覆盖对城市裸露土壤真菌多样性及群落结构的影响

  目的  本试验旨在探究不同覆盖材料对土壤真菌多样性及群落结构的影响。  方法  通过控制试验,运用Illumina MiSeq高通量测序技术对以脲醛树脂为胶黏剂制备的有机覆盖垫（NQ）、有机覆盖物（Y）、树皮（S）、木片（M）、鹅卵石（E）、陶粒（T）覆盖和无覆盖（CK）6种覆盖材料下的土壤真菌群落进行测定,并对其进行多样性和群落结构的分析。  结果  6种覆盖材料中,树皮处理下的土壤真菌群落的物种多样性和丰富度最高,以脲醛树脂为胶黏剂制备的有机覆盖垫处理下的土壤真菌多样性和丰富度最低。不同覆盖处理的土壤中,真菌物种和优势物种存在差异。在门水平上,子囊菌门为最优势菌门,相对丰度为70.84% ~ 86.86%,远远大于次优势的担子菌门（相对丰度为3.27% ~ 12.78%）。在属水平上,有机覆盖垫、鹅卵石、陶粒、树皮以及无覆盖处理中g_unclassified_o_Hypocreales为最优势属,在木片覆盖处理中,最优势属为毛壳菌属,在园林绿化废弃物覆盖处理中g_unclassified_o_Eurotiales为最优势属。相关性分析结果显示,土壤速效磷含量与土壤真菌多样性呈极显著负相关（P < 0.01）,与土壤真菌丰富度呈显著负相关（P < 0.05）;土壤有机质含量与土壤真菌多样性呈显著负相关（P < 0.05）,与土壤真菌丰富度呈极显著负相关 （P < 0.01）。毛壳菌属、g_norank_p_Mucoromycota、g_unclassified_f_Pyronemataceae、镰刀菌属受环境因子影响较大。  结论  覆盖措施能够影响土壤真菌多样性和丰富度以及群落结构,不同覆盖材料对土壤真菌群落的物种多样性和丰富度以及群落结构影响不同。土壤速效磷、有机质含量是影响土壤真菌多样性和丰富度的重要因素,不同物种对于环境因子的响应也存在差异。本研究设置的6种覆盖材料中,使用树皮作为覆盖物处理下的土壤真菌多样性和丰富度最高。      

基于高通量测序分析间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物的影响

【目的】探究甘蔗间作猫豆对甘蔗根际土壤微生物多样性的影响,为改善甘蔗根际土壤微生物群落结构及促进甘蔗生长提供理论参考。【方法】采用单因素试验设计,分析单作甘蔗（CK）和甘蔗间作猫豆（T处理）2种种植方式对甘蔗根际土壤养分的影响,并采用Illumina HiSeq高通量测序技术,在门和属水平上分析甘蔗根际土壤微生物群落结构,在种水平进行主成分（PCA）分析。【结果】T处理的根际土壤中全氮、全钾、水解性氮、有效磷和有机质含量均大于CK。T处理的根际土壤中细菌的丰富度和多样性高于真菌的丰富度和多样性;T处理的根际土壤中细菌丰富度高于CK,但差异不显著（P> 0.05,下同）,其多样性显著高于CK（P< 0.05,下同）;T处理的根际土壤中真菌的丰富度和多样性均显著高于CK。CK和T处理土壤样品的主要优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和酸杆菌门（Acidobacteria）,其相对丰度均大于10.00%,优势细菌属分别为水恒杆菌属（Mizugakiibacter）、游动四孢属（Luedemannella）、乳杆菌属（Acidothermus）和布氏杆菌属（Bryobacte）,但T处理根际土壤样品中水恒杆菌属、游动四孢属和乳杆菌属的相对丰度分别较CK下降2.47%、1.78%和0.68%,其他细菌属分别增加0.10%～0.86%。CK和T处理根际土壤中优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）,分别为80.00%和92.00%,其次是担子菌门（Basidiomycota）,分别为8.00%和6.00%,排名前3的优势真菌属均为戴氏霉属（Taifanglania）、毛壳属（Chaetomium）和镰刀菌属（Fusarium）。CK和T处理的6份根际土壤样品在种水平上的主成分（PCA）分析结果显示,细菌群落PC1的变异为29.37%,PC2的变异为20.26%,二者的总贡献率为49.63%;真菌群落PC1的变异为33.44%,PC2的变异为27.73%,二者的总贡献率为56.17%。CK与T处理的细菌群落分别属于不同象限,CK位于第1和第3象限,而T处理位于第2和第4象限。【结论】甘蔗间作猫豆可改善甘蔗根际的土壤养分状况,改变甘蔗根际微生物的群落结构,提高细菌和真菌的丰富度和多样性,但未影响优势菌门的排序。     

间作麦冬对茶园土壤理化性质及微生物群落结构的影响

【目的】分析间作麦冬对春季茶园土壤养分、酶活性和微生物群落结构的影响,探讨不同种植模式条件下,茶园土壤环境、微生物群落间的互作机制,为茶园间作模式提供理论依据。【方法】以山地梯田茶园为研究对象,通过16S rDNA高通量测序技术等,分析茶树单作、茶树—麦冬间作及茶园空地土壤（CK）的土壤养分含量、土壤酶活性及细菌群落结构多样性与丰富度差异。【结果】相对于单作,间作麦冬能显著提高茶园土壤含水量与有机质、速效氮、速效磷和速效钾含量（P<0.05,下同）,以及脲酶、蛋白酶、纤维素酶和酸性磷酸酶活性,而pH无明显变化。相对于单作和CK,间作麦冬对茶园土壤细菌群落的多样性和丰富度无明显影响,但群落结构发生显著变化;其土壤变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）的相对丰度显著提高,而绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度显著降低。相关分析结果表明,变形菌门和放线菌门与土壤速效营养、有机质和土壤相关酶呈显著正相关;芽单胞菌门与速效氮、速效磷呈显著正相关;绿湾菌门与有机质呈显著负相关。LEfSe分析结果表明,变形菌门中的根瘤菌目（Rhizobiales）、黄单胞菌目（Xanthomonadales）、罗丹诺杆菌科（Rhodanobacteraceae）、褚氏杆菌属（Chujaibacter）、伯克氏菌科未分类菌属（unidentified_Burkholderiaceae）,以及放线菌门中的放线菌门未分类菌纲（unidentified_ Actinobacteria）为间作茶园土壤样本的标志性微生物,且相对丰度显著高于CK和单作处理。【结论】茶园间作麦冬可诱导土壤细菌群落结构发生变化,能富集更多参与土壤营养循环和拮抗病原菌的有益细菌,有利于提高土壤养分供给能力和茶树的抗病性。     

氮磷钾肥不同组合对植烟土壤细菌群落结构的影响

施用氮磷钾肥能提高植烟土壤速效养分含量并影响土壤细菌多样性和群落结构。本研究采用高通量测序和RDA方法研究氮磷钾不同施肥组合对植烟土壤细菌多样性的影响,以期为施用氮磷钾肥调控土壤细菌多样性、改善土壤微环境提供理论依据。结果表明,移栽后30 d,施肥处理显著提高土壤细菌丰富度和多样性。移栽后90 d, NK处理相比于CK显著降低细菌多样性。移栽后30 d,在门水平上,施肥处理提高了放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)等优势菌门的相对丰度,降低变形菌门(Proteobacteria)相对丰度。在属水平上,施肥处理提高罗河杆菌属(Rhodanobacter)、朱氏杆菌属(Chujaibacter)和Granulicella等优势菌属的相对丰度,降低新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium)和马赛菌属(Massilia)相对丰度。RDA分析表明,土壤pH值和速效养分对细菌群落结构组成影响显著,其中pH、碱解氮和速效磷是主要影响因子。关联分析表明,土壤细菌多样性与烟草农艺性状相关指标呈显著或极显著正...     

铺地木蓝对肇庆地区柑橘园土壤养分及细菌群落的影响

【目的】探究铺地木蓝在柑橘果园种植 1 年后对杂草、0~20 cm 土层土壤养分含量和土壤细菌多样性的影响。【方法】设置自然生草（CK1）、土壤覆盖遮草布（PD1）、土壤覆盖银黑地膜 + 种植铺地木蓝（PD2）、种植铺地木蓝（PD3）4 个处理,1 年后调查杂草种类、测定土壤理化性质（pH、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾）和土壤细菌群落情况。【结果】 PD2 处理土壤全氮（0.86 mg/g）、全磷（0.78 g/kg）、速效磷（23.84 mg/kg ）、全钾（11.91 g/kg）、有机质（34.82 g/kg）含量最高;PD2 处理土壤全氮和碱解氮含量比 PD1处理的分别增加了 0.37、27.43 mg/kg,PD1 处理土壤全磷含量最低（0.41 g/kg）,PD3 处理速效磷（10.67 mg/kg）和有机质（25.99 g/kg）含量最低;PD1~PD3 处理的土壤全钾含量均大于 CK1 处理,速效钾含量则相反;杂草调查结果表明 PD1、PD2 处理均可很好地抑制杂草的生长。与 CK1 相比,PD1~PD3 处理均可降低土壤细菌群落多样性,但不影响细菌群落分布均匀性。PD2 和 PD3 处理的土壤细菌群落结构和丰度较相似,表现为变形菌门（Proteobacteria）相对丰度降低,绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、罗库菌门（Rokubacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）等有益细菌的相对丰度增加;其中 PD2 处理的优势菌属为 MND1（3.47%）、Sh765B-TzT-35（4.37%）,PD3 处理的优势菌属为 MND1（4.29%）。从 PD1 处理土壤中检测到视为土壤环境恶化的标志类群异常球菌 - 栖热菌门（5.10%）。【结论】柑橘果园行间道覆盖地膜后再种植铺地木蓝的综合表现最好,可以增加土壤养分和土壤中有益细菌群落的相对丰度。     

长期应用稻鳖共生系统对土壤细菌群落结构及其多样性的影响

【目的】探究长期应用稻鳖共生系统对稻田土壤养分含量、土壤细菌群落结构及其多样性的影响,为阐释稻鳖共生模式对稻田土壤微生物多样性的影响机制提供科学依据。【方法】以2年稻鳖共生田（RT2）、5年稻鳖共生田（RT5）和8年稻鳖共生田（RT8）为研究对象,采集各处理0~10 cm土层土壤样品,测定土壤养分含量,利用Illumina MiSeq高通量测序技术探究土壤细菌群落结构,对比分析不同应用年限稻鳖共生田的土壤养分含量及土壤细菌群落多样性差异。【结果】长期应用稻鳖共生系统明显提高稻田土壤的全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量及土壤pH,5年稻鳖共生田的全磷和速效磷含量显著高于2年稻鳖共生田（P<0.05,下同）,8年稻鳖共生田的土壤全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于2年稻鳖共生田,有机质、全钾和速效钾含量均以5年稻鳖共生田最高,8年稻鳖共生田最低。Alpha多样性分析结果显示,土壤细菌群落多样性Shannon指数、PD whole tree指数和Chao1指数均表现为RT5处理>RT8处理>RT2处理。各样本检测到的细菌类群隶属于51门136纲192目337科557属和113种。物种群落组成分析表明,变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是稻鳖共生田土壤细菌的主要优势菌群;不同年限的稻鳖共生田土壤细菌群落结构差异主要表现在物种均匀度上,RT2处理的变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、酸杆菌门、栖热菌门（Deinococcus-Thermus）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）和奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度均存在显著差异;RT8处理则仅在变形菌门、拟杆菌门、浮霉菌门和互养菌门（Synergistetes）4种菌种间具有显著差异。【结论】长期应用稻鳖共生系统可在不施用化肥的情况下,维持土壤主要养分含量,增加稻田土壤细菌群落多样性,扩大优势菌群相对丰度,形成更稳定的土壤微环境。     

牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中碳氮转化及真菌群落的影响

为揭示牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中真菌群落动态及其对碳氮转化的影响,使用高通量测序技术探索了牛粪和菌渣堆肥过程中真菌群落组成、结构的变化,利用生物信息学的方法分析了真菌群落及其与碳、氮组分间的相互作用关系。以牛粪和菌渣作为研究对象,采用条垛式堆肥的方法共堆肥42 d,设CK(100%双孢菇菌渣)和CD（双孢菇菌渣∶牛粪=7∶3）两个处理。结果表明：CD处理比CK堆肥总有机碳（TOC）降低2.17%,腐熟期碳、氮分别提高48.69%和4.01%,发芽指数（GI）提高49.33%。添加牛粪提高了菌渣堆肥中真菌群落丰富度和多样性,堆体温度高且高温期延长23 d;子囊菌门和担子菌门是两处理的优势菌门;CD处理食线虫菌属（Duddingtonia）、Coprinellus、鬼伞属（Coprinopsis）、细粒嗜热菌属（Thermomyces）的相对丰度均高于CK,有利于碳氮转化。利用Pearson相关系数构建网络模型,分析筛选出与碳氮转化相关的核心真菌属,CD处理有2个与TOC相关的核心真菌属（50%正相关）,CK处理中有7个属与TOC相关（28.6%正相关）。菌渣牛粪联合堆肥真菌共现网络的关联...     

短期内有机肥增施对高原土壤养分和细菌群落的影响

【目的】探索短期增施有机肥对高原土壤养分和细菌群落结构的影响。【方法】采用高通量测序技术对3种施肥处理(施加100%常规复合化肥、50%常规化肥+30 000 kg/hm²有机肥、25%常规化肥+55 000 kg/hm²有机肥)作用下的土壤进行养分含量和细菌群落结构分析。【结果】增施有机肥降低了土壤pH,提高了有机质、全氮、有效磷、有效钾、有效铜、有效铁的含量。在已知细菌群落中,3种不同处理下土壤的优势菌门包括变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、芽单胞菌门,其中酸杆菌门和变形菌门在增施有机肥处理下,相对丰度分别提高了3.99%和13.97%。鞘氨醇单胞菌属和芽单胞菌属是已知细菌群落中的优势属,在3种处理下的相对丰度存在差异。短期增施有机肥提高了土壤细菌丰富度,降低了细菌多样性。Pearson分析结果表明有机质和pH是影响细菌丰富度和多样性的主要驱动因子。KEGG功能预测表明基于合适量的有机肥增施下,土壤细菌与代谢、运输以及传导等功能相关的基因上调。【结论】短期内增施有机肥在一定程度上提高了土壤的养分含量和质量,同时也改变了土壤细菌群落和...     

制种玉米连作对土壤氮组分含量及根腐病发病的影响

为探究制种玉米连作根内微生物、土壤氮素与根腐病发病率间的相关关系,采用大田试验及高通量测序技术,以不同连作年限（5、10、15、20、25年）制种玉米田为研究对象,未种植玉米的地块为对照（CK）,调查玉米根腐病发病率,测定玉米根部内生菌与土壤不同形态氮素含量。结果表明,与对照（CK）比较,连作25年的地块土壤全氮含量显著降低,至0.72 g/kg;铵态氮含量显著升高,至72.97 mg/kg;而硝态氮与水解氮含量呈现先增加后下降趋势。5个连作地块的酸解氮、水解氮和铵态氮含量均显著增加,氨态氮含量显著下降;除连作5年外,其余4个连作地块的氨基酸态氮含量显著增加,全氮、非酸解氮和氨基糖态氮含量显著下降（P<0.05）。连作显著降低根内微生物多样性与丰富度（P<0.05）。在属水平,制种玉米根内优势细菌13个属,其中假单胞菌属（Pseudomonas）、根瘤菌属（Rhizobium）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、地杆菌属（Pedobacter）与泛菌属（Pantoea）丰度最高;优势真菌10个属,其中隔孢伏革属（Peniophora）、曲霉属（Aspergillu...     

生物有机肥与化肥配施对植烟土壤养分和真菌群落特征的影响

【目的】研究生物有机肥与化肥配施对植烟土壤养分和真菌群落特征的影响,为新型生物有机肥的合理应用与烤烟科学施肥提供依据。【方法】2017年4-10月在攀枝花市米易县新山乡中山村进行田间小区试验,试验共设置4个处理:生物有机肥+常规用量化肥(对照,CNA0)、生物有机肥+95%常规用量化肥(CNA1)、生物有机肥+90%常规用量化肥(CNA2)、生物有机肥+80%常规用量化肥(CNA3),每个处理重复3次。分别采集各处理烤烟成熟期土壤,通过化学分析和高通量测序分别测定其养分含量和真菌群落组成与丰度,并对不同处理植烟土壤化学性质与真菌优势类群进行相关性分析。【结果】与对照CNA0相比,CNA1、CNA2和CNA3处理植烟土壤的pH均略有下降;植烟土壤有机质和有效磷含量均以CNA2处理最高,较对照分别增加了30.15%,35.17%;碱解氮和速效钾含量分别以CNA1和CNA0处理最高;所有处理的全氮含量为1.24～1.41 g/kg,仅CNA3与CNA0处理间的差异达到显著水平(P0.05)。高通量测序结果显示,植烟土壤真菌群落丰富度和多样性均以CNA1处理最低,其Chao1和Shannon丰富度指数相较对照分别降低了32.75%和32.46%。不同处理植烟土壤真菌群落的优势菌门均为子囊菌门和接合菌门,CNA1处理的接合菌门丰度是对照的2.53倍。优势菌属分别为被孢霉属、假裸囊菌属和腐质霉属,其中被孢霉属在CNA1处理中相对丰度最高,是对照处理的2.54倍。相关性分析表明,速效钾含量是影响植烟土壤真菌群落的主要环境因子。【结论】生物有机肥与95%常规用量化肥(减施化肥5%处理)配施时,植烟土壤pH适中,有机质、碱解氮和速效钾含量充足,真菌丰富度和多样性均较低,可维持土壤微生态平衡,有效控制烤烟土传病害。     

不同覆盖作物模式对茶园土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨覆盖作物对土壤微生物群落功能多样性的影响,选择湖北省十堰市郧阳区谭家湾镇圩坪寺村茶园为研究对象,以自然留养杂草为对照（CK）,设置黑麦草+白三叶2种作物混播（EZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶4种作物混播（SZ）、黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草8种作物混播（BZ）三种覆盖作物模式,研究了不同覆盖作物模式对茶园0~15、15~30 cm两个土层土壤微生物群落功能多样性的影响。结果表明：SZ处理0~15 cm土层的土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理,15~30 cm土层土壤脲酶、过氧化氢酶和磷酸酶活性均高于其他处理,而蔗糖酶活性低于其他覆盖作物处理。与CK处理相比,覆盖作物增加了0~15 cm土层土壤微生物群落碳源平均颜色变化率（AWCD）,且覆盖作物可改善0~15 cm土层土壤微生物丰富度指数、均匀度指数和优势度指数,而对15~30 cm土层影响较小。研究表明,覆盖作物可提升茶园土壤微生物群落功能多样性,且4种作物混播处理0~15 cm土层效果最优。     

土壤细菌群落组成对有机与无机培肥措施的响应

为揭示旱作区农田土壤细菌群落对有机、无机培肥措施的响应机制,以农田生态系统为研究对象,采用高通量测序技术研究不同培肥措施下土壤细菌群落结构组成、多样性与土壤理化性状间的关系。结果表明:持续8 a的有机、无机培肥显著影响土壤基本理化性状指标,降低土壤碳氮比。所获得的细菌序列46 531条,分属于3 494个土壤细菌OTUs,共分为58门、67纲、143目、271科、639属、435种;但不同有机、无机培肥措施下土壤细菌群落丰富度指数、多样性指数无显著差异。变形菌门(Proteobacteria)相对丰度占35.91%～42.03%,是土壤细菌的优势菌门。化肥配施牛粪、化肥配施羊粪处理下土壤变形菌门(Proteobacteria)、绿湾菌门(Chloroflexi)等的相对丰度均与对照间有极显著或显著差异。细菌前10门的相对丰度在化肥配施黄腐酸钾、生物有机肥等低量外源有机碳处理下,两者间无显著差异。低量外源有机碳配施化肥处理下土壤细菌群落组成与对照处理间的相似度较大,而牛粪配施化肥与羊粪配施化肥处理间的土壤菌群结构相似度较高。土壤变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度与土壤pH、土壤碱解氮质量分数呈负相关;第一、二排序轴能分别在累积变量78.67%、97.49%上揭示土壤细菌优势菌门的相对丰度、土壤细菌多样性、丰富度与土壤理化性状间的相互关系。土壤pH和碱解氮是影响酸杆菌门、放线菌门相对丰度高低的主要驱动因子。旱作区中长期有机和无机培肥措施下,外源有机碳输入数量及有机肥类型影响土壤细菌群落结构组成。     

不同种植模式对桑园土壤肥力和土壤细菌群落结构的影响

【目的】揭示间作下桑园土壤肥力、土壤微生物结构、多样性之间的关系,为改进桑园间套作模式和桑园培肥管理提供参考。【方法】以桑树净作为对照(CK),设桑树间作大豆(MSS)、桑树间作花生(MPP)和桑树间作甘薯(MST)3个间作模式,开展2年田间试验,分析4种种植模式下桑园土壤理化性状、细菌多样性指数和群落结构特征。【结果】土壤养分含量、OTU数量、α多样性指数和土壤细菌群落结构均随种植模式而变化。与CK相比,间作显著改变了土壤pH、速效钾含量,提高了土壤有机质、全磷和有效磷含量。α多样性分析结果表明,间作桑园土壤中细菌OTU数量及ACE、Chao1、Simpson指数均高于CK,其中间作处理的ACE指数与CK差异显著(P<0.05)。高通量测序分析结果表明,种植模式影响桑园土壤中大于1%的优势细菌门数量,在丰度前10的细菌门类中,变形杆菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单孢菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是间作土壤中的优势种群,相对丰度之和在62.32%~71.27%;在属水平上,鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、Uncultured_bacterium_f_SC-I-84、Uncultured_bacterium_f_Chitinophagaceae、酸微菌(Ilumatobacter)、硝化螺旋菌(Nitrospira)、JGI_0001001-H03、砂壤土杆菌(Ramlibacter)和黄色土源菌(Flavisolibacter)是间作土壤的优势细菌属,较CK分别高60.9%、50.0%、19.1%、17.9%、11.3%、25.0%、50.5%和45.6%。此外,各模式下土壤细菌属群落相对丰度与土壤养分含量存在一定的相关关系。【结论】不同桑园间作模式显著改变了桑园土壤pH及碱解氮和速效钾含量,并影响桑园土壤中优势细菌分类水平组成(门、属)和优势细菌的相对丰度,改变了细菌群落结构和丰富度;发展桑园间作大豆和花生有利于改良土壤理化性状,提高土壤细菌多样性,维护桑园土壤肥力。     

大豆连作条件下施肥对东北黑土细菌群落的影响

【目的】表征大豆连作条件下不同施肥处理土壤细菌的群落结构特征和组成差异,并侧重分析接种根瘤菌处理的不同之处;与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起黑土细菌菌群变化的主效环境因子,为进一步了解连作条件下东北耕地土壤中细菌群落结构的变化以及大豆的高效种植和氮肥减施提供理论支持。【方法】依托5年大豆连作定位试验,选取不施肥(CK)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)、磷钾肥+接种根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum 5821)处理(PK+5821)共4个处理的耕层土壤为研究对象,采用高通量测序(Illumina HiSeq)和real-time PCR技术,以16S rRNA基因V4区为分子标靶,解析不同施肥处理土壤细菌的菌群变化,并对细菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】与CK相比,施肥明显增加了大豆的产量和土壤养分的含量,但单施化肥降低了土壤的pH。接种B.japonicum 5821显著增加了土壤细菌的基因拷贝数,提高了土壤细菌的丰度。细菌门水平和纲水平的群落分析发现,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中的3大优势菌群,占所有优势菌门的70%以上;施肥明显降低了土壤中放线菌门的相对丰度,这与细菌纲水平的分析一致。多样性分析发现,CK处理与3个施肥处理的丰富度和多样性指数不同,且主坐标分析(PCoA)显示,3个施肥处理的细菌群落结构在PC1轴上聚在一起,而与CK处理是分开的,表明施肥明显改变了土壤细菌的群落构成。冗余分析(RDA)显示,全氮(F=3.2,P=0.002)对土壤细菌群落结构的影响最大,解释了24%的群落变化,各因子的贡献率依次为全氮有效磷速效钾有机质p H;Spearman相关性分析也表明,5项土壤化学指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。【结论】施肥改变了大豆连作条件下土壤细菌的群落结构。全氮是影响土壤细菌群落结构变化的主效环境因子。接种根瘤菌明显提高了大豆产量,同时保持了良好土壤化学性状和土壤菌群结构,很大程度地减少了化学氮肥的施用,对大豆的高效种植和氮肥减施具有重要意义。     

生物炭对旱坡地宿根甘蔗土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响

【目的】分析旱坡地宿根甘蔗生长、土壤养分和微生物群落对生物炭的响应,揭示生物炭改良宿根甘蔗土壤的微生态机制,为缓解甘蔗连作障碍、宿根蔗病害及生物炭在甘蔗栽培中的应用提供科学依据。【方法】以旱坡地宿根甘蔗（种植第4年,1年新植3年宿根）为试验材料,设2个处理:不施用生物炭对照（CK）和施用生物炭处理（3 t/ha）,分析生物炭对宿根甘蔗土壤养分、酶活性、微生物多样性和甘蔗生长的影响。【结果】与CK相比,施用生物炭可显著增加土壤碱解氮、速效钾和有机质含量（P<0.05,下同）,显著提高蔗糖酶和酸性磷酸酶活性。施用生物炭还可改变土壤细菌和真菌分类单元（OTUs）总数,对土壤中各优势细菌门、细菌属相对丰度影响不大,但降低了真菌子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）及淀粉藻（Amyloflagellula）和镰刀菌属（Fusarium）相对丰度,增加了接合菌门（Zygomycota）及毛壳菌属（Chaetomium）和被孢霉属（Mortierella）的相对丰度。在甘蔗生长方面,施用生物炭可显著降低甘蔗梢腐病发病率,使甘蔗产量显著提高5.2%。【结论】施用生物炭可改良甘蔗土壤,改变土壤微生物群落结构,增强宿根甘蔗抗梢腐病能力,提高旱坡地宿根甘蔗第4年产量。     

长期定位施肥和地膜覆盖对棕壤团聚体稳定性及其有机碳含量的影响

以沈阳农业大学长期定位试验（29年）不同施肥与地膜覆盖处理棕壤为研究对象,采用湿筛方法,研究了覆膜和不覆膜条件下不同施肥措施对棕壤各粒级团聚体分布及其有机碳含量的影响,为揭示施肥措施对土壤地力形成演变的影响机制提供理论基础。选取的试验处理包括：不施肥对照（CK）、单施高量氮肥（N4）、氮磷肥配施（N4P2）、单施高量有机肥（M4）、有机-氮肥配施（M2N2）、有机-氮磷肥配施（M4N2P1）以及所有相对应的覆膜处理。结果表明,连续29年的不同施肥和覆膜处理显著影响了土壤团聚体的含量、稳定性及团聚体有机碳的含量。不覆膜条件下,长期施肥处理使>2 mm团聚体的含量显著增加,而0.25~2 mm粒级团聚体含量显著下降,其中有机肥和氮磷肥处理变幅最大。有机肥的施入（M4、M2N2、M4N2P1）均显著增加了不覆膜土壤各粒级团聚体的有机碳含量,且单施有机肥能显著增加不覆膜土壤团聚体平均重量直径,说明长期有机物料投入有利于增加土壤团聚体的稳定性及有机碳在团聚体中的固持。覆膜条件下,各施肥处理也显著影响土壤团聚体的稳定性及有机碳含量,但是不同施肥处理之间的差异变小,说明相同施肥模式下覆膜与不覆膜处理对土壤团聚体的形成和稳定性会产生不同的影响。覆膜条件下,与对照相比,只有高量有机肥（M4和M4N2P1）处理能显著增加土壤团聚体的平均重量直径和各粒级团聚体有机碳含量,说明在覆膜条件下,需要投入更多的有机物质才能维持土壤团聚体的稳定性及较高的有机碳含量。不同施肥和覆膜处理下,氮磷肥配施可以显著提高土壤团聚体的平均重量直径,但对团聚体有机碳含量的影响表现为显著降低或不显著。各处理土壤中水稳性大团聚体是土壤有机碳的主要载体,施用有机肥及有机无机配施有利于促进土壤各粒级水稳性团聚体的有机碳含量,是改善土壤团聚体结构、维持和提高棕壤地力的有效措施。     

浅水土表覆盖秸秆对缓解土壤盐渍化及水生蔬菜生长的影响

为探究浅水土表覆盖秸秆对土壤盐渍化的缓解效果和对蕹菜生长的影响,在大棚内利用硝态氮含量均在1 200 mg·kg^-1以上的重度盐渍化土壤采用塑料栽培箱浅水种植蕹菜,以不覆盖秸秆作对照,设置覆盖切段5 cm的水稻秸秆150 g（7 500 kg·hm^-2,R150₅）、切段40 cm的小麦秸秆150 g（7 500 kg·hm^-2,W150₄₀）、小麦整株秸秆150 g（7 500 kg·hm^-2,W150）和切段10 cm小麦秸秆300 g（15 000 kg·hm^-2,W300₁₀）共5种处理,测定不同处理下土壤硝态氮、有机碳、全氮、全磷、全钾含量及蕹菜的产量和品质等指标。结果表明,覆盖秸秆处理土壤的硝态氮含量较对照均显著降低,降幅均在50%以上。除W300₁₀处理土壤有机碳含量增加外,其余覆盖秸秆处理土壤的有机碳含量均降低,但降幅小于对照。除W150₄₀处理外,其余处理土壤的速效钾含量均增加。覆盖秸秆处理的蕹菜总产量均高于对照,其中,R150₅处理的增产效果最显著。综上所述,浅水土表覆盖秸秆消耗了土壤中富余的硝酸盐,缓解了土壤盐渍化,同时为土壤提供了有机碳,增加了土壤速效钾含量,使蕹菜产量显著提高。     

不同覆盖方式对高原夏季露地松花菜产量、品质和土壤养分的影响

为探明不同覆盖方式对高原夏季露地松花菜产量、品质和土壤养分的影响,通过田间试验,采用地膜和秸秆覆盖(T1)、秸秆行间覆盖(T2)、秸秆全覆盖(T3)、露地无覆盖(CK1)和传统地膜覆盖(CK2)5种覆盖栽培方式,测定分析松花菜的产量、品质、矿物质元素含量、全生育期灌水量、灌水利用效率和土壤养分含量。结果表明:地表覆盖可以降低松花菜全生育期灌水量,其中T1处理产量和灌水利用效率均高于其他处理,较CK1、CK2节水29.0%、7.3%,增产68.9%、4.7%,灌水利用效率提高6.12、1.22百分点。T1处理花球的可溶性糖、维生素C含量均高于其他处理,且硝酸盐含量最低;各处理间可溶性蛋白含量无显著差异。与CK1、CK2相比,T1、T2和T3处理均可以提高花球矿物质元素含量,以T3处理效果最为显著。T1处理土壤有机质、全磷含量较CK1高29.6%、108.4%,全氮、全钾、土壤钙、镁和锰元素含量与CK1无显著差异;T1处理土壤有机质、全氮、全磷和土壤锰元素含量较CK2高14.7%、80.0%、52.0%和105.3%,全钾、土壤钙、镁元素含量与CK2无显著差异。综合分析表明,地膜+秸秆处理具有保墒增产、提高松花菜品质和改善土壤环境的效果,有效实现农作物秸秆的循环利用,避免了当地秸秆焚烧所带来的环境问题,可以促进该地区农业可持续发展。