马铃薯连作栽培对土壤微生物群落的影响

本文以马铃薯连作栽培对土壤微生物群落的影响为主题展开论述,首先对本文的背景进行了简要介绍,然后重点从多个层面针对马铃薯连作栽培对土壤微生物群落的影响进行了分析探讨.     

西瓜连作根际土壤微生物群落演替特征

【目的】研究连作对西瓜根际土壤中细菌、真菌群落构建和潜在功能的影响,明确根际微生物对环境变化的适应性,为西瓜连作障碍的生态防治和农田土壤的健康保持提供理论基础。【方法】以未连作（对照）、连作2茬和连作6茬的西瓜根际土壤为研究对象,利用16S rRNA和ITS高通量测序技术解析西瓜连作对根际土壤细菌、真菌群落特征和演替的影响。【结果】随着连作茬次的增加,西瓜根际土壤中细菌多样性指数呈现先下降后上升趋势,真菌多样性指数显著下降。在细菌属水平,多茬次的连作降低了西瓜根际土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和溶杆菌属（Lysobacter）的相对丰度;在真菌属水平,镰刀菌属（Fusarium）相对丰度随连作茬次增加呈增加趋势。与对照相比,连作的网络复杂度更高,但网络结构稳定性低。此外,相比于对照,连作6茬显著减少有害物质的生物降解途径以及氨基酸的代谢途径的相对丰度,并且在连作6茬后真菌群落中病原真菌相对丰度显著增多。在群落演替过程中,随机性过程主导连作下西瓜根际细菌群落构建,而确定性过程主导连作下西瓜根际真菌群落构建。【结论】连作引起根际细菌和真菌的群落特征、功能组成和演替过程变化...     

清水苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯根际土壤环境酶活性和微生物群落的影响

为缓解马铃薯连作障碍,以新大坪马铃薯为供试材料进行盆栽试验,设置4年龄清水苜蓿根际土壤浸提液与水5种不同配比(1:1、2:1、3:1、4:1、5:1)混合液作为处理,以浇灌等量水作为对照组(CK),探究不同浓度清水苜蓿土壤浸提液对连作马铃薯根际土壤环境酶活性和微生物群落的影响.结果表明,4:1混合液处理的土壤过氧化氢酶...     

大蒜连作对其根际土壤微生物和酶活性的影响

[目的]研究大蒜长期连作对其根际土壤微生物数量和酶活性的影响.[方法]采用大蒜连作0(CK)、5、10、15和20年的土壤再分别盆栽大蒜,以大蒜根际土壤为研究对象,分别测定根际土壤微生物区系和酶活性的变化以及两者间的相互关系.[结果]随连作年限的增加,根际真菌数量持续上升,连作20年的土壤约为对照的2.88倍.而其它微生物类群的数量及土壤酶活性只在短期内(5-10年)呈上升趋势.与对照相比,连作10年的大蒜根际土壤中的细菌、放线菌各增加了8.72%和25.81%,氨化细菌,硝化细菌和芳香族化合物降解菌分别为对照的5.63、11.60和3.35倍.连作10年的大蒜根系分泌物对过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶等土壤酶活性具有促进作用,比对照分别增加了26.67%、41.67%、203.13%、23.73%和43.65%,但长期连作(15-20年)后均呈现下降趋势.相关分析表明,氨化细菌与脲酶、多酚氧化酶均呈显著正相关;芳香族分解菌与脲酶、过氧化氢酶呈极显著正相关;细菌、微生物总量分别与磷酸酶呈显著,极显著正相关.[结论]大蒜连作5-10年,根际土壤微生物数量和土壤酶活性上升,未发生连作障碍;但连作15-20年,根际土壤微生物结构失调,土壤酶活性下降,连作障碍明显.     

连作对辽细辛土壤理化性质和根际微生物群落特征的影响

连作障碍是制约辽细辛产业发展的瓶颈问题。为探究连作对辽细辛根际土壤微生物多样性、群落结构以及土壤理化性质的影响,以未种植辽细辛土壤为对照,测定不同种植年限土壤理化性质含量,采用Illumina Miseq测序根际土壤的细菌和真菌群落,分析土壤理化性质与微生物群落特征之间的相互关系。连作辽细辛根际土壤中细菌分属于36个门、46个纲、96个目、161个科、282个属;真菌分属于14个门、38个纲、81个目、136个科、194个属。结果表明,连作使土壤pH值和有机质含量逐年下降,碱解氮、有效磷和速效钾含量先增后降,碱解氮和有效磷含量均显著高于对照。随着连续种植年限的增加,变形菌门和拟杆菌门相对丰度明显增加,放线菌门、酸杆菌门和芽单胞菌门相对丰度明显降低;粪壳菌纲和孢霉纲为优势真菌菌群,其丰度呈逐年递减趋势。分析结果表明,土壤碱解氮含量与细菌辛普森指数呈显著负相关,碱解氮含量与香农指数呈显著负相关,速效钾含量与真菌香农指数呈显著正相关;在细菌属水平上,有嗜酸菌属、节杆菌属、罗河杆菌属、褚氏杆菌属和Methylovirgula等优势菌属,种植6年后显著高于对照。而Gaiella、诺卡氏菌属、地杆...     

熏蒸灭菌对连作马铃薯生长发育及土壤微生物的影响

采用土壤熏蒸灭菌的方法,分析了连作土壤灭菌对盆栽马铃薯生长发育及根际土壤微生物功能多样性的影响.结果表明：土壤熏蒸灭菌对马铃薯主要光合特征参数影响规律较复杂,连作时间长短对叶片光合能力有显著影响;连作土壤熏蒸灭菌后,马铃薯具有较低的光合强度、蒸腾速率、气孔导度和较高的胞间CO2浓度.熏蒸土壤马铃薯光合作用的影响是由非气孔限制引起,水分因子可能是影响马铃薯叶片气孔导度下降的主要原因.连作提高了植物超氧化物歧化酶（SOD）活性,降低了马铃薯叶片抗坏血酸过氧化物酶（POD）活性.熏蒸灭菌在一定程度上缓解了不利马铃薯生长的环境因素,但马铃薯连作栽培障碍引起的过氧化反应没有完全消除.连作5年、10年土壤熏蒸灭菌提高了Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）;与未灭菌相比,培养96h时AWCD分别提高30.9%～41.6%和2.7%～12.8%.连作土壤微生物对单一碳源底物利用能力一直较高,土壤微生物群落利用碳源的功能多样性也较高,但持续连作土壤微生物对碳源利用有趋于微生物功能多样性单一的趋势.     

连作对烤烟根际土壤微生物数量和酶活性的动态影响

分别用正茬植烟土壤和连作3,8a的植烟土壤进行池栽试验,研究植烟后各处理5个生育时期的根际土壤中微生物数量及酶活性的动态变化.结果表明,连作年限对烤烟根际土壤中细菌和真菌的数量有明显影响.在整个烤烟生育期内,不同连作年限根际土壤中细菌数量大致呈“升-降-升-降”的趋势;真菌数量的变化是先升后降,在65 d左右达到最高;...     

连作对唐菖蒲生长发育及其根际微生物的影响

为了解连作对唐菖蒲的影响,以温室不同茬次唐菖蒲江山美人品种及其根际土壤为研究对象,对唐菖 蒲生长发育和土壤微生物群落数量变化情况进行观测。结果表明院连作对唐菖蒲形态、生理指标有显著影响,其植株 萌发率、成苗率、株高、茎粗、叶片数、成花数、种球直径、子球个数等形态学指标与对照相比显著降低,叶绿素、根系 生活力、SOD 活性降低,MDA 含量及POD 活性显著升高,抗性减弱;随着种植年限的增加,土壤微生物总数减少,唐 菖蒲根际土壤细菌及放线菌数量减少,真菌数量逐渐增加。     

不同肥料对连作烟草根际土壤微生物及酶活性的影响

烟草连作障碍是制约烟草产量与品质的关键因素。以连作12年的烟草土壤为对象,通过施用不同肥料,研究了不同肥料对连作烟草产量、根际土壤微生物量、土壤酶活性的影响。结果表明:不同施肥处理对连作烟草产量及土壤微生物及酶活性的影响存在一定差异,施用农家肥有利于提高连作烟草产量。土壤微生物量分析结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤微生物量碳、氮及微生物呼吸强度依次为:农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。与土壤营养循环相关酶活性的分析结果表明,不同施肥处理后烟草根际土壤中性磷酸酶、碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性以有机肥处理后活性最大,而酸性磷酸酶则以农家肥处理后活性最高。与土壤生物抗逆性相关的多酚氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分析的结果显示,不同施肥处理后烟草根际土壤抗性相关酶活性大小依次为:农家肥>有机肥>氮肥>复合肥。     

不同作物伴生对连作黄连产量和根际土壤微生物群落的影响

为探索缓解黄连连作障碍的无公害方法,以头茬黄连(CK1)和连作3 a黄连(CK2)为对照,研究了小麦、大葱及黑麦草伴生栽培对连作3 a黄连产量、发病率及根际土壤微生物群落结构的影响。结果表明,与CK1相比,连作导致黄连产量下降43.29%、发病率提高59.92个百分点;连作显著降低了黄连根际土壤微生物的数量和多样性,其中,细菌、放线菌含量分别降低18.20%、21.20%,真菌含量提高60.37%,土壤由细菌型向真菌型转化;连作导致根际土壤微生物优势菌门和优势菌属相对丰度产生较大变化。伴生栽培可有效缓解黄连连作障碍,3种作物伴生栽培中以大葱伴生效果最佳。与CK2相比,大葱伴生栽培使黄连产量提高67.63%,发病率降低47.32个百分点;根际土壤细菌、放线菌含量分别提高12.15%、10.80%,真菌含量降低30.61%;细菌和真菌的Chao1指数、Ace指数和Shannon指数显著升高,Simpson指数显著降低;酸杆菌门、放线菌门、子囊菌门、担子菌门等相对丰度分别提高20.43%、54.68%、26.62%、39.20%,厚壁菌门、浮霉菌门、接合菌门、纤毛亚门相对丰度分别降低33.81%、21.66%、49.25%、22.13%;红游动菌属、韦荣球菌属、支顶孢属、绿僵菌属相对丰度分别提高28.03%、35.34%、86.58%、36.19%,柠檬酸杆菌属、链球菌属、假霉样真菌属、镰刀菌属相对丰度分别降低17.48%、40.68%、32.62%、44.95%。相关性分析结果表明,假霉样真菌属、被孢霉属、镰刀菌属及柠檬酸杆菌属等菌群丰度与黄连发病率呈正相关,而红游动菌属、韦荣球菌属及支顶孢属等菌群丰度与黄连发病率呈负相关。综上所述,伴生栽培可有效缓解黄连连作障碍,3种作物伴生栽培中以大葱伴生效果最佳。     

专用微生物肥对不同连作障碍土壤根际微生物区系的影响

为探究专用微生物肥对不同连作障碍程度土壤根际微生物区系的影响,采用不同连作障碍程度的土壤为栽培介质,施用2%的专用微生物肥后进行辣椒土培盆栽试验,取根际土壤进行稀释平板计数和PCR-DGGE分析。结果表明:随着土壤连作障碍程度的增加,根际土壤细菌和放线菌数量减少,真菌数量增加;施用专用微生物肥后,土壤微生物种群密度发生显著性变化,其中土壤连作障碍程度轻、中、重组细菌数目分别增加了78.6%、66.7%、54.5%,真菌数目分别减少了5.0%、12.5%、7.5%,放线菌数目分别增加了18.2%、9.1%、23.5%。通过分析PCR-DGGE指纹图谱发现,随着生理性土壤连作障碍程度的加剧,根际土壤微生物的丰富度和多样性指数降低,施用专用微生物肥后,微生物种群数目和种群结构发生改变,多样性指数升高。说明专用微生物肥对根际土壤微生物种群密度和种群结构有显著性影响,但是由于土壤连作障碍程度的不同产生效果不同。     

不同连作年限对大豆根际土壤养分的影响

为改善重迎茬对大豆产生的障碍.对不同连作年限大豆根际土壤的养分状况进行了测定.明确了连作对大豆根际土壤养分的影响,为通过营养补充手段改善重迎茬危害提供了依据.研究结果表明,连作处理根际土壤pH随连作年限增长呈下降趋势,各连作大豆根际土壤中氮、磷、钾、镁、锌、硼、钼、有机质等养分含量均低于正茬,不同连作年限对大豆根际土壤中铁、钙、锰含量的影响未表现出线形规律.     

不同连作年限菊花根际土壤微生物多样性变化特征

为揭示连作菊花根际土壤微生物群落结构和多样性变化特征,以不同连作年限菊花根际土壤为试验材料,采用高通量测序技术(Illumina-MiSeq)和生物信息学方法,分析无连作(CK)、连作2年(2a)、连作9年(9a)菊花根际土壤细菌和真菌的丰富度、多样性指数和群落结构,以期为菊花连作障碍防控提供理论支撑。结果表明,2a、9a根际土壤细菌数量和多样性较CK显著(P<0.05)增加,2a和9a的群落结构相似,共有OTU(operational taxonomic unit)比例高。连作对菊花根际土壤真菌群落多样性和丰度影响较小,但对真菌群落组成影响显著,2a、9a根际土壤真菌接合菌门、担子菌门和被孢霉属等群落丰度减少,明梭孢属、镰刀菌属、土赤壳菌等群落丰度增加。菊花连作会显著增加其根际土壤细菌数量和多样性,显著影响真菌群落结构组成。     

苜蓿与连作马铃薯土壤浸提液配比对马铃薯光合、生理特性和产量的影响

【目的】研究苜蓿(Medicago Sativa)与连作马铃薯土壤浸提液对基质栽培马铃薯植株的光合、生理特性及产量的影响,以期为克服马铃薯连作障碍提供理论依据.【方法】以马铃薯品种‘新大坪'为试验材料,研究了马铃薯第4年连作田土壤浸提液与4年龄清水苜蓿土壤浸提液配比液(记为1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,1∶5,CK-连作马铃薯土壤浸提液)对基质栽培马铃薯叶片光合参数、酶活性、叶绿素含量及产量的影响.【结果】在马铃薯盛花期,1∶2处理的SOD活性、CAT活性,比对照(CK)增加5.2%、77.8%;1∶4处理的POD活性较对照(CK)提高19%;盛花期600μmol/(m~2·s)光照下,1∶3处理的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)蒸腾速率(Tr)的值最大,分别比对照(CK)增加64.7%、73.3%、132.2%;盛花期1 000μmol/(m~2·s)光照下,Pn、Gs、Tr先上升再降低,到达T3处理时为最大值,比对照(CK)分别增加63.6%、272.7%、162.8%.在马铃薯块茎膨大期,1∶4处理叶绿素相对含量最高,比CK提高29.9%;块茎膨大期600μmol/(m~2·s)下的1∶3处理下的Pn、Gs、Tr均处于最大值,分别比对照(CK)增加64.2%、164.7%、117.1%;块茎膨大期1 000μmol/(m~2·s)光照下,1∶3处理的Tr比CK显著提高69.6%.1∶3处理马铃薯产量最高,较CK提高19.3%.【结论】不同浓度比例的连作马铃薯土壤浸提液与清水苜蓿土壤浸提液可有效改善马铃薯光合生理特性,并能提高马铃薯产量,尤以1∶3处理最佳.     

连作对烤烟根际与非根际土壤养分含量的影响

为了明确连作对烤烟烟田养分含量的影响,分析不同连作年限烟田烤烟根际与非根际土壤的养分含量变化。结果表明：①随着烤烟生育进程的推进,不同连作年限烟田烤烟根际和非根际土壤的pH、非根际土壤的有机质含量总体呈先降低后增加的趋势;根际土壤的有机质含量逐渐增加;根际和非根际土壤的全氮和碱解氮含量、非根际土壤速效钾和全钾含量均呈先降后升再降的变化趋势;根际土壤速效钾、全钾和全磷含量及根际和非根际土壤速效磷含量总体呈先增加后降低的趋势;非根际土壤全磷含量呈缓慢下降趋势。②随着连作年限的增加,根际和非根际土壤pH逐渐下降,有机质含量和全量、有效态的氮、磷、钾含量均出现不同程度的累积;根际土壤pH低于非根际土壤,而根际土壤有机质含量和全量、有效态的氮、磷、钾含量高于非根际土壤;连作导致根际与非根际土壤中有效氮、有效磷、有效钾含量比发生变化,相对于速效氮和速效磷含量而言,根际土壤速效钾含量表现为亏缺,而非根际土壤速效钾含量表现为累积。     

连作对马铃薯根系生物学特征和叶片抗逆生理的影响

针对连作导致马铃薯生长发育受阻和产量下降等问题,在甘肃省景泰县条山农场设置了不同连作年限的大田试验,从植株自身形态和生理响应方面初探马铃薯连作障碍的可能机制。结果表明：连作明显降低了马铃薯地上和地下部生物量,增加了总根长、根表面积、根尖数和根冠比,且随着连作年限的延长,生物量下降越大,而总根长、根表面积、根尖数和根冠比增加越大,连作5年的总根长、根表面积、根尖数和根冠比比轮作分别增加了39.35%、26.60%、31.67%和70.90%;连作明显增加了块茎膨大期叶片MDA活性, 叶片SOD、POD和CAT的活性随连作年限表现为先上升后下降,从连作3 a开始,叶片MDA活性急剧增加,而叶片SOD、POD和CAT的活性急剧下降;连作1 a和2 a地块的块茎产量差异不显著,但连作3 a后块茎产量较轮作下降了45%以上。由此可见,在当地生态环境和栽培及品种条件下连作的阈值年限可能为2 a,根系生长增加是马铃薯应对连作逆境的主动性适应机制。     

生物质炭对人参连作土壤微生物组成及功能的影响

【目的】探究栽培人参Panax ginseng C. A. Mey.后土壤细菌群落多样性与功能变化,以及增施生物质炭对土壤细菌群落多样性与功能的影响。【方法】对人参连作土壤进行不同生物质炭改良的田间试验,结合高通量测序技术,分析土壤细菌群落多样性与功能变化。【结果】植参土壤（前茬作物为三年生人参）中Spartobacteria_genera_incertae_sedis、Sphingomonas、Gemmatimonas、 Afipia、Gp1、Gp2、Gp3、Gp6、Rummeliibacillus 9个属细菌数量显著降低,表明栽培人参或人参根系分泌物可能抑制上述细菌的生长。另外,植参土壤Gaiella属细菌数量显著增加,添加生物质炭后该属优势度进一步增加;说明栽培人参或人参根系分泌物以及施用生物质炭均可促进该细菌的生长。相较于新林土,植参土壤细菌数量、群落多样性、细菌分类组成及优势属占比均不同程度地下降,单优势种群比例上升。生物质炭处理对上述劣变趋势具有一定的正向调节作用,细菌分类组成及数量变化趋势趋向于新林土,并协助提升...     

马铃薯连作对土壤盐分积累及离子组成的影响

为了探明马铃薯连作的土壤障碍机理,减轻连作对块茎产量和植株生长的影响,通过大田试验,研究马铃薯连作年限对土壤表层(0~20cm)盐分积累和水溶性盐离子组成的影响.结果表明:马铃薯连作显著增加了土壤的全盐含量,连作3a(CP3)、4a(CP4)和5a(CP5)的土壤总盐量分别比对照(轮作,RP)增加了89.9%、155.6%和157.6%.随连作年限延长,土壤的电导率(EC)也随之升高,CP3、CP4和CP5分别比RP增加了41.7%、41.7%和56.3%.马铃薯连作增加了表层土壤中K+、Na+、Mg2+、Cl-和HCO3-的含量,其中以Na+和Cl-的增加最为显著,CP3、CP4和CP5处理的Na+含量分别比RP增加了47.6%、52.4%和57.1%,最快,CP3、CP4和CP5的Cl-分别比RP增加100.0%、150.0%和455.0%.马铃薯连作降低了表层土壤Ca2+的含量,CP3、CP4和CP5分别比RP降低了23.3%、32.1%和48.2%.连作3a(CP3)是马铃薯"大西洋"块茎产量大幅度下降的阈值点,同时也是表层土壤中全盐量超过3.0g/kg的起始点.表层土壤中盐分的积累及其组成的相对变化可能是导致甘肃中部沿黄灌区马铃薯"大西洋"连作障碍的重要原因之一.     

北京地区连作草莓根际土壤中真滑刃线虫的鉴定

对北京地区连作草莓土壤中占种群优势地位的真滑刃线虫Aphelenchus sp.,采用传统形态学和分子生物学相结合的手段进行了鉴定。结果表明,文中分离得到的真滑刃线虫,虫体形态与燕麦真滑刃 Aphelenchus avenae Bastian极为相似,且主要形态学测量值基本相符。在形态学鉴定结果的基础上,结合ITS rDNA区域序列扩增结果与GenBank已注册的序列比对分析,确定该线虫为燕麦真滑刃线虫。该线虫的分类鉴定为其生物学及生态学特性的深入研究奠定了基础,但由于该线虫在连作草莓的根际土壤中大量存在,其是否对草莓的生长有不利影响值得进一步探讨。