耕作与种植模式耦合对土壤细菌群落结构及其多样性影响

通过4年定位试验,采用16S rRNA的高通量测序技术探讨耕作及种植模式耦合对农田土壤中细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,免耕显著提高了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(AP)以及速效磷(TP)的含量。对有效序列进行OUT聚类后共得到2 736个OUTs,经注释划分为40个门、106个纲、230个目、374个科和810个属。在门水平上,变形菌门、拟杆菌门、芽单胞菌以及放线菌门为农田土壤的优势菌门,其总体表现为免耕处理高于传统耕作处理。多样性分析表明,免耕小麦/玉米间作显著降低了土壤细菌丰富度及多样性。相关性分析表明,农田土壤细菌群落结构主要受土壤有机碳、全氮、速效磷以及硝态氮的含量的影响。从土壤细菌群落构成角度考虑,免耕耕作优于传统耕作。     

东北风沙土区不同玉米产量田块土壤剖面基础性质差异研究

依据玉米产量选取高、中、低产田进行剖面调查和取样测定,揭示风沙土区高、中、低产田土壤剖面基础性质差异特征。结果表明,不同生产力风沙土区玉米产量差异较大,高、中、低产田速效氮磷钾差异主要表现在表土层和稳定层,表土层碱解氮含量为高产田中产田低产田,高产田含量是中产田的1.64倍,低产田仅为37.3 mg/kg。在稳定层速效磷差异明显,变化范围为7.66～27.3 mg/kg,高产田比中产田速效磷高出77.0个百分点。从整个剖面来看,在高、中、低产田中土壤有机质含量为高产田中产田低产田,全氮与有机质变化趋势相似。在表土层和稳定性高产田的全磷高于中、低产田,表土层中产田高于低产田。全钾在剖面差异不明显,剖面土壤属性间存在着较好的线性相关。在东北风沙土玉米种植区,高、中、低产田土壤基础性质差异主要发生在表土层和稳定层,改良中、低产田应该从培肥表土层和稳定层着手,表土层和稳定层施有机肥配施氮、磷肥是提高风沙土区玉米产量有效途径。     

香蕉不同生育期根际土壤细菌群落变化研究

土壤微生物是土壤质量和健康的敏感性指标。研究认为,根际微生物区系失调是作物土传病害发生的一个重要原因。通过对香蕉不同生长期根际土壤中细菌多样性和数量的研究,对香蕉枯萎病发生的机理及生物防治具有重要意义。实验采用Real-time PCR和T-RFLP技术,对巴西蕉不同生长期根际细菌数量和多样性进行了研究。结果表明:随着香蕉生长期的增加,根际土壤细菌数量从3月的1.1×1010copies/g土壤逐渐增加到7月的2.7×1010copies/g土壤,随后逐渐减少。然而,根际细菌多样性从3月到7月呈逐渐减少趋势,到7月达到最低,为1.99。另外,不同月份中优势菌的种类和在总细菌中所占的比例也不同。在实验期内,随着香蕉生育期的延长,某些细菌种类大量繁殖,土壤根际细菌群落结构失衡,土壤微生物环境有恶化趋势。     

冬小麦不同播种期对土壤水分利用和籽粒产量的影响

由于水浇地、旱地耕作的不同特点和天气变化等因素，美国南大平原地区冬小麦播种期变动在８月和１１月之间。为了评价不同播种期对土壤水分吸收和籽粒产量的影响，在得克萨斯州的Ｂｕｓｈｌａｎｄ进入了２年试验研究，试验选用ＴＡＭ１０７小麦品种，分别于８月下旬，１０月外是和１１月上旬播种，试验地于播种前进行灌溉，至成熟不再灌水，在越冬开始，赵冬结束和扬花期测定０－３．６ｍ土壤剖面的水量，早播（指８月下旬播种）、适     

黔中山地茶园不同种植方式下土壤细菌群落的研究

为探究黔中山地茶园不同种植方式对土壤细菌群落的影响,选择贵阳市花溪区久安乡3种不同种植方式的茶园(新茶园、普通茶园和碾茶园)作为研究对象,以周边植被马尾松林作为对照,采用高通量测序对土壤细菌16 S rRNA扩增片段进行测序,分析不同种植方式下茶园土壤的细菌群落组成、多样性及其环境影响因子.茶园土壤细菌群落共鉴定出41门、111纲、266目、439科、852属、1767种和4793 OTUs;其中变形菌门、放线菌门和酸杆菌门为优势门类群,大豆根瘤菌属和鞘脂杆菌属为优势属类群;不同种植方式下茶园土壤微生物群落间共有OTUs和特有OTUs分别约占70％和30％;RDA分析表明土壤有效磷是茶园土壤细菌群落的重要影响因子;Tax4Fun预测的基因功能预测结果显示碳水化合物代谢和氨基酸代谢明显高于其它代谢途径,且不同种植方式下茶园土壤细菌群落存在差异(P>0.05).由此表明不同种植方式茶园土壤细菌群落结构与功能存在一定差异.     

新疆冬小麦不同产量水平群体特性分析

为探明新疆冬小麦不同产量层次群体特性与产量之间的关系,以冬小麦品种新冬41号为材料,采用不同施肥和栽培管理措施,使其形成超高产(≥9000 kg·hm~(-2))、高产(7500～9000 kg·hm~(-2))、农户(6 000～7 500 kg·hm~(-2))三个产量水平群体,比较分析了不同产量水平间小麦群体的特征、产量及其结构差异。结果表明,超高产、高产和农户小麦间穗数差异不显著;随着产量水平的提高,穗粒数增加,不同产量水平间均差异显著;超高产、高产小麦间千粒重差异不显著,但显著高于农户小麦。随产量水平的提升,孕穗期、开花期、灌浆期的LAI及群体叶面积持续时间、光合势、LAI增长率和生长率均逐渐增加,群体净同化率在不同产量水平间差异不显著。小麦超高产、高产栽培的关键为在获得适宜收获穗数的基础上,主攻穗粒数与千粒重的协调增加。提高穗粒数是实现超高产、缩小产量差的关键。超高产、高产小麦应在孕穗期适宜光合面积的基础上,花后维持较高的光合面积,提高生物重和籽粒重。     

稻蟹共作田不同生育期水稻根际土壤细菌群落结构和功能分析

为了研究稻蟹共作田不同生育期水稻根际土壤细菌的群落结构组成及功能,利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对水稻分蘖期、拔节期、抽穗期和成熟期的根际土壤细菌进行高通量测序及分析。结果表明,测序共获得的6 637个OTUs,可分为54个门,171个纲,381个目,600个科,1 028个属,2 162个种。4个生育期共有的细菌OTU数目为3 122个,4个生育期中抽穗期的Chao1指数最高,4个生育期间Shannon指数无显著差异。PCA分析显示,拔节期和抽穗期的细菌群落具有一定相似性,但与分蘗期及成熟期有一定差异性。4个生育期的稻田根际土壤细菌优势菌门（相对丰度>10%）有绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteriota）,优势菌属（相对丰度>1%）有31个。PICRUSt分析表明,抽穗期在269条代谢通路的丰度值最高。研究结果说明,根际土壤的细菌群落结构和功能会随着水稻生育期发生相应的变化,其中抽穗期的细菌物种数目最多且代谢功能最强。     

不同茶树品种土壤细菌群落结构和多样性特征

为明确不同茶树品种的土壤细菌群落结构和多样性特征,基于Illumina高通量测序技术对来源同一地块的10个茶树品种土壤细菌16S rRNA进行测序和生物信息学分析。结果表明,不同品种间细菌群落组成相似,共有优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteriota）;属水平上较高丰度的优势菌属为酸杆菌属（Acidobacteriales）。品种间的差异表现在种群丰度上,酸杆菌属（Acidobacteriales）是‘尖波黄’（JBH）、‘毛蟹’（MX）、‘蜀永1号’（SY1）、‘白叶1号’（BY1）品种的主要优势菌属,‘政和大白茶’（ZHDBC）的优势菌属为罗河杆菌属（10.04%）,‘佛手’（FS）的优势菌属为JG30-KF-AS9(7.51%)。多样性分析显示‘中茶302’(ZC302)与其他9个品种的群落差异较大,其丰度和多样性指数均为最低。     

不同微生物菌剂对辣椒疫病防控效果及土壤细菌群落结构的影响

明确不同微生物菌剂对辣椒疫病的防效及其对根际土壤细菌群落结构的影响,为辣椒疫病的绿色防治技术的研发提供依据。采用盆栽试验方法,以枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)、荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)、淡紫褐链霉菌(Streptomyces enissocaesllis)等6种微生物菌剂为研究对象,通过高通量测序研究这些微生物菌剂对辣椒疫病的防控效果及其对根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,A₁(1×10⁸CFU/g枯草芽孢杆菌微囊粒剂)、A₂(1×10⁸ CFU/g哈茨木霉菌水分散粒剂)处理的防效最好,防治效果分别为85.58%和81.97%;A₃(5×10⁸ CFU/g荧光假单胞杆菌颗粒剂)、A₄(4×10⁹ CFU/g淡紫褐链霉菌NBF715粉剂)、A₅(1×10¹⁰     

不同基因型冬小麦根系生长及产量的差异

通过了解不同基因型冬小麦根系生长的差异,为提高小麦产量潜力提供参考。本研究选用6个小麦品种,通过PVC管柱种植试验,研究小麦根长、根表面积、根体积、平均直径的差异以及与产量的相关性。结果表明:不同品种间根系生长量存在明显差异,洛麦23和洛麦24在根长、根表面积以及根干质量上表现出了明显的优势。与参试品种均值相比较,洛麦23和洛麦24总根长分别较平均值高4.90%、7.70%,根表面积分别较均值高9.46%、14.09%,根体积分别较均值高8.54%、17.13%,平均直径分别较均值小6.83%、3.11%,根干质量分别较均值高6.26%、13.26%。分析表明根长、根表面积、根体积与产量均达到了显著正相关。     

百香果连作对土壤细菌群落结构的影响

细菌群落在土壤健康和植物的生长中起着重要作用,而作物的连作对其有着显著的影响。为探明百香果连作对土壤细菌群落结构和多样性的影响,本研究以种植‘台农1号’百香果1年（TF）、2年（TS）、3年（TT）、4年（TFo）及0年（撂荒地,TZ）的土壤为材料,利用Illumina高通量测序技术对不同种植年限土壤细菌群落结构及多样性开展分析研究。结果表明,所有土壤样本共检测出2418个OTUs,分属28门、70纲、170目、269科、465属、963种,其中变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是主要的优势菌门,细菌群落的丰富度和多样性指数随连作年限的增加表现为先增加后降低。分析发现,百香果连作对土壤细菌群落结构有显著影响,其中绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）和芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度随连作年限的增加而显著升高,研究结果可为百香果连作障碍发生机制的进一步研究提供依据。     

粉垄耕作对甘蔗土壤微生物群落的影响

粉垄耕作是一种新型的深耕深松的耕作技术,与常规耕作方式不同,粉垄耕作能增加耕层土壤深度,从而更好地改善土壤结构.为揭示不同耕作方式对甘蔗种植土壤细菌和真菌群落的影响,本研究以粉垄耕作和常规耕作的土壤为研究对象,通过16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术分析不同生态位(非根际、根际和根表)土壤的细菌和真菌群落的...     

全生物降解地膜对南疆花生产量及土壤理化性质的影响

为研究全生物降解地膜覆盖对南疆花生产量及土壤理化性质的影响,采用PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)型聚酯全生物降解地膜(简称:降解膜)覆盖为处理、普通聚乙烯PE地膜覆盖为对照(CK),分析降解膜覆盖对花生试验区土壤温度、水分、养分及产量等相关指标的影响.结果 显示:①降解膜的破损率随花生生育进程表现为6-8月较小(3%~14%),到10月收获期显著增大(29%).②降解膜处理的花生产量与CK无显著差异.③花生生育期内,降解膜覆盖0~30 cm平均土壤温度较CK高0.35℃,其中,膜下5cm、15cm和25cm分别较CK高0.38℃、0.39℃和0.27℃,但两处理间的平均土壤温度差异均不显著.降解膜覆盖0~30 cm平均土壤含水率较CK高2.08%,其中,膜下5 cm和25 cm分别较CK高3.39%和4.74%(p<0.05),而膜下15 cm的较CK低1.89%(p<0.05).④降解膜覆盖对花生不同生育时期(6月和10月)、不同土层(0~20 cm和20~40cm)的土壤速效氮磷钾养分、盐分、土壤容重以及土壤pH均无显著影响.因此,本研究认为,全生物降解地膜替代普通PE地膜应用于南疆花生栽培生产是可行的.     

不同有机肥施用量对反季节莲雾园区土壤细菌群落的影响

以海南莲雾（Syzygium samarangense）为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,比较分析不同有机肥施用量对反季节莲雾园区土壤细菌群落多样性的影响。结果表明：（1）共检测到741 391条有效序列,32 778个OTU（operational taxonomic unit,操作分类单元）,包含28门分类和418个属分类,其中酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和变形菌门（Proteobacteria）为优势群落;（2）土壤细菌群落多样性和丰富度顺序为BML（香蕉茎秆有机菌肥,低浓度,2 kg/株）=GML（羊粪有机肥,低浓度,2 kg/株）>GMM（羊粪有机肥,中浓度,4 kg/株）=BMH（香蕉茎秆有机菌肥,高浓度,6 kg/株）>CK（对照）>GMH（羊粪有机肥,高浓度,6 kg/株）=BMM（香蕉茎秆有机菌肥,中浓度,4 kg/株）;（3）线性判别分析（linear discriminant analysis effect size, LEfSe）发现不同施肥处理组（CK处理组、GM处理组、BM处理组）中有37个显著差异的物种（5个纲,7个目,9个科,8个属,8个种）,与维恩图的分析结果一致,即不同浓度的羊粪有机肥和香蕉茎秆有机菌肥处理下的细菌群落结构具有一定的相似性和差异性。研究表明,施用低浓度的羊粪有机肥和香蕉茎秆有机菌肥时,土壤细菌群落结构的多样性显著高于其他处理。因此,莲雾反季节催花时,施用低浓度的有机肥不仅有利于提高土壤细菌群落的多样性和稳定性,同时还可以减少有机肥施用量,达到精准施肥的目的。     

基于高通量测序技术分析2种菌草根际土壤细菌群落多样性

为详细了解福州菌草基地巨菌草和绿洲一号2种菌草的根际土壤细菌群落组成与结构,本研究应用高通量测序技术,分析了巨菌草和绿洲一号根际土壤细菌群落结构及多样性。结果表明,菌草根际土检测到细菌类群主要的优势菌门为酸杆菌门（Acidobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、硝化螺旋门（Nitrospirae）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、浮霉菌门（Planctomycetes）;主要的优势菌纲为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、芽孢杆菌纲（Bacilli）、放线菌纲（Actinobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria-6）、β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteriia）、纤线杆菌纲（Ktedonobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）;主要的优势属为葡萄球菌属（Staphylococcus）、糖多孢菌属（Saccharopolyspora）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、沙雷氏菌属（Serratia）、链球菌属（Streptococcus）、红游动菌属（Rhodoplanes）、不动细菌属（Acinetobacter）、假单胞菌属（Pseudomonas）。绿洲一号、巨菌草及其对照根际土壤细菌Shannon-Wiener指数分别为9.05、8.733、7.61;巨菌草、绿洲一号及其对照根际土壤细菌Simpson多样性指数分别为0.01、0.014、0.037;巨菌草、绿洲一号及其对照根际土壤细菌Chao1指数分别为3145.320、3647.482、2329.344。Alpha多样性指数分析得出,在3个土壤样品中,绿洲一号根际土Shannon指数最大,对照土壤Shannon指数最小,对照土壤Simpson指数最大,绿洲一号Simpson指数最小,说明菌草根际土壤细菌群落多样性高于非根际土土壤细菌群落多样性,绿洲一号根际土土壤细菌群落多样性略高于巨菌草根际土壤细菌群落多样性,这些结果为进一步研究土壤微生物提供了理论基础。     

不同甘蔗品种根际土壤酶活性及微生物群落多样性分析

通过桶栽试验,比较了8个甘蔗品种吸氮效率的差异以及不同品种根际土壤酶活性和微生物群落多样性的差异,以期为甘蔗生产上的选种以及蔗地土壤生产力的维持提供科学支持。在甘蔗大生长期末期收集甘蔗植株和根际土壤,比较不同品种甘蔗植株的吸氮效率和氮肥利用率、测定根际土壤蔗糖酶以及脲酶活性、利用Miseq高通量测序技术对甘蔗根际细菌群落多样性进行分析。研究结果表明,不同甘蔗品种在大生长期末期的吸氮效率存在一定差异,8个品种的植株平均吸氮效率为17.95%~27.57%,氮肥利用率为22.15%~34.02%,其中吸氮效率及氮肥利用率最高的品种是‘桂糖44号’,最低的是‘桂选B9’;8个品种的根际土壤蔗糖酶活性3.51~6.56 mg/(g·d),脲酶活性1.12~ 1.42 mg/(g·d),不同品种间存在一定差异,土壤酶活性表现较高的品种为‘桂糖48号’和‘新台糖22号’,而‘粤糖93159’的土壤酶活相对较低。高通量测序分析结果显示,8个不同品种甘蔗根际土壤细菌种群结构存在一定差异,不同品种间在优势菌群组成上差异不显著,主要差异表现在优势菌属的丰度上,其中‘桂糖44号’和‘粤糖93159’均以Bacillus为最主要的优势菌属,而其他6个品种的主要优势菌属均为Chryseolinea。冗余分析结果显示,甘蔗氮吸收率、土壤碱解氮含量以及土壤pH对土壤微生物群落结构的影响最大;相关性分析表明,不同甘蔗品种吸氮效率的差异以及部分土壤理化指标均与根际土壤微生物群落中不同优势菌门存在一定的相关性;根系微生物菌群结构的差异可能在一定程度上影响了甘蔗的吸氮效率。本研究结果初步揭示了不同甘蔗品种氮肥利用率与根际微生物群落结构的相关关系,为深入研究甘蔗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。     

不同种植年限胡椒园土壤理化性质及微生物生态特征研究初报

2010～2011年,研究了6种不同种植年限胡椒园的土壤养分、酶活性及土壤微生物类群。结果表明：随着种植年限的增加,胡椒园土壤有机质、有效氮、有效钾含量呈下降趋势,而有效磷呈逐年累积的趋势。土壤酶中磷酸酶和脲酶活性,在种植15 a时出现峰值,而后随种植年限增加而减小,过氧化氢酶和蔗糖酶活性无明显变化规律,磷酸酶与种植年限相关性显著。种植9、15 a样地的土壤微生物总量大于CK,其余年份逐渐减少,其中细菌、放线菌数量与总量的变化趋势基本一致,而真菌的数量随年限增加而增加。因此,胡椒种植15 a后应该注意培肥土壤,或者通过轮作等措施防止连作障碍的现象发生。