间作与接种AMF对连作土壤微生物群落结构与功能的影响

为了探明间作种植模式和接种AMF对连作土壤的影响,试验选取马铃薯连作10年土壤为基质,采用两因素随机区组盆栽实验设计,研究间作及接种AMF对连作土壤微生物群落结构及功能的影响。结果表明：在不同间作模式及AMF接种后,连作土壤微生物群落结构、功能均有不同程度的差异。间作调控后马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆处理土壤细菌比例最高,放线菌次之,真菌最低;Biolog Eco板平均颜色变化率（AWCD）比对照高36.77%。间作并接种AMF（Gloumus etunicatum）后,土壤微生物功能多样性增强,土壤真菌的比例上升,细菌、放线菌的比例下降;马铃薯｜｜蚕豆、马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆土壤孢子密度与其他处理有显著差异（P〈0.05）;马铃薯｜｜玉米｜｜蚕豆处理在培养96 h后的平均颜色变化率（AWCD）值比单作高48.96%。各处理土壤根际微生物群落在2种方式的调控下对碳水化合物、氨基酸碳源利用强度较高,对芳香化合物的利用能力较弱;调控后碳源利用类型开始从碳水化合物、胺类化合物向胺类化合物和多聚化合物利用类型转变。间作调控和AMF调控对土壤微生物群落功能多样性的增加可能存在一定的叠加效应。土壤微生物群落结构、功能多样性的变化是多种因子综合作用的结果。     

马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能的影响

采用BIOLOG技术,研究马铃薯连作对土壤微生物群落结构和功能的影响。研究发现：连作土壤湿热灭菌后,细菌、放线菌及微生物总量都明显升高,真菌数量显著降低。连作土壤添加马铃薯残茬后,细菌数量降低,真菌数量增加。连作土壤中微生物对多聚化合物和碳水化合物的利用能力较高;湿热灭菌后,土壤微生物对6类碳源的利用率有升有降,表现为对羧酸类化合物、芳香化合物的利用率升高,对多聚化合物、碳水化合物、氨基酸、胺类化合物的利用率降低,微生物丰富度和均匀度降低。土壤病源微生物可能是马铃薯连作障碍发生的原因之一。     

火烧干扰下高寒草甸土壤微生物群落功能多样性变化特征

为揭示火烧干扰对高寒草甸土壤微生物群落的影响,应用Biolog法研究火烧恢复初期土壤微生物群落、碳源利用类型和功能多样性变化特征及其与土壤理化性质的相关性.结果表明:1)恢复初期火烧样地土壤微生物群落代谢活性显著高于对照样地(P0.05),火烧土壤微生物平均颜色变化率(1.20)高于对照样地(1.07);2)火烧干扰后高寒草甸土壤微生物群落Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Mc Intosh指数和和碳源利用数分别显著增加了0.037、0.203、1.234和2.340(P0.05);3)主成分分析表明,火烧使微生物代谢功能特征发生变化,碳水化合物是土壤微生物利用的主要碳源类型;4)相关性分析表明,土壤pH、有机质(SOM)、全磷(TP)与微生物功能多样性指数呈显著相关(P0.05),土壤碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、全氮(TN)和根土比与碳水化合物类碳源呈正显著相关(P0.05).综上,火烧恢复初期,土壤有效养分提高,微环境得以改善,土壤微生物代谢活性、碳源利用能力和数量明显提高.     

西瓜连作对热区土壤微生物多样性的影响

连作障碍一直是困扰人们的一个难题。应用RAPD技术对热区西瓜[Citrullus lanatus(Thunb.)Matsum.et Nakai]连作土壤微生物多样性进行研究,为解决西瓜连作障碍提供科学的理论依据。通过对RAPD进行条件优化和引物筛选,筛选出18条RAPD随机引物用于西瓜根根际土壤DNA的扩增,共扩增出154条谱带。154条谱带均为多态性带,PPB为100%,平均每个引物产生8.56条带。并应用RAPD分析不同茬数西瓜4个生育期中根际及非根际土壤微生物多样性和群落变化,以及同一茬数土壤微生物群落各指数在4个不同时期的变化趋势。结果显示,西瓜连作不同生长期根际和非根际土壤微生物多样性的变化均较大,丰富度指数、Dsh和Jsh的变异系数均在29%以上。单因素分析显示,西瓜连作对不同生长期根际微生物多样性的影响显著(P0.05)。进一步分析表明,取样温度与根际、非根际微生物多样性指数呈显著正相关,相关性系数达0.82以上。西瓜连作根际土壤微生物多样性显著下降,不同生长期,根际微生物多样性受连作影响不同,第二茬初果期土壤微生物多样性受影响最大,第3茬初果期次之,变异系数分别达22.43%和15.53%。     

白浆土玉米不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征

以白浆土为研究对象,分别于玉米(Zea mays L.)的拔节期、抽雄期和乳熟期采集根际土,并采用Biolog微平板技术分析不同生长时期根际土壤细菌和真菌群落碳源代谢特征变化,为白浆土的质量提升和可持续利用提供科学依据。结果表明:根际土壤细菌和真菌群落的平均颜色变化率(average well color development,AWCD)随生长时期推进均呈先升高后降低趋势,其中抽雄期细菌群落的AWCD值分别比拔节期和乳熟期高26.44%和53.37%(P0.05),但真菌群落的AWCD值无显著变化(P0.05)。根际土壤细菌和真菌群落的功能多样性指数变化趋势与AWCD值一致,仅抽雄期细菌群落的McIntosh指数与拔节期和乳熟期差异显著(P0.05)。根际土壤细菌群落相对利用率最高的碳源是糖类和氨基酸类,而真菌群落相对利用率最高的碳源为羧酸类和糖类。生长时期没有显著影响根际土壤细菌群落对同一碳源的相对利用率;但抽雄期真菌群落对胺类和其他类碳源的相对利用率显著高于拔节期和乳熟期(P0.05),对羧酸类的相对利用率显著低于拔节期(P0.05)。主成分分析表明(Principal component analysis,PCA),拔节和乳熟期根际土壤细菌群落的代谢特征相似,而与抽雄期明显不同,真菌群落的分析结果与细菌相同。     

玉米/花生间作条件下土壤环境因子的相关性和主成分分析

玉米/花生间作具有明显的间作优势,对作物生长和产量均有促进作用。为了阐明玉米/花生间作效应机制,测定了玉米/花生间作根际土壤养分含量、酶活性和微生物数量的变化规律,并对这些环境因子进行相关性和主成分分析。结果表明,与单作玉米和单作花生相比,玉米/花生间作显著提高了根际土壤的全氮、有效氮、有效磷含量以及脲酶和酸性磷酸酶活性,促进了间作玉米根际土壤细菌和微生物总数量显著增加。相关分析表明,有效磷含量与脲酶和酸性磷酸酶活性呈极显著正相关(P<0.01),脲酶活性和酸性磷酸酶活性显著正相关(P<0.05),真菌和放线菌数量显著正相关(P<0.05)。总钾含量和p H值、蔗糖酶活性呈显著负相关(P<0.05),蛋白酶和过氧化氢酶呈极显著负相关(P<0.01)。主成分分析获得3个主成分,解析贡献率分别为48.981%,43.617%和7.402%。第一主成分主要是放线菌、真菌、有效磷等组成,第二主成分主要为有机质和p H,第三主成分主要是总氮和细菌。经标准化后计算栽培措施得分显示:间作花生得分最高1.937,其次是间作玉米1.008,两者均显著高于单作玉米和单作花生。该研究表明玉米/花生间作系统的生态环境优于单作系统,机制解析为玉米/花生间作可明显促进土壤有效氮磷含量、脲酶和酸性磷酸酶活性及微生物数量的增加,进而改善土壤微生态环境。     

长期施肥对双季稻田根际土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物群落功能多样性是表征土壤质量变化的敏感指标,施肥措施可对土壤微生物群落功能多样性产生明显的影响。以位于双季稻主产区湖南省宁乡县国家级稻田肥力长期定位试验田为研究对象,应用Biolog技术分析了不同施肥处理(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥、60%有机肥、无肥对照)对双季稻田根际土壤微生物功能多样性的影响,从根际土壤微生物功能多样性的角度评价施肥对土壤质量的影响。研究结果表明,有机肥与化肥配施以及单施化肥处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度均显著高于其他处理,而秸秆还田处理水稻根际土壤微生物对碳源的利用程度低于无肥处理。在早稻和晚稻成熟期,Mc Intosh指数均以60%有机肥和30%有机肥处理为最高,其次为施用化肥和无肥处理,秸秆还田处理最低;Richness和Shannon指数大小顺序均表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田无肥化肥。土壤微生物碳源利用的主成分分析表明,各施肥处理水稻根际土壤微生物群落利用的主要碳源为氨基酸类和糖类,但不同施肥处理间碳源利用类型存在较大差异。总的来说,不同的施肥处理对水稻根际土壤微生物功能多样性产生了不同影响,长期有机肥配施化肥有利于维持稻田根际土壤微生物群落多样性。     

轮作联用生物有机肥促进香蕉生长

为促进连作蕉园恢复香蕉高效栽培,采集连作蕉园土壤,利用盆栽实验研究连作蕉园土壤轮作菠萝与玉米联合生物有机肥施用,对连作土壤理化性质、可培养微生物和总细菌、总真菌数量及下茬香蕉生长的影响.结果显示:较之香蕉连作对照,连作土壤轮作菠萝或玉米后再植香蕉,其叶片数、株高、茎粗、叶面积、地下部鲜重和地上部鲜重均有不同程度提高,其中株高和叶面积显著高于连作对照处理,轮作菠萝处理促生效果优于轮作玉米处理;联合生物有机肥施用后,进一步促进了香蕉的生长;菠萝和玉米轮作后均对土壤pH有一定影响,菠萝-香蕉处理和玉米-香蕉处理土壤pH值高于对照,且菠萝-香蕉处理效果优于玉米-香蕉处理;菠萝-香蕉和玉米-香蕉处理土壤可培养镰刀菌属数量均减少,根际可培养芽孢杆菌和假单胞菌的数量均增加,且菠萝-香蕉处理提高了土壤总细菌拷贝数.本研究表明菠萝和玉米轮作均能显著改善连作香蕉土壤生态环境,促进下茬香蕉生长,缓解连作生物障碍,并且联合生物有机肥施用后效果更优.     

棘托竹荪连作对根际土壤细菌的影响

棘托竹荪连作导致棘托竹荪产量降低、质量下降.土壤细菌群落结构组成及变化能够反映生态系统的结构和功能,在生态系统物质养分循环中发挥着重要的作用.目前,棘托竹荪连作对土壤细菌群落结构组成及分布的影响尚不清楚.以连续三年棘托竹荪根际土壤为材料,探讨连续种植棘托竹荪对根际土壤细菌的影响,为调控棘托竹荪连作障碍提供理论依据.试验选择连续三年棘托竹荪出菇高峰期的土壤及对应的未种植棘托竹荪的样地,采用"S"形取样法采集土壤样品,对土壤进行理化性质及分子水平上对16S rRNA基因进行HiSeq2500测序研究,利用R语言和SPSS 22.0等软件分析棘托竹荪连作对土壤细菌多样性及群落结构的影响.种植棘托竹荪后,与对照相比,土壤有机碳、全磷、碱解氮等的含量均增加;细菌种群数量和多样性均增加.连作三年后,种植棘托竹荪区域的土壤细菌种群与多样性降低,慢生根瘤菌属,Candidatus_Solibacter和Chthoniobacter的相对丰度随连作年限的增加而逐渐增加;Kaistobacter、假单胞菌属、黄杆菌属、金黄杆菌属等菌群相对丰度则逐年减小.在种植棘托竹荪区域,属水平上的菌落受土壤理化性质影响比较大,特别是pH、有机碳、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾.随连作年限的延长,棘托竹荪根际土壤理化性质、细菌的群落多样性及结构发生显著变化.     

马铃薯根际与非根际土壤微生物群落结构及多样性特征

利用Illumina-MiSeq高通量测序技术对马铃薯根际与非根际土壤中细菌的16Sr DNA基因V3-V4区片段和真菌18S r DNA基因V4区片段进行了测序,研究马铃薯根际与非根际土壤微生物群落多样性及其与土壤养分之间的关系,为马铃薯健康种植提供理论数据。结果表明,(1)马铃薯根际土壤pH显著低于非根际(P0.05),根际土壤电导率、有机碳、全氮、速效氮和速效磷均显著高于非根际(P0.05),而根际土壤全磷与非根际差异不显著(P0.05)。(2)马铃薯根际土壤细菌和真菌均匀度指数(Simpson)、多样性指数(Shannon-Wiener)、ACE、Chao1均显著高于非根际(P0.05);而根际土壤细菌和真菌覆盖度(Coverage)、Simpson指数与非根际差异不显著(P0.05)。(3)马铃薯根际和非根际土壤细菌群落中,优势类群主要是变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),还包括浮霉菌门(Planctomycetaceae)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobia),其中根际土壤细菌酸杆菌门相对丰度高于非根际,变形菌门相对丰度低于非根际。根际和非根际土壤真菌群落中,优势类群主要是子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),还有结合菌门(Zygomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)、新丽鞭毛菌门(Neocallimastigomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、芽枝菌门(Blastocladiomycota)。(4)主成分分析(PCA)表明,马铃薯根际和非根际土壤细菌和真菌群落具有很好的相似性,并且细菌群落产生明显的分离效应。Pearson相关性分析表明,马铃薯土壤细菌和真菌Coverage、ACE与土壤养分均没有显著相关性(P0.05);土壤pH与土壤细菌和真菌多样性呈负相关,土壤电导率和全磷与土壤细菌和真菌多样性均没有显著相关性(P0.05)。(5)冗余分析(RDA)显示,7个土壤环境因子分别解释了细菌86%和真菌82%的总特征值,说明土壤环境因子对马铃薯土壤细菌和真菌多样性有显著影响,其中对土壤细菌和真菌多样性影响较大的有有机碳和全氮,而pH对土壤细菌和真菌多样性影响为负。由此可知,土壤pH值是马铃薯根际土壤微生物多样性的重要影响因子。     

Effects of two different intercropping systems on arbuscular mycorrhizal fungal colonization and polychlorinated biphenyl (PCB) dissipation北大核心CSCD

Polychlorinated biphenyls (PCBs) are typical organic contaminants in the environment. It is indicated that plants and soil microorganisms have a positive synergistic effect on the remediation of PCB-contaminated soil. To investigate the effect of intercropping on arbuscular mycorrhizal (AM) fungal colonization and PCB remediation, a pot-cultivation experiment with two intercropping treatments, corn (Zea mays L.) / ryegrass (Lolium perenne L.) and corn/alfalfa (Medicago sativa L.), and a corn monoculture was conducted in a greenhouse. All treatments were inoculated with Funneliformis mosseae M47V. Plant biomass, root mycorrhizal colonization rate, concentration of PCBs and their homologs in soil, 16S rDNA gene abundance, and community composition measured by Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) were determined after harvesting the plants. Intercropping significantly increased the root mycorrhizal colonization rate and plant biomass of corn (P < 0.05), as well as the available N content of the soil. A significant difference of the bacterial community composition was found among different treatments (P < 0.05). Compared with corn monoculture, corn/alfalfa intercropping significantly increased soil bacteria abundance (P < 0.05). The dissipation rates of total PCBs, as well as that of penta-chloro biphenyls were significantly increased in the intercropping treatments, when compared to the corn monoculture treatment. Moreover, corn/ryegrass intercropping has a significantly positive effect on the dissipation of tri-chloro biphenyls. Non-metric multidimensional scaling (NMDS) analysis indicated that the PCBs homologues composition were significantly correlated with the relative abundance of 128 bp and 148 bp T-RFs. Corn intercropping with ryegrass or alfalfa has a positive effect on root mycorrhizal colonization rate and plant biomass of corn. Inoculation of AM fungi in intercropping treatments significantly improved the efficiency of PCB remediation by promoting bacterial abundance and shifting the bacterial community composition. In conclusion, intercropping combined with AM fungi have positive synergistic effects on the remediation of PCB-contaminated soils. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

长期棉花连作对北疆棉区土壤生物活性与酶学性状的影响

以长期连作棉田为研究对象,通过对5-15年连作棉田土壤理化性质和生物学性状的测定,揭示北疆长期连作对土壤主要肥力性质、土壤酶活性、微生物量碳氮以及土壤呼吸的影响。结果表明：长期棉花（Gossypium spp）连作对土壤肥力性状影响显著,表层土壤（0-20cm）肥力明显高于亚表层（20-40cm）。长期棉花连作对土壤酶活性、微生物量碳氮、土壤呼吸等生物活性有显著影响,脲酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶和多酚氧化酶均随棉花连作年限增加而下降,棉花/苜蓿（Medicago sativa Linn）轮作（CtR-AR）处理各酶酶活性均高于棉花连作处理。微生物量碳（MBC）随棉花连作年限逐渐下降,而微生物量氮（MBN）随不同棉花连作年限并无一致性变化。不同棉花连作年限处理之间的呼吸商（q（CO2））有很大的差异,15年棉花连作非病区（CtN15）土壤呼吸商最高为19.00g？mg-1？h-1,CtR-AR处理的呼吸商最低为13.64g？mg-1？h-1。土壤微生物商随棉花连作年限延长呈现下降趋势,CtN15处理出现最低值,为0.81%。随棉花连作年限增加,土壤微生物活性降低,不利于土壤健康持续利用。     

生物炭与炭基肥对大豆根际土壤细菌和真菌群落的影响

土壤微生物在农田土壤生态系统中发挥重要作用,然而秸秆生物炭与炭基肥处理对微生物群落的影响以及对农田生态环境的意义尚不清楚.以黄淮海平原豆-麦轮作为研究对象,采用荧光定量PCR和Illumina高通量测序技术比较不同施肥方式对土壤细菌和真菌群落的丰度、组成和多样性差异,探究秸秆还田、生物炭以及炭基肥添加对根际土壤微生物群...     

间作杉木对茶园土壤及茶树叶片重金属含量与分布的影响

以单作茶园和杉木—茶间作茶园为研究对象，测定间作杉木对茶园土壤及茶树叶片重金属元素含量及分布的影响。结果表明：（1）间作杉木可降低茶园土壤Pb、Ni、Mn、Zn元素含量，尤其对Mn有较强吸收能力，其次为Ni、Pb、Zn；（2）间作茶园茶树叶片Pb、Mn、Cu、Zn含量均显著低于单作茶园，说明间作杉木对减少茶叶中4种重金属含量，改善茶叶品质可起到明显作用。     

几种固沙植物根际土壤微生物特性研究

研究了红柳、梭梭、沙拐3种固沙植物的根际和根外土壤微生物数量、组成、生理群微生物及土壤养分。结果表明：这3种固沙植物具有较强的根际正效应，其R/S在1.69-75.24之间，以梭梭的根际效应最大，沙拐枣其次，红柳最小，固沙植物的种植显著增加了微生物数量，促进有机质的积累和植物有效养分的转化，有利于流沙的成土发育。表7参9     

外生菌根真菌对油松幼苗根际土壤重金属赋存的影响

油松幼苗接种菌根盆栽试验表明,外生菌根真菌对油松根际土壤重金属铜、镉的赋存形态产生显著影响.与普通根际相比,菌根际土壤中交换态铜、镉含量显著下降,而有机结合态含量则显著增加.菌根际土壤重金属形态呈现出由疏松结合态向紧密结合态转化的趋势.接种菌根显著降低根际重金属的生物有效性,缓解重金属对寄主植物的毒害作用.     

云南玉溪烟区轮作与连作土壤细菌群落多样性比较研究

为评价云南玉溪烟区轮作和连作对土壤细菌群落多样性影响,从土壤中直接提取土壤细菌总DNA,用细菌16S rDNA特异性引物进行PCR扩增和变性梯度凝胶电泳(DGGE),每个处理样品3次重复,在DGGE图谱中相似性较高,基本聚在一起,从整体证明了试验操作方法较为精确.从泳道分析图可知,轮作土壤细菌群落各泳道条带数量13～29条不等,平均为21条.连作土壤细菌群落各泳道条带数量从4～20条不等,平均为12条.从每条泳道的条带数方面和光密度值分别进行细菌群落多样性各指标的比较,结果表明,轮作处理细菌群落丰富度指数均大于连作处理,轮作香农-威纳和辛普森指数(1/D)均大于连作,表明轮作微生物多样性较连作高,轮作方式可以提高植烟土壤细菌群落的多样性.