保护性耕作对土壤微生物的影响及机制

保护性耕作对于保护土壤微生物多样性,改进对土壤的能源和资源物质的利用具有重要意义,是可持续的土壤管理措施,从土壤微生物生物量、微生物多样性以及土壤酶三个方面综述了保护性耕作对土壤微生物的影响,在此基础上进一步论述了保护性耕作对土壤微生物的影响途径。     

大豆连作、轮作对土壤微生物多样性影响的研究进展

土壤微生物对土壤的形成、物质循环、肥力变化和物质降解等影响重大,是衡量土壤质量状况的重要指标。不同耕作模式对土壤微生物多样性的影响巨大,间接地影响着土壤质量。文中综述了土壤微生物的作用,影响土壤微生物多样性因素,连、轮作对土壤酶活性和土壤微生物多样性的影响方面的研究进展。     

转基因香蕉植株对根际土壤微生物的影响

通过对遗传转化技术获得的转基因香蕉植株和对照植株根际土壤微生物的培养实验,结果表明,转基因植株和对照植株对根际土壤中细菌、真菌、放线菌种群均没有影响.土壤微生物在BIOLOG GN微平板上的ELISA反应结果表明,转基因香蕉植株根际土壤微生物的每孔颜色平均变化率(Average Well Color Devel-opment,AWCD)的变化曲线和对照AWCD的变化曲线接近吻合.进一步对72 h的土壤微生物群落功能多样性的5种指数作方差分析,结果表明,5种指数和对照没有显著差异.实验结果表明转基因香蕉植株和对照植株对根际土壤微生物群落的结构和功能多样性没有产生影响.     

保护性耕作对旱作玉米土壤微生物和酶活性的影响

研究了玉米关键生育时期不同保护性耕作措施对旱作玉米田土壤微生物和酶活性的影响。结果表明：随着玉米生育时期的推进,免耕留低茬、免耕留低茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬＋秸秆覆盖、免耕留高茬4个处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量均显著增加,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性增强。在全生育期,保护性耕作处理土壤微生物细菌、放线菌、真菌和纤维素分解菌数量比传统耕作分别提高41.9%、470.1%、67.9%和65.7%,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性分别提高15.0%、18.5%和57.3%,且此效应受玉米生长发育进程的影响。表明保护性耕作有利于增加土壤有机质的累积,提高土壤肥力。     

磷脂脂肪酸技术在不同土地管理方式下土壤微生物多样性研究的应用

磷脂脂肪酸方法是一种新兴的土壤微生物生态学研究方法,磷脂脂肪酸的种类和数量可以用来表征土壤微生物的群落结构和组成。施肥和耕作等土地管理方式可影响土壤生物理化特性,进而直接或间接的影响土壤微生物群落的多样性。文章主要介绍了磷脂脂肪酸方法及其在施肥和耕作等土地管理措施下土壤微生物多样性研究中的应用。     

转ScMV-CP基因甘蔗对土壤微生物的影响

通过盆栽、田间种植及人工残体掩埋,利用BIOLOG EcoplateTM微平板(BIOLOG Inc., USA)结合微生物的平板培养及相关的土壤酶活性分析研究了转ScMV-CP基因甘蔗对根际土壤微生物的影响.结果表明:在盆栽和田间种植时,转基因甘蔗根际土壤的细菌总数增加,但差异不明显.转基因甘蔗对根际土壤放线菌总数没有影响,但显著提高了根际土壤真菌总数.在转基因甘蔗根际土壤中的脲酶活性显著比非转基因甘蔗的高;土壤蔗糖酶的活性比对照的低,但差异不显著.转基因甘蔗对磷酸单脂酶的活性影响很小.转基因甘蔗残体掩埋对土壤微生物和土壤酶活性没有影响;BIOLOG Ecoplate接种96h后土壤微生物多样性指数分析显示,除了在田间种植时,转基因甘蔗根际细菌生理群分布的均匀度显著下降(p<0.01)外,土壤微生物的Simpson指数(D')、Shannon-Wiener指数(H')、Mclntosh指数(DMc)等多样性指数均差异不明显.初步研究结果表明,转基因甘蔗对土壤微生物的数量和均匀度有一定影响,但对其活性和多样性则影响不明显.     

转无机焦磷酸化酶基因甘蔗对根际土壤微生物群落多样性的影响

应用Biolog Eco微平板法研究了转无机焦磷酸化酶基因甘蔗对根际土壤微生物多样性的影响.结果表明:转基因甘蔗根际土壤微生物利用单一碳源能力(A WCD)在整个培养过程都显著高于非转基因甘蔗的根际土壤微生物；转基因甘蔗和非转基因甘蔗根际土壤样品的Simpson指数(I/D,优势度)、Shannon-Wiener指数(H,物种丰富度)、Mclntosh指数(U,物种均一性)均存在差异,其中转基因甘蔗根际土壤微生物的Simpson指数、Mclntosh指数均显著高于非转基因甘蔗土壤微生物;主成分分析也表明转基因甘蔗与非转基因甘蔗土壤微生物对不同的碳源有特异利用,起分异作用的主要碳源是糖类,其次是脂肪酸和脂类.表明转基因甘蔗根系在生长期可能诱导了具有某些特定生理特征的微生物群落的发展,因此改变了土壤微生物群落的功能多样性,总体表现较高的活性.     

保护性耕作条件下玉米田土壤微生物区系变化与影响因素分析

通过田间试验研究了吉林省中部地区黑土保护性耕作条件下玉米不同生育期土壤微生物区系的空间变化规律,明确不同耕作方式细菌、真菌和放线菌的活动主要集中在0～30cm范围内,30cm以下数量很少;土壤微生物数量与土壤有机质、土壤全氮和全磷呈显著或极显著正相关,与速效养分相关性不明显;磷酸酶(酸性、碱性和中性)在播种前与土壤微生物数量均达到极显著相关,但在玉米生长后期没有表现有规律的相关性;保护性耕作对于培育细菌型土壤、优化土壤环境有一定的积极作用。     

微生物菌肥对寒地大豆根际土壤真菌多样性的影响

为了解决大豆种植过程中因过量施用化肥带来的土壤问题,从真菌多样性和组成结构角度评估微生物菌肥对大豆根际真菌群落的影响,本研究通过减施化肥配施微生物菌肥等不同处理,采用高通量测序技术研究大豆花期根际土壤真菌多样性和结构组成的变化.结果表明:子囊菌门(Ascomycota)、被孢霉菌门(Mortierellomycota)...     

花生根际微生物群落结构对干旱和盐胁迫的响应

为探究水盐共同作用下花生根际土壤微生物的响应,从花生根际细菌群落结构的角度阐述干旱和盐胁迫对花生根际细菌菌群多样性的影响及与根际微生物间的相互作用.采用盆栽试验,设计对照、盐胁迫、中度干旱胁迫和旱盐同时胁迫四个处理,通过16S rRNA基因测序技术,研究花生饱果期根际土壤细菌群落结构和变化情况.结果表明:干旱胁迫、盐胁...     

混栽对主栽作物茄子根际土壤微生物生态学特性的影响

探索构建微生物多样性丰富根际微环境的方法，为生态防控连作障碍提供理论依据与技术支撑。选取茄子为主栽作物，苋菜、薄荷、芥菜、韭菜、菜豆等匍匐生长或矮生的蔬菜种类为混栽组合，采用传统分析方法和现代高通量测序技术，分析混栽对主栽茄子根际土壤肥力及细菌多样性的影响。结果表明：混栽组合茄子根际土壤中可培养微生物数量(细菌、真菌、放线菌)，涉及碳、氮、磷循环相关酶的活性以及微生物生物量(碳、氮、磷)等指示土壤肥力与健康状况的生物学指标，均优于单一种植的对照；另一方面，基于高通量测序技术分析发现，混栽组合茄子根际土壤中细菌的多样性指数(H)、丰度(S)和均匀度指数(Eh)均显著高于对照。上述茄子混栽组合种植均能有效地提高主栽作物茄子根际土壤肥力和细菌多样性。其中，茄子-菜豆和茄子-韭菜组合对提高茄子根际土壤肥力和细菌多样性的效果尤为显著。     

茶树根际微生物研究进展

根际微生物群落种类丰富、数量庞大,影响植物的生理和发育,被称为植物的第二基因组。茶树根际特定的生态系统对茶树的生长和健康至关重要,了解茶树根际微生物对提高茶树根际生态系统功能非常关键。本文结合根际微生物的生态功能和研究方法,从茶树根际微生物的多样性及其影响因素等方面综述茶树根际微生物的研究进展,并对亟待研究的方向进行展望,以期为改善茶树根际微域环境,提高茶叶品质提供参考。     

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。     

橡胶树红根病患病与健康植株根际土壤微生物结构及多样性分析

为探究红根病对橡胶树根际土壤微生物多样性的影响,分别以患红根病和健康橡胶树根际土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序,分析了样本间的微生物群落结构和组成差异;同时测定根际土壤理化性质,分析其与土壤微生物群落的相关性。结果表明：患红根病橡胶树根际土壤真菌多样性显著降低,OTU数量和Alpha多样性指数均低于健康橡胶树根际土壤;患病植株根际土壤细菌多样性略高于健康植株根际土壤;患病植株根际土壤中真菌的群落结构发生明显改变,细菌群落结构变化较小;在属水平上,共检测出289类土壤真菌、525类土壤细菌,病原菌Ganoderma在患病植株根际土壤中相对丰度高达31.32%,在健康植株根际土壤中未检测到;有机质、有效磷、速效钾含量和pH在健康植株根际土壤中含量高,碱解氮在患病植株根际土壤中含量高;相关分析结果显示,Ganoderma丰度与土壤有机质含量和pH呈显著负相关。该结果为揭示红根病发生的根际微生态机制及研发红根病综合防控技术提供理论参考。     

花生根际土壤细菌群落对干旱和盐胁迫的响应

为明确旱、盐及旱盐双重胁迫对花生根际土壤细菌群落的影响,本研究采用盆栽试验,通过16S rRNA基 因测序技术,研究了花生开花期干旱、盐胁迫及旱盐双重胁迫下花生根际土壤细菌群落结构的变化。结果表明,花 生根际土壤细菌群落均以放线菌纲（Actinobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、未分类菌目（norank_p__Sac⁃ charibacteria）、蓝藻纲（Cyanobacteria）、酸杆菌纲（Acidobacteria）、芽单胞菌纲（Gemmatimonadetes）和β-变形菌纲 （Betaproteobacteria）7个优势菌纲为主。干旱和盐胁迫处理均不同程度提高了α-变形菌纲和蓝藻纲的含量,且对蓝 藻纲的诱导效果较显著,推测蓝藻纲在提高花生胁迫耐受性方面具有重要功能。非生物胁迫影响根际土壤微域环 境,对花生根际土壤细菌群落结构具有调控作用。调节微生物群落结构,改良土壤微域环境,是提高植物胁迫耐受 性的有效途径。     

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。     

一种生物刺激素对大豆根际土壤微生物群落的影响

为研究生物刺激素(二苯基脲磺酸钙)对大豆根际土壤微生物群落的影响,采用中华费氏根瘤菌或不同浓度的生物刺激素对汾豆78进行浸种,田间条件下播种后在大豆花期时采集大豆根际土壤,并通过对比改良SDS法、TSAI法、生工试剂盒法和Mobile试剂盒法,选取效果最佳的Mobile试剂盒法进行土壤细菌DNA提取,对目的片段16S V3区进行特异性扩增,扩增产物用于后续高通量测序分析。结果表明:5个试验组与CK组相比,试验组Shannon数值下降。处理S2、S3、S4和S5与CK相比,变形菌门、放线菌门和拟杆菌门相对含量增加;酸杆菌门和硬壁菌门相对含量减少。试验还发现在属的水平上,一些对大豆生长有益和促进固氮的功能菌种有增加趋势。生物刺激素使大豆根际土壤微生物多样性下降;可以促进根瘤菌的生长,增加根际土壤微生物中根瘤菌的含量;同时生物刺激素还可以促进根际土壤微生物中功能菌属的数量,不仅促进大豆固氮,还促进大豆生长发育。     

Soil Microorganisms for Weed Management

Abstract

Traditional methods of weed management have not considered the microbial or other biological factors that influence plant growth; however, incorporating this knowledge may expand weed management possibilities to develop weed-suppressive soils. Alternative weed management strategies are needed to expand the capability of weed control as weed pressures continue to limit optimum yield and the use of synthetic chemical herbicides for weed control becomes more restricted. Biotic factors can influence the distribution, abundance, and competitive abilities of plant species. It has been shown that soil microorganisms are capable of suppressing weeds in the field, and seed decay phenomena are most likely microbial. It is imperative that an understanding of soil microorganisms and their ecology be developed, so that they may be used to benefit agriculture, especially weed management. Further study is required so that the ecological and biological effects of the resident soil microbial population on weed growth can be used effectively in weed management strategies to assist in reducing inputs.     

不同健康状态咖啡根际环境特征比较研究

咖啡是世界三大饮料之一,具有广泛的营养价值、经济价值和药用价值.咖啡产业已成为我国热带经济作物优势产业之一.咖啡是多年生经济作物,随着其种植年限的增加,老咖啡园更新换代的时候,咖啡产生了严重的再植病,已成为影响咖农增收,制约产业可持续发展的严重问题,亟待解决.为揭示咖啡再植病产生机理,本研究分别在澄迈、琼海和万宁选择代...