三七收获后不同年限土壤微生物代谢多样性分析

采用Biolog技术,对云南省砚山县的盘龙、阿猛、干河3个乡镇进行了三七历年种植地的调查研究,以未种植过三七的土壤为对照,研究三七收获后1~6 a不同年限对土壤养分、土壤微生物对碳源利用以及土壤微生物多样性的影响。结果表明,反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)并未随年限增加呈现明显变化规律;微生物培养96 h活性旺盛。对Biolog板31种碳源吸光度值聚类分析表明,3个乡镇所取三七收获后1 a和6 a土壤微生物碳源利用均可聚为一类,其土壤微生物碳源利用特征相似,其余不同年限土壤微生物碳源利用聚类并未出现一定规律;与未种植过三七的土壤相比,三七收获后1 a、6 a土壤微生物均对碳水化合物类、聚合物类、羧酸类和酚类碳源的利用分别高出25.97%~55.59%和53.14%~65.68%;随着三七收获后年限的增加,土壤微生物对碳水化合物、氨基酸类、羧酸类碳源利用呈收获后2 a升高、4 a和5 a下降趋势。收获三七后1~6 a土壤与未种植过三七的土壤相比,氮、磷、钾及有机质含量差异均不显著。除干河乡外,阿猛乡和盘龙乡收获三七后1~6 a土壤微生物与未种植过三七的相比,Shannon-Wiener指数、丰富度指数、Simpson指数均值总体差异不明显。试验说明三七轮作至少需6 a以上时间,土壤微生物对不同碳源的优势利用可反映出三七连作障碍与土壤微生物群落结构差异有密切联系。     

连作土壤盆栽大豆的根际酸度和微生物数量变化

连作土壤条件下，不同抗性品种的根际微生物变化不同。盆栽试验结果表明，连作条件下，抗病品种绥农10号和抗线2号根际环境pH中性偏碱，不利病原真菌生长；感病品种合丰25号根际则处于偏酸环境，使作物易于感染根腐病。抗性大豆品种绥农10号和抗线2号的根际细菌数量增加，真菌数量减少；感病品种合丰25号的细菌和真菌数量变化不显著。     

磷供应对玉米根际微生物碳源利用和功能多样性的影响

磷有效性能够改变根分泌物的组成和数量,调节土壤微生物的群落结构和多样性,但磷添加如何影响土壤微生物碳源利用和功能多样性尚不清楚。本研究通过盆栽土培试验,设置2个磷处理[低磷5.7 mg(P)?kg?1和高磷200 mg(P)?kg?1],以生长35 d的玉米根际土壤为研究对象,采用Biolog微平板法,分别在培养后240 h内每隔24 h检测具有31种不同碳源的微孔溶液颜色变化,揭示磷供应对玉米根际微生物碳源利用模式和功能多样性的影响。结果表明:随着培养时间的延长,土壤微生物对土壤碳源的利用呈现增加的趋势,直至碳源消耗殆尽;高磷供应显著增加了玉米根际土壤微生物群落平均颜色变化率(average well color development,AWCD),提高了对糖类及其衍生物、氨基酸和代谢产物的利用,但没有显著提高对脂肪酸和脂类的利用;在培养前72 h内,高磷供应显著增加了玉米根际微生物多样性指数、优势度指数和均匀度指数,但培养72 h后,磷供应对其没有显著的影响。主成分分析结果表明,提取的前3个主成分解释了75.15%的碳源利用,高磷和低磷处理具有显著不同的土壤微生物碳源利用模式。总之,糖类及其衍生物、氨基酸和代谢产物是玉米根际土壤微生物利用的主要碳源,短期磷添加能够显著增加土壤微生物对碳源的利用,在一定程度上能够提高土壤微生物群落功能多样性。     

大气中臭氧浓度增加对根际和非根际土壤微生物的影响

在大田试验下,研究了冬小麦在不同的臭氧浓度下根际和非根际土壤细菌、真菌、放线菌数量的动态变化。结果表明,随着生育时期的推进,微生物数量呈现规律性的变化,其中微生物总量在抽穗期达最大。根际、非根际土壤细菌和真菌数量均随着生育期的推进呈先增大后降低的变化趋势,分别在抽穗期和孕穗期达最大。根际、非根际土壤放线菌数量随生育期呈下降的趋势,整个生育期内臭氧浓度的升高降低了土壤微生物的数量,不同的臭氧浓度处理间细菌数量差异达显著性水平,真菌数量差异只在成熟期达显著,放线菌差异不显著。     

不同连作年限麦冬根际微生物区系动态研究

从麦冬根际微生物区系的变化来研究连作对麦冬生长环境的影响发现:1.在麦冬根际微生物中,细菌占99%以上,放线菌占0.44%,真菌最少,从三个不同取样部位来看,麦冬块根根际土微生物总量>麦冬须根根际土微生物总量>麦冬根外土微生物总量;2.随着连作年限的增加,细菌和放线菌随连作年限增加而下降,但真菌却增加;3.连作对微生物生理类群的影响,在分析的几类有益细菌生理群中,氨化细菌>硝化细菌>固氮菌和纤维素分解菌;随着连作年限的增加,各有益细菌生理群的数量锐减。     

不同种植年限宁夏枸杞根际微生物多样性变化

为了解长期人工种植枸杞根际土壤微生物的种群结构变化特征,利用Illumina Mi Seq测序平台分别对种植5 a、10 a和15 a宁夏枸杞根际土壤微生物基因组总DNA中16S和18S r DNA基因的部分区域进行测序,经UPARSE pipeline和RDP classifier软件进行聚类分析和物种注释。结果表明,长期种植宁夏枸杞不会改变其根际土壤p H,但会导致根际土壤全磷、有效磷、全盐含量和电导率升高。测序结果表明,不同种植年限枸杞根际土壤细菌群落α多样性无显著变化,但真菌群落多样性在种植10 a枸杞中较种植5 a时显著降低(p0.05),表明根际细菌群落多样性受种植年限影响较小。从门的分类水平看,酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、绿弯菌门、泉古菌门、蓝菌门、芽单胞菌门、变形菌门以及真菌子囊菌门、担子菌门、接合菌门的比例在不同种植年限的枸杞根际土壤中显著改变(p0.05)。属水平的分析也表明,共有27个细菌属和16个真菌属的比例发生改变(p0.05),这些结果表明枸杞根际土壤微生物群落组成受种植年限的影响更大。相关性分析结果表明,种植年限、土壤全磷及有效磷含量是影响枸杞根际微生物群落结构的主要因子。     

大棚蔬菜种植年限、种植茬口对土壤微生物的影响

利用土壤微生物平板计数方法,对寿光市、苍山县(现兰陵县)两个蔬菜产区的土壤微生物区系进行了研究。获得如下结果:(1)蔬菜种植年限对大棚土壤微生物的区系变化有显著的影响。苍山以种植4年、8年的土壤细菌最多,寿光以种植2年、6年的细菌数量最大,两蔬菜产区土壤细菌数量都以种植12年和7年最低;寿光市土壤真菌数量以种植3年、2年最高,苍山以8年、10年最高,两个区都以种植12年和7年的真菌量降低最多;寿光市土壤放线菌都以种植10年、5年最高,苍山县以2年、10年最高,超过6年下降加快。蔬菜大棚连续种植12年时,两地蔬菜大棚土壤中的细菌、真菌、放线菌的数量都急剧减少。(2)蔬菜轮作有利于各种微生物数量维持较高的水平;单一蔬菜品种种植中,西红柿、大蒜对土壤细菌有不良影响,辣椒、大蒜能够抑制和减少土壤真菌数量,大蒜对放线菌有很强的抑制作用。(3)寿光市大棚蔬菜土壤微生物总量以黄瓜-架豆轮作最高,茄子的土壤微生物总量最少。苍山县土壤微生物总量以茄子-辣椒轮作种植最高,茄子、辣椒单一品种能够维持较高的土壤微生物水平,蔬菜轮作和茄子、辣椒单一种植均有利于提高土壤微生物总量。     

种植年限对京郊温室土壤生态环境的影响

在北京郊区选取80个不同种植年限（0 ~ 30 a）的温室作为研究对象,以露地土壤为对照,探究了京郊设施土壤主要化学性质和生物学指标随种植年限的演变规律及其影响因素。结果表明:随种植年限的增加,土壤pH波动强烈,有效磷含量持续上升,有机质、速效钾、水溶性8大离子和细菌数量均呈现先增加后降低趋势。与CK相比,细菌数量在6 ~ 10 a增加了231.33 %,真菌数量则随种植年限呈线性增加趋势,回归方程为y = 3E + 07x + 2E + 08（R2 = 0.9424**）,在16 ~ 30 a增加了49.62%。土壤酶活性随种植年限的增加而增加,其中α-葡糖苷酶（AG）、β-葡糖苷酶（BG）和磷酸酶（AP）活性呈线性增加的趋势。冗余分析表明土壤有机质、有效磷、速效钾及部分盐离子（K+、Mg2+、NH₄+）含量的增减导致了酶活性及微生物数量的变化。只有减少肥料投入、改变肥料种类和增施有益微生物菌剂,种植填闲作物、深耕等农艺措施,才能提升土壤质量和可持续生产能力。     

连作西瓜的根际土壤酶活性和微生物多样性

以山东大鹏西瓜基地0,3,9,15 a的西瓜根和根际土壤为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法分析连作对西瓜根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤有机质和氮磷钾含量递减,连作第15年有机质及有效氮磷钾含量最低。在同一生长时期内,连作年限越长,西瓜根系活跃吸收面积和总吸收面积最低,根际土壤酶活性呈现先递增后下降的趋势,并且根际土壤酶活力幼苗期 < 抽蔓期 < 结果期。在连作前期土壤中可培养微生物代谢活力递增,连作后期微生物代谢活力递减,且连作越久土壤中微生物群落多样性降低,均匀度先增加后降低。相关性分析表明,土壤中过氧化氢酶（p < 0.05）、磷酸酶（p < 0.05）、蔗糖酶（p < 0.01）、速效磷（p < 0.05）、速效钾（p < 0.05）与真菌具有正相关性;脲酶与细菌正相关（p < 0.01）,与碱解氮负相关（p < 0.01）;过氧化氢酶（p < 0.05）、碱解氮（p < 0.01）与放线菌具有显著正相关。综上所述,连作0～9 a,土壤微生物代谢活力和酶活性增强,养分流失较小;连作9 a后,土壤养分流失严重,土壤酶活性和微生物代谢活力显著降低,产生连作障碍,说明减少连作年限可使西瓜优质丰产并且可持续发展,反之影响西瓜正常生长生产,损害经济效益。     

黄土母质生土当年施肥对谷类作物生产力与根际土壤营养及生物活性的影响

连续3年试验研究了黄土母质生土当年施肥对谷类作物生产力与根际土壤营养及生物活性的影响。结果表明:黄土母质生土当年施肥促进了作物根系生长、生产力增加,强大的根土系统又促进了微生物的繁衍、酶活性及土壤营养的提高。黄土母质生土的熟化利用过程需用地养地相结合,重视生物改土。本研究表明,高粱、玉米均可作为生土改良沃化的先锋作物,高粱根系强壮,入土深,生物量大;而玉米虽根重、最大根长、一级节根数低于高粱,但根际土壤微生物数量多,酶活性高。而黍子根系柔弱,根际土壤生物活性较低,与高粱、玉米相比,不宜作为生土改良的先锋谷类作物。黄土母质生土对外源的辅助能(当年施肥)反应十分敏感,施肥的增产效应与土壤培肥都十分显著。黄土母质生土熟化沃化过程既是一个生土培肥改良过程,也是一个物质能量(营养)投入转化过程,并经植物物质生产过程、土壤微生物分解矿化过程及土壤生物化学酶系统促进过程三者互动,共同构成根土苗微生物物质能量转化的生态系统。     

不同有机物料对连作大豆根际土壤线虫的影响

为探讨大豆连作体系下农业废弃物为主的不同有机物料对根际土壤线虫的影响,选用6种不同有机物料,设正茬和连作两种处理进行对比分析根际土壤线虫群落差异。结果表明:土壤线虫中重要的优势属和关键属种cp值均为3,说明其繁殖和抗干扰能力比较强。连作7年后根际土壤线虫营养类群中杂食-捕食性线虫相对丰度下降明显,植物寄生线虫相对丰度显著提高,食细菌线虫、食真菌线虫丰度略有提高;相较单施化肥(CK)处理,添加有机物料明显抑制连作大豆根际土壤中植物寄生线虫的大量增长,不同施肥处理效果分别为:猪粪秸秆菌渣牧草鸡粪黄腐酸生物有机肥CK,与正茬相比,各连作处理依次增长6.48%、15.34%、15.98%、18.51%、24.35%、26.33%和27.4%。土壤线虫的生态指数较CK相比也有明显改善。土壤线虫对肥料的响应取决于作物及肥料的质量和养分含量;土壤线虫优势营养类群、优势属种和关键属种可以有效地指示农业土壤健康状况和大豆田间线虫病害的发生程度。     

Effect of Continuous Monocropping of Tomato on Soil Microorganism and Microbial Biomass Carbon

Soil microorganisms play an important role in recycling and transformation of nutrients. Soil microbiological parameters and microbial biomass carbon (MBC) have been suggested as possible indicators of soil quality. Soil microorganisms and MBC in different continuous cropping soils were investigated. Results showed that bacterial population was the highest, followed by actinomycetes, and fungi were the lowest at 0–30 cm soil depth. The amount of soil microorganisms decreased with increasing soil depth (0–10 > 10–20 > 20–30 cm). Soil microbial ratios at different depths proved to be responsive to time (year) variations in continuous monocropping tomato, except those at 0–10 to 10–20 cm depth for fungi and 10–20 to 20–30 cm depth for bacteria. Soil MBC for 12 years of continuous cropping was significantly lower than those for 5, 8, and 10 years (P < 0.05). Continuous cropping years, soil depth, and the interaction of these two parameters significantly influenced soil fungal, bacterial, and actinomycetes populations and MBC. Bacterial population at the 0–10 cm soil layer was a sensitive indicator of continuous cropping of tomato. Soil fungal count increased with increasing monocropping time within 5–8 years.     

生物质炭对连作参地土壤肥力及微生物特性的影响

为分析生物质炭用于老参地土壤修复的可行性,本研究采用Biolog、高通量测序等技术研究了3种生物质炭对连作参地人参品质、土壤肥力、微生物群落结构与功能多样性变化的影响。结果显示,增施不同生物质炭均有助于两年生重茬人参生物量及总皂苷含量的积累。结合生物质炭对土壤性质的影响研究结果发现,不同生物质炭对土壤有效磷、有机碳含量具有稳定的提升效果,增幅分别为47.04%~237.73%、8.09%~38.71%。增施生物质炭促进了土壤微生物的代谢活性,增加了土壤对聚合物类、酚酸类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用效率,其中以酚酸类物质为底物的功能微生物种群数量显著增加。高通量测序结果显示,老参地土壤细菌物种数、丰度与多样性均呈下降趋势,细菌优势门类减少,单个门类优势度上升。生物质炭处理下土壤中细菌丰度与多样性增加,调控了变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、芽单胞菌门的优势度,使其数量变化趋势趋向于新林土。上述分析表明,重茬人参生物量和品质的提高与生物质炭提升土壤中人参生长的关键肥力指标,促进微生物代谢,调控细菌群落结构变化趋势有关。综上,生物质炭对老参地土壤表现出良好的修复、改良作用,适量增施生物质炭有利于老参地土壤质量的调节与恢复。     

土壤强还原处理对三七连作障碍因子及再植三七生长的影响

为研究土壤强还原处理(Reductive soil disinfestation,RSD)对连作三七土壤中障碍因子及再植三七生长的影响,以云南省文山州连作三七土壤为研究对象,设置4个处理:对照(CK);分别添加高碳氮比有机物料(C/N 94,15 t·hm~(-2),SB),低碳氮比有机物料(C/N 19,15t·hm~(-2),BD),高、低碳氮比有机物料等质量混合(15 t·hm~(-2),SB+BD)的RSD处理。利用高效液相色谱测定土壤中皂苷类物质的含量,通过定量PCR和变性梯度凝胶电泳测定土壤微生物数量和群落结构,并统计再植三七的存苗率和发病率。结果表明,与CK相比,RSD能够显著消减土壤中皂苷类物质的含量,其中BD和SB+BD对Rb_1和Rh_1的降解率分别高达82.1%和85.8%～88.1%。RSD还能有效杀灭尖孢镰刀菌,显著降低其在真菌类群中的比例,其中杀菌率高达99.7%。同时,移栽5个月后,RSD处理再植三七的存苗率提高7.3倍～8.5倍,发病率由89.0%降低至12.9%～16.1%。因此,土壤强还原处理能够显著消减连作三七土壤中积累的障碍因子,改善土壤微生物群落结构,提高存苗率,降低发病率,是一种具有快速缓解三七连作障碍潜力的农业措施。     

持续施用生物有机肥对花生产量和根际细菌群落的影响

为了揭示集约化经营制度下施用生物有机肥对花生连作障碍的调控,采集旱地红壤进行了连续5 a的盆栽试验,试验处理包括:花生–玉米轮作、施用化肥的花生连作和施用生物有机肥的花生连作,探究持续施用生物有机肥防控花生连作障碍的根际微生态机制。结果显示,相比于轮作,施用化肥的连作花生产量显著降低;相比于连作花生施用化肥,持续施用生物有机肥可以显著缓解连作花生产量降低的问题,施用有机肥第5季荚果干重提高27%。与施用化肥的连作处理相比,持续施用生物有机肥显著增加了花生根际细菌多样性和丰富度,与轮作花生处理无显著差异;持续施用生物有机肥显著提高了连作花生根际变形菌门和拟杆菌门的相对丰度,降低了厚壁菌门的相对丰度;属水平上,花生根际促生菌Rhizobium,Mesorhizobium和Bradyrhizobium的相对丰度较化肥处理分别提高了295%、89%和40%,而Leifsonia和Burkholderia的相对丰度分别降低了67%和47%。冗余分析进一步发现,土壤有机质和p H是根际细菌群落结构改善的重要理化因素。这表明持续施用生物有机肥可以改良红壤理化环境(如p H和有机质含量),进而优化连作...     

山药连作对土壤微生物群落及土壤酶活性的影响

以山药连作（0 a,1 a,2 a）和轮作（山药—小麦）土壤为研究对象,探讨耕作模式对山药种植地耕层土壤（0—30 cm）微生物数量和酶活性的影响。结果表明:土壤耕层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量随山药连作年限的延长而逐渐降低,而山药—小麦轮作模式则有助于恢复地力。山药连作、轮作的土壤均以细菌所占比例最大,放线菌次之,真菌最少;与对照（0 a）相比,细菌、放线菌数量均随着山药连作年限增加呈递减趋势;但放线菌的降幅明显大于细菌,表现出对连作年限更强的敏感性;真菌数量随连作年限呈先升后降的趋势。山药连作可以明显降低土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶的活性,轮作模式则可以激发该三种酶的活性,其中轮作较连作2 a的处理可以明显提高脲酶和蔗糖酶活性,差异分别达显著水平（p < 0.05）和极显著水平（p < 0.01）。说明山药连作会破坏土壤耕层微生物种群结构,并抑制土壤酶活性,轮作可以在一定程度上改善土壤微生物群落结构及酶活性质量。     

甘肃河西灌区不同种植年限玉米制种田土壤理化性质变化的研究

在河西灌区灌漠土上连续种植制种玉米2、4、6、8、10 a的地块为标准样品采集区,取0~20 cm耕层土样30个室内化验分析土壤理化性质。研究结果表明:随着玉米种植年限的延长,土壤孔隙度、碱解N、速效P、可溶性盐含量在递增,二者呈正相关。土壤容重、速效K随着玉米种植年限的延长在递减,二者呈显著的负相关。种植玉米2~8 a土壤有机质含量虽然随玉米种植年限的延长而增加,但增加的幅度不大,种植玉米10 a后,土壤有机质表现出下降的趋势。土壤pH随着制种玉米种植年限的延长而降低,连续种植玉米10 a土壤pH任趋于中性,不会对土壤理化性质产生不良的影响。     

不同参龄人参及其根际土壤中Cu、Zn、Mn含量研究

通过对不同参龄人参药材与根际土壤中Cu、Zn、Mn3种微量元素动态变化特征的分析,探讨人参与土壤中微量元素间的相互关系,找出人参对Cu、Zn、Mn的吸收积累规律和参地土壤Cu、Zn、Mn含量的变化规律,为确定人参适宜的生产环境和建立标准化的田间管理提供依据,结果表明,人参根际土壤中Cu含量随人参种植年限的增加有明显的累积趋势,该人参基地土壤Zn含量偏低,应适当施用Zn肥来提高土壤Zn含量;7月份是各参龄人参药材Cu含量和单株根Cu积累量增加最快的时期,7、8月份是各参龄人参药材Mn含量和单株根Mn积累量增加最快的时期,9月份是6年生人参对Zn元素需求旺盛的时期,在整个人参生长期,6年生人参药材Cu、Mn、Zn含量和单株根积累量都高于4、5年生人参,在本试验的采样年限内,以生长6年为最佳采收年限。