养猪发酵床垫料微生物及其猪细菌性病原群落动态的研究

微生物发酵床养猪是一种新型环保养殖技术。开展了微生物发酵床垫料微生物及其猪细菌性病原群落动态的研究,通过分离不同使用时间和层次基质垫层中的细菌、真菌和放线菌,分析微生物发酵床垫料微生物群落动态;分离基质垫料中大肠杆菌和沙门氏菌,研究其在发酵床垫料中的时间、空间分布动态,分析微生物发酵床对这两种病原细菌的抑制效果。结果表明,微生物发酵床中细菌分布数量最大,在各使用时间和层次的分布量均达到10~7 cfu·g~(-1)数量级以上,放线菌分布数量次之,真菌分布数量最小;细菌的分布数量呈现随着垫料使用时间的增加先上升后下降的趋势,而真菌和放线菌分布量随着垫料使用时间的增加而减少。基质垫料有一定量大肠杆菌和沙门氏菌的分布,分布数量与细菌呈显著的负相关,与真菌和放线菌呈显著正相关,在垫料使用的后期(使用5个月)比使用前期(使用1个月)分布数量明显减少,减少幅度分别为95.34%和44.41%,说明微生物发酵床对猪舍大肠杆菌和沙门氏菌病原能起到显著的抑制作用,控制由大肠杆菌和沙门氏菌病原引起的猪病害。     

长期施肥对旱作区农田土壤细菌群落组成和多样性的影响

为阐明长期有机、无机施肥对旱作区土壤细菌群落组成及多样性的影响机制,以农田土壤生态系统为研究对象,采用单因素随机区组设计,利用长期定位试验(11年)和高通量测序的方法,研究了不施肥(对照,T0)、单施化肥(T1)、化肥配施羊粪有机肥(T2)和化肥配施生物有机肥(T3)对土壤的影响,分析了处理间土壤细菌群落组成及多样性的差异,探究了驱动土壤细菌群落组成及多样性变化的主要土壤环境因子。结果表明:与T0相比,羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配施能显著提高土壤全氮、全磷、有机质、碱解氮、有效磷和铵态氮的含量,其中T2处理效果最显著(P<0.05)。各施肥处理下土壤放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi) 细菌为优势菌门;羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配施处理降低了土壤放线菌门的相对丰度,增加了绿弯菌门、拟杆菌门和厚壁菌门的相对丰度,T2处理与T0处理间有显著差异(P<0.05)。与T1处理相比,羊粪有机肥、生物有机肥与化肥配合施用使土壤硝化螺旋菌门的相对丰度显著降低。类诺卡氏菌属(Nocardioides)、KD4-96和Subgroup_6为土壤细菌群落的优势菌属。T2处理较T3处理更显著地降低了土壤类诺卡氏菌属(41.15%)、芽球菌属(41.67%)和红杆菌属(27.45%)的相对丰度。与T0处理相比,T2处理更显著增加了细菌群落物种数、群落辛普森指数、香农指数和Chao1 指数(P<0.05)。冗余分析表明,土壤有机质(P=0.001)、pH(P=0.003)是驱动土壤细菌群落组成及多样性变化的主要因素。土壤pH以及有机质含量高低对驱动旱作区土壤细菌群落组成以及土壤细菌多样性变化均产生直接效应。因此,化肥与羊粪有机肥相结合的长期施肥管理是优化旱作区区域农田养分管理、提升土壤肥力的有效途径。     

二郎山亚高山公路边坡土壤氮素与细菌群落组成的相关性研究

本文测定不同生长季节(3月、6月、10月)二郎山亚高山公路边坡的土壤氮素含量、微生物群落组成,探讨了两者间的相关性,旨在为该区域受损公路边坡植被恢复提供理论依据。结果表明:(1)与3月相比,4个样点土壤全氮含量呈现6月增加、10月减少;其中:铵态氮含量6月减少、10月增加的变化趋势;(2)3月、6月、10月各样点土壤细菌群落物种丰度指数的变化幅度分别为3530～3745、5018～6030、4121～5504,其中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)为该区域公路边坡土壤中门分类水平下的优势菌群;马赛菌属(Massilia)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)是该区域属分类水平下的优势菌群;(3)相关性分析结果表明,绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰富度与土壤总氮含量显著(P<0.05)正相关,与铵态氮含量极显著(P<0.01)负相关,厚壁菌门(Firmicutes)细菌丰富度与铵态氮含量极显著(P<0.01)正相关。     

马铃薯||玉米间作对土壤细菌多样性的影响

为探明连续马铃薯、玉米单作及间作种植对土壤细菌群落组成的影响,利用IonS5~(TM)XL高通量测序平台,分析了单作玉米(M)、单作马铃薯(P)、马铃薯||玉米间作(PM)下,土壤细菌群落组成以及多样性间的差异。结果表明:与单作相比,马铃薯||玉米间作土壤有机质含量显著升高(P0.05),但土壤全氮、碱解氮、全磷、速效钾、土壤pH等没有显著变化。所获得的56 787个土壤细菌可操作分类单元(OTUs)共分为46门、55纲、114目、208科、455属。土壤变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)细菌占总相对丰度的57.68%～65.11%,为优势菌门;间作对土壤细菌群落多样性(香农指数、辛普森指数)、丰富度(ACE指数和Chao1指数)无显著影响,但改变了基于门、属水平上的细菌群落组成。与单作马铃薯相比,间作显著降低了土壤变形菌门(Proteobacteria)相对丰度(P=0.023),提高了浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度(P=0.043)。在属水平上,相对丰度较低的芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Candidatus Solibacter属更易受到种植方式的影响;间作提高了节杆菌属(Arthrobacter)、芽球菌属(Blastococcus)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度。随细菌群落结构变化,细菌群落功能上出现差异,通过KEGG功能预测共得到7个一级功能层, 35个二级功能层,表现出功能上的丰富性,土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和细胞过程方面功能活跃。7个一级功能层中的代谢功能组在马铃薯||玉米间作与马铃薯单作间有显著差异。利用前向选择,经蒙特卡罗检验表明,连续马铃薯、玉米单作及间作栽培5年后的土壤各理化性状指标与土壤细菌群落组成、多样性间的相关性均不显著。连续马铃薯||玉米间作及单作5年条件下土壤细菌群落组成的变化是由马铃薯||玉米间作作物种间互利和竞争关系而驱动的。     

加气灌溉改善干旱区葡萄根际土壤化学特性及细菌群落结构

为探讨地下穴贮滴灌条件下根际注气对干旱区葡萄根际土壤化学性质、细菌多样性及群落结构影响。该研究以3a箱栽‘红地球’葡萄为试验材料,以自行设计的地下穴贮滴灌"水肥气"一体化设备作为注气装置,16S高通量基因组测序作为研究土壤细菌多样性及群落结构的关键技术手段。结果表明地下穴贮滴灌根际注气可有效提高土壤pH值,显著增加土壤速效磷(40~50 cm除外)和速效钾含量,促进土层深度20~30 cm土壤有机质分解;对氮磷钾相关菌属的分析表明,根际注气可促进与硝化作用相关的亚硝化螺菌属,磷钾代谢相关的假单胞菌属、芽孢杆菌属,抑制与反硝化相关的罗尔斯通菌属,表明加气灌溉能促进植株对氮磷钾的吸收与能提高硝化作用、解磷解钾相关菌群数量有关。chao1、shannon指数分析表明地下穴贮滴灌根际注气可有效改变细菌群落丰度,但对细菌群落多样性影响较小;对于细菌门,注气处理增加了放线菌门和硝化螺旋菌门的丰度,其中在40~50 cm土层注气处理放线菌门和硝化螺旋菌门分别比未注气高16.7%与22.7%,达到极显著水平;典型相关分析及相关分析表明,地下穴贮滴灌注气条件下土壤pH值、速效磷和硝酸盐含量是影响细菌群落结构的重要指标。该研究结果可为干旱区地下穴贮滴灌条件下科学合理注气提供理论依据。     

荔枝园间作平托花生对土壤理化性质、酶活性和细菌群落结构及多样性的影响

研究荔枝间作平托花生对荔枝园土壤理化性质、酶活性及细菌多样性的影响,为荔枝健康栽培提供理论依据和技术支撑。分别选取荔枝/平托花生间作和荔枝单作模式下10～20 cm土层的土壤样本,测定酸性有效磷、全磷和速效钾等理化因子的含量以及蔗糖酶、蛋白酶和脲酶等酶活性,并在此基础上,利用Illumina MiSeq测序平台对荔枝/平托花生间作模式和荔枝单作模式下土壤的细菌群落进行16S rRNA V4～V5区检测。结果表明:与荔枝单作模式相比,在理化因子方面,荔枝间作平托花生模式下的速效钾含量极显著提高138.9%,碱解氮含量显著降低19.6%,pH稍降低但无显著差异性;在土壤酶活性方面,蔗糖酶、酸性蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶均极显著或显著提高;在土壤细菌群落多样性方面,Chao1、ACE和Simpson指数分别显著提高5.5%、5.2%和3.7%。在土壤细菌群落结构方面,两组样本的主要优势菌门为酸杆菌门、变形菌门、绿弯菌门和放线菌门;主要优势菌属为Gp1、Gp2、Gp3、Gp4、Gp6、芽孢杆菌属和Gaiella等菌属;间作后变形菌门、放线菌门、红游动菌属、Gaiella和黄杆菌属相对丰度明显提高,酸杆菌门、芽孢杆菌属和Gp2相对丰度显著降低。冗余分析结果表明,碱解氮、pH、全磷和有效磷是影响土壤细菌菌属结构的主要理化因子;单作模式的土壤细菌群落结构差异主要是由pH的变化引起的,而间作模式细菌群落结构主要受碱解氮的影响;此外,在酸杆菌门亚群中,Gp1、Gp2、Gp3及Gp7与pH呈正相关;Gp4、Gp5、Gp6与pH呈负相关;芽孢杆菌属与碱解氮呈正相关;Gaiella、红游动菌属和黄杆菌属等绝大多数菌属均与理化因子呈负相关。因此,荔枝园间作平托花生不仅能改善土壤理化性质以及酶活性,还能提高土壤细菌丰富度和多样性,促进荔枝根系对营养元素的有效吸收,为农民有效利用荔枝园行间空地、实现荔枝健康栽培探索出一条新的路径。     

寡糖对土壤微生物多样性及群落结构的调节作用

土壤微生物种群类型,对土壤质量和作物生长具有重要影响,研究寡糖对土壤微生物种群的影响特征,有助于正确、高效及安全使用寡糖。本研究利用人工气候室进行土壤培养,土壤施加50mg·L−1的壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）溶液,以清水（CK）为对照处理,培养6d后取样,利用高通量测序技术,分析土壤微生物群落结构组成及多样性分布特征。结果表明：壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理均显著改变细菌、真菌的群落结构,提高细菌的物种观测数。变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为优势细菌门,子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）和被孢霉门（Mortierellomycota）为优势真菌门。通过组间群落组成比较分析可知,壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理均不同程度降低酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,增加变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、壶菌门（Chytridiomycota）以及有益菌属溶杆菌属（Lysobacter）、硝化螺旋菌属（Nitrospira）、Haliangium、芽球菌属（Blastococcus）和链霉菌属（Streptomyces）的相对丰度,但与纤维寡糖（COS）相比,壳寡糖（CSOS）处理微生物群落组成的变化幅度更大。此外,壳寡糖（CSOS）和纤维寡糖（COS）处理在调节土壤微生物群落结构上存在一定差异。其中,壳寡糖（CSOS）处理有益菌属Talaromyces的相对丰度增加195%,纤维寡糖（COS）处理有益菌属假单胞菌属（Pseudomonas）的相对丰度增加215%。综上,壳寡糖和纤维寡糖处理均能优化土壤微生物群落的结构组成,其调控差异性有助于理解不同寡糖的调控机制,推动寡糖的应用与推广。     

赤水河流域典型植被类型的土壤微生物群落结构与多样性

土壤微生物是反映土壤环境质量的重要指标,为明确赤水河流域典型植被类型土壤微生物群落特征及优势菌属,为生态系统的恢复与管理提供理论依据,采用高通量测序技术研究了赤水河流域的5种典型植被类型(灌丛、针阔混交林、常绿阔叶林、杉木林和竹林)土壤的微生物群落结构及多样性,并探讨了其主要影响因子。结果表明:(1)不同植被类型的细菌和真菌丰富度Chao1指数差异均不显著,说明二者所观测到的物种总数没有差异。Shannon指数显示各植被类型微生物多样性存在一定差异,细菌多样性以竹林最低,显著性低于灌丛和针阔混交林(p<0.05); 真菌多样性以灌丛和杉木林显著性高于其他3种植被类型(p<0.05)。(2)5种植被类型土壤细菌优势门(相对丰度>10%)主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota)。其中变形菌门(Proteobacteria)在灌丛、针阔混交林和常绿阔叶林中占绝对优势(相对丰度为29.70%～33.62%),而放线菌门(Actinobacteriota)则在杉木林和竹林中最为丰富,相对丰度占比分别为32.88%,29.88%。各植被类型土壤真菌门以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌群(相对丰度>49%)。(3)5种植被类型土壤细菌和真菌中优势菌属差异较大。在细菌属水平上,针阔混交林和竹林分别以未定名的Vicinamibacterales和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势,而其他3种植被类型则以节杆菌属(Arthrobacter)最丰富。在真菌属水平上,灌丛和常绿阔叶林中优势关键属为子囊菌门(Ascomycota)未分类真菌属(unclassified_p_Ascomycota),杉木林以被孢霉属(Mortierella)最丰富,而针阔混交林和竹林中均以沙蜥属(Saitozyma)相对丰度最高。(4)NMDS分析表明,土壤细菌与真菌群落空间分布差异显著。(5)冗余分析表明,土壤含水量、pH值和TN(总氮)对土壤细菌群落结构具有显著性的影响,而pH值、容重、TOC(总有机碳)、TN和TP(总磷)对真菌群落结构影响显著。综合分析可知,针阔混交林土壤细菌群落较丰富,杉木林土壤真菌生长较旺盛,而灌丛土壤细菌和真菌多样性均较高,应采取有效措施提高主要林分土壤养分,从而激发微生物的生长,改善土壤环境。     

生活垃圾微生物强化堆肥对放线菌群落的影响

为了探讨微生物强化堆肥对生活垃圾好氧堆肥过程及堆肥过程中放线菌群落的影响,在堆肥过程中接种高效细菌复合菌剂和真菌复合菌剂,并以不接种的堆体为对照,对堆肥过程的温度变化和木质纤维素的降解效率进行了测定,并借助于PCR-DGGE方法对堆肥过程中放线菌群落的动态变化和种群多样性进行研究。结果表明：微生物强化堆肥能缩短堆体起爆时间,并能有效提高堆体降温期和二次发酵期的温度;和自然堆肥相比微生物强化堆肥使半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别提高8.95%、12.72%和10.13%。DGGE图谱显示：2种堆肥方式的放线菌多样性指数表现出极显著差异,微生物强化堆肥能增加堆体中优势菌群的种类和数量,能有效提高腐熟期的放线菌群落多样性,有利于堆肥腐熟。优势条带测序结果表明：在接种堆肥过程中检测到了放线菌门的棒杆菌属、分支杆菌属、链霉菌属、热孢菌属、迪茨菌属、糖丝菌属和放线菌属。     

西北半干旱荒漠草原与耕地土壤可培养微生物多样性及分布特征比较

采用稀释涂布平板、分离培养和16S r DNA序列分析法对我国甘肃白银地区半干旱荒漠草原土壤可培养细菌、放线菌、真菌数量及群落分布特征进行了分析,比较了荒漠草原和耕地土壤微生物多样性。发现荒漠草原土壤可培养细菌、放线菌、真菌数量分别为1.23×106、0.19×106、0.18×106cfu·g-1,耕地三类微生物数量分别是3.03×106、0.53×106、0.05×106cfu·g-1。荒漠草原可培养细菌、放线菌数量明显低于耕地,而真菌数量高于耕地。从荒漠草原分离出14株细菌,分别属于γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)噬冷杆菌属(Psychrobacter),放线菌门(Actinobacteria)皮球菌属(Kytococcus),厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus)、亮氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)、气球菌属(Aerococcus),优势菌为芽孢杆菌属和噬冷杆菌属。耕地分离出可培养细菌19株,分别属于ɑ-变形菌纲(ɑ-Proteobacteri)根瘤菌属(Rhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium),γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)假单胞菌属(Pseudomonas),厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus),放线菌门(Actinobacteria)微杆菌属(Microbacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)、微球菌属(Micrococcus)、考克氏菌属(Kocuria),以放线菌门细菌为主(占57.9%)。从荒漠草原分离放线菌共8株,分别属于链霉菌属(Atreptomyces)、小单孢菌属(Micromonspora)、间孢囊菌属(Intrasporangium),而耕地主要为链霉菌属(Atreptomyces)、小单孢菌属(Micromonspora)。荒漠草原真菌主要是交链孢霉属(Alternaria)、芽枝霉属(Cladosporium),耕地土壤真菌包括青霉属(Penicillium)、交链孢霉属(Alternaria)、曲霉属(Aspergillus)、毛霉属(Mucor)、链孢霉属(Coniothecium)。试验结果表明,荒漠草原与耕地土壤微生物都具有较丰富的多样性,但微生物群落结构存在一定差异,同一区域不同深度土壤中微生物数量和种类也存在差异,耕地土壤微生物多样性明显高于荒漠草原。     

马铃薯与玉米复合种植对土壤化感物质及土壤细菌群落结构的影响

为探究马铃薯与玉米复合种植对化感物质积累与细菌群落结构的影响,分析轮作、间作缓解连作障碍的机制,本研究以马铃薯连作、玉米连作、马铃薯||玉米间作、马铃薯-玉米轮作第8年的土壤为对象,利用GC-MS测定土壤中化感物质含量,并采用Illumina Miseq高通量测序技术对土壤细菌16Sr DNA V4-V5区域进行测序,分析土壤中细菌多样性和群落结构的变化,并对化感物质和优势菌属进行相关性分析。结果表明:玉米连作和马铃薯连作会导致化感物质的积累,玉米连作土壤积累了更多的油酸、亚油酸、花生酸、木焦油酸等脂肪酸,马铃薯连作土壤积累了更多的硬脂醇、二十烷醇等脂肪醇类物质。轮作降低了大部分化感物质的积累,间作降低的化感物质种类相对轮作较少。不同种植方式下土壤细菌群落结构发生了显著变化,相对于连作,间作和轮作Ace指数和Chao指数显著升高。在门水平上,轮作土壤放线菌丰度显著高于马铃薯连作土壤,间作土壤拟杆菌门丰度显著低于玉米连作土壤,两种连作土壤中酸杆菌门丰度都较轮作显著升高。在属水平上,一些有益细菌如节杆菌属、溶杆菌属等在复合种植土壤中相对丰度更高。通过相关性分析发现土微菌属、小梨形菌属与脂肪醇类物质呈显著正相关,黄杆菌属、溶杆菌属、微杆菌属等与脂肪酸类物质呈显著负相关。马铃薯与玉米复合种植降低了化感物质在土壤中的积累,从而抑制了土壤细菌丰度的降低,提高了有益菌属丰度,消减了连作障碍。     

光照强度对菌藻共生生物膜细菌群落结构的影响

为了探索3种不同光照强度对菌藻共生生物膜细菌群落结构的影响,该研究设计在淡水养殖池塘水质条件下,开展3种不同光照强度水平(CK组0,T1组4 750 lx,T2组7 580 lx)对菌藻共生生物膜内细菌的群落结构的研究。结果显示:菌藻生物膜细菌群落结构发育对不同的微生态环境有不同的响应,T1处理和T2处理的Alpha多样性指数,包括获得的OTUs数量(NumberofOperationalTaxonomicUnits)(498.5±7.16、517.2±10.36)、Chao1指数(Chao1index)(648.7±35.64、672.8±30.69)和Shannon指数(Shannon index)(4.68±0.01、4.85±0.03)显著高于CK处理(406.6±8.18,521.5±18.62,3.53±0.02),CK组菌藻生物膜的细菌群落在总体数量上处于弱势,显著低于T1和T2处理;随着光照强度的增加,菌藻生物膜的优势细菌类群所占百分比的次序发生了改变;变形菌门(Proteobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)在3个处理中均为优势菌种,但丰度有显著差异。硝化螺菌属(Nitrospira)在CK组和T1处理的属水平相对丰度为2.72%±0.93%和2.57%±0.46%,显著高于T2组;红杆菌属(Rhodobacter)相对丰度随着光照强度的增大而逐渐升高,T1组假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度平均值显著高于CK组及T2组,菌藻生物膜细菌群落结构发育对不同的光照强度有不同的响应,随着光照强度的变化,菌藻生物膜的优势细菌类群所占百分比的次序发生改变;T1组拥有较高的硝化和反硝化能力,CK组在降解多种有机物的能力方面较强。     

嗜热复合菌对堆肥品质及微生物群落演替的影响

  【目的】  研究嗜热复合菌对畜禽粪污堆肥理化特性和腐熟度的影响,探讨嗜热菌影响堆肥过程的微生物机制。  【方法】  堆料由75%羊粪和25%养鸡发酵床垫料构成,初始原料C/N为28,堆料量1.2 t,高度70～90 cm,开放条垛式堆沤。处理组为堆肥添加0.1%嗜热菌B. fordii FJAT-51578和U. thermosphaericus FJAT-51579等比混合的发酵液,对照组为添加1%市售枯草芽孢杆菌堆肥菌剂(Bacillus subtilis)。堆肥时间为2021年9月18日—10月14日,每两天检测1次温度。堆肥前15天,每两天进行一次翻抛,后期每5天进行一次翻抛,保持堆肥含水量50%～60%,直至高温期结束。在堆肥开始后第1、9和26天取堆肥样品,分析氮磷含量、硝化指数和种子发芽指数。结合扩增子测序,分析堆肥细菌群落结构变化,并揭示其主要环境影响因子。采用PICRUSt分析堆肥有效氮和有效磷代谢的微生物机制。  【结果】  嗜热复合菌添加促进堆肥硝化指数的降低和种子发芽指数的升高,促进堆肥腐熟;堆肥产物碱解氮和有效磷的含量分别比市售菌剂组高11.8%和7.7%。同时,嗜热复合菌的添加改变了细菌群落的分布,降低了堆肥细菌的多样性和丰富度,提高了糖单胞菌、链霉菌和嗜热葡萄孢菌等降解菌的丰度。RDA分析表明,pH和C/N是影响堆肥微生物群落多样性的主要因素,碱解氮与芽孢杆菌和糖单胞菌属丰度正相关,有效磷与嗜热裂孢菌、直丝菌属和马杜拉放线菌属丰度正相关。氮、磷代谢相关京都基因和基因组百科全书同源基因(KO)的PICRUSt分析显示,微生物氮磷循环相关KO的丰度随着堆肥进程均有所增加。添加嗜热菌剂提高了氨化、铵同化、硝酸盐同化、同化/异化硝酸盐还原等氮循环相关KO,及无机磷溶解、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶等磷循环相关KO。  【结论】  在畜禽粪污堆肥中添加嗜热复合菌剂加快并延长了高温期,降低了C/N,提高了堆肥中碱解氮和有效磷含量,其中C/N、硝化指数和GI指数等指标在堆肥中期达腐熟程度标准,促进堆肥腐熟。堆肥中添加嗜热复合菌剂增加了细菌氮磷代谢相关KO的表达,提高了腐熟中期堆肥中嗜热菌的丰度和种类,碱解氮与芽孢杆菌和糖单胞菌属丰度呈正相关,有效磷与嗜热裂孢菌、直丝菌属和马杜拉放线菌属丰度正相关。因此,添加嗜热复合菌促进了堆肥有效氮磷的含量。     

烟秆炭基肥对薏苡土壤有机碳组分及微生物群落结构和丰度的影响

为探究烟秆炭基肥对薏苡土壤有机碳组分及微生物群落结构和丰度的影响,以烟秆生物炭基肥为试验材料,通过大田试验,设置不施肥(CK)、常规施化肥(F)、施低量烟秆炭基肥(LBF)、施高量烟秆炭基肥(HBF) 4个处理,测定土壤pH、有机碳组分及土壤细菌群落结构和丰度,同时研究与土壤碳循环和微生物活性有关的4种酶活性变化特征,分析土壤pH、土壤有机碳组分、土壤酶和土壤细菌丰度之间关系。结果表明:1)施用烟秆炭基肥显著提高土壤pH及土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)和微生物量碳(MBC)含量,其中MBC提升效果最明显,与常规施化肥相比提高41.09%～76.04%(P0.05)。2)施用烟秆炭基肥显著提高土壤淀粉酶、脱氢酶活性,与常规施化肥相比分别平均提高44.28%和57.54%(P0.05),而对土壤蔗糖酶影响不显著。3)施用烟秆炭基肥提高土壤细菌群落Chao1指数和Shannon指数,提高土壤细菌丰度及多样性。4)施用烟秆炭基肥影响土壤细菌群落组成结构,提高放线菌门和拟杆菌门相对丰度,降低变形菌门和绿弯菌门相对丰度;显著提高硝化螺旋菌属、布氏杆菌属等细菌属丰度(P0.05),降低酸土单胞菌属、泉发菌属丰度(P0.05)。5)通过RDA分析,土壤pH、碳组分、土壤酶活性和土壤细菌门群落丰度在烟秆炭基肥施用后存在一定相关关系,其中土壤pH、SOC、POC、DOC和MBC含量与土壤各种酶活性均呈显著正相关关系(P0.05),而与变形菌门呈显著负相关(P0.05)。综上,烟秆炭基肥可以提高土壤pH、增加土壤有机碳组分含量、提高土壤酶活性和土壤细菌丰度,进而改善土壤细菌群落结构,改良薏苡种植土壤,优化土壤生态。该研究可为烟秆废弃物资源化利用、土壤肥力提升提供参考依据。     

连作年限对设施百合土壤微生物多样性的影响

为探究不同年限连续栽培百合的设施土壤细菌和真菌群落组成变化及其与环境因子间的关系,采用Mi Seq高通量测序技术,对连作4年(C4)、连作5年(C5)和连作7年(C7)设施百合红壤中细菌和真菌群落组成和多样性的变化进行了研究。结果显示,所有样品测序后获得细菌和真菌有效序列分别是249003和451044个,细菌和真菌OTUs总数分别是906和298个。Alpha多样性分析显示,随连作年限延长设施百合红壤中细菌香农指数和辛普森指数显著升高,真菌香农指数和辛普森指数显著下降。在物种组成分析中,属于细菌优势菌种的有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinomycetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi),且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占细菌总数比例分别是85.17%、81.04%和81.64%;而真菌菌门中,只有子囊菌门(Ascomycota)一个优势菌种,并且C4、C5和C7处理土壤中优势菌种占真菌总数比例分别93.69%、92.20%、84.31%。不同连作年限土壤中,子囊菌门镰刀菌属(Fusarium)丰度比例达44.02%～58.83%。相关性分析显示,p H值、有机碳、总氮与变形菌门、放线菌门、酸杆菌门丰度显著相关;p H与青霉属(Penicillium)显著正相关,与镰刀菌属显著负相关。由此可以认为,连作后土壤细菌微生物群落多样性指数显著上升,真菌微生物多样性显著下降,同时土壤中细菌的优势菌种有变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门,在真菌群落组成中子囊菌门占主导,连作后子囊菌门中占主导地位的镰刀菌属数量的增长可能是引起设施百合红壤连作障碍的主要原因之一。     

施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响

在等量施肥条件下,木薯间作一季花生,是否具有间作优势,间作模式中木薯根际土壤细菌群落结构如何变化,相关研究报道较少。以木薯品种"华南205"、花生品种"粤油200"为试验材料,设计施氮、不施氮2个处理和等量施肥条件下的3种种植模式(木薯单作、花生单作、木薯间作花生),采用高通量测序技术,研究施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明,在等量施肥条件下,木薯-花生间作的土地当量比大于1,表现出间作优势。施氮和间作花生对木薯根际土壤细菌的多样性无显著影响。4个优势细菌门类依次为绿弯菌门、变形菌门、放线菌门和酸杆菌门。不同处理间的菌门Saccharibacteria的差异极显著,施氮显著降低了疣微菌门的相对丰度。木薯根际土壤细菌的属数量共464个。相对丰度排名前30的菌属中,不同处理间菌属Acidobacteriaceae__Subgroup_1_和Sphingomonas的差异达显著或极显著水平,施氮显著降低了菌属Subgroup_7的相对丰度,显著提高了菌属Acidothermus的相对丰度。主成分分析表明,施氮对细菌群落组成的影响大于种植模式;冗余分析得出,有机质、pH值显著影响细菌属水平群落组成。     

炭疽病发病草莓与健康草莓根际细菌群落结构及功能差异

  目的   比较研究炭疽病不同发病程度草莓根际微生物群落结构并开展基因功能预测分析,为指导农田管理及筛选草莓炭疽病拮抗菌提供理论依据和参考。  方法  采集设施栽培大棚中健康和不同发病程度的草莓植株根际土壤,利用Illumina Miseq测序比较分析不同发病程度对草莓根际细菌多样性,根际细菌门、属水平群落组成特征的影响。  结果  发病植株根际细菌多样性显著低于健康植株,其中轻度发病草莓根际细菌丰富度ACE降低了7.2%,而中度发病草莓根际细菌丰富度降低了11%。草莓根际土壤的优势菌群为变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,不同发病程度的草莓根际土壤的细菌群落结构发生了显著改变,其中发病草莓显著提高了根际土壤中芽孢菌属和亚栖热菌属的相对丰度,而降低了与促生功能相关的黄杆菌属和伯克氏菌属的相对丰度。PICRUSt2分析表明,炭疽病显著提高草莓根际细菌的细胞交流、细胞传递和分解,转录以及循环等功能,而降低了脂质代谢和消化功能。  结论  本研究表明炭疽病显著降低草莓根际细菌多样性,并改变细菌群落结构,降低了促进草莓营养吸收细菌种类的相对丰度,改变了根际细菌功能特征,研究结果为指导草莓生产管理和筛选抗病微生物提供参考。     

菜-菌轮作模式下土壤微生物群落结构及多样性的变化

为明确菜-菌轮作模式对土壤微生物的影响,基于高通量测序技术,对4种轮作模式下的土壤微生物群落结构与多样性进行了研究,结果显示：不同轮作模式下土壤样品中真菌和细菌OUT总数分别是2298和15840条,相较于常规轮作模式A,菜-菌轮作模式B、C、D下真菌的OUT总数、ACE指数、Chao1指数、Shannon指数降低显著,Simpson指数增加明显,但细菌的各参数没有显著的差异;其土壤全氮、碱解氮、速效钾、有机质含量显著高于常规轮作模式A;真菌的优势群落是子囊菌门,相对丰度在66%以上,枝孢属、镰刀菌属两类致病菌群的丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中降低明显;细菌的优势群落是变形菌门、放线菌门、绿弯菌门以及酸杆菌门,鞘氨醇单胞菌属、伯克霍尔德氏菌属丰度在菜-菌轮作模式B、C、D中显著提高;聚类分析表明菜-菌轮作模式C、D下微生物群落结构相似度最高,常规轮作模式A可划分为区别于菜-菌轮作模式B、C、D的单独类群。综上所述,菜-菌轮作可降低真菌群落丰度,改变土壤微生物群落的结构组成,同时提高土壤中有益菌群的丰度,降低有害菌群的丰度。     

有机无机肥料配施对植烟土壤养分及细菌群落结构的影响

为研究有机无机肥料配施对植烟土壤细菌群落结构的影响,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析了连续3年施用化肥(CF)、烟草秸秆生物有机肥配施化肥(TBF)和高碳基土壤修复肥配施化肥(HCF)对土壤细菌多样性和群落结构的影响,同时结合土壤理化性质探究不同施肥条件下细菌群落变化的重要影响因素。与CF处理相比,HCF处理土壤碱解氮含量显著降低了34.09%。多样性指数分析显示有机无机肥料配施有提高土壤细菌多样性的趋势,HCF处理土壤细菌多样性最高。有机无机肥料配施提高了土壤放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)细菌丰度,降低了土壤绿湾菌门(Chloroflexi)、Saccharibacteria、厚壁菌门(Firmicutes)、WD272和蓝细菌门(Cyanobacteria)细菌丰度。有机无机肥料配施显著增加了土壤Patulibacter、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、农研丝杆菌属(Niastella)等有益细菌属丰度。Spearman相关性分析和典范对应分析(CCA)表明土壤pH值、碱解氮和速效钾是影响土壤细菌群落结构的重要因子。有机无机肥料配施对植烟土壤细菌多样性和群落结构产生了深刻影响,土壤pH值、碱解氮和速效钾是调控细菌群落结构的重要影响因素,在土壤培肥中应引起充分的重视。     

干湿变化调控稻田土壤活性细菌群落与潜在功能

大量研究发现干湿变化显著影响土壤微生物群落和温室气体排放。然而,土壤干湿变化下活性微生物和温室气体排放的瞬时动态变化仍不清楚。因此,本实验首先观察稻田土壤在干旱、湿润和干湿变化三种情况下细菌群落和温室气体排放的动态变化,然后运用基于18O的稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）和高通量测序探讨干湿变化下土壤活性细菌群落的多样性、构建与潜在功能。相比于干旱和湿润处理,干湿变化显著促进二氧化碳的排放和含有更高相对丰度的放线菌门和浮霉菌门。干湿变化下变形菌门、放线菌门和浮霉菌门的相对丰度均随着培养时间呈现显著增长。而DNA-SIP试验结果表明干湿变化处理活性细菌的alpha多样性随着培养时间显著降低,变形菌门和放线菌门细菌是最主要的活性细菌,其中变形菌门中黏球菌目的相对丰度随培养时间呈显著增加。活性细菌的群落构建由确定性所主导,且随着培养进行,确定性的主导作用进一步加强。活性细菌的功能预测进一步发现碳水化合物代谢潜能随培养时间显著降低。综上,干湿变化处理显著改变土壤细菌群落,并促进稻田土壤二氧化碳排放,干湿变化处理的活性细菌由变形菌门和放线菌门细菌主导,活性细菌的群落构建由确定性过程主导。