秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及其细菌群落结构的影响

[目的]分析秸秆覆盖还田对桑园土壤肥力及其细菌多样性的影响,阐明秸秆覆盖还田技术对南方桑园土壤肥力及健康的影响机制与应用前景,为构建稳定高产、可持续发展的桑树栽培管理体系提供参考依据.[方法]设秸秆覆盖还田桑园和对照桑园(非秸秆覆盖还田桑园)2个处理,其中,秸秆覆盖还田处理是将水稻秸秆切碎、自然堆沤50~60 d后覆盖于桑树根系两旁,覆盖45 d后分别采集秸秆覆盖还田桑园和对照桑园的土壤样品,利用传统的测定方法和Illumina高通量测序技术分析秸秆覆盖还田对桑园土壤生物学性状及土壤细菌群落结构特征的影响.[结果]秸秆覆盖还田桑园土壤β-葡糖苷酶、氨肽酶和磷酸酶活性及土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)含量均显著高于对照桑园土壤(P<0.05,下同);秸秆覆盖还田桑园土壤的菌群Chao1和Shannon指数也显著高于对照桑园土壤.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌门分类数量均为11个,但二者的优势细菌门分类组成比例存在一定差异;相对于对照桑园土壤,秸秆覆盖还田桑园土壤中Bac-teroidota的相对丰度急剧增加,而绿弯菌门(Chloroflexi)和Verrucomicrobiota的相对丰度急剧下降.在秸秆覆盖还田桑园和对照桑园土壤中相对丰度大于1.00%的优势细菌属分类数量分别为23和24个;与对照桑园土壤相比,秸秆覆盖还田桑园土壤中虽然慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、假双头斧形菌属(Pseudolabrys)、Dongia、Candidatus_Udaeo-bacter和norank_f_JG30-KF-AS9等优势细菌属部分缺失,但富集了类诺卡氏菌属(Nocardioides)、norank_f_Methyloli-gellaceae、黄杆菌属(Flavobacterium)和微枝形杆菌属(Microvirga)等特有优势菌属.秸秆覆盖还田桑园土壤的特有细菌属为199个、特有细菌种为390个,分别是对照桑园土壤特有细菌属和细菌种的3.75和2.52倍.[结论]秸秆覆盖还田不仅显著提高桑园土壤肥力,还改变桑园土壤优势细菌不同(门、属)分类水平的组成比例,形成更丰富多样的土壤细菌群落结构,而有助于维护桑园土壤健康.     

谷子不同轮作模式对土壤理化性质及细菌群落的影响

为筛选出适宜晋东南山区谷子的最佳轮作模式,本研究设置谷子-玉米-大豆-谷子(SZGm)、谷子-玉米-高粱-谷子(SZSb)、谷子-玉米-花生-谷子(SZAh)、谷子-玉米-甘薯-谷子(SZLb)、谷子-玉米-马铃薯-谷子(SZSt)、谷子-玉米-玉米(糯)-谷子(SZZm)、谷子连作(SSSi)7个处理,以谷子连作为对照,用Illumina Miseq高通量测序技术对土壤细菌进行土壤微生物群落结构、多样性分析,同时测定土壤的理化性质和肥力变化。结果表明,轮作可以降低土壤容重,改变土壤团聚体径粒组成和稳定性,影响土壤肥力。细菌群落结构分析结果显示,Proteobacteria、Actinobacteria为优势菌门,且7个处理具有相似的群落组成,但在比例上存在一定差异。细菌多样性分析结果表明,不同轮作模式会改变土壤微生物群落结构。综合土壤物理、肥力指标的主成分分析(PCA)结果,7个轮作模式处理综合得分从高到低为SZZm>SSSi>SZSb>SZGm>SZLb>SZAh>SZSt。因此,认为谷子-玉米-玉米(糯)-谷子是使土壤保持健康生态的最佳轮作模式...     

温室不同种植模式对土壤线虫群落结构的影响

为研究温室不同种植模式对土壤线虫群落结构的影响,探索以土壤线虫为指示生物,评价温室不同种植模式下土壤健康状况的敏感指标。本研究设置3个处理:有机种植模式(ORG)、无公害种植模式(LOW)和常规种植模式(CON),试验中对不同种植模式下土壤线虫群落各生态指数进行分析,结果显示:不同温室种植模式土壤线虫总数为有机模式无公害模式常规模式。土壤线虫具有明显的表聚性,线虫总数表层明显高于下层。3种种植模式下土壤线虫均以食细菌线虫为优势类群,食真菌线虫最少。线虫总属数为有机模式(39个属)无公害模式(30个属)常规模式(28个属)。香农指数(H′)和丰富度指数(SR)在种植模式间没有显著性差异,但总成熟指数(∑MI)、富集指数(EI)、结构指数(SI)和植物寄生线虫成熟指数(PPI)在种植模式间均差异显著(P0.05),并且不论是0~10cm土层还是10~20cm土层,PPI均为常规模式最高。温室不同种植模式对土壤线虫群落垂直分布有影响。∑MI、PPI、EI和SI可作为不同温室种植模式的土壤健康评价的敏感指标,而H′指数和SR指数对种植模式响应不敏感。有机模式的土壤环境处于富集状态,食物网结构最稳定。     

不同盐碱胁迫对土壤细菌群落结构的影响

【目的】 研究盐碱胁迫对土壤细菌群落多样性及群落组成的影响。【方法】试验设置(NaCl、Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃)三种盐碱胁迫类型和盐(碱)度。【结果】不同盐碱胁迫对土壤细菌群落α-多样性Shannon和Simpson指数影响不大,Na₂SO₄和Na₂CO₃+NaHCO₃胁迫土壤Chao1和Ace丰富度指数显著降低。NaCl轻度盐化土壤细菌群落β-多样性与对照无明显差异,其它盐碱胁迫土壤细菌群落结构变化显著。各处理土壤细菌优势门类均为变形菌门、芽单胞菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门。盐碱胁迫土壤细菌的拟杆菌门、浮霉菌门增加;而放线菌门、硝化螺旋菌门减少。NaCl胁迫土壤绿弯菌门、厚壁菌门相对丰度增加,Na₂SO₄胁迫土壤芽单胞菌门、热微菌门增加,Na₂CO₃+NaHCO₃碱胁迫土壤酸杆菌门、疣微菌门增加。【结论】土壤细菌群落通过调节物种组成来适应盐碱胁迫,不同盐碱类型和盐碱度胁迫下,土壤细菌群落会形成显著差异的物种。     

槟榔间作香露兜对土壤细菌群落结构和多样性的影响

【目的】研究槟榔间作香露兜对土壤细菌群落结构和多样性的影响,明确间作模式影响土壤细菌群落的关键环境因子,为优化槟榔间作香露兜模式及热带农田经济的发展提供理论依据。【方法】通过大田试验的方法,在海南省兴隆热带植物园内建立包括槟榔单作、香露兜单作和槟榔间作香露兜种植模式的试验样地,测定土壤理化性质、养分含量、土壤细菌丰度与多样性等指标,以槟榔和香露兜单作为对照,探究槟榔间作香露兜模式对土壤细菌群落结构和多样性的影响。【结果】槟榔间作香露兜模式下土壤养分含量降低,土壤逐渐趋于酸性且盐离子浓度提高;土壤细菌群落的ACE指数、Chao1指数和Shannon指数显著降低(P<0.05,下同),pH、电导率、全磷、容重是影响土壤细菌群落变化的主要环境因子。在3种种植模式下细菌优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Acidobacteriota)、酸杆菌门(Actinobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi),间作后变形菌门、放线菌门和酸杆菌门的相对丰度均出现降低,绿弯菌门相对丰度则提高。其中,放线菌门相对丰度与土壤容重呈显著正相关;绿弯菌门相对丰度与...     

不同种植模式对青稞根际土壤微生物群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对6种种植模式下青稞根际土壤的16S rDNA和18S rDNA基因相关区片段进行测序,研究根际土壤细、真菌群落结构的变化,并结合土壤理化性质,分析环境因子与群落结构的关系,从根际土壤微生物生态系统的角度解析青稞连作障碍的发生机制。6种种植模式中,土壤有机质和全氮含量WHD模式最高,全磷含量YC模式最高,全钾含量MLS模式最高,pH均为碱性;3种连作模式下,随着连作年限的增长,土壤有机质、全氮和全钾逐年降低,全磷显著升高。6种种植模式下,细菌和真菌群落Alpha多样性指数和覆盖度没有显著差异,与连作相比,WHD和MLS模式可显著提高细菌群落的Shannon指数、ACE指数和Chao1指数;与混作、轮作相比,连作显著提高真菌群落的Shannon指数和ACE指数,但Chao1指数差异不显著;连作使细菌群落Alpha多样性减小,真菌群落Alpha多样性增加。6种种植模式下,genus水平群落结构表现为连作使青稞根际土壤中微生物区系发生较大改变,导致有害菌群丰度增加,有益菌群数量减少,尤其是真菌菌群发生较大改变,而轮、混作模式使优势菌群及新种数量明显增加。细菌、真菌群落PCoA分析结果表明,微生物群落在6种种植模式间变异较小且未发生明显分化,PC1、PC2的总解释能力均大于80%,表明有显著主导因子。细菌、真菌群落与土壤理化性质关系显示,土壤有机质、全氮与提高WDH、QKA模式下的细菌群落多样性呈正相关,而pH、有机质、全氮与提高WDH、YC、QKB模式下的真菌群落多样性呈正相关。表明,与连作相比,WDH和MLS模式可改善土壤理化性质,提高根际细菌群落结构多样性及微生物群落组成,是缓解青稞连作障碍的可能途径,可为青稞连作障碍修复措施的制定提供科学依据。     

不同肥料对番茄品质及连作土壤细菌群落结构的影响

为探究施肥对番茄品质提升及连作土壤细菌群落结构的影响,本研究测定了施加不同肥料的番茄产量、 品质及番茄连作土壤的细菌群落结构.结果发现,施用腐殖酸调理剂的番茄产量要远高于其他处理,施加600 g·m-2的腐植酸调理剂后,番茄的可溶性固形物、VC及总糖含量最高,而可滴定酸含量最低,表明该处理的番茄品质最好.为了解连作土壤...     

不同种植模式对土壤微生物群落影响的研究进展

结合近年来国内外研究结果,综述了免耕、连作、轮作、间作、套作等种植模式对土壤微生物群落结构和功能影响的研究进展,讨论了上述不同种植模式与微生物群落的关系,并提出了今后这一领域需深入研究的几个方面.     

应用DGGE技术研究间、轮作对根际氨氧化细菌和固氮菌群落结构的影响

利用DGGE技术研究了不同间作和轮作种植体系对作物根际氨氧化细菌和固氮菌群落结构的影响。运用属于β-朊细菌的氨氧化细菌的16S rDNA和nifH基因的特异引物对,将土壤中提取的总DNA进行PCR扩增后,通过DGGE技术对PCR产物进行分析,结果表明:小麦/蚕豆间作明显改变小麦根际氨氧化细菌群落结构组成,与小麦轮作或间作和与蚕豆间作都改变了玉米根际氨氧化细菌群落结构组成。不同间、轮作种植体系对作物根际固氮菌群落结构没有明显影响,但蚕豆根际固氮菌群落结构组成与小麦和玉米差异较大。     

不同施肥模式对设施菜地细菌群落结构及丰度的影响

【目的】研究设施菜地不同施肥处理下细菌群落结构和丰度的变化。【方法】利用16S rRNA基因的末端限制性片段多态性分析（T-RFLP）技术与实时荧光定量（Real-time）PCR 相结合的方法,研究了不施肥（CK）、1/2量氮磷钾化肥+1/2量有机肥（1/2 MNPK）、氮磷钾化肥+有机肥（MNPK）、有机肥（M）、氮磷钾化肥（NPK）5种不同施肥处理对土壤中细菌群落结构和丰度的影响。【结果】147个阳性质粒测序结果显示设施菜地土壤中细菌主要包括厚壁菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、蓝藻门、硝化螺旋菌门及浮霉菌门10个门。其中变形细菌（26.53%）、拟杆菌（14.97%）和放线细菌（10.88%）是优势菌,共52.38%。Shannon-Wiener、Simpson’s diversity、Margalef指数均是在1/2 MNPK 处理下0—20 cm表层土壤中达到最高,分别为3.14、0.945、4.31,Evenness指数则以NPK处理0—20 cm土层最高,为0.941。不同施肥处理细菌的主要类群种类及丰度明显不同。RDA分析显示pH（P=0.002）和有机质含量（P=0.006）是造成群落结构差异的主要原因。定量PCR结果显示1/2 MNPK 处理下0—20 cm和20—40 cm土层中细菌的16S rRNA基因丰度最高达5.26×109和4.96×109拷贝数/g,比CK处理增加90.8%和197.5%。【结论】施用有机肥处理的土壤中细菌的优势种群明显不同于单施化肥和不施肥,适量化肥和有机肥配合施用（1/2 MNPK）可以显著增加土壤中细菌的丰度。     

山药不同种植模式对土壤线虫群落结构和土壤理化性质的影响

为明确山药不同种植模式(两茬间隔0、3、6、10 a,分别记为YPI-0、YPI-3、YPI-6和YPI-10)对土壤环境的影响,以土壤线虫群落和土壤理化性质为分析指标,采用线虫形态学鉴定方法和土壤常规分析方法进行研究,以期为通过改变种植模式防治植物寄生线虫提供理论依据.结果表明,不同种植模式下土壤pH值,及有机质、速...     

不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下（水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕）土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明：水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮（TN）和有效氮（AN）的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门（Acidobacteriota）和子囊菌门（Ascomycota）等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾（TK）及速效钾（AK）等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。     

鸡粪发酵肥对桑园土壤肥力及桑树生长的影响

[目的]研究鸡粪发酵有机肥对桑园土壤微生物数量、理化性状及桑树生长的影响,为改良桑园土壤肥力、提高桑叶产量和品质提供科学依据.[方法]以桑树长势一致的田块为供试区,设置6个不同比例的有机无机配比施肥处理,分别为单施有机肥(100%M)、单施化肥(100% CF)、不同比例有机无机配施(75% M+25% CF、50% M+50%CF、25% M+75% CF)和不施肥(CK),测定不同施肥处理对土壤微生物数量、理化性状及桑树生长和桑叶品质的影响.[结果]100% M处理对增加土壤微生物总数的效果最好,细菌、放线菌和真菌数量最高,分别为4.73× 107、18.60×106和11.50×105 CFU/g,与CK间差异达极显著水平(P<0.01,下同),且所有有机肥配施处理的土壤微生物数量均高于100% CF和CK处理.增施有机肥可提高土壤有机质含量和土壤pH,100%M和75% M+25% CF处理的土壤有机质含量显著高于其他处理(P<0.05),pH极显著高于其他处理;50% M+50% CF处理土壤碱解氮和速效磷含量最高,75% M+25% CF处理土壤含速效钾含量最高,且3种速效养分含量均以CK和100% CF处理含量较低.从桑叶产量来看,75% M+25%CF处理最高,50% M+ 50% CF处理次之.从桑叶品质来看,75% M+25% CF处理的粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖等成分含量较高、粗灰分含量最低.[结论]施用鸡粪发酵有机肥可增加桑园土壤微生物数量、改善桑园土壤理化性状,促进桑树生长,增加桑叶产量并提高其品质,其中以75% M+25% CF配比处理效果最佳.     

不同种植模式对土壤理化性质及微生物特征的影响

【目的】研究不同种植模式对土壤理化性质及微生物特征的影响,为湖南省湘西州农田土壤的可持续利用提供科学依据。【方法】在湘西州分别调研采集连续5年以上常规施肥条件下进行烟—稻轮作（TRT）、烟—玉米轮作（TMT）和烟—烟连作（TT）3种种植模式土壤,测定土壤容重、孔隙度、有机碳、氮磷钾、化学计量、pH、过氧化氢酶、酸性磷酸酶、脲酶和微生物量碳氮等指标,分析种植模式对土壤理化性质和微生物特征的影响以及不同模式间的差异。【结果】种植模式对土壤孔隙度、有机碳、氮磷钾、化学计量、pH、3种酶和微生物量碳氮均有显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）影响。不同种植模式土壤容重和毛管孔隙度均以TRT最高,通气孔隙度则以TMT最高;TRT土壤pH、有机碳、氮素和化学计量均明显高于其他模式,土壤总磷、速效磷和速效钾含量在TT中最高;土壤过氧化氢酶和脲酶活性及微生物量碳含量在TRT中最高,而酸性磷酸酶活性在TT中最高;不同种植模式灰色关联度指数排序为TRT>TMT>TT。主坐标分析结果表明,不同模式间存在明显差异,且TRT与TT间差异更明显;土壤有机碳与总氮、化学计量和微生物量碳...     

中华鳖投放密度对稻鳖共生田土壤细菌群落结构的影响

【目的】明确稻鳖共生模式下稻田土壤微生物多样性及菌群结构组成的变化特征,为推广稻鳖共生模式及开展稻田土壤微生物功能研究提供理论依据。【方法】水稻移栽25 d后投放中华鳖,于8月10日、9月19日和10月10日采用五点法分别在水稻根部周围和鳖池水底采集0~5 cm表层土,应用Illumina MiSeq高通量测序分析稻田表层土壤和鳖池底泥的菌群结构特征及其多样性,并以冗余分析（RDA）识别稻鳖共生田土壤菌群结构变化的关键环境因子。【结果】放养中华鳖后稻鳖共生田土壤的理化性质均发生明显变化。从24份样品中测序获得145239个OTUs,涵盖的菌群涉及到74门184纲294目301科373属。各样品均具有较高的丰度和多样性,Chao1指数范围为7817.78~17453.39,Shannon指数范围为8.64~11.29,且中华鳖投放密度低的稻鳖共生田土壤菌群多样性相对较高。在稻田表层土壤和鳖池底泥菌群结构中,相对丰度大于1.00%的门共有10个,分别是变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、厚壁菌门（Firmicutes）、Ignavibacteriae、螺旋体门（Spirochaetes）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和疣微菌门（Verrucomicrobia）,以变形菌门的相对丰度最高,达28.96%~64.76%;丰度大于1.00%的属有16个,相对丰度排名前10的属包括f_Anaerolineaceae、地杆菌属（Geobacter）、厌氧粘细菌属（Anaeromyxobacter）、f_Acidobacteriaceae_[Subgroup_1]、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、Sideroxydans、c_SBR2076、f_Nitrosomonadaceae、c_Bacteroidetes_vadinHA17和f_FW13。RDA分析结果表明,与稻鳖共生田土壤菌群结构分布极显著（P<0.01）相关的环境因子有pH、总氮（TN）含量和有机质（OM）含量,其中pH对稻鳖共生田土壤菌群结构分布影响最大。【结论】稻鳖共生模式能促进稻田土壤中氮、磷、钾的累积,有效提高土壤养分,且中华鳖投放密度低的稻田土壤菌群多样性相对较高。pH、TN含量和OM含量对稻鳖共生田土壤菌群结构的变化产生极显著影响,因此在实际生产中,中华鳖投放密度的确定除了要结合水稻和中华鳖的生产性能外,还应考虑稻鳖共生模式中饲料化肥的环境释放特点、营养物质循环特征及微生物结构组成等。     

不同种植方式对土壤水分含量和夏玉米产量的影响

试验设置垄种、沟播、宽窄行平作和等行距平作等4个处理,探讨不同种植方式对土壤含水量动态变化和夏玉米产量等影响.结果表明,沟播、垄种处理的土壤含水量高于等行距平作和宽窄行平作.垄种、沟播处理的作物水分利用效率比等行距平作分别提高了6％和8％,光合速率比等行距种植分别提高了2％和3％,产量比等行距平作分别增加了11.0％和11.1％,而宽窄行平作处理的水分利用率、光合速率、产量分别比等行距平作降低了9％,5％和7％.相比之下,沟播种植方式具有较为明显的优势.     

不同栽培模式对辣椒根际连作土壤微生物区系和酶活性的影响

以连作3年辣椒、大蒜-辣椒轮作、玉米-辣椒间作根际土壤为研究对象,探讨了大蒜-辣椒轮作和玉米-辣椒间作处理对连作辣椒土壤微生物群落和酶活性的影响,以期为缓解辣椒连作障碍提供理论依据。结果表明,与连作3年辣椒土壤相比,轮间作处理的土壤过氧化氢酶、脲酶活性显著提高,细菌、放线菌数量显著增加,真菌数量显著减少(P<0.05)。高通量测序结果表明,轮间作处理土壤微生物群落结构组成相似,但与连作3年土壤微生物结构差异较大,供试土壤中细菌优势种群为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria),并且酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidete)、浮霉菌门(Planctomycetes)和黄单孢菌目(Xanthomonada)在不同处理土壤中相对丰度差异显著;真菌优势种群为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota),其中镰刀菌属(Fusarium)、座囊菌纲(Dothideomycetes)、接合菌门(Zygomycota)在不同处理土壤中相对丰度差异显著(P<0.05)。此外,轮间作处理能够显著降低潜在病原菌的相对丰度并提高潜在有益菌丰度,从而改善土壤微生物结构,同时显著提高了土壤酶活性和土壤细菌群落多样性。     

牧草不同种植模式对重金属去除及土壤性质的影响

为改善重金属复合污染土壤的微生物环境,进而提高污染土壤的肥力,以皇竹草(Pennisetumsinese)和黑麦草(Lolium perenne)为试验材料,采用单作和间作模式,研究两种不同种植模式下牧草对重金属复合污染去除和富集以及土壤酶活性和微生物数量变化。结果表明,在处理1和处理2复合污染土壤中,间作模式处理下皇竹草和黑麦草Pb、Cd、Cu和Zn富集系数均极显著地高于单作模式。与种植牧草前相比,单作皇竹草处理1和处理2土壤的Pb、Cd、Cu和Zn含量分别降低了49.59%、87.80%、67.48%和73.55%,56.07%、88.73%、63.75%和72.25%,单作黑麦草处理1和处理2土壤重金属含量分别减少了51.45%、87.20%、55.44%和70.95%,55.45%、88.99%、48.83%和70.37%,间作皇竹草和黑麦草处理1和处理2土壤重金属含量分别下降了58.35%、92.29%、81.31%和90.69%,65.44%、93.25%、79.29%和89.60%。在处理1复合污染的土壤上,与种植牧草前相比,单作皇竹草土壤的蛋白酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤...