正茬与迎茬对大豆根际土壤微生物群落组成的影响

为探索正茬与迎茬种植方式对大豆根际土壤微生物群落组成的影响,分析导致大豆迎茬障碍形成的主要病原微生物,研究大豆迎茬障碍的形成机制,进而为其生物防治提供一定的理论基础,本研究采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术分析正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成。结果表明：大豆迎茬种植在一定程度上降低了土壤细菌群落丰度和多样性,而增加了土壤真菌群落丰度和多样性。正茬与迎茬大豆根际土壤微生物群落组成和主要优势菌群所占比例均存在较大差异。酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤细菌群落中最具优势的细菌门。镰孢霉属(Fusarium)和粗糙孔菌属(Subulicystidium)分别为正茬和迎茬大豆根际土壤真菌群落中最具优势的属。     

大豆重迎茬减产的原因及农艺对策研究Ⅳ.重迎茬大豆的土壤养分与养分吸收

连续8年在黑龙江省5个生态区9个9区固定轮作场圃综合试验，试验区专项研究，框区、盆栽试验，实验室分析，以及大量的大面积生产调查，发现大豆重迎茬种植，根际土壤养分虽然在理论计算时，会出现氮素营养亏缺，但是生产实际中，由于施肥的缘故，大豆重迎茬并没有造成养分的明显偏耗，不仅氮磷钾三元素如此，硼、钼、锰、锌等微量元素也是不同轮作方式间没有明显的差异；在不施肥的盆栽条件下，大豆以及玉米、小麦重茬种植都比正茬轮作多消耗了土壤中的主要营养元素，其中重茬大豆对全磷和速效钾的消耗高于重茬玉米、重茬小麦；大豆重迎茬种植，植株对营养的吸收能力发生了变化，对于大多数营养元素、特别是对于氮磷钾三要素的吸收能力下降，但是，对于钙、镁、铁等微量元素的吸收量增加；增施钾肥能显著地提高重迎茬大豆的产量。这一切都说明根际土壤养分的变化以及根对养分吸收能力减弱对重迎茬大豆的生长发育和产量有一定的影响，但并不是大豆重迎茬减产的主要原因。     

抗生菌剂在缓解大豆重迎茬根际微生态障碍中的作用

重迎茬问题是造成大豆减产、品质下降的主要原因之一,而施用适宜的抗生菌剂能够改善根际微生态环境,促进大豆正常地生长发育,从而缓解甚至消除重迎茬的危害.本研究对正茬和重茬区大豆进行了抗生菌剂处理,并以常规处理作对照,在不同生育时期分别测定大豆的氮素同化量及根际微生物区系状况.经连续两年小区试验,结果表明:在播种同时施用定向筛选的抗生菌剂,明显改变了重迎茬大豆根际微生物区系组成,在细菌、放线菌数量显著增加的同时,真菌数量明显减少,即提高了B/F、A/F值,增强土壤自净与保健能力.进而改善了重迎茬大豆结瘤固氮状况,促进植株生长发育,增加了单株籽粒重量,提高了籽粒的氮素同化量,缓解了重迎茬大豆的氮素同化生理性障碍.     

不同生长年限人参根际土壤真菌种类及数量的初步研究

本文研究了生长年限为2年、5年、10年、15年(及以上)的人参(Panax ginseng)根际土壤真菌种类和数量的变化情况,分离培养后发现人参根际土壤真菌的数量与人参的生长年限成正相关,即人参生长年限越长,根际土壤中真菌数量越大,种类上没有太大的差别;但在生长年限超过10年的人参根际土壤中发现,镰刀菌(Fusarium)、粘帚霉(Gliocladium)、枝顶孢(Acremonium)的分离频率明显高于其它年限。     

大豆连作对植株营养水平、叶绿素含量、光合速率及其产物影响的研究

研究了大豆连作条件下植株体内营养水平和叶绿素含量、光合速率及其产物的差异。结果表明 ,由于连作造成根际土壤障碍和植株生长发育障碍 ,导致体内硝态N、速效P、速效K含量显著降低 ,使叶片叶绿素含量、光合速率、体内可溶性糖、氨基酸总量极显著下降 ,影响大豆叶片的光合性能和有机物的积累 ,从而导致减产。随着连作年代的延长呈现渐低趋势 ,表现为正茬 >迎茬 >重茬。     

东北黑土区重迎茬对大豆病虫害发生的影响

重迎茬导致大豆病虫害发生明显加重,为了探讨黑土区生产田重迎茬对大豆病虫害发生的影响,选择有代表性的丘陵区(岗地)、平原区(平地)和低湿区(洼地)所有处理均一致的正茬、重茬和迎茬大豆田进行主要病虫害种类和发生程度进行系统调查.结果表明:同地势的不同茬口大豆病虫害发生程度存在差异.其中重茬和迎茬根腐病、灰斑病和大豆食心虫发生程度较正茬严重,重茬又重于迎茬,重迎茬根腐病和食心虫在洼地发生较平地和岗地严重,平地灰斑病发生重于岗地和洼地,土壤中胞囊数量岗地重茬最多.     

大豆根际真菌类群对大豆幼苗生长的影响

利用稀释平板法分离连作大豆根际真菌类群，结果表明：大豆根际真菌类群主要有１０种，以青霉菌、根霉菌和丝核菌占优势。根际真菌类群接种大豆的土培盆栽试验结果表明，青霉菌对大豆幼苗生长具有明显的促进作用，镰刀菌和丝核菌对大豆幼苗根部有寄生作用，是大豆极腐病的主要致病菌，且丝核菌致病力强于镰刀菌。     

复合生防菌群对连作大豆根际土壤可培养微生物区系的影响

采用盆栽试验,研究了复合生防菌群对大豆根际土壤可培养微生物区系的调节作用.结果表明,复合生防菌群可以明显改变大豆根际微生物区系组成.在大豆不同时期,复合生防菌群处理的大豆根际细菌、真菌和放线菌在数量上发生了较大改变.在大豆真叶期和复时期,复合生防菌群接种处理大豆根际细菌较对照增幅分别达到71.8％和114.3％,而根际真菌较对照减少12.9％和22.3％.在大豆真叶期,复合生防菌群接种处理大豆根际放线菌数量较对照减少9.9％,而在复叶期,根际放线菌数量较对照增加27.4％.此外,施用复合生防菌群可有效降低土传病原菌镰孢菌属(Fusarium)和丝核菌属(Rhizoctonia)的比例,并且提高根瘤菌(Rhtizobium)、固氮菌(Azotobacter)、木霉属(Trichoderma)、假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)等有益菌的比例.     

黑土区不同轮作系统大豆根际镰孢菌种群结构和数量

对中国科学院海伦农业生态试验站长期定位区大豆连作17年、小麦-玉米-大豆轮作、玉米-大豆迎茬和大豆连作2年,分别取分枝期、花期和鼓粒期的大豆根际土壤,采用土粒平板法进行镰孢菌分离,探讨大豆连作对镰孢菌种群结构和数量的影响.根据形态学特征鉴定出6种镰孢菌,即锐顶镰孢(F.acuminatum Ellis ＆ Everhart)、黄色镰孢(F.culmorum(W.G.Smith)Saee.)、木贼镰孢(F.equiseti(CoMa)Saec.)、禾谷镰孢(F. graminearum Schwabe)、尖孢镰孢(F. oxysporum Schleeht.)和腐皮镰孢(F. solani(Mart.)Sacc.).在不同生育期及不同轮作系统大豆根际土壤中尖孢镰孢(F. oxysporum)数量较高,与其它种类相比差异显著(P＜0.05),是大豆根际土壤中的优势菌.不同轮作系统大豆根际土壤以尖孢镰孢数量平均值最高,其次为腐皮镰孢;不同轮作系统镰孢菌总量动态变化一致,花期轮作镰孢菌数量最高为1.54 x 104个·-1干土,与大豆连作17年相比差异明显.在3个生育期大豆连作17年尖孢镰孢数量均略低于轮作.     

施用杀线剂对大豆根际真菌的影响

采用田间小区试验,以化学杀线剂（呋喃丹、涕灭威）和生物杀线剂（Snf907的发酵液、Snf0407009的发酵液）为材料,探讨杀线剂对大豆根际真菌多样性的影响。采取拉丁方设计,对大豆根际土壤定期取样、分离和鉴定,研究不同处理根际土壤真菌的动态变化。结果表明：化学杀线剂对大豆根际土壤真菌的影响较大,减少了根际土壤真菌的种类;而生物杀线剂对大豆根际真菌数量影响较小,真菌的数量和种类变化均不明显,维系了大豆根际真菌的动态平衡。在大豆成熟期根际真菌的数量比其他时期数量明显增加,可通过向生物杀线剂中添加根际真菌中的青霉菌、拟青霉菌和木霉菌来提高生物杀线剂的防治效果。     

河西绿洲灌区连作玉米根际土壤真菌群落结构特征

为探究连作对玉米根际土壤真菌群落特征的影响，采用高通量测序技术分析轮作1年和连作5年、11年、25年和50年的玉米根际土壤真菌菌群落结构特征。结果表明，子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和担子菌门(Basidiomycota)4个门为真菌优势类群，占所有真菌的90%左右。在属分类水平下镰孢菌属(Fusarium)在连作11年的玉米根际土壤中丰度最高，为56%；在连作5年的玉米根际土壤中丰度最低，为6%。不同连作年限下玉米根际土壤中的主要功能真菌依次为植物病原/腐生/共生过渡型菌(Pathogen-Saprotroph-Symbiotroph)、腐生/共生过渡型菌(Saprotroph-Symbiotroph)、植物病原菌/腐生菌过渡型(Pathotroph-Saprotroph)、腐生菌(Saprotrophs)、共生菌(Symbiotroph)、植物病原菌(Pathotroph)和植物病原菌/腐生菌过渡型(Pathotroph-Saprotroph)，连作50年的玉米根际土壤中的功能真菌丰度最低，连作5年的根际土壤中功能真菌丰度最高。     

复合生防菌群对连作土壤大豆根际可培养微生物区系的影响

土壤微生物区系的变化是引起大豆连作障碍的主要因素之一。本实验采用盆栽试验,研究了复合生防菌群对大豆根际土壤可培养微生物区系的调节作用。结果表明,复合生防菌群可以明显改变大豆根际微生物区系组成。在大豆不同时期,复合生防菌群处理的大豆根际细菌、真菌和放线在数量发生较大改变。在大豆真叶期和复叶期,复合生防菌群接种处理大豆根际细菌较对照增幅分别达到71.8%和114.3%,而根际真菌较对照减少12.9%和22.3%.。在大豆真叶期,复合生防菌群接种处理大豆根际放线菌数量较对照减少9.9%,而在复叶期,根际放线数量较对照增加27.4%。此外,研究结显示,施用复合生防菌可有效降低土传病原菌镰孢菌属（Fusarium）和丝核菌属（Rhizoctonia）的比例,并且提高根瘤菌（Rhizobium）、固氮菌（Azotobacter）、木霉属（Trichoderma）、假单胞菌属（Pseudomonas）和芽孢杆菌属(Bacillus)等有益菌的比例。总之,该复合生防菌群对改善连作土壤大豆根际微生物区系方面有良好的效果。     

广西主要蔗区宿根蔗根际土壤微生物群落结构分析

探讨了广西主要蔗区宿根蔗根际土壤微生物的分布情况,结果表明：宿根蔗根际土壤微生物数量总体上表现为：细菌〉真菌〉放线菌。但宜州市和北海市土壤中真菌数量〉放线菌;崇左市土壤中真菌和放线菌相当。     

施氮量对玉米根区土壤微生物区系的影响

采用稀释平板涂布法研究3个施氮量水平对不同栽培模式玉米根区土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量的差异性。结果表明,施氮能大大促进覆膜玉米根区土壤细菌、放线菌及覆草模式真菌数量的增加。玉米根区土壤微生物数量主要受玉米根系的影响,根外土壤微生物的数量主要受施氮量的影响。施氮能缩小常规模式玉米根区与根外土壤细菌和真菌数量的差异,增大常规模式玉米根区与根外土壤放线菌数量的差异,还能缩小覆盖模式玉米根区与根外土壤中3大类微生物数量的差异。玉米根区土壤微生物数量高于根外,但施氮量较高(240 kg/hm2)时,在覆膜和常规对照条件下土壤真菌数量及覆草模式下土壤细菌数量表现为根外高于根区。     

连作百香果对土壤理化性质和微生物特性的影响及病原真菌的分离与鉴定

为了分析连作对百香果土壤理化性质及微生物的影响,本研究以种植0（未种植）、1、2、3 a的百香果根际土壤为材料,分析连作百香果对土壤理化指标、自毒潜力、微生物数量的影响,并对连作百香果根际土壤病原真菌进行分离、鉴定。结果表明,随着种植年限的增加,百香果根际土壤pH呈显著下降趋势,土壤总氮、磷、钾含量变化较小,而有效性氮、磷、钾含量及有机质含量呈上升趋势。自毒潜力分析结果表明,与对照（0 a,未种植）相比,种植1、2、3 a的百香果根际土壤对受体莴苣的抑制率分别为39.84%、54.36%、61.83%。微生物数量分析结果表明,随着百香果种植年限的增加,土壤细菌与放线菌数量呈显著下降趋势,而真菌数量呈显著上升趋势。相关性分析结果表明,百香果种植土壤的年限与土壤pH、细菌、放线菌数量呈极显著负相关,而与土壤有效氮、有效磷、有效钾含量及真菌数量呈显著或极显著正相关。微生物分离与鉴定结果表明,共分离到9种不同类型的真菌,其中真菌BXG 3、BXG 7、BXG 9可显著影响百香果的正常生长;鉴定结果表明,真菌BXG 3、BXG 7、BXG 9分别为层出镰刀菌（Fusarium proliferatum）、棕黑腐质霉菌（Humicola fuscoatra）和毛栓菌（Trametes hirsute）。     

黑龙江省黑土区不同茬口对大豆生育及产量和品质影响的研究

在东北黑土区（１９９１年￣１９９４年）设置大豆不同轮作方式定位试验。结果表明重茬三年较正茬大豆减产３５．３５％，迎茬较正茬减少５．４９％；重茬和迎茬大豆生育期间干物质积累均低于正茬；重茬大豆叶面积指数较正茬降低，迎茬较正茬变化不大。重茬大豆与正茬大豆相比蛋白质含量有降低趋势。     

种植年限对香草兰生理状况及根际土壤微生物区系的影响

对不同种植年限香草兰园植株生理指标及根际土壤微生物区系进行测定分析。结果表明:10 a以上园龄的香草兰叶片净光合速率、蒸腾速率和叶绿素含量显著降低,而0～5 a园龄香草兰叶片各生理指标并无显著性差异。平板稀释涂布结果显示:5、10和20 a园龄香草兰根际可培养细菌和放线菌数量显著低于新植园,根际细菌与新植园相比分别降低了58.4%、91.6%、96.7%;根际真菌及尖孢镰刀菌数量呈相反趋势,与新植园相比,真菌数量分别是新植园的1.6、2.1和3.4倍。综上所述,种植10 a以上的香草兰园植株生长代谢缓慢,土壤微生物由细菌型向真菌型转变,微生物区系失衡。     

连作与轮作下木薯产量及土壤微生物特征比较

本研究以木薯品种新选048为材料,利用高通量测序技术比较研究木薯连作与轮作的土壤微生物丰度、多样性、群落组成,并结合土壤三相比和木薯产量综合分析,探讨木薯连作障碍与土壤微生物的关系。结果表明：木薯连作土壤的细菌丰度、多样性高于轮作,连作细菌的OTU数目比轮作高23.05%,Chao1指数比轮作高463.2,香农指数比轮作高0.41;而连作真菌丰度、多样性低于轮作,轮作真菌的OTU数目比连作高19.57%,Chao1指数比连作高217.5,香农指数比连作高0.76;连作土壤容重比轮作高0.24 g/cm ³;土壤三相比,木薯连作的土壤固相比率比轮作高6.69%,液相比轮作高3.03%,而气相比率比轮作减少9.72%,差异显著（P<0.05）;轮作木薯产量比连作增产11.99 t/hm ²,差异显著（P<0.05）。由此可见,土壤微生物组和土壤三相比的变化与木薯连作障碍有密切关系,采取栽培管理措施调节土壤微物组成和土壤三相比,是克服木薯连作障碍的有效途径。     

耕作方式对连作大豆生长发育及产量的影响

采用秋旋耕起垄、秋深松旋耕起垄、春旋耕起垄和春顶浆打垄4种土壤耕作方式,进行田间大区试验,以探讨土壤耕作方式对连作大豆生长发育及产量的影响。试验结果表明,秋旋耕起垄和秋深松旋耕起垄出苗率高于春旋耕起垄和春顶浆打垄,出苗率均达85%以上,秋整地大豆生育期间干重、根瘤重和叶面积指数均高于春整地,秋旋耕起垄大豆根际微生物总数最多,细菌和放线菌数量明显高于春顶浆打垄。秋季整地地下害虫——蛴螬（Holotrichia diomphalia Bates）危害率比春季整地低10%左右,春顶浆打垄危害率高达34.3%。秋整地大豆的灰斑病发生程度、籽粒紫斑粒率和虫食率均低于春整地,秋整地产量较春整地增产16%以上,从本试验可以看出黑龙江省黑土平原区秋整地对连作大豆效果更好。