威百亩熏蒸对土壤硝化作用及amoA型硝化细菌群落结构的影响

为探究威百亩对土壤硝化作用的影响及作用机制,通过理化分析和变性梯度凝胶电泳方法研究浓度为20、100和500 mg/kg威百亩熏蒸处理对土壤硝化作用及amoA型硝化细菌群落结构的影响。结果表明,威百亩熏蒸处理0、14、28 d后,3种浓度处理的土壤硝化率与对照差异不显著;处理56 d后,20、100和500 mg/kg浓度处理的土壤硝化率分别为81.15%、76.66%和94.08%,前两者与对照差异不显著,后者与对照差异显著;而处理84 d后,3种浓度处理的土壤硝化率与对照差异均不显著。与对照相比,3个浓度威百亩熏蒸处理不同时间后土壤amoA型硝化细菌群落的均匀度指数差异不显著。熏蒸处理14 d后,浓度20、100 mg/kg威百亩处理的土壤amoA型硝化细菌群落的香农多样性指数和丰富度指数分别为1.00、10.97和0.84、7.79,与对照的0.92和9.78均无显著差异;而浓度500 mg/kg威百亩处理的香农多样性指数和丰富度指数分别为0.59、5.77,显著低于对照。表明威百亩对土壤硝化强度的影响较amoA型硝化细菌群落延迟,说明土壤中硝化作用的强弱并非完全决定于土壤amoA型硝化细菌的作用。     

氯化苦熏蒸对土壤反硝化作用及nirS型反硝化细菌群落结构的影响

探究氯化苦熏蒸对土壤反硝化作用的影响及机制。采用理化分析和DGGE方法分析了氯化苦熏蒸后土壤反硝化及nirS型反硝化细菌群落结构。不同浓度氯化苦熏蒸对土壤nirS型反硝化细菌群落均匀度无影响,而对nirS型反硝化细菌多样性和丰富度指数的影响为高浓度中浓度低浓度对照。对土壤反硝化作用的影响表现为,经500 mg/kg氯化苦熏蒸的土壤在培养初期(0 d)反硝化率比对照降低10.55%,土壤反硝化作用被显著抑制。2周后3种浓度氯化苦均抑制土壤反硝化作用, 4周后土壤的反硝化作用缓慢恢复。500 mg/kg浓度氯化苦对土壤反硝化强度的影响与nirS型反硝化细菌群落结构变化不同,说明土壤反硝化作用的强弱并非完全决定于土壤nirS型反硝化细菌。     

威百亩熏蒸后土壤微生物群落重建及功能恢复

本研究旨在科学评价威百亩熏蒸对土壤微生物生态系统的影响,为环境友好型消毒剂的选择提供理论线索。本研究以实验室威百亩熏蒸的土壤为材料,通过高通量测序技术,研究威百亩熏蒸对土壤细菌群落的影响及熏蒸后土壤微生物群落重建及功能修复的机制。结果表明：高通量测序总共测得1 062 241个高质量序列,共比对出5 882个细菌分类单元(OTUs)。熏蒸处理后不同阶段土壤细菌群落结构在门水平上较为类似,但是在种水平差异显著。威百亩熏蒸处理对微生物群落结构和功能造成很大影响,使得细菌群落α多样性、群落构建的驱动因素、共发生网络关系以及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢等代谢活性在熏蒸处理后的初、中期阶段表现出上升或者下降的趋势,并在处理后的中后期迅速恢复并趋于平稳。以上结果表明,威百亩处理对细菌群落造成强烈的“生态扰动”,导致细菌群落表现出“抑制-激活-恢复”的阶段性特征。微生物群落的稳定性与群落的抵抗力和恢复力密切相关。本研究为科学评价威百亩土壤消毒对土壤微生态系统的影响提供理论支撑,为环境友好型消毒剂的选择提供线索。     

土壤环境条件对威百亩熏蒸防治黄瓜枯萎病的影响

为探究威百亩在不同土壤环境条件下的消毒效果,采用离体和活体方法研究施药量、覆膜熏蒸时间、土壤相对含水量及土壤温度对威百亩熏蒸防治黄瓜枯萎病的作用效果。结果表明,25℃条件下,威百亩12 mg(a.i.)/kg土壤熏蒸消毒,对尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum的抑制率为78.82%,对黄瓜枯萎病的防治效果为87.03%,且对作物安全无药害;威百亩对尖孢镰刀菌的熏蒸抑制作用随着熏蒸时间的增加而增强,土壤熏蒸10 d后对尖孢镰刀菌的抑制率为95.21%;土壤相对含水量为30%和50%时,威百亩对黄瓜枯萎病的防治效果分别为72.32%和82.14%,含水量过高或过低均不利于药效的发挥,而且还会对作物产生药害反应。威百亩的熏蒸效果随着土壤温度的升高而增强,在25、30、35℃时对黄瓜枯萎病的防治效果分别为80.18%、98.20%和100.00%。表明威百亩结合日光消毒温度大于25℃、土壤相对含水量为30%或50%、熏蒸10~15 d可有效控制土壤中尖孢镰刀菌引起的黄瓜枯萎病。     

实验室条件下威百亩及异硫氰酸甲酯在土壤中的降解特性

在实验室条件下,利用高效液相色谱研究了威百亩及其降解产物异硫氰酸甲酯在土壤中的降解特性及影响因素。结果表明:威百亩在土壤中的降解与土壤绝对含水量、环境温度和土壤有机质含量均密切相关。25 ℃下,威百亩在绝对含水量为0、20%、40%、60%的土壤中的半衰期分别为5.0、1.2、4.1和4.3 d,绝对含水量约为20%的土壤最有利于其降解。威百亩的降解速率还随温度的升高和土壤有机质含量的增加而加快。异硫氰酸甲酯的降解趋势与威百亩基本相同。研究结果可为威百亩的田间安全、合理施用提供参考。     

药液稀释倍数对威百亩分解产生异硫氰酸甲酯及其消解的影响

种植前施用威百亩进行土壤熏蒸消毒, 其分解产生的异硫氰酸甲酯（methyl isothiocyanate, MITC）可有效控制土传病原菌。威百亩以滴灌方式施用更为方便、安全, 但在滴灌前的稀释过程中可能会水解产生MITC, MITC继续消解或挥发导致进入土壤的有效成分量减少。因此有必要筛选适宜的威百亩稀释倍数, 保证MITC在土壤中分布均匀的同时减少威百亩分解及MITC消解和挥发导致的损失。本文研究了不同pH条件下稀释倍数对威百亩水解产生MITC及MITC消解的影响。结果表明, 在中性条件下, 由威百亩水解产生的MITC量及其消解速率均随稀释倍数增加而增加;在酸性条件下, 稀释100倍时MITC的产生量及消解速率均为最大, 稀释50倍时MITC的产生量最低, 稀释400倍时MITC消解最慢;在碱性条件下, MITC的产生量随稀释倍数增加而增加, 消解速率为稀释1 000倍时最快, 稀释100倍时最慢。研究结果对滴灌施用威百亩时田间用水量及威百亩用量均具有指导意义。     

威百亩对西葫芦常见土传病原菌的毒力及田间防效

为明确威百亩对西葫芦常见土传病原菌的活性及田间防治效果,以1,3-二氯丙烯为对照药剂,采用改进的密封盘法比较了2种熏蒸剂对西葫芦菌核病菌等4种病原菌的毒力及对菌核萌发的影响,并于田间采用密闭熏蒸法比较了2种药剂对西葫芦茎基腐病的防治效果.室内结果显示:威百亩对西葫芦菌核病菌、茎基腐病菌、枯萎病菌及绵腐病菌的EC₅₀分别为0.060、0.945、1.380、2.953 mg/L,而1,3-二氯丙烯对这4种病原菌的EC₅₀为516.654、928.558、633.784、77.242 mg/L,威百亩0.228 mg/L可完全抑制菌核的萌发.田间药效试验表明:威百亩150、90、75、60 kg/hm²及1,3-二氯丙烯200 kg/hm²均能不同程度控制西葫芦茎基腐病的发生,防治效果分别为88.94%、87.58%、83.76%、80.60%和64.80%,且各试验剂量均对西葫芦安全并能在一定程度上起到增产作用,威百亩150 kg/hm²处理增产率最高,达34.82%.从防治效果及经济效益分析,在西葫芦田推荐使用威百亩防治土传病害.     

生防荧光假单胞菌CPF-10对西瓜根围土壤真菌群落的影响

探讨了生防菌荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens CPF-10对西瓜根围土壤真菌群落结构的影响。采用传统分离培养法,结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析,研究了施用CPF-10后不同生育期西瓜根围土壤真菌群落结构的变化。结果表明:施入生防菌CPF-10后2周,其对土壤真菌有一定的促进作用;第3～7周时,CPF-10对土壤真菌尤其是部分病原菌有较强的抑制作用;CPF-10对丛枝菌根真菌(AMF)有一定的促进作用,可维持3周左右;收获期后则检测不到CPF-10对土壤真菌群落的影响。生防菌CPF-10对西瓜根围土壤真菌群落产生的短暂影响不会对土壤生态系统构成长期威胁。对比土著真菌及丛枝菌根真菌的DGGE图谱和切胶条带测序结果,发现DGGE技术更适用于分析小范围特定菌属如丛枝菌根真菌的变化。     

谁将成为土壤消毒市场中甲基溴的真正替代品

甲基溴,又名溴甲烷,由于其具有高效、穿透性强、快速、杀菌和杀虫谱广等优点,成为了被全球广泛采用的一种熏蒸消毒剂,但和许多已被人类淘汰的其它熏蒸剂一样,由于其消耗大气臭氧层的物质,为了保护人类子孙万代良好的生活环境,国际上已于1979年开始采取了具体的法规性行动。1991年6月14日中国政府正式加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,承诺将于2015年1月1日全面淘汰甲基溴在农业、烟草和粮食熏蒸上的应用,即完全停止除必要用途外的生产和消费。山东政府还承诺山东提前到2013年完成。相对比发达国家     

万寿菊当归多样性种植对土壤真菌多样性的影响

利用万寿菊与当归间作控制当归根结线虫病已经成为云南滇中地区防治当归根结线虫的重要途径之一,但其机理尚不清楚。有理论认为万寿菊根系分泌物可影响土壤微生物群落的组成,进而产生控制寄生线虫的效果。本试验以万寿菊和当归多样性种植为研究模式,采用PCR-DGGE技术研究不同种植方式对土壤真菌多样性的影响及不同时期真菌群落多样性的变化规律,目的是为阐明万寿菊杀线机制提供理论支持。试验结果表明,以当归单作为对照,当归/万寿菊轮作和当归/万寿菊间作的土壤真菌群落在整个生长季变化相对较小,DGGE的条带变化率分别为-39.13%、-30.77%,而万寿菊单作土壤真菌条带变化率为-69.23%;主成分分析表明不同种植模式与其土壤真菌群落的组成存在对应关系,当归单作的真菌种类组成与当归、万寿菊多样性种植模式中的真菌种类组成差异较大,且当归/万寿菊间作的中后期与前期差异最大;聚类分析表明,在同一时期内,当归单作与当归/万寿菊轮作、当归/万寿菊间作的土壤真菌种类组成均表现出明显的差异。     

Plantations of native shrub species restore soil microbial diversity in the Horqin Sandy Land,northeastern China

Caragana microphylla Lam., a leguminous shrub species, plays an important role in revegetation in the degraded ecosystems of the Horqin Sandy Land, Northeastern China. Large areas planted with this shrub have been artificially established as sand binders for soil protection, which might change the composition of soil bacterial communities with the development of sand dune stabilization. In this paper, we investigated the diversity and composition of native soil bacterial communities in the C. microphylla plantation for sand fixation using polymerase chain reaction with denaturing gradient gel electrophoresis（PCR-DGGE） to understand the influence of this plantation on sandy soil ecosystem development. We collected soil samples from plantations with an age sequence of 0, 9, 16, and 26 years, as well as from the natural community, to identify the differences among soil bacterial communities. The result showed that bacterial abundance and community composition in the sandy land were affected by the age of the C. microphylla plantation. Moreover, bacterial diversity decreased with increasing plantation age, and the composition of the bacterial community in the 26-year plantation was similar to that in the natural community. Phylogenetic analysis of bands excised from the DGGE gels showed that members of alpha Proteobacterium, gamma Proteobacterium, Gemmatimonadetes and Chloroflexi were dominant in the sandy land. The stabilization of moving sand dune and development of sand-fixed plantation resulted in an increase of soil fertility, which could drive the structural evolvement of soil bacterial community, and it needs over 20 years for the soil bacterial community to form a stable structure, similar to the case for the natural vegetation.     

生长年限对甘肃贝母根际土壤细菌群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对撂荒地（CK）、生长1 a（BM-1Y）、3 a（BM-3Y）和5 a（BM-5Y）的甘肃贝母根际土壤细菌16S rRNA基因V3-V4可变区进行测序分析,探究不同生长年限甘肃贝母对根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明：生长年限对甘肃贝母土壤理化因子和细菌菌群均有影响,其中BM-5Y处理显著降低了土壤有机质（OM）、水解氮（HN）和速效磷（AP）的含量（P＜0.05）,较CK处理分别降低了22.76%、9.28%、51.25%;BM-5Y处理显著降低根际土壤细菌多样性（P＜0.05）,其中OUT数、PD值及Chao I指数较CK处理分别降低了7.23%、6.79%、6.47%。生长年限改变了细菌群落在门和属水平的群落组成,但各生长年限中的优势菌门（相对丰度＞5%）相对稳定,均为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）,其在CK、BM-1Y、BM-3Y和BM-5Y处理中的相对丰度总和分别为82.28%、84.16%、83.12%和82.30%。土壤pH、OM、HN、AP及AK含量是驱动根际土细菌群落的主要环境因子,其程度大小为：pH＞AK＞HN＞AP＞OM。土壤理化因子与各优势细菌门的相关性不同,pH与放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）呈显著负相关（P＜0.05）,OM、HN和AP均与厚壁菌门（Firmicutes）呈显著负相关（P＜0.05）。综上,甘肃贝母生长年限延长（BM-5Y）会显著降低土壤的养分含量和细菌群落的多样性。     

不同种植年限老芒麦根际土壤营养与细菌群落多样性

为揭示不同生长年限老芒麦根际土壤营养及细菌多样性变化特征,采用高通量测序技术对种植3 a(Y3)、4 a(Y4)和7 a(Y7)老芒麦根际土壤细菌群落组成和多样性进行分析。结果表明:随着种植年限的增加,土壤pH由7.95增加至8.03;土壤全氮(TN)、速效氮(AN)、速效磷(AP)含量随着老芒麦生长年限的增加显著降低,Y4较Y3分别降低了21.9%、12.0%、32.0%,Y7较Y3分别降低了34.5%、24.2%、38.9%;Chao 1和Shannon指数亦随种植年限的增加而降低,Y3、Y4和Y7的Chao 1指数分别为2605.42,2518.46和2483.89,Shannon指数分别为9.79,9.65和9.62。聚类分析表明,Y4与Y3之间细菌群落相似性基本一致,与Y7样地间差异较大。在门分类水平上,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门为优势菌门;在属分类水平上,优势菌群依次为Norank_cSubgroup₆、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Norank_fGe...     

种稻年限对盐渍化土壤理化性质和细菌群落多样性的影响

为了解盐渍化土壤长期种稻引起土壤微生物和理化性质的变化特征,选取了种植水稻0、1、6、12、21 a的田块,用旱地(种植玉米)土壤作对照,利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同种稻年限土壤细菌群落结构的特征,并分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。结果表明:变形菌门、拟杆菌门、放线菌门是所有样点土壤细菌群落的优势种类,其中,变形菌门占总量的36.39%～53.20%,γ-变形菌纲相对丰度在0 a种稻的土壤中显著高于其他样点(P0.05)。变形菌门相对丰度在种稻1 a的土壤中含量较高,达到45.26%;拟杆菌门的相对丰度在种稻12 a和21 a土壤中较高,分别为20.25%和20.44%;放线菌门相对丰度在0 a土壤中显著高于其他样点(P0.05),为17.90%。在属水平,布赫纳氏菌属是所有样点的优势属。α多样性指数结果显示:种稻12 a的土壤细菌群落多样性和丰富度都显著低于其他样点,分别低于对照17.06%、85.73%、82.88%。土壤理化性质测定结果表明:全氮和硝态氮在旱地土壤中含量最高;微生物碳和电导率在种稻12 a的土壤中最低,低于对照101.89%、23.25%;有机碳在21 a种稻土壤中含量最高,高于对照29.03%;pH值在21 a种稻土壤中最低,低于对照组1.05%。Pearson相关性分析表明:微生物量碳和土壤电导率对细菌多样性指数的影响显著。冗余分析结果表明,土壤电导率值、微生物碳和硝态氮是影响盐渍化稻作土壤细菌群落结构的主要因子。研究表明,随着种稻年限的延长土壤细菌群落和理化性质发生显著变化,土壤生境呈明显的改善趋势。     

生物有机肥对核桃园土壤细菌群落结构的影响

为了探究生物有机肥对核桃园土壤细菌群落的影响,采用16s rRNA高通量测序技术,研究了不施肥(CK)、常规施肥(TN)和施生物有机肥(TB)3个处理土壤细菌群落多样性和结构组成。结果表明,TB处理中土壤有机质、全氮、全磷比CK处理分别提高了46.3%、30.6%和50.8%。TB处理α-多样性指数均为最高,而TN处理中香浓指数和ACE指数较CK处理分别降低了0.5%和1.2%。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势类群,共占细菌总量的85.2%～90.6%。鞘脂单细胞菌属(Sphingomonas)和节杆菌属(Arthrobacter)为主要属,其相对丰度在TB处理较CK处理分别增加了17.6%和56.6%,较TN处理分别增加了51.5%和104.3%。冗余分析结果表明,环境因子解释了细菌群落变化的94.6%,土壤有机质、碱解氮和速效钾含量是造成核桃园土壤细菌群落结构差异的主要原因。