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。     

百香果连作对土壤细菌群落结构的影响

细菌群落在土壤健康和植物的生长中起着重要作用,而作物的连作对其有着显著的影响。为探明百香果连作对土壤细菌群落结构和多样性的影响,本研究以种植‘台农1号’百香果1年（TF）、2年（TS）、3年（TT）、4年（TFo）及0年（撂荒地,TZ）的土壤为材料,利用Illumina高通量测序技术对不同种植年限土壤细菌群落结构及多样性开展分析研究。结果表明,所有土壤样本共检测出2418个OTUs,分属28门、70纲、170目、269科、465属、963种,其中变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）是主要的优势菌门,细菌群落的丰富度和多样性指数随连作年限的增加表现为先增加后降低。分析发现,百香果连作对土壤细菌群落结构有显著影响,其中绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）和芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度随连作年限的增加而显著升高,研究结果可为百香果连作障碍发生机制的进一步研究提供依据。     

连作对胡椒园土壤和植株中微量元素含量的影响及相关特征分析

为探讨胡椒园土壤、根系和叶片的中微量元素含量与连作年限、产量、品质和根际土壤微生物区系的关系,选取连作12、18、28和38 a的胡椒园,测定土壤、根系和叶片中Ca、Mg、B、Zn、Fe、Mn等中微量元素的全量含量,分析其随种植年限增加的变化规律,并探讨土壤中微量元素与胡椒产量、品质和土壤微生物区系的相关关系。研究发现,长期连作的胡椒园土壤Ca、Mg含量显著降低,B、Zn、Fe表现出不同程度的降低;土壤Ca、Mg含量与根际土壤细菌菌门相对丰度关系密切,而B、Fe含量与胡椒产量和品质以及Actinobacteria、Ascomycota、Verrucomicrobia菌门相对丰度显著或极显著相关。连作胡椒长期定位施肥等原因会造成土壤中微量元素含量降低,因此生产中应注意中微量元素肥料的平衡施用。     

连作与轮作下木薯产量及土壤微生物特征比较

本研究以木薯品种新选048为材料,利用高通量测序技术比较研究木薯连作与轮作的土壤微生物丰度、多样性、群落组成,并结合土壤三相比和木薯产量综合分析,探讨木薯连作障碍与土壤微生物的关系。结果表明：木薯连作土壤的细菌丰度、多样性高于轮作,连作细菌的OTU数目比轮作高23.05%,Chao1指数比轮作高463.2,香农指数比轮作高0.41;而连作真菌丰度、多样性低于轮作,轮作真菌的OTU数目比连作高19.57%,Chao1指数比连作高217.5,香农指数比连作高0.76;连作土壤容重比轮作高0.24 g/cm ³;土壤三相比,木薯连作的土壤固相比率比轮作高6.69%,液相比轮作高3.03%,而气相比率比轮作减少9.72%,差异显著（P<0.05）;轮作木薯产量比连作增产11.99 t/hm ²,差异显著（P<0.05）。由此可见,土壤微生物组和土壤三相比的变化与木薯连作障碍有密切关系,采取栽培管理措施调节土壤微物组成和土壤三相比,是克服木薯连作障碍的有效途径。     

花生连作田土壤微生物群落动态与土壤养分关系研究

对不同连作年限花生田土壤中的微生物群落和养分进行了分析，结果表明，随着花生连作年限的增加，土壤及花生根际土壤中的真菌数量明显增加，细菌数量明显减少；根际与非根际土壤的R／S值随连作年限的增加而降低；连作1年后碱解氮含量变化达显著水平，土壤中速效磷和速效钾的含量与细茵数量呈极显著的正相关关系。     

黑土区连作大豆根际微生物群落结构的动态变化

为探明长期连作对大豆根际土壤微生物群落结构的影响,基于环境因子相同的黑土区大豆连作长期定位试验,采用实时定量聚合酶链式反应(Quantity-PCR,qPCR)和PCR-DGGE技术,解析大豆根际微生物群落丰度和结构组成在不同连作年限间的动态变化过程。结果表明,连作7年以上处理的细菌群落结构组成和多样性明显低于轮作和连作4年以下处理,由此可以看出,大豆连续种植导致土壤中细菌群落组成的演替,是根际作物-土壤-微生物相互作用缓慢累积的过程,直到连作7年才足以被检测出来。连作大豆根际真菌群落结构多样性分析结果表明,连作2年和连作4年根际真菌群落组成丰富,多样性较高。而连作7年以上和轮作处理的大豆根际真菌群落多样性指数为3. 067 7~3. 071 5,低于连作2年和连作4年处理,同时连作7年处理真菌群落组成与轮作处理相似性较高,由此可以看出大豆连作土壤被称作抑制性土壤的机制所在。     

生物有机肥和EM菌剂对菜园连作土壤微生物的影响

采用盆栽试验,连续种植3批菜心,研究生物有机肥和EM菌剂对连作9 a和6 a的菜园土壤微生物群落结构和功能多样性的影响。结果表明：与化肥处理相比,施用生物有机肥能够提高连作土壤中细菌、放线菌、丛枝菌根真菌和革兰氏阴性细菌(G-)的相对含量及G-/G+(革兰氏阴性细菌/革兰氏阳性细菌)比值,并降低土壤真菌的相对含量;随着种植批次的增加,土壤中G-、G+含量降低,G-/G+比值上升,生物有机肥和EM菌剂配施化肥处理G-含量普遍高于化肥处理;与化肥处理相比,施用生物有机肥土壤微生物AWCD值、Simpson指数、McIntosh指数均提高,土壤微生物活性、多样性和均一度提高。     

连作花生土壤理化性质的变化特征及其与土壤微生物相关性分析

本研究选用盆栽试验,将两个不同花生品种连续种植三年,分析了连作过程中根系土壤pH值与常量、微量元素含量的变化特征以及花生根系土壤微生物群落结构变化特征与土壤理化性质间的相关性。结果表明,根系土壤理化性质和土壤微生物群落结构受连作影响且对连作年限的响应规律一致,而花生品种对两者影响较小。连作一年与连作两年、三年的土壤理化性质与微生物群落结构差异更为显著,且不同理化指标对连作年限及品种的响应有所差异。连作过程中根系土壤理化性质的变化与土壤微生物群落结构的变化具有显著相关性。     

种植年限对胡椒园土壤化学肥力指标的影响

系统探讨了不同种植年限胡椒园土壤化学肥力指标的变化状况,结果表明:随种植年限的推移,上层土壤有机质和全氮、土壤有效锰含量明显下降,有效硼与下层土壤有效铜含量明显上升,部分养分含量有下降趋势,须通过强化土壤养分管理、改进施肥方式等措施,阻止老龄胡椒园部分养分继续下降。     

有机种植对茶园土壤微生物群落组成与多样性的影响

为揭示有机种植对土壤微生物群落组成和多样性的影响,以云南省勐腊县3座代表性古茶山（蛮砖、易武、攸乐）的古茶园、现代茶园、橡胶园、荒地4种类型土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq PE300高通量测序技术测定其细菌和真菌群落结构,分析有机种植及种植年限对土壤理化性质、微生物群落结构特征与多样性的影响。结果表明,有机种植可促进土壤有机质积累和氮磷钾养分含量提高。3座茶山土壤细菌共有运算分类单元（Operational taxonomic unit,OTU）数目为381个,其中,易武荒地特有OTU最多（293个）,蛮砖橡胶园特有OTU最少（28个）;而真菌共有OTU数目仅为24个,蛮砖古茶园特有OTU最多（337个）,易武现代茶园特有OTU最少（55个）。细菌的Shannon多样性指数达5.88～6.62,明显高于真菌的2.71～4.30。茶园土壤优势细菌和真菌门与非茶园土壤基本相似,但酸微菌目（Acidimicrobiales）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、Varibacter属、黄色杆菌科（Xanthobacteraceae）、硝化螺菌属（Nitrospir...     

间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落结构的影响

研究间作木薯对橡胶树根际土壤真菌群落多样性变化规律,为判断胶园间作木薯的可行性提供理论支撑。以橡胶与木薯间作为处理,橡胶单作为对照,采用传统方法和高通量测序技术分析橡胶树根际土壤理化性状及真菌群落结构。结果表明：（1）间作模式下橡胶树根际土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量和真菌Shannon指数显著降低,真菌Simpson指数显著提高,pH和Chao1指数虽有降低,但差异未达到显著水平;（2）门分类水平上,2个处理的橡胶树根际土壤真菌群落结构组成相近,共有的3大优势菌门均为Ascomycota、Zygomycota和Basidiomycota。间作木薯降低了橡胶树根际土壤中Zygomycota和Basidiomycota的相对丰度,但提高了Ascomycota相对丰度,达到91.54%;（3）属分类水平上,2个处理中相对丰度比例前10的优势菌属占所有检测出菌属的61.30%~65.59%,间作木薯提高了橡胶根际土壤中Phyllosticta、Gibberella和Lecythophora的相对丰度;（4）土壤碱解N、速效P和速效K含量对橡胶树根际土壤中真菌群落α-多样性产生影响,土壤真菌多样性变化与土壤有机质含量有关。因此,间作木薯增加了植物对土壤矿质营养元素的吸收,导致橡胶树根际土壤肥力下降,进一步降低了橡胶树根际土壤真菌的群落多样性,同时增加了病原真菌的丰度。     

胡椒园间作槟榔优势及适宜种植密度研究

为探明胡椒园间作槟榔的优势,并筛选出适宜种植密度,对比了单作与间作以及不同间作种植密度之间的产量及纯收入。结果表明,胡椒园间作槟榔具有明显产量优势,平均间作优势达2 466 kg/hm2,土地利用率平均提高78%;间作体系优势主要来自胡椒;间作体系中槟榔密度对间作优势具有显著影响;常规种植密度胡椒园间作槟榔以833~1 000株/hm2为宜,其中槟榔密度为833株/hm2时效益最高。     

春大豆长期连作对土壤线虫群落结构和食物网的影响

以土壤线虫为指示生物,研究了大豆不同耕作系统土壤线虫群落结构、生态指数和食物网指数的变化特征,以期明确大豆长期连作对土壤生物多样性和土壤食物网结构的影响。结果表明:大豆轮作土壤线虫属最丰富,大豆长期连作25年后土壤线虫属水平种类最少。大豆轮作和大豆短期连作3年土壤线虫群落组成Jaccard相似性最高(0.81),大豆轮作和大豆长期连作25年Jaccard相似性最低(0.66)。大豆短期连作3年土壤中植物寄生线虫的数量最高,显著高于大豆轮作和大豆长期连作25年。食真菌线虫在大豆长期连作25年土壤中较丰富,显著高于大豆轮作和大豆短期连作3年。大豆长期连作25年植物寄生线虫成熟度指数(PPI)高于大豆短期连作3年和大豆轮作。土壤线虫的通路指数(CI)在3个处理中均小于50,土壤腐蚀食物网的降解以细菌降解通路为主。大豆短期连作3年处理位于富集指数(EI)和结构指数(SI)食物网特征图的A象限,大豆轮作和长期连作25年位于食物网特征图的B象限。结果表明,大豆长期连作改变了土壤线虫的群落结构,降低了属的多样性,食物网结构向成熟稳定的方向恢复。     

孟加拉国番石榴产业简况

丽绿刺蛾在海南胡椒种植区每年发生2～3代，以老熟幼虫在主蔓上结茧越冬。该虫1年有2次发生高峰期，分别在5月下旬至6月中下旬和7月下旬至9月中旬。第1代幼虫发生量大，危害严重，是防治的关键时期。根据其发生规律提出相应的防治策略。     

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.     

粉垄耕作对甘蔗土壤微生物群落的影响

粉垄耕作是一种新型的深耕深松的耕作技术,与常规耕作方式不同,粉垄耕作能增加耕层土壤深度,从而更好地改善土壤结构.为揭示不同耕作方式对甘蔗种植土壤细菌和真菌群落的影响,本研究以粉垄耕作和常规耕作的土壤为研究对象,通过16S rRNA和18S rRNA高通量测序技术分析不同生态位(非根际、根际和根表)土壤的细菌和真菌群落的...     

不同轮耕模式对黑土土壤微生物群落结构的影响

以吉林省公主岭市黑土3年的田间试验为研究对象,采用高通量测序方法,研究不同轮耕模式和秸秆还田对土壤微生物群落组成及其多样性的影响。结果表明,与秸秆离田处理(A)相比,秸秆连年深翻(D)、深翻/旋耕(C)和覆盖/覆盖/深翻(E)3个还田处理均显著提高亚表层(20～40 cm)土壤有机质和氮磷钾含量。对于微生物总量OTU分析表明,经过秸秆深翻处理亚表层土壤微生物总数均高于表层土壤,秸秆连年覆盖还田(B)处理则是表层(0～20 cm)土壤微生物总量高于亚表层土壤。经秸秆深翻处理亚表层土壤Chao1指数较高,Simpson指数较低,物种丰度明显提高;连年覆盖还田处理表层土壤物种Chao1指数和Shannon指数较高;秸秆覆盖还田可提高表层土壤物种丰度。C和D处理与A处理亚表层土壤组间物种多样性有显著差异,具体差异在分类学上的组成中有所体现,门水平上物种组成无差异,但属水平上亚表层土壤与表层土壤之间微生物组成不同。冗余分析显示,不同秸秆还田模式下土壤有机质及有效N、P养分变化是引起土壤微生物群落结构变化的重要环境因子。秸秆覆盖还田和秸秆深翻还田分别能够有效改善表层和亚表层土壤微生物群落结构和多样性。     

基于宏基因组学方法分析化肥减施对热带地区菜地土壤微生物群落的影响

为了探究化肥减量配施有机肥对热带地区蔬菜轮作土壤细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,在海南省文昌市开展田间定位试验,采用宏基因组测序技术分析不同施肥方式下土壤细菌、真菌和古菌群落结构和组成的变化特征,并结合土壤理化性质,探究不同施肥处理下驱动细菌、真菌和古菌群落变化的关键土壤环境因子。结果表明：与全量化肥配施有机肥（M100NPK）相比,化肥减量75%配施有机肥（M75NPK）提高了土壤SOM、TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N的含量,化肥减量50%配施有机肥（M50NPK）处理提高了土壤TK和AK的含量。3种施肥处理（M50NPK、M75NPK和M100NPK）显著增加了土壤细菌、真菌和古菌群落的丰度。与M100NPK处理相比,M50NPK和M75NPK增加了细菌群落主要优势菌门中变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,而降低了放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度,同时也增加了真菌群落主要优势菌门中担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度,降低了子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度;古菌群落主要优势菌门中奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度在M75NPK处理呈现增加趋势,在M50NPK处理呈现降低趋势。与不施肥（CK）处理相比,M50NPK、M75NPK和M100NPK增加了土壤细菌和真菌的Shannon指数和Ace指数,而降低了土壤细菌和真菌的Simpson指数,同时也增加了土壤古菌的Simpson指数,但降低了土壤古菌的Shannon指数和Ace指数。可是施肥处理之间Alpha多样性均无显著性差异。土壤细菌、真菌和古菌群落结构组成对不同化肥减量配施有机肥的响应无显著性差异。土壤pH、TP、TN、SOM和AK是导致细菌、真菌和古菌群落结构变化的主要驱动因子。研究结果表明,与M75NPK和M100NPK相比,M50NPK不会改变土壤性质、微生物群落多样性和结构,但可降低过量化肥施用可能带来的环境风险。因此,M50NPK是热带地区蔬菜种植的优化施肥方式。     

基于因子分析的胡椒寒害气象等级研究

根据寒害发生年份气象数据及胡椒发生寒害临界温度,提取胡椒寒害的初始气象指标,利用因子分析进行降维等计算后,结合胡椒实地寒害调查情况,建立以寒害气象综合指标为分类标准的胡椒寒害等级。结果表明,由因子分析降维获取的两个因子可分别解释为低温累积因子和温度降幅因子,并可将其作为分析寒害形成原因的量化指标;寒害气象综合指数可以有效表征不同寒害程度,与寒害实地调查的结果比较,二者具有较好的一致性。本研究结果可为进一步评估胡椒寒害风险提供依据,对胡椒产业发展、布局规划等具有参考意义。     

茶树根际土壤物质的自毒潜力及其对土壤微生物多样性的影响

为了分析茶树根际土壤物质对茶树根际土壤微生物多样性的影响,本研究以植茶年限0、3、9、25 a的铁观音茶树根际土壤为材料,采用不同极性树脂吸附茶树根际土壤物质并洗脱,探讨不同植茶年限茶树根际土壤物质的自毒潜力及其对土壤微生物多样性的影响。结果表明,不同极性树脂吸附洗脱液以ADS-7树脂洗脱液对受体根长的抑制作用最强。ADS-7树脂吸附洗脱液处理重新种植的茶树后,随着土壤植茶年限的增加,茶树根际土壤细菌数量呈现下降趋势。相关性分析结果表明,与土壤年限呈正相关的细菌T-RFs片段15个,涉及8个纲,31种细菌,按照其功能可分为4类,其中病原菌19种,占比61.29%;负相关细菌T-RFs片段18个,涉及11个纲,31种细菌,按照其功能可分为6类,其中与抑制病原菌、碳素循环、氮素循环、硫素循环、土壤质地改善相关的细菌总占比达到83.87%。综上表明,ADS-7树脂洗脱液处理重新种植的茶树后,随着土壤植茶年限的增加,茶树根际土壤病原菌数量大幅上升,益生菌与土壤养分循环相关的细菌数量显著下降,土壤微生物生态系统平衡失调。