菌分子群落结构特点。     

生物有机肥防治烟草黑胫病效果及对烟株生长发育的影响

为了研究生物有机肥防治烟草黑胫病的效果及对烟株生长发育的影响,通过设置对照、施用土壤调理剂、施用生物有机肥和生物有机肥与土壤调理剂配合施用共4个田间试验处理,分别测定了移栽前、团棵期、旺长期和成熟期烟株根际土壤的细菌、真菌和放线菌的数量变化,调查了烟株的农艺性状和黑胫病发病率。研究结果表明,施用生物有机肥可大幅度提高烟株根际土壤中细菌、真菌及放线菌的数量,同时施用生物有机肥还可以提高烟株的株高、烟叶叶面积系数,并有效抑制烟草黑胫病的发病率。