包头南海湖不同湖区春季沉积物细菌群落结构

[目的]探究包头南海湖不同功能区域春季沉积物细菌群落多样性。[方法]采用高通量测序技术对进水口区、旅游开发区、湖心区和水草区共4个采样点表层沉积物细菌进行测定。[结果]不同区域物种丰富度和均匀度表现为水草区>进水口区>湖心区>旅游开发区。从门水平来看,沉积物细菌主要为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria)等;从属水平分析,优势类群集中在硫杆菌属(Thiobacillus)、norank-f-anaerolineaceae。对沉积物细菌群落与环境因子做相关性分析,TN、TP、TOC对沉积物细菌群落结构影响较大。[结论]Thiobacillus在南海湖春季沉积物中广泛存在,其在地球生化循环中发挥着重要作用,而且极有可能诱发黑臭水体出现,应在以后研究中得到更多关注,并控制TN、TP以及TOC量,为预防南海湖黑臭水体的发生提供理论依据和基础数据。     

退耕还草 草田轮作是右玉县发展农牧业的长远大计

右玉县地处黄土高原、土地广阔,总面积为193000hm,其中耕地面积为53000hm,人均0．6hm。这里气候寒冷,风沙大,地多而贫瘠,属于干旱、半干旱地区,中低产田占相当大的比例。从这一实际出发,先从退耕还草起步,进而过渡到草田轮作,把用地和养地有效结合起来,既可以合理利用当地资源,扬地广之长,避自然气候之短,逐步创造良好的生产条件和生态条件,加快发展有机旱作农业,促进畜牧业生产的发展,尽快提高群众的生活水平。     

牛场肥水灌溉冬小麦对不同土层中氨氧化细菌群落多样性的影响

以河北省徐水县长期定位试验田为试验对象,利用末端限制性酶切片段多态性分析(T-RFLP)与构建氨单加氧酶基因(amo A)克隆文库的方法,探究了不同灌溉制度(CK:清水灌溉;CF:无机肥灌溉;T1、T2、T3、T4、T5、T6:不同浓度的牛场肥水灌溉)下,0~20 cm与20~40 cm两个土层中氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的群落结构和多样性。根据AOB的末端限制性酶切片段多态性结果显示,在两个不同的土层中,T1处理(N 105 kg/hm~2,P2O539 kg/hm~2,清水∶沼液=2∶1)的Shannon-Wiener指数和Pielou指数均为最高,T4处理(N 420 kg/hm~2,P2O5156kg/hm~2,清水∶沼液=2∶1)的均为最低,且0~20 cm土层的多样性指数比20~40 cm土层的多样性指数高。表明牛场肥水的浓度同为2∶1时,多次灌溉会降低AOB的群落多样性,且表层土的AOB群落多样性要高于深层土的AOB群落多样性。基于amo A基因的系统发育树显示,0~20 cm土层中AOB主要属于亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌属(Nitrosomanas);20~40 cm土层中AOB则全部属于亚硝化螺菌属(Nitrosospira),说明不同土层之间的氨氧化细菌群落结构存在差异。     

亏缺灌溉对河套灌区向日葵土壤微生物群落结构多样性的影响

为明确亏缺灌溉对向日葵生育期内土壤微生物群落的影响,在河套灌区开展田间试验.以当地灌水水平为对照CK(330 mm),设置2个水分亏缺处理：轻度水分亏缺W1(210 mm)和重度水分亏缺W2(120 mm),分析亏缺灌溉对向日葵各生育期土壤表层(0～20 cm)微生物群落和理化性质的影响,并揭示土壤微生物与理化性质的内在联系.结果表明：处理W1提高了土壤微生物多样性及土壤细菌中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、真菌中被孢霉门等优势菌门的相对丰度.与CK相比,W1的土壤pH值平均降低了0.13,温度和硝态氮质量比分别平均提高了1.44℃和14.2%.Pearson相关性分析表明土壤含水率、温度、pH,EC、硝态氮是影响细菌多样性的主要因子;温度、铵态氮和硝态氮是影响真菌多样性的主要因子.冗余分析表明土壤含水率、EC和温度是影响细菌群落结构的主要因子;含水率、EC和铵态氮是影响真菌群落结构的主要因子.综上,轻度水分亏缺(W1)是适宜微生物生长的水分条件.     

宁夏老龄枸杞园撂荒过程中土壤理化性质和细菌群落变化特征

选取宁夏老龄枸杞园撂荒前和撂荒后连续 5年的土壤,利用高通量测序技术解析土壤 (0～20 和 20～40cm) 细菌群落结构,明确关键的土壤影响因子。结果表明：撂荒后 20～40 cm 土层含水量、有机质和碱解氮含量显著增加,含盐量、全氮、NH₄⁺-N 和 NO₃^--N 含量显著降低。表土有机质、碱解氮和速效磷逐渐增加,全氮则逐渐减少,细菌多样性指数普遍逐渐增大。撂荒后 Proteobacteria和Acidobacteriota 相对丰度分别增加 15.19%和28.38%,但Bacteroidota、Actinobacteriota 和 Cyanobacteria 相对丰度分别减少 26.72%、40.09% 和 46.13%。优势属 Hymenobacter、Limnobacter 和 Cavicella 数量增加了 13.18、8.98 和 6.24 倍,而 Candidatus＿Methylomirabilis 和 Flavisolibacter 降低了91.37%和72.98%。Pear...     

不同连作年限设施农用地土壤有机碳与细菌群落功能特征

为探明不同连作年限设施农用地土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)与细菌群落功能变化及其动态响应关系,以北京市南郊设施农业集中地为研究区,采用时空替代法系统分析了未种植(CK)、连作年限0～5年(0～5 a)、5～10年(5～10 a)、10～20年(10～20 a)和20年以上(20 a+)SOC、细菌群落结构及其代谢功能的变化。结合冗余分析(RDA)、典型相关分析(CCA)、PICRUSt2功能预测及Mantel test探究了SOC及其活性组分与细菌优势菌群的动态响应,以及与细菌代谢功能的相互关系。结果表明：连作使研究区微生物生物量碳(Microbial biomass carbon, MBC)、易氧化有机碳(Easily oxidizes organic carbon, EOC)、SOC含量及土壤有机碳密度(Soil organic carbon density, SOCD)均随种植年限先增后减,可溶性有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)含量在20 a+时最高,微生物熵(Q)随连作年限增加而减小。连作降低了土壤细菌的多样性...     

基于高通量测序的不同窖龄窖泥微生物结构与多样性分析

窖泥是浓香型白酒的根本,包含多种功能微生物,这些微生物对浓香型白酒的香味和品质有着重要的影响。该实验对四川成都某酒厂不同窖龄窖泥的微生物群落结构进行解析。结果表明随着窖龄增加,厚壁菌门(Firmicutes)大量富集,变形菌门(Proteobacteria)被淘汰。5年窖龄中的优势物种 Ampullimonas (27.66%)和 Lactobacillus (13.94%),在25年窖龄窖泥中丰度仅有0.15%和1.17%,随着窖龄的进一步增加,相对丰度增加到0.24%和2.77%。在5年窖龄窖泥中, Caproiciproducens 的相对丰度为2.53%,在25年窖龄窖泥中相对丰度高达40.40%,在70年窖龄中丰度下降,相对丰度为24.49%。窖泥中的优势产甲烷古菌都是氢营养型产甲烷古菌(Candidatus_ Methanoplasma , Methanobacterium,Methanobrevibacter 和 Methanoculleus 等)。随着窖泥窖龄的增加, Methanosarcina 与窖龄的增加呈现负相关的关系,在5年,25年和70年窖龄窖泥中相对丰度分别为22.56%,8.90%和3.25%,而Candidatus_ Methanoplasma 丰度显著增加,从9.24%增加到36.96%。该研究初步揭示了窖泥微生物随窖龄的变化情况,为窖泥的老化和“老窖出好酒”提供了微生物参考。     

麦秸秆配施沼液或化肥对梨产量及土壤细菌群落的影响

为探究麦秸秆配施沼液或化肥对梨生长发育及土壤细菌群落的影响,分析了等量氮素处理下全化肥(CF)、秸秆配施化肥(S-CF)、秸秆配施沼液(S-BS)、全沼液(BS)及不施肥(CK)对梨果产量及土壤细菌群落的影响。结果显示,与CK处理相比,CF处理提高梨果产量最好,其次为S-CF、S-BS处理。S-CF处理土壤细菌Chao1指数和Shannon指数明显高于其他各处理,其次为S-BS,BS处理土壤细菌Chao1指数和Shannon指数最低。主要优势菌纲为变形菌纲,占细菌类群的38.18%～46.45%。与CK处理相比,变形菌纲和拟杆菌纲相对丰度在BS处理最高,厌氧绳菌纲、酸杆菌纲和放线杆菌纲相对丰度在BS处理组最低。秸秆处理降低变形菌纲和拟杆菌纲的相对丰度,提高厌氧绳菌纲、酸杆菌纲和放线杆菌纲相对丰度。结果表明,秸秆配施沼液或化肥不会导致梨果产量降低,还提高土壤细菌群落丰富度和多样性,可为当地梨产业合理施肥提供理论依据。     

旱区滴灌条件下不同养分组合对叶用枸杞土壤活性碳库及细菌群落的调控效应

为探明干旱区滴灌条件下不同氮磷养分组合对叶用枸杞土壤活性碳库、细菌多样性及群落特征的影响,该研究设置施氮量(40,60和80 mg/L)、施磷量(10,20和30 mg/L)2因素3水平试验,采用高通量测序等方法研究土壤细菌群落特征与土壤环境因子之间的关系.结果表明,滴灌不同氮磷养分组合通过改善土壤养分状况,从而影响叶用枸杞产量.施氮60 mg/L、施磷30 mg/L处理下,N2P3处理下,叶用枸杞产量最高.施氮60 mg/L、施磷10 mg/L,N2P1处理下叶用枸杞根际土壤细菌群落多样性和丰富度表现最佳.不同氮磷配施处理下根际土壤细菌群落相对丰度存在差异,门水平优势类群主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽孢菌门(Gemmatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicutes)等.冗余分析(RDA)和相关性Heatmap图表明,不同处理下土壤细菌群落多样性与有机碳(TOC)、易氧化有机碳(EOC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和硝态氮(NO3-N)等环境因子显著相关.综上,滴灌条件下合理氮磷配施能有效改变土壤细菌群落结构,提升土壤肥力,为旱区叶用枸杞养分高效利用和资源可持续发展提供理论依据.     

不同来源接种物对不同原料产氢烷潜力的影响及微生物群落结构分析

接种物的特性关系到能否正常启动厌氧消化系统,是厌氧消化系统启动成败的关键所在。以牛粪(NF)、秸秆厌氧消化液(ZY)和餐厨干发酵物出料(CN)3种接种物为研究对象,研究了不同接种物对不同原料产氢烷潜力的影响及其微生物群落结构特性。结果表明：厨余-CN和玉米秸秆-NF组的最高产甲烷和产氢速率分别为42.4和26.5 mL·g^-1VS·d^-1。玉米秸秆-NF组的累积甲烷产量最高为80.9 mL·g^-1VS,分别比其它实验组累积产甲烷量高出18.1%～255.4%。玉米秸秆-NF组在产甲烷和产氢气方面均为最优,其次是厨余-CN组。Proteiniphilum(16.2%)、Turicibacter(12.6%)和Methanocorpusculum(80.5%)、Methanobrevibacter(18.6%)是NF接种物在属水平上的优势细菌和古菌。因此,不同微生物样本的微生物群落结构存在较大显著性差异,不同原料的产氢烷潜力均受不同接种物中的多种微生物种类和丰度的影响,牛粪接种物消化玉米秸秆原料的产氢产甲烷潜力最优。     

生物炭对设施连作土壤真菌群落结构与多样性的影响

为分析设施连作土壤中真菌群落结构对生物炭的响应,以缓解设施连作障碍及扩大生物炭在设施连作栽培中的应用,依托温室盆栽试验,以“德尔3号”嫁接黄瓜为试验材料,分别取连作20、15、10、5、1、0年（对照）蔬菜土壤,通过添加一定量（20 t/hm²）的生物炭处理后,研究生物炭调控对连作土壤中真菌群落结构及多样性的影响。试验结果表明：不同年限的连作土壤添加一定量生物炭处理后,增加了担子菌门（Basidiomycota）及接合菌门（Zygomycota）在土壤中的比例,在一定程度上降低了土壤中壶菌门（Chytridiomycota）及其他未知菌门的比例,并且以连作15年蔬菜土壤（L15J）表现最为明显;显著提高土壤中真菌丰度,以连作15年蔬菜土壤（L15J）及种植1年蔬菜土壤（L1J）表现最为明显;同时提高了连作20年（L20J）土壤中真菌的多样性;各处理在200～400个OTUs时有大量真菌的新物种出现,以连作20年（L20J）土壤的真菌物种种类最多。研究表明,不同连作年限土壤中施入一定量的生物炭,增加了有益真菌菌群在土壤中的比例,提高了土壤中真菌丰度及多样性。     

生物炭对设施黄瓜根际土壤养分和菌群的影响

以设施黄瓜根际土壤为试验对象,通过每hm2添加5、10、20、40、60 t不同生物炭量作为处理,研究黄瓜结果期养分和细菌群落变化规律,探讨生物炭调控二者间相互作用机制。试验结果表明:在生物炭添加量为5~60 t/hm2时,在黄瓜结果期可不同程度提高根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机碳含量和全氮质量比;在20~60 t/hm2时,可明显提高结果盛期根际土壤细菌中变形菌门、放线菌门、厚壁菌门丰度而降低酸杆菌门、绿弯菌门丰度;生物炭通过调控并提高变形菌门γ-变形菌纲、放线菌门放线菌纲放线菌目等细菌数量和比例,促进根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾质量比的提高;经综合比较,20 t/hm2的生物炭量处理效果优于其他处理,与对照相比,在结果盛期可提高根际土壤碱解氮质量比39.86%、速效磷质量比135.95%、速效钾质量比81.35%、有机碳质量比82.89%、全氮质量比73.77%。     

种植方式对华北平原典型农田土壤微形态特征的影响

以华北平原曲周18年长期定位试验的农田土壤为研究对象,利用偏光显微镜观察常规种植、无公害种植和有机种植3种种植方式下的土壤薄片,研究种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:3种种植方式下的土壤和土壤粗颗粒的矿物组合基本一致,主要由石英和长石组成,但颗粒的形态和粒径有一定差别;有机种植下,土壤表层结构由中度分离的块状和板状结构为主变为团粒结构为主,发育良好的团聚体含量明显增加,土壤容重显著下降,有机质显著增加;表层土壤容重为1.19 g/cm~3,有机质含量为22.67 g/kg,总孔隙度高达32%。常规种植条件下,土壤表层结构以中度分离的块状结构为主,土壤结构较为紧实,发育程度较低;表层土壤容重为1.30 g/cm~3,有机质含量为18.42 g/kg,表层的总孔隙度为30%。无公害种植条件下,土壤表层结构以中度分离的团块状结构和少量的高度分离的粒状结构为主,土壤结构发育程度居于有机种植和常规种植二者之间。因此,有机种植条件下土壤结构疏松,土壤透气性良好,有利于作物生长。     

玉米秸秆还田对土壤微生物群落数量的影响

为探讨玉米秸秆还田对土壤微生物群落数量的影响,设置不同季节与不同剂量秸秆还田试验,寻求最佳季节与用量。研究结果表明:随季节变化推移,土壤中细菌、真菌、自生固氮菌、纤维素分解菌的群落数量在秋季达到最大,放线菌数量在夏季达到最大,硝化细菌数量随季节变化不明显;当秸秆施入量为800kg/667m2时,除硝化细菌数量变化不显著外,其余各微生物群落数量均达到最大,且与各处理相比差异极显著。     

稻麦轮作区秸秆还田对水稻土结构的影响

为探明稻麦轮作区秸秆还田对水稻土结构的影响,依托常熟农业生态试验站25 a的长期定位试验,研究秸秆还田对水稻土容重、团聚体分布及稳定性、团聚体有机碳分布和孔隙大小分布的影响。试验设不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥和半量秸秆还田(NPKS1)、化肥和全量秸秆还田(NPKS2)等处理。采集各小区耕层水稻土,通过湿筛的方法测定团聚体分布及稳定性,通过X射线CT扫描和图像处理得到孔隙结构信息。结果显示,与CK相比,单施化肥(NPK)能显著提高土壤有机碳含量、降低土壤容重,对团聚体分布及稳定性、大孔隙度(大于0.032 mm)、孔隙大小分布没有显著影响。与NPK处理相比,秸秆还田(NPKS1、NPKS2)分别使土壤容重降低14.0%和19.4%,有机碳含量提高10.0%和23.1%,但是对团聚体分布及稳定性影响不显著;化肥和半量秸秆还田(NPKS1)对大孔隙度和孔隙大小分布没有显著影响,化肥和全量秸秆还田(NPKS2)的大孔隙度(大于0.032 mm)提高了110.6%,各当量孔径范围的孔隙度也明显提高(大于1.5 mm除外)。结果表明,经过25 a的秸秆还田,稻麦轮作区全量秸秆还田能够降低土壤容重,增加土壤有机碳含量和各级团聚体中有机碳含量,增大土壤总孔隙度和大孔隙度,改善水稻土的物理结构;而半量秸秆还田没有显著改善水稻土的孔隙结构。     

腐殖酸强化脱硫石膏改良油污盐碱土壤的研究

以腐殖酸为表面活性剂进行了脱硫石膏改良油污盐碱土壤的土柱实验,研究了不同洗盐条件下土壤渗透性能、电导率和pH值的变化规律。研究结果表明,油污显著影响脱硫石膏改良盐碱土壤的效果,淋洗前后油污土壤的碱化度仅从42.78%下降到37.72%;而加入腐殖酸表面活性剂后,油污盐碱土壤碱化度由42.78%下降到23.20%,淋出液电导率值显著增高,且pH值有所变化,证明加入腐殖酸表面活性剂可显著强化脱硫石膏改良油污盐碱土壤。     

菌肥对污灌区玉米土壤Zn形态的影响

采用盆栽试验,研究了污灌区土壤中施用菌肥(0 g/盆、50 g/盆、100 g/盆、200 g/盆)对不同品种玉米(晋单56号、长玉16号、大正2号)土壤中锌形态的影响。结果表明,施入不同用量的菌肥后土壤中的可交换态锌、碳酸盐结合态锌和铁锰氧化物结合态锌量均比对照低,有机结合态锌和残留态锌量高于相对应的对照。其中可交换态锌和碳酸盐结合态锌量在施加菌肥后差异显著(p0.05),降幅分别为24.66%~45.83%和31.71%~56.01%。铁锰氧化物结合态Zn量降低幅度为0.15%~31.66%,降低最大的是菌肥用量为200 g/盆的晋单玉米土壤,比其对照降低了56.9%。施用菌肥后有机结合态锌量提高22.98%~154.97%,菌肥用量为50 g/盆的晋单玉米土壤有机结合态锌量最高,比其对照提高154.97%。施用菌肥后残留态锌量提高3.29%~24.9%。     

有机肥对我国盐碱地土壤改良及作物生长影响的研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地战略资源,盐碱地的绿色改良与合理有效利用对于保障我国粮食安全具有重要意义。近年来,有机肥在农业生产中的应用越来越广泛,有机肥改良盐碱地的研究也备受关注。然而有机肥对盐碱地的改良效果受盐碱类型、原料种类、施用方式（单施、配施）、施用量、作物种类以及施用年限等因素的影响,不同研究得出的结论具有差异且缺乏系统总结,限制了有机肥在盐碱地中的发展与应用。基于此,本文综述了有机肥对我国盐碱地土壤理化性质、土壤微生物、作物产量及品质等方面影响的研究成果,从环境友好角度分析有机肥改良盐碱地的效果及存在的问题,并结合我国国情提出有机肥在盐碱地中进一步研究的方向,以期为我国盐碱地绿色生态治理提供参考。