三种城市景观竹土壤微生物群落结构特征

为探究城市景观竹林对土壤微生物群落的影响,选取上海辰山植物园种植的3种景观竹,利用Illumina MiSeq高通量测序结合土壤理化指标分析研究了不同景观竹林对土壤理化性质和微生物群落结构特征的影响。结果表明：不同竹林土壤全磷、有效磷、有机质、全氮、全钾含量和电导率存在显著差异(P<0.05);土壤细菌丰富度和多样性指数在毛竹林土壤中最高,在淡竹林土壤中最低;土壤细菌优势门为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteriota)和绿弯菌门(Chloroflexi),真菌优势门为子囊菌门(Ascomycota),其中放线菌门和绿弯菌门在淡竹林土壤中的相对丰度最高,且显著高于其他竹林,而变形菌门、粘球菌门(Myxococcota)的相对丰度在毛竹林土壤中最高,土壤真菌优势门在不同竹林间的差异不显著。此外,土壤细菌群落结构和丰度受土壤p H、硝态氮、电导率、全磷、铵态氮、含水率、速效钾和微生物生物量碳影响显著,而真菌群落变化受全磷、电导率和全钾影响显著。     

硒对油菜根际土壤微生物的影响

为明确硒对土壤根际微生物生态特征的影响,采用盆栽试验,基于高通量测序技术研究了不同浓度(0、0.5、1.0 mg·kg~(-1))外源硒对油菜根际土壤微生物群落结构与多样性的影响。群落结构分析结果表明:油菜根际土壤细菌优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria)等;真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。多样性分析结果表明,硒未显著影响土壤细菌和真菌群落的多样性。主坐标分析表明,硒处理对细菌群落结构具有显著影响,而对真菌群落的影响不明显。显著差异物种线性判别分析(LDA)显示:Microtrichales显著富集于低浓度(0.5 mg·kg~(-1))硒处理土壤中;产黄杆菌(Rhodanobacter)、Nitrolancea、热微菌科(Thermomicrobiaceae)和无色杆菌属(Achromobacter)则显著富集于高浓度(1.0 mg·kg~(-1))硒处理土壤中。研究表明,施硒有助于油菜根际土壤富集有益根际微生物,从而促进植物生长,提高植物应对不良环境胁迫的能力。     

京郊荒滩地短期植被恢复对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

为了揭示京郊荒滩地植被恢复初期土壤理化性质与微生物群落结构的变化特征,以补播苜蓿(Medicago sativa L.)、补播无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)为研究对象,自然撂荒地为对照,采用高通量测序方法研究不同植被恢复模式土壤细菌与真菌的群落结构。结果表明:(1)2种植被恢复方式下土壤全氮含量显著高于对照,补播无芒雀麦土壤全磷含量最高;(2)2种植被恢复方式短期内显著改善了土壤物理性质,土壤容重显著低于对照,补播无芒雀麦土壤田间持水量、毛管持水量与最大持水量最高,补播苜蓿土壤饱和导水率最高;(3)2种植被恢复方式短期内对土壤微生物群落结构产生影响,真菌中的子囊菌门、细菌中的蓝细菌门相对丰度增加,真菌与细菌的生物多样性降低;(4)相关性分析表明,土壤有机质含量与真菌中的子囊菌门、细菌中的变形菌门、蓝细菌门数量存在显著正相关关系。2种植被恢复方式短期内均不同程度的改善了土壤理化性质,增加了固氮及降解有机质的微生物的数量及活性。     

烟株生长过程中土壤微生物的变化特征

为有效防治烟草青枯病等土传病害,探究了烟株生长过程中土壤微生物的变化特征。分别在烟株不同生长期采集根部土壤进行可培养微生物数量测定和16S/18S rDNA基因测序,以分析烟株生长过程中微生物数量、多样性以及群落结构的变化。结果表明,可培养细菌、放线菌数量随烟株生长先增多后减少,其中旺长期数量最多;真菌数量先减少后增多,以旺长期数量最少。细菌群落多样性无明显变化,真菌群落多样性在旺长期最低。微生物群落结构在旺长期变化较大,细菌优势菌群Acidobacteria(酸杆菌门)丰度较团棵期减少30%±12%,Actinobacteria(放线菌门)丰度增加116%±19%,真菌优势菌群Ascomycota(子囊菌门)丰度增加57%±36%,norankk-Fungi丰度减少83%±17%。烟株生长发育改变了土壤微生物的数量和群落结构,旺长期微生物群落结构的改变与青枯病发生存在一定联系,特别是真菌优势菌的变化可能会影响青枯病的发生。     

纳帕海高原湿地土壤微生物群落对土地利用方式改变的响应

【目的】探明高原湿地不同土地利用方式下土壤理化性质的改变对微生物群落结构及多样性的影响,为纳帕海高原湿地土地利用管理提供理论依据。【方法】以人类活动干扰下形成的放牧草地和耕地为研究对象,以自然沼泽湿地为对照,运用Illumina高通量测序技术比较不同土地利用方式下土壤微生物群落结构和多样性特征,并采用Mantel test分析土壤理化环境改变对土壤微生物群落的影响。【结果】(1)相较于自然沼泽湿地,耕作与放牧显著降低了土壤含水量、有机质、全氮和速效氮,却提高了全磷、碳氮比和容重（P <0.05）。(2)耕作和放牧显著增加土壤细菌与真菌α多样性（P <0.05）,三种利用方式间β多样性差异显著（P <0.01）。(3)耕作和放牧显著改变细菌和真菌群落结构,其中耕作使变形菌门、厚壁菌门和绿弯菌门相对丰度显著增加21.07%～123.61%,酸杆菌门、放线菌门和芽单胞菌门显著减小62.7%～75.29%;耕作使子囊菌门、担子菌门、接合菌门相对丰度显著减小71.33%～96.47%,未分类真菌门相对丰度显著增加722.97%;放牧使细菌浮霉菌门和疣微菌门增加57.46%、17...     

基于高通量测序研究草莓根际微生物群落结构和多样性

研究草莓根际土壤微生物群落组成和结构,对健康草莓土壤生态系统的构建和保持具有重要意义。以不同地区草莓根际土壤为研究样本,利用MiSeq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。结果表明:从15个草莓根际土壤样本中获得4554个细菌分类操作单元OTU和1298个真菌OTU,草莓根际土壤的优势细菌门为变形菌门、厚壁菌门、放线菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,主要的优势细菌属有16种;优势真菌门为子囊菌门、接合菌门和担子菌门,主要的优势真菌属有8种。冗余分析(RDA)显示,全氮和pH对土壤微生物群落结构的影响最大,共解释了61%的群落变化,各因子的贡献率大小依次为土壤全氮pH有效磷全钾全磷有机质速效钾碱解氮;相关性分析也表明,土壤理化指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。本研究结果加深了对草莓根际微生物群落结构和多样性的认识,为深入研究草莓根际微生物多样性及功能与环境因子之间的关系提供了借鉴。     

不同种植年限宁夏枸杞根际微生物多样性变化

为了解长期人工种植枸杞根际土壤微生物的种群结构变化特征,利用Illumina Mi Seq测序平台分别对种植5 a、10 a和15 a宁夏枸杞根际土壤微生物基因组总DNA中16S和18S r DNA基因的部分区域进行测序,经UPARSE pipeline和RDP classifier软件进行聚类分析和物种注释。结果表明,长期种植宁夏枸杞不会改变其根际土壤p H,但会导致根际土壤全磷、有效磷、全盐含量和电导率升高。测序结果表明,不同种植年限枸杞根际土壤细菌群落α多样性无显著变化,但真菌群落多样性在种植10 a枸杞中较种植5 a时显著降低(p0.05),表明根际细菌群落多样性受种植年限影响较小。从门的分类水平看,酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、泉古菌门、蓝菌门、芽单胞菌门、变形菌门以及真菌子囊菌门、担子菌门、接合菌门的比例在不同种植年限的枸杞根际土壤中显著改变(p0.05)。属水平的分析也表明,共有27个细菌属和16个真菌属的比例发生改变(p0.05),这些结果表明枸杞根际土壤微生物群落组成受种植年限的影响更大。相关性分析结果表明,种植年限、土壤全磷及有效磷含量是影响枸杞根际微生物群落结构的主要因子。     

高通量测序分析新疆沼液中发酵微生物的多样性

利用高通量测序技术研究了5种新疆不同地区的沼气池(A08,A09,A010,A011和A012)的微生物群落结构和多样性。获得5个沼气池细菌和真菌的物种注释的运算分类单位(OTU)数目,其中细菌OTU数为2105,其相同的OTU数为225;真菌OTU的总数为2224,其相同的OTU数为178。以牛粪为底物的沼液样品A08,A09,A010细菌门相对丰度由高到低分别是拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门。以鸡粪为底物的沼液A011的细菌门主要是拟杆菌门和厚壁菌门,其相对丰度分别为58.5%和23.8%。以猪粪为底物的样品A012细菌门相对丰度由高到低分别是厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门。5种沼液样品中的主要真菌门是子囊菌门和担子菌门,其中子囊菌门占多数,相对丰度为72.7%～83.3%,担子菌门的相对丰度为4.3%～7.3%。新疆不同地区和不同底物的沼气微生物种类有很大不同,研究其不同微生物结构为制备高效沼气发酵菌剂提供了参考。     

赤水河流域典型植被类型的土壤微生物群落结构与多样性

土壤微生物是反映土壤环境质量的重要指标,为明确赤水河流域典型植被类型土壤微生物群落特征及优势菌属,为生态系统的恢复与管理提供理论依据,采用高通量测序技术研究了赤水河流域的5种典型植被类型(灌丛、针阔混交林、常绿阔叶林、杉木林和竹林)土壤的微生物群落结构及多样性,并探讨了其主要影响因子。结果表明:(1)不同植被类型的细菌和真菌丰富度Chao1指数差异均不显著,说明二者所观测到的物种总数没有差异。Shannon指数显示各植被类型微生物多样性存在一定差异,细菌多样性以竹林最低,显著性低于灌丛和针阔混交林(p<0.05); 真菌多样性以灌丛和杉木林显著性高于其他3种植被类型(p<0.05)。(2)5种植被类型土壤细菌优势门(相对丰度>10%)主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)。其中变形菌门(Proteobacteria)在灌丛、针阔混交林和常绿阔叶林中占绝对优势(相对丰度为29.70%～33.62%),而放线菌门(Actinobacteriota)则在杉木林和竹林中最为丰富,相对丰度占比分别为32.88%,29.88%。各植被类型土壤真菌门以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌群(相对丰度>49%)。(3)5种植被类型土壤细菌和真菌中优势菌属差异较大。在细菌属水平上,针阔混交林和竹林分别以未定名的Vicinamibacterales和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势,而其他3种植被类型则以节杆菌属(Arthrobacter)最丰富。在真菌属水平上,灌丛和常绿阔叶林中优势关键属为子囊菌门(Ascomycota)未分类真菌属(unclassified_p_Ascomycota),杉木林以被孢霉属(Mortierella)最丰富,而针阔混交林和竹林中均以沙蜥属(Saitozyma)相对丰度最高。(4)NMDS分析表明,土壤细菌与真菌群落空间分布差异显著。(5)冗余分析表明,土壤含水量、pH值和TN(总氮)对土壤细菌群落结构具有显著性的影响,而pH值、容重、TOC(总有机碳)、TN和TP(总磷)对真菌群落结构影响显著。综合分析可知,针阔混交林土壤细菌群落较丰富,杉木林土壤真菌生长较旺盛,而灌丛土壤细菌和真菌多样性均较高,应采取有效措施提高主要林分土壤养分,从而激发微生物的生长,改善土壤环境。     

长期无机有机肥配施对红壤性水稻土微生物群落多样性及酶活性的影响

【目的】长期有机与无机肥配合施用是促进农田生产力和土壤有机碳固定的重要技术途径。本文以江西省红壤研究所长期不同施肥试验田的表土(0—15 cm)为对象,探讨不同施肥措施对土壤微生物群落多样性和酶活性的影响。【方法】在水稻收获后,采集表土壤样品,提取土壤总DNA。采用聚合酶链反应结合变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法研究土壤微生物的群落结构多样性,并结合克隆测序研究土壤微生物的群落组成;用实时荧光定量PCR(q PCR)的方法研究土壤微生物的丰度。土壤细菌定量和群落结构分析的分子标靶基因分别为16S rRNA基因V3区和V6区片段,土壤真菌定量和群落结构分析的标靶基因均为18S rRNA基因。DGGE分析采用8%的聚丙烯酰胺凝胶分离细菌和真菌,所用变性梯度分别为35%65%和20%40%。同时采用荧光微孔板检测技术测定土壤几丁质酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、酸性磷酸单脂酶和木聚糖酶活性;用紫外分光光度计法测定土壤过氧化物酶活性。【结果】PCR-DGGE分析表明,与不施肥对照(CK)相比,有机无机肥配施(NPKM),土壤细菌的香农指数和丰富度指数显著增大,而土壤真菌的香农指数和丰富度指数在不同施肥处理间无显著差异。DGGE图谱聚类分析显示,NPKM处理的土壤细菌和真菌的群落结构显著区别于其他3个处理。后续的切胶测序得出,土壤细菌分属于Chloroflexi(绿弯菌门),Proteobacteria(变形菌门)和Firmicutes(厚壁菌门);NPKM处理下隶属于Clostridum(梭菌属)和Anaerolineaceae(厌氧绳菌科)的两类细菌显著增加。土壤真菌主要分属于Basidiomycota(担子菌门)和Ascomycota(子囊菌门),这些真菌条带在DGGE图谱上的分布不同处理间均无明显的规律性,因而不同处理间真菌的群落分布未出现较清晰的变化。q PCR的结果显示,土壤细菌和真菌拷贝数在不同处理间无显著差异。土壤酶的检测结果表明,与CK相比,单施氮肥(N)处理的土壤几丁质酶活性显著提高,常规氮磷钾处理(NPK)处理的几丁质酶和α-葡萄糖苷酶活性显著增强,NPKM处理提高了土壤几丁质酶、纤维素酶和过氧化物酶活性;酸性磷酸单酯酶和木聚糖酶活性在各处理间无显著差异。归一化酶活性值,NPKM处理显著高于CK和其他施肥处理。【结论】长期有机无机肥配施可显著提高土壤细菌多样性,并改变土壤细菌和真菌的群落结构,提高土壤酶活性,因而提高了农田生态系统的生产力并对生态系统健康有改善作用。     

苹果园生草对土壤微生物多样性、酶活性及碳组分的影响

  【目的】  果园种植生草能够改善土壤肥力与土壤结构。研究种植不同生草对果园土壤微生物多样性和土壤生物学性状的影响,为果园高效绿色管理提供理论依据。  【方法】  于2017年山东省泰安市马庄试验基地多年生苹果行间进行生草试验,供试草种为白三叶草(Trifolium pratense)、垂穗草(Bouteloua gracilis)、沙画眉草(Eragrostis trichodes)、弯叶画眉草(Eragrostis curvula)和加拿大披碱草(Elymus canadensis),以清耕自然生草为对照(A_CK),研究不同生草处理在连续3年内对果园土壤环境的影响。  【结果】  1) 从6个土壤样品中共得到31459个细菌操作分类单元和5021个真菌操作分类单元,6个土壤样品中共有1019个相同细菌群落(OTUs)和108个相同真菌群落(OTUs)。Alpha 多样性分析可知,弯叶画眉草处理后的土壤中细菌的Shannon、Simpson和Chao1指数高于Ack处理,比Ack分别增加了4.61%、7.01%和27.44%,尤其加拿大披碱草处理后土壤真菌的Chao1指数是对照的1.31倍(P<0.05)。在门分类水平变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)是优势细菌,这8个细菌门在各自处理中占比超过95%,子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、接合菌门(Zygomycota)是优势真菌,这4个优势真菌门在各自处理中占比超过80%。弯叶画眉草处理可提高土壤中细菌丰富度和多样性,沙画眉草处理土壤中的细菌芽单胞菌门、浮霉菌门、绿弯菌门相对丰度降低;5个生草处理提高了土壤中真菌群落担子菌门的相对丰度,垂穗草子囊菌门相对丰度降低明显,垂穗草、弯叶画眉草和加拿大披碱草提高了土壤中的球囊菌门相对丰度。2)果园生草提高了土壤中微生物的数量,且随着生草时间的延长微生物数量增加明显,2020年9月份的弯叶画眉草处理土壤微生物数量高于清耕处理。3) 生草提高了果园土壤总有机碳和可溶性有机碳含量,弯叶画眉草、加拿大披碱草和沙画眉草处理效果显著好于清耕,弯叶画眉草的效果尤为突出,而三叶草的效果不显著。相应地,沙画眉草、弯叶画眉草和加拿大披碱草土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著高于清耕处理。4)相关性分析结果表明,果园生草处理土壤的碳组分(除DOC外)、酶活性与微生物数量之间存在极显著或显著正相关。  【结论】  种植沙画眉草、弯叶画眉草和加拿大披碱草均可显著增加土壤中总有机碳和可溶性有机碳含量,随着生草年限的增加,提高幅度也在增加,进而显著增加了土壤中微生物数量,并不同程度地改变了细菌和真菌的丰富度和多样性。弯叶画眉草和加拿大披碱草对土壤影响效应优良,极具推广价值。     

不同土壤玉米根际挥发性有机物组成和微生物群落特征

【目的】土壤理化性质和微生物群落的差异显著影响玉米根际挥发性有机物 (volatile organic compounds,VOCs) 的产生和释放。对根际VOCs的深入研究有望为充分挖掘根际生物学潜力和根际调控做出积极贡献。【方法】采集山东德州、河北涞水、河北保定、江西南昌、河南孟津、河南商丘等6个地区的旱地耕层土壤进行为期两个月的玉米盆栽试验,利用顶空固相微萃取联合气相色谱–质谱联用检测技术对根际土壤挥发性有机物进行了分析鉴定,利用实时荧光定量PCR技术对根际细菌和真菌进行了定量分析,利用高通量测序技术对根际细菌16S和真菌ITS进行了测序。【结果】从6个旱地土壤中共检测出44种VOCs,主要是烷烃、烯烃、酯类、胺类、有机酸和芳香类化合物,其中多种化合物与植物或微生物的生长代谢密切相关。胺类化合物N-Benzyl-N-ethyl-p-isopropylbenzamide和D-2-Bromolysergic acid diethylamide在6个土壤中均被检出,占总量的54.2%;其次检出最多的是烷烃和烯烃,占总量的31.1%和7.6%。江西南昌土壤释放的VOCs在数量和丰富度上均显著高于其他土壤,且大部分为烷烃和烯烃类化合物;从河北保定土壤中检出了6种特有的有机酸和酯类化合物。供试6种土壤中,河南商丘和河北保定的细菌数量显著高于其他四个地方。南昌土壤真菌数量显著较高,但其细菌数量、丰富度和多样性均显著低于其他土壤。6种土壤中的主要细菌依次为Thaumarchaeota(奇古菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门) 和 Unclassified(未分类门),占总细菌群落的92.1%;主要真菌依次为Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门) 和 Chytridiomycota(壶菌门),占总真菌群落的98.3%。绿弯菌门仅在南昌土壤中占绝对优势,而南昌土壤中奇古菌门和变形菌门的相对丰度显著比其他地区少;子囊菌门在6种土壤中均为绝对优势真菌门。玉米根际释放的VOCs数量和丰富度与pH、硝态氮、细菌多样性和真菌多样性呈显著负相关 (P < 0.05),与铵态氮和真菌数量呈极显著正相关 (P < 0.01);与主要细菌门中的奇古菌门、变形菌门和酸杆菌门呈显著负相关 (P < 0.05),与绿弯菌门呈极显著正相关 (P < 0.01),但是与主要真菌门相关性不显著。【结论】理化性质不同的玉米根际土壤中,微生物群落结构与组成存在显著差异。pH是影响微生物生长的重要因素,酸性土壤中的真菌数量显著高于中性土壤,但是其细菌数量、微生物群落丰富度和多样性均显著小于中性土壤。VOCs的产生和释放受土壤、微生物和植物等众多因素的影响,土壤有机质含量越高、透气性越好、微生物数量越多时,释放的VOCs越丰富。     

长期单施化肥和有机无机配合条件下红壤蔗区土壤生物学性状及细菌多样性差异

【目的】分析红壤区长期施肥的蔗区土壤生物学性状和细菌多样性,旨在提出提升红壤蔗区土壤肥力与健康的施肥方案。【方法】试验从1995年开始,于广西来宾市蒙村镇那洪村甘蔗长期试验站进行。试验设置不施肥(CK)、 长期单一施用化肥(NPK)和长期化肥配施有机肥(NPKM)3个处理。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)以及稀释平板法等传统和现代分析技术,比较分析了3种长期不同施肥处理对蔗区土壤生物学指标、 细菌多样性等指示土壤肥力与健康状况指标的影响。【结果】施肥处理导致甘蔗产区土壤pH下降,NPK处理下降幅度大于NPKM处理。土壤中可培养微生物数量(细菌、 真菌和放线菌)均以NPKM处理为最高,NPK处理真菌数量显著高于CK,放线菌数量却显著低于CK土壤,细菌数量两者间无显著差异。微生物量碳、 氮以及涉及碳、 氮、 磷循环的土壤酶活性均以NPKM处理土壤为最高,与NPK和CK土壤差异显著。NPK处理土壤中β-葡糖苷酶活性以及微生物量碳高于CK土壤,但蛋白酶、 磷酸酶活性以及微生物量氮显著低于CK土壤。NPKM处理土壤中细菌多样性指数(H)、 丰富度(S)以及均匀度(EH)指数等同样表征土壤肥力与质量的敏感指标均高于NPK和CK土壤。【结论】长期施肥可不同程度地导致红壤蔗区土壤pH下降,长期单一施用化肥处理下降幅度高于化肥与有机肥配施处理。长期单一施用化肥加剧了土壤肥力下降与质量劣化,化肥配施有机肥是减缓红壤甘蔗产区土壤pH下降、 提升土壤肥力和保持土壤健康的有效措施。     

长期施肥对植烟土壤微生物的影响

【目的】微生物是土壤的重要组成分,与土壤养分转化供应密切相关。本研究利用12年肥料定位试验研究了云南植烟土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、标记性磷脂脂肪酸（PLFAs）、微生物种群特征及有益微生物的变化。【方法】试验设置不施肥（CK）、单施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CFM）处理,在烟株旺长期,采集020 cm耕作层土壤,测定了微生物量碳、氮含量,微生物标记磷脂脂肪酸（PLFAs）含量和可培养微生物数量;鉴定自生固氮菌、磷细菌和钾细菌的数量;根据PLFAs计算了微生物种群特征值。【结果】有机无机肥配施处理的土壤中,可培养细菌比不施肥土壤增加了6.14倍、 真菌增加了2.30倍、 放线菌增加了1.56倍,增幅显著高于化肥处理;施肥显著提高土壤微生物量碳、氮量。化肥和有机无机肥配合处理土壤的微生物量碳分别比CK增加了71.8%和246%;不同施肥处理土壤微生物量碳/氮比值显著不同,分别为14.8（CK）、13.3（CF）和11.2（CFM）。微生物标记性PLFAs含量以化肥有机肥配合处理最高,化肥处理次之,CK最低。化肥、化肥配施有机肥处理土壤细菌PLFAs比对照分别增加了25.41%和87.66%,真菌PLFAs分别增加了15.59%和39.24%,化肥处理代表放线菌的PLFAs降低了24.63%,化肥配施有机肥处理增加了83.86%,表明施肥尤其是化肥配施有机肥改善了土壤环境,促进了微生物的生长繁殖,并改变了土壤微生物种群结构;施肥处理土壤中微生物群落多样性指数上升,化肥处理还提高了微生物的优势度指数,说明施肥有益于增加微生物的种群数量, 化肥配施有机肥处理显著提高了无机磷细菌和钾细菌的数量,两者分别比对照增加了1.15倍和1.02倍,化肥处理则相反,自生固氮菌和无机磷细菌数量分别比CK降低了56.69%和41.30%;化肥配施有机肥处理土壤中的自生固氮菌、磷细菌和钾细菌共有20个属,CK土壤有19个属,化肥处理土壤仅16个属。 【结论】CFM促进微生物生长繁殖,增加种群多样性,有益于微生物固氮、溶磷、解钾,对于提高肥料利用率和保持土壤健康有重要意义。在烟叶栽培过程中,提倡化肥与有机肥配合施用很有必要。     

土施维生素B6对苹果园土壤微生物多样性的影响

【目的】 土壤微生物是影响根系生态环境的重要因素,维生素B₆具有提高果实品质的功效。本试验通过高通量测序的方法,研究土施不同剂量维生素B₆ (VB₆) 对土壤微生物多样性的影响,从而揭示土施维生素B₆提质功效的机理。 【方法】 2015年4月,在距富士苹果主干1 m处土施不同剂量的维生素B₆,同年10月,在撒入维生素B₆处采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,通过高通量测序技术并结合相关生物信息学方法,对土壤细菌16S rRNA基因V4+V5区域和真菌ITS1+ITS2区域的丰富度、多样性及群落结构进行检测。 【结果】 从9个土壤样品中共获得530714个有效细菌序列数和434886个有效真菌序列数,从每个样品中平均可获得1920个细菌群落 (OTUs) 和374个真菌群落 (OTUs),每个样品中有566个相同的细菌群落 (OTUs) 和73个相同的真菌群落 (OTUs),丰富度指数 (Ace指数和Chao指数) 分析显示,维生素B₆ 5g/株处理提高了细菌丰富度,其Ace指数显著提高了62.6%,Chao指数显著提高了71.6%,降低了真菌丰富度,其Chao指数显著降低了18.6%,维生素B₆ 10 g/株处理对细菌和真菌丰富度无显著影响。多样性指数 (Simpson指数和Shannon指数) 显示,维生素B₆ 5 g/株处理提高了细菌的多样性,其Shannon指数显著提高了22.3%,降低了真菌的多样性,其Simpson和Shannon指数显著降低了29.2%和34.4%,维生素B₆ 10 g/株处理对细菌和真菌的多样性无显著影响。在门分类水平上,变形菌门 (Proteobacteria)、放线菌门 (Actinobacteria)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 是优势细菌,其相对丰度之和超过80%,子囊菌门 (Ascomycota)、担子菌门 (Basidiomycota)、接合菌门 (Zygomycota) 是优势真菌,其相对丰度之和超过98%,维生素B₆ 5 g/株处理降低了细菌中拟杆菌门 (Bacteroidetes) 的相对丰度,提高了真菌中子囊菌门 (Ascomycota) 的相对丰度,降低了担子菌门 (Basidiomycota) 和接合菌门 (Zygomycota) 的相对丰度,维生素B₆ 10 g/株处理提高了细菌中的变形菌门 (Proteobacteria) 和放线菌门 (Actinobacteria) 的相对丰度,降低了拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和酸杆菌门 (Acidobacteria) 的相对丰度,提高了真菌中担子菌门 (Basidiomycota) 的相对丰度,降低了接合菌门 (Zygomycota) 的相对丰度。 【结论】 维生素B₆可以改变土壤中细菌和真菌的丰富度和多样性,改变土壤中门水平的细菌和真菌的相对丰度。维生素B₆作为一种良好的根系生态调节剂,具有推广价值。      

影响不同果期米槁主要成分的根际优势微生物群落及其对土壤性质的响应

  【目的】  植物–微生物之间的互作反馈机制是果实类药材发育成熟过程中影响品质形成的重要因素之一。因此,我们研究了著名民族药用植物米槁果实发育成熟过程中3个关键时期根际微生物群落变化对其品质形成的影响。  【方法】  于贵州境内选择罗甸(LD)、坝碰(BP)、祥乐(XL) 3个典型米槁居群,在其幼果期、近成熟期和成熟期取果实和根际土壤样品,分别测定其果实化学成分和土壤中微生物群落、土壤化学性质的变化。采用多元统计方法分析米槁根际微生物群落动态变化与米槁果实成分积累的潜在关系。  【结果】  3个居群中共获得真菌有效优质序列870008条,可分为3026个OTU。获得细菌有效优质序列568739条,可分为4971个OTU;从不同果期微生物丰度较高的类群来看(去除未分类类群),根际真菌中幼果期以Saitozyma、被孢霉属(Mortierella)较高,近成熟期以灵芝属(Ganoderma)、小杯伞属(Clitocybula)较高,成熟期以被孢霉属(Mortierella)、Saitozyma较高。根际细菌中幼果期以鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、节杆菌属(Arthrobacter)较高,近成熟期以节杆菌属(Arthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)较高,成熟期以节杆菌属(Arthrobacter)、不动杆菌属(Acidibacter)较高;土壤养分中有效磷各个果期差异最为显著,其他养分差异相对较小;从果实化学成分组成情况来看,罗甸的米槁果实糖类和粗脂肪含量最高和挥发油含量中等,总体来说质量最好;RDA分析表明,优势菌属Saitozyma、被孢霉属(Mortierella)、节杆菌属(Arthrobacter)对米槁果实中α-松油醇、桧烯、可溶性多糖、粗多糖积累具有促进作用。土壤脲酶(S-UE)活性对米槁根际微生物群落组成影响最大,其次为有效磷和过氧化氢酶。  【结论】  不同果期米槁根际均以子囊菌门(Ascomycota,未鉴定属),Saitozyma、被孢霉属(Mortierella)、节杆菌属(Arthrobacter)等微生物类群对果实化学成分积累具有明显促进作用。但其中品质最佳的罗甸居群受子囊菌门(Ascomycota,未鉴定属)影响最大,坝碰、祥乐则受被孢霉属(Mortierella)影响最大,3个产地米槁根际真菌中伞菌属(Agaricus)、镰孢菌属(Fusarium)和瓶霉属(Phialophora)对果实松油醇、桧烯积累的影响不显著,而在不同果期微生物群落结构变化又主要受到土壤脲酶活性(S-UE)、有效磷含量和过氧化氢酶活性的影响。     

十种湿生植物根际真菌群落参数和土壤肥力的比较

【目的】利用人工湿地是目前我国进行点源污水处理的一项重要技术,人工湿地的湿生植物及其根际微生物对污水处理有重要影响。目前人们普遍关注的是湿生植物根际细菌的群落结构和功能,而对根际真菌群落结构的信息较少。本文主要研究10种湿生植物根际的土壤肥力、真菌数量、生物量和真菌的碳代谢,目的在于筛选出根际土壤真菌生物量和活性均较大的植物种类,为今后人工湿地的建设提供参考依据。【方法】采用"向后抛石法"随机选取采样点,收集10种湿生植物根际土壤。采用常规方法测定土壤有机碳、全氮和全磷含量;真菌数量采用稀释平板法,真菌生物量(麦角固醇含量)采用高效液相色谱法(HPLC)测定;真菌碳代谢指纹采用FF板进行分析。【结果】银边石菖蒲、花叶香蒲和黄菖蒲根际土壤分别有较高的有机碳、全氮和全磷含量(P0.05)。黄菖蒲根际土壤真菌数量和生物量最大(P0.05)。相关分析表明,土壤全磷与真菌数量和生物量有极显著的正相关关系(P0.05),是制约土壤真菌分布的重要因素。碳代谢指纹分析表明,水生美人蕉土壤真菌对95种碳源的平均利用活性以及对6种碳源群的利用强度均大于其它植物,土壤全氮显著地影响了真菌群落对碳水化合物的利用(P0.05)。【结论】10种湿生植物根际土壤肥力和真菌群落有显著性差异,因而土壤肥力和真菌群落可以作为筛选人工湿地植物的重要依据,但这一结论还有待从分子生物学的角度进一步验证。     

长期施肥红壤性稻田和旱地土壤有机碳积累差异

  【目的】  提高土壤有机碳水平对提升农田生产力有重要意义。基于长期定位施肥试验,比较施肥影响下相同成土母质发育的红壤性稻田和旱地土壤的总有机碳 (TOC) 及其组分的积累差异,以深入理解红壤有机碳的固持及稳定机制。  【方法】  稻田和旱地长期施肥试验分别始于1981和1986年,包含CK (不施肥对照)、NPK (施氮磷钾化肥) 和NPKM (有机无机肥配施) 3个处理,在2017年晚稻和晚玉米收获后,采集两个试验上述处理的耕层 (0—20 cm) 土样,通过硫酸水解法分离土壤活性与惰性有机碳,测定并计算土壤中TOC及其组分的含量及储量,并利用Jenny模型拟合试验期间耕层土壤TOC含量的变化动态,估算土壤固碳潜力。  【结果】  与CK相比,长期施肥可提高稻田和旱地土壤各有机碳组分的含量,且NPKM处理的效果优于NPK处理。相比于稻田土壤,施肥对旱地土壤各有机碳组分含量的提升更加明显。NPK和NPKM处理下,旱地土壤活性有机碳组分Ⅰ、活性有机碳组分Ⅱ、惰性有机碳含量的增幅分别是稻田土壤的2.7、2.7、5.8倍和2.0、1.4和2.5倍。不论施肥与否,稻田土壤TOC的固存量和固存潜力均显著高于旱地土壤。施肥促进土壤固碳,在稻田和旱地土壤上,NPKM处理的TOC固存量分别是NPK处理的1.7和25.5倍,TOC固存潜力则分别是NPK处理的1.4和5.8倍。长期不同施肥均显著提高稻田和旱地土壤年均碳投入量,线性拟合方程表明,随碳投入量增加,土壤活性有机碳储量的累积对稻田、旱地土壤TOC储量累积的贡献率分别达64.7%、44.6%。不同处理间稻田与旱地土壤活性有机碳 (包括活性有机碳组分Ⅰ与活性有机碳组分Ⅱ) 含量的差异可解释其TOC含量差异的52.9%～60.0%。  【结论】  与施氮磷钾化肥相比,有机无机肥配施可更好的促进土壤固碳,且在旱地土壤上的促进作用比在稻田土壤上更为明显。与稻田土壤相比,旱地土壤各有机碳组分含量的变化对长期施肥的响应更敏感,且在施氮磷钾化肥条件下表现更为明显。红壤性稻田和旱地土壤TOC积累的主要贡献组分分别为活性有机碳和惰性有机碳。红壤植稻虽有利于有机碳固持,但红壤性稻田土壤的活性碳占比较高,可能易因不当管理而发生损失。     

施肥对中国农田土壤微生物群落结构与酶活性影响的整合分析

【目的】 施肥能直接或间接改变农田生态系统的养分平衡,从而影响土壤的物理、化学和生物学特性。本研究探讨不同种植制度和土壤条件下施肥对农田土壤生物学特性的影响程度,为合理施肥和土壤肥力提升提供科学依据。 【方法】 通过收集近10年 (2008—2018年) 来发表的文献,建立了包含185组微生物量及群落结构等相关内容的数据库。采用整合分析方法(Meta-analysis),定量分析了施肥对土壤微生物量、群落结构以及酶活性的影响。 【结果】 与不施肥相比,施肥显著提高了土壤微生物磷脂脂肪酸 (PLFA) 和微生物量碳、氮含量,提高幅度分别为28.5%、30.9%和41.6%。施用 (单施或配施) 有机物料对土壤微生物总PLFA含量及微生物量碳、氮含量的提高幅度分别为47.3%、50.4%和58.7%,相当于施用化肥的2.8、2.4和3.9倍。与不施肥相比,施肥均能增加各类微生物菌群PLFA含量,对细菌、真菌及放线菌的提高幅度为23.8%～30.4%,对革兰氏阴性菌(G–)和革兰氏阳性菌 (G+) 的提高幅度为37.8%～43.2%,且施用有机物料处理对各类微生物菌群PLFA含量的提高幅度显著高于施化肥处理。施用化肥对土壤微生物总PLFA含量的提高幅度在一年两熟制区为17.9%,在水田和水旱轮作条件下为18.3%～27.6%,而在一年一熟制区及旱地条件下对土壤微生物总PLFA含量无显著影响。在不同pH的土壤中,施用有机物料对微生物总PLFA的提高幅度均显著高于施化肥处理。在pH < 6与pH > 8的土壤上施用化肥对微生物总PLFA含量无明显影响。施肥显著提高了与土壤有机质分解相关的β-葡萄糖苷酶(42.4%)和乙酰氨基葡萄糖苷酶(174.5%)的活性,对与氮循环相关的亮氨酸氨基肽酶活性无显著影响。统计分析还表明,施肥并未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G +∶G–)。 【结论】 在不同种植制度、土地利用类型和土壤pH下,施肥显著改变了土壤微生物量和与有机质分解相关的酶活性,但未改变土壤微生物的真菌细菌比(F∶B)和革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌比(G+∶G–)。单施或配施有机物料均有利于提高农田土壤微生物总量及各类菌群的生物量,效果显著好于单施化肥。