连作对植烟土壤微生物群落多样性的影响

连作影响土壤健康的微生物学机制分析是当前的研究热点之一。本试验首次采用BIOLOG生态板法从生理代谢水平上分析了烟草连作对土壤微生物多样性的影响。对分别来自重庆黔江和河南洛阳不同连作年限的烟田土样研究结果一致表明:(1)短期连作(连作年限≤3 a)时的土壤微生物平均吸光度值(AWCD)显著高于4 a和5 a的连作土壤,反映出短期连作土壤仍具有较高的微生物活性;(2)短期连作时土壤微生物的Shan-non指数、Simpson指数显著高于4 a、5 a连作,重庆和河南地区的McIntosh指数总体上表现出短期连作高于长期连作,Shannon均一度指数则无显著差异;(3)主成分分析(PCA)结果显示:连作烟田土壤微生物利用的主要碳源是糖类、高分子类和羧酸类,短期连作的土壤微生物具有较高的的碳源利用率。综合研究结果表明:短期连作(连作年限≤3 a)土壤仍保持较高的微生物多样性,但连作4 a、5 a的土壤微生物多样性则急剧降低。本试验结果为烟田土壤健康机制研究的一部分,有助于进一步探讨土壤的可持续利用及土传病害防治新途径。     

烟草连作对烟田土壤微生物的影响

对烟草不同连作年限的烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌进行分离,对微生物不同种群进行数量和多样性分析.结果表明,在连作10年内,细菌的数量随着连作年限的延长而增大;连作年限在10年以上,细菌数量随着连作年限的延长而呈现减小趋势;在连作l5年内,固氮菌和放线菌数量随着连作年限的延长而增大.连作年限在5年以内,根际土和非根际土中微生物多样性指数日和均匀度E随连作年限的延长而增大,连作年限在5年以上,根际土和非根际土中微生物多样性指数H和均匀度E随着连作年限的延长而呈现减小趋势.     

有机肥料施用量对烟田土壤微生物的影响

对不同有机肥料施用量的烟田土壤中细菌、固氯菌、放线菌和真菌进行了分离,对不同微生物种群进行了数量和多样性分析.结果表明,有机肥料施用量对烟田根际土中微生物数量有一定的影响,在有机肥料施用量为0-30000 kg/hm~2的范围内,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的数量随着有机肥料施用量的增加而呈现增长趋势,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的根土比随着有机肥料施用量的增加而呈现增加趋势,施用有机肥料的烟田微生物多样性指数H和均匀度E低于未施用有机肥料的.     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响.结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高.宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6％和34.6％.由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生.     

秸秆及土壤改良剂对植烟土壤微生物的影响

在云南通海、弥勒两地进行了1999年至2000两年定位试验,研究禾本科秸秆、土壤结构改良剂对土壤结构的改良作用,对试验各处理土壤微生物数量变化进行检测分析,结果显示：3种土壤改良措施在烟田和烟地的效应并不相同。土壤改良剂可迅速增加烟田土壤微生物的数量。施用小麦秆、玉米秆均不能在短期内明显改变烟田土壤微生物的数量。对长期试施用化肥的烟地,施用小麦秆和玉米秆都能增加土壤中微生物的数量,其中施加小麦秆的效果比玉米秆效果更好;而施用土壤改良剂则使土壤中的微生物数量降低。对长期化肥和农家肥配施的烟地,施用小麦秆和玉米秆均使土壤微生物数量下降,使用土壤改良剂则只能增加上层土壤中的微生物数量。     

秸秆及土壤改良剂对植烟土壤微生物的影响

在云南通海、弥勒两地进行了1999年至2000两年定位试验,研究禾本科秸秆、土壤结构改良剂对土壤结构的改良作用,对试验各处理土壤微生物数量变化进行检测分析,结果显示:3种土壤改良措施在烟田和烟地的效应并不相同.土壤改良剂可迅速增加烟田土壤微生物的数量.施用小麦秆、玉米秆均不能在短期内明显改变烟田土壤微生物的数量.对长期试施用化肥的烟地,施用小麦秆和玉米秆都能增加土壤中微生物的数量,其中施加小麦秆的效果比玉米秆效果更好;而施用土壤改良剂则使土壤中的微生物数量降低.对长期化肥和农家肥配施的烟地,施用小麦秆和玉米秆均使土壤微生物数量下降,使用土壤改良剂则只能增加上层土壤中的微生物数量.     

土壤微生物多样性的主要影响因子

影响土壤微生物多样性的因素很多,主要有土壤类型、农业植被类型、气候类型及管理方式等。本文对以上4个方面进行了阐述,同时,就当前面临的环境问题,总结了改善土壤微生态环境的几项措施。     

土壤微生物多样性研究进展

阐述了土壤微生物多样性的概念、主要影响因素以及国内外土壤微生物多样性的研究方法等,展望了未来土壤微生物多样性的研究方向。     

不同绿肥对植烟土壤养分及微生物含量的影响

为了对湘西旱地烟区改良土壤和提高烟叶质量提供依据,研究了5种不同绿肥品种对植烟土壤pH值、有机质和土壤养分含量及土壤微生物的影响。结果表明:翻压绿肥能有效地提高土壤pH值,明显增加土壤细菌数量和硝化细菌数量,有效地改善土壤环境,提高土壤肥力,各绿肥品种中以箭筈豌豆表现较好。     

土壤类型对烟田土壤中微生物的影响

针对种类不同的烟田土壤中含有的细菌、放线菌、真菌以及固氮菌进行菌类隔离实验,对这些微生物的数量以及多样性性质的变化进行分析和研究。根据结果显示,土壤的类型决定着土壤中的微生物,黄棕壤明显更适合微生物种群的生长,其中细菌和固氮菌明显高于紫色土壤的数量。黄棕壤烟田土壤中的细菌、真菌、放线菌以及固氮菌的变化都比紫色土壤中的这4种微生物变化快;在黄棕土壤中这4种微生物都呈现出递减的趋势。黄棕壤中的4种微生物比紫色土壤中的根土比之和高很多。黄棕壤中的细菌与真菌的数量比也明显高于紫色土壤的数量比。黄棕壤根际土中这4种微生物菌的多样性比紫色土的多样性指数也高很多。     

土壤微生物多样性分析技术研究进展

对土壤微生物多样性的3类主要研究方法及其应用特点进行了简要的评述和分析,指出使用Biolog分析、磷脂脂肪酸分析和分子生物学分析方法可研究和表征那些目前还不能够被培养的微生物,从而获取关于土壤微生物多样性的更多和更完整的信息。     

土壤微生物多样性的研究方法

对土壤微生物多样性的研究方法进行了综述。其中,微生物平板记数法仅能简单反映样品中微生物的类型和数量;从生化方面研究微生物多样性的方法主要包括基于底物利用率的代谢图谱以及磷脂脂肪酸生物标记法;土壤微生物在基因水平上的多样性可以用PCR-DGGE和PCR-TGGE技术、单链构象多态性分析(SSCP)、限制性片段长度多态性(RFLP)和末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)等进行研究。荧光原位杂交可通过寡核苷酸探针和全细胞杂交进行原位鉴定和计算单个微生物细胞。目前,基因芯片技术已在微生物检测和群落分析中获得了很大关注,而高通量测序技术使得对土壤微生物转录组和基因组进行全面分析成为可能。     

土壤微生物多样性及发展前景

土壤微生物是土壤的重要组成部分,其群落结构多样性及变化在一定程度上反映了土壤的质量,是土壤生态系统稳定性的重要指示因子。从土壤微生物多样性的定义、农田影响因素、生态功能方面阐述了土壤微生物多样性的作用,并探讨其发展前景。     

土壤微生物多样性的研究方法

回顾了土壤微生物物种多样性的研究方法,并对不同的方法的优劣进行了说明,以便在研究中选择适宜的研究方法。     

基于多样性测序对健康与易感病烟田根际 土壤微生物群落分析

为明确根际土壤微生物群落与根际土壤环境因子的关系,通过多样性测序研究健康烟田与易感病(黑胫病和根结线虫病混合发性)烟田根际土壤微生物群落特征。结果表明,易感病烟田根际土壤微生物群落的Alpha多样性指数显著低于健康烟田;烟田土壤细菌群落在属水平上共检测出687类,其中健康烟田共620类,易感病烟田共560类,而土壤真菌群落在属水平上共检测出123类,其中健康烟田共107类,易感病烟田共103类;病原菌枝孢霉(Cladosporium)、镰刀菌属(Fusarium)、Boeremia在易感病烟田土壤真菌群落的相对丰度高,拮抗菌链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌(Bacillus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus)在健康烟田微生物群落的相对丰度高;根际土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量在健康烟田中高。因此,健康烟田根际土壤的微生物多样性、病原菌和生防菌丰度、土壤p H值和养分含量都高于易感病烟田;土壤p H值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾与烟田根际土壤微生物群落的相关性较大。     

灭菌方式对植烟土壤微生物群落的影响

对连作障碍严重的植烟土壤进行物理熏蒸、棉隆化学熏蒸和甘蔗渣土壤强还原技术灭菌处理,以未经处理的土壤为对照,分析土壤的理化性质和微生物群落的变化;应用FUNGuild对真菌群落进行功能预测。结果表明：与对照相比,化学熏蒸显著提高了土壤的水解氮含量,物理熏蒸显著提高了速效磷和速效钾含量,甘蔗渣土壤强还原处理显著提高了土壤的pH值和有机质含量;物理熏蒸、化学熏蒸和甘蔗渣土壤强还原处理的土壤中尖孢镰刀菌数量分别减少了26.74%、41.39%和38.46%,3种灭菌方式对植烟土壤尖孢镰刀菌均具有抑制效应;不同灭菌方式的土壤微生物群落组成发生明显变化,化学熏蒸和甘蔗渣土壤强还原处理提高了土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)、结核杆菌属(Tuberibacillus)、梭菌属(Clostridium)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度;甘蔗渣土壤强还原处理土壤中,氢孢菌属(Hydrogenispora)、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)和拟杆菌属(Bacteroides)成为优势菌属。群落功能预测表明,物理熏蒸导致土壤中病理营养型真菌增加,化学熏蒸导致腐生–共生营养型向...     

长期施肥对植烟土壤养分及微生物群落结构的影响

【目的】了解施肥与土壤培肥和作物真菌病害的关系,为烤烟科学施肥、保持农业生产的长期可持续发展积累资料。【方法】利用云南省烟草农业科学研究院的长期肥料定位试验,设置长期不施肥(CK)、纯施化肥(CF)和有机无机肥配施(MCF)等处理,采用常规分析方法测定磷脂脂肪酸(PLFAs)和454高通量测序技术,分别就施肥对植烟土壤有机质、养分和微生物群落结构的影响进行分析。【结果】经16年长期施肥后,MCF使土壤有机质提高19.63%,有效磷增加;CF降低土壤有机质20.56%,碱解氮和有效钾减少。施肥显著增加微生物标记性磷脂脂肪酸(PLFAs)的种类和总量,尤以MCF最为显著,说明施肥尤其是MCF显著提高了土壤中微生物种群和数量。但是,在CF处理的土壤中,异养性微生物??真菌的PLFAs占微生物总量的比例是MCF的2.52倍,真菌种群数(OTUs)比MCF提高25.91%,真菌群落的多样性、均匀度和优势度指数也显著高于CK和MCF,说明施用化肥改变了土壤生态环境,有益于真菌生长繁殖,使真菌种群增加,密度增大,优势种群突出,导致土壤真菌化。土壤真菌群落由子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门和尚待鉴定的真菌等构成,子囊菌门占绝大多数。前20种优势菌株的丰富度高达33.01%—49.28%,其中CK和MCF有15种相同,CK和CF仅6种一致。【结论】长期持续施用化肥可提高作物真菌病害的发生几率,降低土壤有机质;土壤特性是影响真菌种群的重要因素之一,MCF对土壤优势真菌的影响较小,而CF显著改变了土壤真菌的种群结构。     

不同品种菌草对土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响

对6个菌草品种种植前后的土壤养分、土壤酶活性进行检测,采用Illumina-MiSeq高通量测序技术对微生物多样性和微生物群落进行分析.结果表明,6个不同品种菌草土壤的有机碳、全氮、速效氮和速效磷的含量均显著高于未种植菌草的对照组(P<0.05),桂闽引象草土壤速效氮(27.88 mg·kg^-1)、全氮(1.12 g·kg^-1)和有机质含量(33.51 g·kg^-1)最高,象草的土壤速效磷(8.49 mg·kg^-1)含量最高.种植6种菌草后,除了过氧化氢酶,土壤酶活性均有显著提高(P<0.05),象草土壤磷酸酶活性(883.46μmol·g^-1)、桂闽引象草土壤脲酶活性(18.77μg·g^-1)和蔗糖酶活性(16.43 mg·g^-1)最高.Pearson相关性分析结果表明：过氧化氢酶与速效氮、全氮和有机碳均呈显著负相关(P<0.01),酸性磷酸酶与速效磷呈显著正相关(P<0.01),脲酶与速效氮、速效磷、全氮和...