花生连作土壤微生物区系变化研究

通过盆栽试验研究了不同连作年限花生根际及非根际土壤微生物区系变化。结果表明,随着连作年限的增加,花生根际及非根际土壤中的细菌、放线菌数量明显减少,真菌数量明显增加。4个处理根际土壤中细菌数量在整个生育期的变化均为先上升后下降的单峰曲线,不同之处为连作5年在结荚期时达到峰值,其他3个处理峰值出现在花针期。连作1年花生根际土壤中真菌数量动态变化曲线为先上升后下降再上升,峰值出现在花针期。其他3个处理均为先上升后下降的单峰曲线。CK和连作3年根际土壤中放线菌在整个生育期的菌量动态变化曲线较为一致,总体上均呈现先上升后下降的趋势,峰值均出现在结荚期,连作1年和5年的动态变化曲线较为一致,总体均呈现先上升后下降再缓慢上升的趋势,峰值均出现在花针期。     

连作对马铃薯土壤微生物区系和产量的影响

以马铃薯连作1、3和5年的土壤为研究对象,分析了土壤微生物区系和产量的变化。结果表明,随连作年限的增加,土壤中细菌和放线菌数量呈下降趋势,真菌呈上升趋势,轮作与连作1、3和5年间的土壤细菌、真菌和放线菌差异均达极显著水平。与轮作相比,连作1年、3年和5年的土壤纤维素分解菌数量分别下降了21.4%、42.9%和50.0%,固氮菌分别下降了13.0%、39.1%和60.9%,氨化细菌分别下降了2.6%、17.1%和17.1%。随着连作年限的增加,马铃薯产量下降幅度逐年增加,但差异均不显著。     

黄瓜连作土壤微生物区系变化研究

研究了黄瓜根部土壤主要微生物类群随连作茬次的反应,并着重用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测黄瓜根际未培养优势菌群的动态变化。结果表明:随着连作茬次增加,土壤可培养微生物数量减少,其中细菌数量降低更为明显,对连作表现出较高的敏感性,放线菌对黄瓜连作反应稍滞后,至第三茬时开始呈现降低趋势。黄瓜连作致使少数真菌种群富集,同时多种真菌类群数量减少,种群变化呈现单一化趋势,多样性水平降低。DGGE分析结果表明黄瓜连作引起根际Bacillus sp.、Pseudom onas sp.和另一未培养细菌种群数量减少,而同时引起Sphingom onas sp.类群数量增加。实验结果暗示,黄瓜连作破坏根部微生物种群生态平衡,使其多样性水平降低。     

生防链霉菌配施棉秆炭对连作棉田土壤微生物区系的影响

棉花是重要的经济作物,长期连作能引起棉花土壤微生态的失衡、土传病害加重、进而导致产量和品质的下降,影响棉花产业的健康发展。本文以连作棉田土壤为研究对象,进行室内培养试验,在施用生防放线菌黄三素链霉菌(Streptomyces flavotricini)的基础上添加不同量的棉秆炭[0 g·kg~(-1)(CK)、25.0 g·kg~(-1)、50.0 g·kg~(-1)、100.0 g·kg~(-1)],采用微生物计数和16S rDNA基因序列分析的方法,研究两者配施对连作棉田土壤中生防菌数量、微生物数量和种类的影响,为棉花黄萎病的生物防治提供新的思路。研究结果表明:(1)生防放线菌配施棉秆炭对连作棉田土壤中微生物区系有显著的影响。与单施生防放线菌菌剂的处理相比,两者配施显著增加了土壤中细菌、放线菌和真菌数量,其中配施25.0 g·kg-1棉秆炭处理使土壤中细菌/真菌数量比(B/F)、放线菌/真菌数量比(A/F)分别增加了5 271.2%和30.8%(P0.05)。(2)土壤中生防放线菌数量随着棉秆炭施用量增加而显著增加,配施100.0 g·kg~(-1)棉秆炭处理显著增加了2 672.8%(P0.05)。棉秆炭具有作为生防放线菌良好载体的潜力。(3)生防放线菌配施棉秆炭也改变了土壤中优势微生物的数量和比例,尤其提高了细菌中芽孢杆菌的数量和所占的比例;100.0 g·kg~(-1)棉秆炭与菌剂配施使土壤中链霉菌的数量及比例显著高于对照,但降低了小单孢菌数量;增加了真菌中米曲梅、黑曲霉和木霉的数量,但使其所占比例降低。由此可以看出,生防放线菌配施棉秆炭能提高连作棉田土壤中生防放线菌的数量,增强生防菌制剂的防病促生作用,改善连作棉田土壤微生物群落结构,在防控棉花连作障碍上具有较大的应用潜力。     

设施辣椒连作对土壤理化性状、酶活性及微生物区系的影响

以青海省尖扎县设施辣椒连作土壤为对象,研究不同连作年限土壤理化性状、酶活性及微生物区系的变化。结果表明,土壤理化性状、酶活性、微生物数量及微生物量均表现出明显的连作效应。随着连作年限的增加,土壤容重和电导率呈上升趋势,pH呈下降趋势,有机质、全氮、有效磷和速效钾呈先上升后下降趋势。土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶和过氧化氢酶随连作年限的增加均呈下降趋势,脲酶和碱性蛋白酶呈先上升后下降趋势。与对照相比,连作导致土壤细菌与真菌数量的比值降低,土壤微生物量碳与微生物量氮比值升高,土壤微生物群落结构由“细菌型”转变为“真菌型”。     

连作怀牛膝根际土壤微生物区系及酶活性的变化研究

本文从适宜连作的作物研究角度,以连作两年和多年的怀牛膝根际土壤为研究对象,对其微生物区系及酶活性的变化作了对比研究。结果表明,连作两年和多年的怀牛膝根际土壤中细菌总数占绝对优势,其平均占有率分别为62．27％和89．46％;放线菌次之,平均占有率分别为37．59％和10．45％;真菌最少,分别占总菌数的0．15％和0．09％。随着连作年限的增加,细菌数量和比例明显增加;其中亚硝化细菌、反硝化细菌、好气性纤维素分解菌、硫化细菌的数量均明显增加。同时,种植牛膝能够显著增加脲酶、蛋白酶、蔗糖酶的活性,但长期种植会使这3种酶活性呈不同程度减弱,多酚氧化酶活性却明显增强。最后对牛膝耐连作的可能机理作了进一步探讨。     

施用生物有机肥对连作滁菊产量及土壤微生物区系的影响

通过田间小区试验,研究了增施生物有机肥对连作滁菊产量及土壤微生物区系的影响。结果表明:与常规施肥(CK)相比,每667 m2增施200 kg生物有机肥,滁菊产量可达356 kg,增产幅度为50.4%,增产效果显著。增施生物有机肥可以提高土壤微生物总量,但增幅不显著;同时降低了土壤中尖孢镰刀菌的数量。与对照相比,每667 m2增施200 kg的生物有机肥,土壤中尖孢镰刀菌的数量仅为对照的15.7%。     

不同连作年限麦冬根际微生物区系动态研究

从麦冬根际微生物区系的变化来研究连作对麦冬生长环境的影响发现:1.在麦冬根际微生物中,细菌占99%以上,放线菌占0.44%,真菌最少,从三个不同取样部位来看,麦冬块根根际土微生物总量>麦冬须根根际土微生物总量>麦冬根外土微生物总量;2.随着连作年限的增加,细菌和放线菌随连作年限增加而下降,但真菌却增加;3.连作对微生物生理类群的影响,在分析的几类有益细菌生理群中,氨化细菌>硝化细菌>固氮菌和纤维素分解菌;随着连作年限的增加,各有益细菌生理群的数量锐减。     

连作土壤微生物区系分析、调控及高通量研究方法

土壤连作后导致土壤微生物生态失衡、病原微生物富集、有益微生物减少,土壤微生物从细菌主导型向真菌主导型转化,使病原菌更容易侵染植物而引发植物的各种土传病害。施用微生物有机肥可以将失衡的微生物区系恢复到健康的状态,从而可以起到防治土传病害的作用。本文围绕连作引起的土壤中各大类微生物数量和种类的变化以及连作土壤施用微生物有机肥修复后其微生物数量和种类的变化进行了综述,并通过与传统技术比较,介绍了454高通量测序研究方法的优越性,指出了其在土壤微生物区系研究中的重要性。     

不同轮作模式对砂田土壤微生物区系及理化性状的影响

砂田是干旱半干旱地区具有综合效能的旱作覆盖技术,有明显改良和调节农田小环境的功效,近年来随着砂田产业化的快速发展,西瓜连作现象非常普遍,连作障碍明显。针对砂田西瓜连作障碍明显的现状, 基于定位试验, 研究了西瓜连作(对照, CK)和西瓜→花豆、西瓜→辣椒、西瓜→南瓜3种轮作方式对砂田土壤微生物群落和理化性状的影响, 结果表明: 与连作相比, 3种轮作模式均可改善土壤微生物区系结构, 增加土壤微生物多样性指数, 增加细菌、放线菌数量及细菌数量与真菌数量比值(B/F), 减少真菌数量; 其中以与辣椒轮作效果最为明显, 多样性指数(McIntosh指数, 0.247)较CK(0.146)显著增加, 放线菌数量比例(31.98%)较CK (14.22%)显著增加, 但真菌数量及占总菌数的比例(0.06%)相对CK(0.43%)明显降低。轮作能改变土壤微生态环境, 提高砂田土壤微生物多样性, 缓解西瓜的连作障碍,西瓜与辣椒轮作是有效预防和克服连作障碍的较佳种植制度。     

黄瓜连作对土壤理化性状及生物活性的影响研究

盆栽与田间试验研究黄瓜连作对土壤理化性状及生物活性的影响结果表明,黄瓜连作后土壤次生盐渍化加重,P过剩,K则消耗过多,造成养分不平衡;土壤微生物区系改变,微生物由“细菌型”土壤向“真菌型”土壤转化,土传病虫害加重,线虫密度高达4.38条/g土。     

马铃薯连作栽培对土壤微生物多样性的影响

为阐明马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能多样性的影响,揭示马铃薯连作障碍机制,本试验采用BIOLOG技术结合丛枝菌根真菌(AMF)形态学鉴定方法,就连作0(迎茬)、2 a、4 a、6 a、10 a的马铃薯田块土壤进行研究。结果表明:土壤养分含量随马铃薯连作年限增加有一定程度下降,其中,连作10 a马铃薯根际土壤的全磷、速效磷、速效钾和碱解氮与连作4 a相比分别下降61.32%、26.86%、26.87%和17.24%,但没有明显的养分亏缺和不均衡现象。土壤微生物群落结构发生了较大变化,放线菌、真菌数量显著随连作年限的延长先增加后减少,呈单峰型变化趋势;细菌数量随连作年限的延长呈逐步减少趋势,但差异不显著。连作4~6 a土壤微生物群落依然有较强的功能多样性,培养120 h后,连作6 a较迎茬AWCD值提高3.89%;群落组成中随连作年限的延长以碳水化合物、氨基酸类为碳源的微生物类群代谢能力明显下降,但代谢功能多样性趋于一致。连作马铃薯土壤AM真菌优势种发生改变,迎茬土壤为沙漠球囊霉(Glomus deserticola),连作2 a土壤为扭形球囊霉(Glomus delhiense)和福摩萨球囊霉(Glomus formosanum),连作10 a土壤为球泡球囊霉(Glomus globiferum)。多元分析结果表明,土壤微生物结构与功能多样性、AM真菌多样性变化受土壤p H、全磷含量、放线菌数量、细菌数量及土壤中以碳水化合物、氨基酸类等为碳源基质的微生物类群影响。说明长期连作栽培会影响土壤真菌、放线菌的数量,使真菌群落中AM真菌种的多样性显著下降,优势种发生改变,打破了微生物群落结构与功能平衡,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

平衡施肥对连作日光温室黄瓜产量、品质及土壤理化性状的影响

以农户习惯施肥为对照,采用多点试验,研究目标产量法和数学模型法平衡施肥对连作日光温室黄瓜产量、品质及土壤性质的影响。结果表明,平衡施肥对黄瓜有明显增产、节本增效、改善品质、缓解土壤养分和盐分积累的作用。数学模型法平衡施肥在温室连作年限较长或土壤养分较高的条件下适用,目标产量法平衡施肥在温室连作年限短且土壤养分含量较低条件下适用。目标产量法较农户习惯施肥黄瓜增产5.4%～30.8%,减少化肥投入734～59 253元·hm-2,黄瓜硝酸盐含量降低20.8～145.3 mg·kg-1,VC和总糖含量分别提高0.2～2.5 mg·(100g)-1和0.11%～0.47%;数学模型法较农户习惯施肥黄瓜增产7.6%～34.7%,减少化肥投入944～59 463元·hm-2,黄瓜硝酸盐含量降低14.0～147.0 mg·kg-1,VC和总糖含量分别提高0.4～3.5 mg·(100g)-1和0.14%～1.11%。黄瓜拉秧期平衡施肥与对照相比,土壤养分和电导率明显降低。河北省日光温室黄瓜土壤全盐量与电导率呈极显著直线正相关(R=0.949 5),可以用电导率代替全盐作为反映土壤盐渍化程度的主要指标之一。     

化感作用在设施黄瓜连作中的应用研究

简述了设施黄瓜栽培中化感作用的研究现状、化感物质的作用方式、途径、机理及其与设施生态系统环境的相互作用关系,概括了化感作用在黄瓜设施栽培中的意义并分析其发展前景。     

Characterization of rhizosphere microbial communities in continuous cropping maca (Lepidium meyenii) red soil,Yunnan, China

ABSTRACT

Continuous cropping maca systems are widespread in Yunan Province, China. However, the relationships between continuous cropping maca systems and microbes are not well understood. The objective of this study was to determine the effects of continuous cropping maca systems (Maca with 0, 1, 2, and 3 years of continuous cultivation) on the soil microbial community. The results showed that the soil organic matter, total N, total P, and total K contents, as well as maca fresh and dry weight, decreased significantly with increased continuous cropping years. Interestingly, qPCR analysis showed that the bacterial and fungal abundance (DNA levels) decreased and active bacterial and fungal abundance (RNA levels) increased with cropping years from the first to the third cropping (p < 0.05). Moreover, the abundance of actinomycetes in the CK soil was significantly higher than that in the other maca soils. In addition, the continuous cropping system resulted in rich diversity in the fungal structure and had little effects on the bacterial and actinomycete communities. Acidobacteria (50%) and Ascomycota (58.3%) were detected in the continuous cropping maca soils. Based on the present results, continuous cropping of maca not exceeding two years could be optimal to maintain soil nutrition and microbial community.     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

三种不同种植模式对土壤细菌群落多样性的影响

采用变性梯度凝胶电泳(DGGE )技术,研究了不同种植模式对土壤细菌群落多样性的影响。结果表明,不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别,且有几条特征性条带发生了明显的变化。0—15 cm土层细菌群落的丰富度、多样性指数及均匀度指数均表现为:“菜稻菜模式”（RVCs） “休闲轮作模式”（FRCs） “蔬菜连作模式”（VCCs）;15—30 cm土层细菌群落的丰富度、多样性指数及均匀度指数均表现为:FRCs RVCs VCCs。UPGMC聚类分析表明,RVCs 处理的细菌群落结构相似性较低。主成分分析表明,对各主成分起分异作用的主要是 RVCs和FRCs;与主成分因子1 正相关程度较高的种植模式为:RVCs和VCCs,与主成分因子2 正相关程度较高的是 FRCs。可见,水稻土细菌群落多样性与种植模式密切相关,这些变化对土壤细菌群落有重要的调节作用。     

棉花连作对北疆土壤酶活性、致病菌及拮抗菌多样性的影响

本文通过测定土壤酶活性与微生物PCR-DGGE指纹图谱研究了北疆棉区5年棉花连作(CtN5)、10年棉花连作(CtN10)及15年棉花连作(CtN15)对土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、芳基硫酸酯酶、脱氢酶和蛋白酶酶活性的影响,分析了土壤细菌、真菌、镰刀菌和枯草芽孢杆菌群落结构多样性对北疆棉田长期连作的响应。结果表明:过氧化氢酶、蔗糖酶、脱氢酶活性随棉花连作年限延长而下降。CtN15处理的过氧化氢酶、蔗糖酶和脱氢酶活性分别比CtN10处理下降15.0%、6.4%和12.0%,比CtN5处理下降16.8%、58.6%和49.5%(P0.05);芳基硫酸酯酶与蛋白酶活性随连作年限的增加呈先下降后升高的特点。土壤细菌、真菌多样性指数随连作年限的增加明显下降。CtN15的细菌条带数比CtN10下降7.41%,Ct N10比CtN5降低1.72%。CtN15真菌条带数和Shannon-Wiener多样性指数分别为78和3.22,比CtN5处理低17.02%和5.29%。土壤镰刀菌和枯草芽孢杆菌的条带数、多样性指数均表现为先下降后升高。CtN15枯草芽孢杆菌Shannon-Wiener和Simpson指数分别比CtN10处理高54.8%和14.5%。北疆长期连作棉田的土壤酶活性和土壤微生物群落多样性总体呈下降趋势,长期连作对棉田土壤生物性状有明显负面影响。     

番茄连作对日光温室土壤微生物及土壤理化性状的影响

对大庆地区具有代表性的温室进行调查研究,了解不同种植年限对番茄温室土壤微生物及土壤理化性状的影响,为解决温室土壤连作障碍问题奠定理论依据。结果表明,随着种植年限增加,细菌、真菌的数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分的含量呈增加趋势,种植年限为10年分别是对照(露地菜田)的2.14、1.33、2.18、2.09、1.96、2.86、9.5倍,土壤p H值相反,种植年限为10年比对照下降了0.64,但放线菌数量与B/F值[(细菌+放线菌)/真菌]在第5年与第7年达到最高,呈现先增高再降低的趋势,分别比对照增加了34.12%、44.26%;随着土壤深度的增加,土壤微生物数量及土壤速效钾、有效磷、碱解氮、有机质、盐分含量降低,土壤含水量、p H值增加。综合分析番茄连作对土壤微生物和土壤理化性状的影响,番茄连作6年后出现一定程度的连作障碍问题。