引入豆科作物的轮作模式对设施蔬菜土壤微生物群落组成的影响

基于豆科作物养分减投的轮作模式有助于在保障高产的基础上实现农业面源污染防控,为了探讨引入豆科蔬菜的轮作模式对土壤微生物群落的影响,采集定位试验3种轮作模式:西红柿-甜瓜、豆角-甜瓜、西红柿-豆角土壤样品,利用MiSeq高通量测序分析不同轮作模式下土壤微生物多样性、群落组成和结构差异,并结合土壤性质等环境因子探讨影响设施...     

4种周年轮作模式对耕作层土壤微生物的影响

为明确不同轮作模式下耕作层土壤微生物群落的变化,揭示水旱轮作有益于蔬菜可持续生产的潜在机理。本文设计4种常见的轮作模式,在同一地理区域固定试验田块进行长期轮作试验,并利用高通量测序技术测定土壤中真菌的ITS1区域序列和细菌的16S rDNA的V3-V4可变区序列,进行土壤微生物多样性分析。结果表明：Alpha多样性分析表明,在4种周年轮作模式下,耕作层土壤真菌群落多样性发生了显著变化,水旱轮作模式(SH)的Shannon指数显著高于嫁接模式(JJ)和蔬菜轮作LZ模式(LZ)的,而与蔬菜轮作LD模式(LD)的无显著差异。耕作层土壤细菌群落多样性和丰富度均发生显著变化,SH模式的Shannon指数和ACE指数均显著高于LD模式的,且SH模式的Shannon指数显著高于其他模式的。主坐标分析表明,4种周年轮作模式间,耕作层土壤微生物群落发生显著分化,SH模式和LZ模式均各自成组,JJ模式与LD模式聚为一组。组间物种差异显著性分析表明,SH模式有7个属真菌和26个属细菌的丰富度显著高于其他模式的,LD和LZ模式分别有4个属真菌和7个属细菌的丰富度显著高于其他模式的,JJ模式只有1个属细菌的丰富度显著高于其他模式的。不同轮作模式长期周年轮作下耕作层土壤微生物群落发生了显著变化。长期水旱轮作提高了土壤微生物群落多样性,增加了有益菌种类和相对丰度,更有利于蔬菜可持续生产。     

作物轮作对甘薯田土壤微生物群落的影响

为缓解甘薯连作障碍,探究甘薯不同轮作方式对土壤微生物群落的影响,设置甘薯连作、甘薯―花生轮作、甘薯―小麦轮作3个处理,利用磷脂脂肪酸（PLFA）和Biology生态板方法,研究甘薯不同轮作方式下土壤微生物群落结构、碳源利用能力、多样性指数的变化规律。结果表明,与甘薯连作相比,甘薯―花生轮作显著（P<0.05）提高了土壤微生物细菌、放线菌、革兰氏阳性菌（G⁺）、革兰氏阴性菌（G^-）生物量,降低了真菌生物量及真菌与细菌比值,甘薯―小麦轮作降低了土壤细菌、放线菌、真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,提高了真菌与细菌比值;甘薯―花生轮作提高了土壤微生物对羧酸类化合物、碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,甘薯―小麦轮作提高了土壤微生物对碳水化合物、氨基酸和胺类化合物的利用能力,其中甘薯―花生轮作对羧酸类化合物、芳香化合物和碳水化合物的利用能力显著高于甘薯―小麦轮作;甘薯―花生、甘薯―小麦轮作均提高了土壤微生物丰富度指数（Shannon index）、均匀度指数（Mclntoch index）和优势度指数（Simpson index）,其中甘薯―花生轮作的均匀度指数高于甘薯―小麦轮作,而丰富度指数和优势度指数显著降低;冗余分析（RDA）表明土壤微生物群落结构、碳源利用能力和多样性指数与不同土壤养分存在相互促进或相互制约的关系。综上所述,甘薯与花生、小麦轮作能够改变土壤微生物群落结构及功能多样性。     

不同人参栽培土壤养分及微生物群落组成特征解析

为减轻参地需求压力,促进农田栽参的深度发展,本研究以农田、林地和4年参地土壤为研究对象,以常规分析为基础,结合高通量测序技术解析土壤养分及微生物群落特征,为农田栽参土壤定向改良提供依据.理化分析结果表明:4年参地土壤的pH最低,但其铵态氮、有效磷、全氮、全磷以及有机质含量显著高于农田及林地土壤.高通量测序结果揭示农田土...     

春季稻虾轮作系统微生物群落特征分析

为分析春季不同时间稻虾田微生物群落的构成,采用Illumina Miseq高通量测序技术对克氏原螯虾肠道及养殖环境细菌群落组成进行分析。结果显示,所有样品共检测得到16966个分类操作单元(operational taxonomic units,OTUs),4月底泥样本OTUs最多为3677,虾肠道最少为757。Alpha多样性分析显示,底泥菌群丰度和多样性较高;稻虾轮作系统中优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。4—5月所有样品中的优势类群均为变形菌门,6月克氏原螯虾肠道的优势类群为厚壁菌门。放线菌门在水体中的占比高于肠道和底泥。主坐标分析(PCoA)和样品层级聚类分析(UPGMA)发现,不同月份的底泥和水体菌群按物种聚类到一起,但6月的克氏原螯虾肠道与底泥菌群相似度较高。综合分析,春季稻虾轮作系统中,克氏原螯虾肠道菌群组成与外界养殖环境存在相关性,不同月份各样品菌群的多样性和组成虽有差异但相对稳定。     

野生金线莲根际土壤微生物分析

为分析野生金线莲根际土壤微生物的种类和丰度,优化金线莲仿生态栽培土壤条件,本研究采用Illumina NovaSeq高通量测序技术对6个样本福建金线莲根际土壤微生物16S区域文库进行双末端测序,分析金线莲根际土壤微生物多样性。结果显示,共得到可操作分类单元(operational taxonomic units, OTU)6 695个,分属46个菌门,421个菌属,在门水平上优势菌门为变形菌门(Proteobacteria),亚优势菌门为酸杆菌门(Acidobacteriota)和厚壁菌门(Firmicutes),变形菌门在各样本中的含量占比不同,但都属于优势菌群。在属水平上优势菌属为梭菌属(Clostridium),亚优势菌属为苔藓杆菌属(Bryobacter)和玫瑰螺菌属(Roseiarcus)。金线莲土壤6个样本共有OTUs数938个,占各样本OTUs数大于80.00%。金线莲根际土壤微生物的丰富度和均匀度高,物种组成较为相似。该研究为金线莲仿野生栽培的土壤改良奠定基础。     

城市生活垃圾堆放对土壤细菌群落结构和功能的影响

为了探究城市生活垃圾堆放对土壤细菌群落结构组成、多样性和功能的影响,通过高通量测序技术,哈尔滨市双城区垃圾堆放土壤和距离垃圾堆放50m的土壤细菌群落结构进行分析及功能预测.结果 表明:对照组和处理组分别得到85435和76432条有效序列;相较于未堆放土壤,堆放生活垃圾的土壤细菌Chao1指数降低14.47％,细菌Sh...     

土壤微生物群落对棉花黄萎病的影响

对河南新乡市乔谢村发生棉花黄萎病有较大差异的相邻两块地中土壤的氮、磷、钾含量以及微生物群落结构和数量进行了分析。结果表明:轻病地中碱解氮和速效钾的含量明显高于重病地,而速效磷的含量低于重病地;轻病地中真菌的数量明显低于重病地,而放线菌的数量明显高于重病地。     

大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析

研究旨在解析根腐病发生时大蒜根际土壤真菌群落结构,明确大蒜根腐病与根际土壤真菌群落多样性变化的关系,探明根腐病发生的微生态机制,为病害的防控提供理论基础。以新疆连续3年的大蒜根腐病发病田的根际土壤为研究对象,采用高通量测序方法对大蒜根际土壤总DNA的真菌ITS区序列进行大规模测序分析。结果表明,与健康对照相比,在门的水平上,子囊菌门和接合菌门真菌是大蒜根腐病根际土壤的优势真菌类群,其中高水平的子囊菌门菌群与病害发生有着密切的关系。在属的水平上,注释获得137个属,其中19个属与大蒜根腐病有较大的相关性。镰刀菌属真菌数量在病土中高于健康对照。随着连作年限的延续,根腐病的发生愈发严重,土壤中真菌群落的Shannon指数、Simpson指数、真菌属的数量逐年降低,大蒜根腐病的发生与植株根际真菌群落组成及多样性密切相关,土壤真菌类群的平衡和多样性改变是根腐病发生的一大诱因。     

有机肥对土壤微生物群落特征影响的研究进展

土壤微生物是评价土壤健康的关键指标,农业生产中,施肥提高土壤肥力和粮食产量的同时也深刻地改变着土壤微生物的生存环境。在农业生产发展和推广有机肥的基本政策下,研究有机肥料对土壤微生物的影响有利于全面、客观评价有机肥对土壤健康的意义。中国自20世纪70、80年代,布局了一批长期定位施肥试验,基于这些研究结果,对土壤微生物研究发展变化趋势及环境影响因素进行研究,阐述了有机肥在提高土壤微生物生物量和构建群落结构方面的积极效应,探讨了有机培肥对土壤微生物群落功能多样性的影响。总的来说,有机肥改变土壤微生物群落多样性和碳源利用特征,提高土壤细菌真菌比,增加古菌、固氮微生物和氨氧化微生物等功能微生物菌群丰度,抑制土壤病原菌的活性,从而起到提高土壤碳氮代谢活性和维护土壤健康的作用。有机肥构建土壤微生物群落结构的途径主要是引起土壤pH、养分含量、团聚结构、酶的活性等理化性质的改变,以及自身携带的外源微生物、抗生素、重金属等对土壤微生物群落特征的影响。施用有机肥时应综合考虑土壤条件、作物类型和肥料种类等因素。今后,可以通过新的生物技术深入挖掘微生物功能特性及作用机制,同时开发安全高效的新型微生物肥料,充分发挥微生物在农业绿色发展中的作用。此外,还要重视土壤健康微生物指标的开发和验证,深入开展土壤健康评价体系研究。     

应用454测序技术分析种植制度对黑垆土微生物多样性的影响

研究典型种植制度对旱地黑垆土微生物多样性的影响,对优化旱地作物种植制度、发挥土壤潜在肥力、实现土壤资源可持续利用有着重要的意义。通过27年长期定位试验,采用454测序技术分析了黄土高原旱作地区不同种植制度下黑垆土细菌、真菌多样性的变化情况。结果表明,不施肥低营养胁迫下,细菌多样性表现为粮豆轮作小麦连作裸地苜蓿连作,真菌多样性表现为小麦连作≈苜蓿连作裸地粮豆轮作。施氮、磷肥条件下,粮草长周期轮作(苜蓿→苜蓿→苜蓿→苜蓿→马铃薯→小麦→小麦→小麦+苜蓿)中土壤微生物多样性大致表现出先降低后增加的趋势,第4年苜蓿或苜蓿茬后第1年小麦微生物Chao指数和Shannon指数最低,苜蓿茬后第2年小麦微生物多样性最高,细菌Chao指数和真菌Shannon指数比连作小麦高22.0%和79.2%;粮草短周期轮作(红豆草→小麦→小麦+红豆草)中土壤微生物多样性大致呈现增加趋势,至红豆草茬后第2年小麦土壤微生物多样性达到最高,真菌Chao指数和Shannon指数均分别比连作小麦高50.8%和51.0%。黄土高原旱地区黑垆土采取粮食作物与豆科作物轮作可提高土壤微生物多样性。     

基于高通量测序分析云南大理剑川羊肚菌土壤细菌群落结构及多样性

采用Illumina MiSeq6000高通量测序技术,对云南省大理州剑川县六妹羊肚菌栽培土壤细菌进行分子生物信息深度分析,初步明晰羊肚菌栽培前后土壤细菌群落结构动态变化,进而为揭示羊肚菌连作障碍机理提供数据支撑。研究结果显示,栽培前后土壤采样点细菌优势菌门均为Proteobacteria,原壤中优势属为Pseudomonas,优势种为Bradyrhizo biumelkanii;一年壤中优势属为Sphingomonas,新增Candidatus Jettenia属类群,其中Streptomyces puniciscabiei显著减少,新增细菌Ignavibacteriales bacterium和Chlorobi bacterium,且Ignavibacteriales bacterium在一年壤中占主导地位;羊肚菌原壤细菌OTU数量和Alpha多样性分析指数均高于羊肚菌一年壤。研究结果明晰羊肚菌栽培一年后,土壤细菌群落结构在种属水平发生显著变化,群落内物种分布多样性和均匀度减小,进而推测羊肚菌产生连作障碍可能与土壤中Acidobacteriota（门）、Verrucomicrobi...     

基于高通量测序技术研究栽培苍术根际土壤微生物变化

苍术为多年生草本植物,传统的种植方式是连续多年在同一地块种植,这往往导致其生长发育受阻和土传病害的发生,根际微生物被认为是植物的第二基因组,对植物的生长发育具有重要作用。为分析栽培苍术对根际土壤微生物的影响,探讨苍术病害发生与微生物变化间的关系,以陕西省柞水县下梁镇种植过3年苍术的根际土壤,以及从未种植过苍术地块的土壤为试验材料,利用高通量测序方法对微生物群落进行扩增子测序分析。结果表明,栽培3年后,苍术根际土壤细菌和真菌结构发生变化,细菌群落多样性和丰富度下降,真菌群落多样性下降、丰富度上升,变形菌门、放线菌门和酸杆菌门是细菌中的优势菌群,子囊菌门、被孢霉门、担子菌门是真菌中的优势菌群。栽培3年后,苍术的根际土壤微生物呈有益菌下降、病害菌增加的趋势。     

菊花枯萎病植株根际土壤细菌群落多样性比较

菊花枯萎病(Fusarium oxysporum f. sp. chrysanthemi)是目前影响菊花产业发展的一种侵入土壤根部传播的病害。笔者利用Illumina MiSeq高通量测序技术探讨菊花患枯萎病的发病植株和菊花健康植株的土壤根际微生物群落结构的差异。结果表明,菊花枯萎病的发生对根际土菌落丰富度存在明显影响。健康菊花植株和患病菊花植株根际细菌OTU数分别是1831和1723个,两者共有为1661个,菊花健株根际土壤中细菌OTU总数比菊花病株增加6.23%,特有OTUs数是患病植株的2.74倍。从土壤根际群落结构的多样性水平上看,菊花患枯萎病植株低于菊花健康植株。Alpha多样性指数显示,菊花病株根际土壤的Shannon、Ace以及Chao1指数比健株降低1.60%、5.71%和6.62%。此外,菊花患枯萎病植株与健康植株在土壤细菌群落多样性的结构上也有明显差异,菊花健康植株根际土中,主要α-变形菌纲(α-proteobacteria)、芽孢杆菌纲(Bacilli)、绿弯菌纲(Chloroflexia),其相对丰富度分别比病株高10.27%、1.51%、9.54%;在属水平上...     

轮作模式下土壤微生物与线虫群落的互作研究现状

作物轮作种植在中国应用历史悠久,而针对不同地区不同栽培目的的轮作模式研究一直处于探索中。笔者以轮作在土壤生态学方面对土壤的改良作用着手,分析国内外学者关于多种轮作模式下土壤线虫与微生物群落的相关研究,讨论轮作模式下土壤理化性状对两者的影响以及在团聚体中微生物和线虫群落的关系。从宏观及微观空间尺度下分析两者在土壤生态系统食物网中的相互作用,根据其互作效应探究微生物、线虫对土壤环境的指示作用,以此来达到合理轮作、培肥土壤、作物可持续稳产高产的目的,使得农田土壤状况向着更有利于作物生长发育的方向发展。     

阔叶丰花草对华南丘陵果园土壤微生物群落结构的影响

为了明确华南丘陵果园种植阔叶丰花草(Borreria latifolia)对土壤的生态效应,以清耕和自然生草为对照,研究了丘陵荔枝园种植阔叶丰花草对土壤基本理化指标和土壤微生物群落的影响。结果表明：相对于自然生草和清耕对照,阔叶丰花草处理显著提高土壤有机质和速效氮含量。与清耕对照相比,阔叶丰花草和自然生草处理显著提高土壤细菌香农和辛普森指数多样性指数,但对真菌的α多样性影响不显著。细菌Chao1和谱系多样性指数与土壤速效钾呈正相关,而真菌香农指数与土壤有机质呈正相关。荔枝园土壤检测到44个细菌门类,其中酸杆菌门(23.63%～34.87%)、变形菌门(20.62%～28.57%)、绿弯菌门(9.64%～23.85%)为优势细菌门;检测到13个真菌门类,其中子囊菌门(55.97%～69.67%)、担子菌门(7.28%～10.94%)、球囊菌门(1.15%～3.41%)为优势真菌门。从真菌属水平来看,阔叶丰花草处理土壤古根菌属相对丰度占20.91%,与自然生草和清耕对照的差异达到极显著水平。优势微生物类群相对丰度和土壤理化性质的冗余分析结果表明,土壤有机质、速效氮和速效钾对细菌和真菌群落结...     

土壤细菌群落结构及功能多样性对烤烟连作的响应

探索烤烟连作对土壤细菌群落结构及功能多样性的影响,对深入理解连作障碍成因,制定土壤保育措施具有一定的理论和指导意义。利用高通量测序技术对云南省3个核心烟区不同连作年限（0、2、4和8年）耕层土壤细菌16S rDNA V3-V4片段进行测序,并结合土壤化学性质进行细菌群落分布与环境因子的相关性分析。结果表明,云南曲靖、红河烟区烟田土壤排前10位的细菌优势菌属相对丰度累积总和分别为11.43%～17.46%和15.82%～22.35%,细菌群落丰富度和多样性均随连作年限的延长极显著或显著增加,文山烟区烟田排前10位的土壤优势细菌菌属相对丰度累积总和为17.66%～23.08%,随连作年限的延长呈先降后升的趋势,细菌群落丰富度和多样性随连作年限的延长极显著提高;氨基酸代谢和其他次生代谢产物合成功能丰度是连作土壤细菌群落的主要代谢路径,随连作年限的增加区域间存在差异。冗余分析结果表明,土壤化学性质与细菌群落分布密切相关,其中pH是影响土壤细菌群落变化的核心环境因子,贡献值（18.12%）最高。综合而言,不同烟区土壤细菌群落多样性、功能多样性和优势菌属相对丰度随连作年限的增加,其变化趋势存在差异...     

花针期灌水对花生植株生长发育及光合物质积累的影响

为了明确花针期灌水后不同品种花生植株生长发育、 产量及构成因素的影响, 以不同花生品种为材料, 在花针期灌水后对不同器官的干物质积累进行了研究。结果表明, 花针期灌水处理对不同花生品种不同农艺性状及产量影响不同, 灌水处理下 ‘花育 25号’ 的主茎高、 侧枝长与其对照间差异不明显,但产量上差异明显; 即 ‘花育 25号’ 各性状和产量对灌水处理的适应性较好,‘花育 20号’ 表现较差。各品种主茎高和侧枝长的生长发育状况可用 Logistic方程很好的拟合, 花针期灌水可使主茎高和侧枝长最大生长速率出现时间(Tm)均提前, 主茎高Tm提前 2~5天, 侧枝长Tm提前 3~7天; 花针期灌水使 ‘花育22号’ 和 ‘花育 25号’ 两品种主茎高的最大生长速率(Vm)分别提高 21.29%、 5.67%, 侧枝长最大生长速率分别升高 3.61%和 5.42%, 却使 ‘花育 20号’ 主茎高和侧枝生长的最大生长速率(Vm)分别降低 15.48%和21.81%。花针期灌水处理下各品种基部茎长和茎粗均于开花后 20天的结荚期达峰值,‘花育 25号’ 、‘花育 20号’ 和 ‘花育 22号’ 三品种基部茎长较对照分别提高 0.30 cm、 0.57 cm和 0.46 cm, 其基部茎粗分别提高 18.33%、 11.11%、 10.34%。花针期灌水使各品种灌水生产效率明显提高,‘花育 22号’ 和 ‘花育 25号’ 灌水生产效率分别为 25.26 kg/mm和 22.6 kg/mm。无论是田间自然条件下还是花针期灌水处理, 均以 ‘花育 25 号’ 产量最高, 分别达 4794.3 kg/hm²和 5030.25 kg/hm²,‘花育 25 号’ 抗性和广适性能力均较强。     

茶园土壤真菌群落组成及影响因素研究

茶园土壤真菌群落多样性是评价茶园土壤环境质量与健康的重要依据。以代表性古茶山森林、现代茶园和古茶园土壤为研究对象,采用Illumina平台Hiseq 2500高通量测序技术,对真菌18S rDNA区段测序,结合土壤养分水平分析,探究不同类型土壤真菌群落组成及其与养分状况的关联性。结果表明：子囊菌、担子菌、接合菌、壶菌和球囊菌5个门的相对丰度占真菌群落的97.17%~99.67%,Cryptococcus、Archaeorhizomyces和Mortierella 3个属在森林和茶园土壤中分布广泛;土壤真菌群落多样性和丰度与土壤pH、C:N和Olsen-P的相关性明显高于有机质、碱解氮和有效钾;茶园土壤真菌数量和多样性优于森林土壤;属最佳分类水平上,森林土壤优势群落Hannaella、Trichoderma、Alternaria、Herpotrichiellaceae、Russula、Membranomyces、Gliocladiopsis、Penicillium等丰度与土壤C:N含量呈显著正相关关系,茶园土壤优势群落：Cryptococcus、Archaeorhizomyces、Fusarium、Exophiala、Mortierella和Metarhizium等丰度与土壤pH、有机质、碱解氮、有效钾和Olsen-P呈显著正相关关系。茶树种植及年限和不同茶山土壤pH及碳氮磷钾养分状况与茶园土壤真菌群落结构及多样性关系密切。