黄土高原土壤细菌和真菌群落结构及其多样性对菌糠有机肥响应机制研究

为了明确黄土高原农田土壤细菌群落和真菌群落对菌糠有机肥的响应机制,基于高通量测序技术,分析了施用菌糠有机肥和施用化肥(对照)后土壤细菌和真菌群落物种组成、多样性指数、群落结构差异及其主要分异作用的微生物.结果表明,土壤细菌和真菌群落对外源养分的响应机制不同.添加菌糠有机肥改变了土壤细菌菌群的结构,厚壁菌门、奇古菌门相对...     

不同施肥措施对华北潮土区玉米田土壤固碳细菌群落结构多样性的影响

研究不同施肥措施下华北潮土区玉米田土壤固碳细菌群落特征及其影响因子,为华北地区可持续施肥管理提供理论依据和数据支持。以农业农村部环境保护科研监测所建立的武清长期定位试验站为平台,利用高通量测序技术,研究6种不同施肥处理[不施肥对照(A0)、单施有机肥(A1)、氮肥减量配施有机肥(A2)、常量化肥配施有机肥(A3)、氮肥增量配施有机肥(A4)和单施化肥(A5)]对华北潮土区土壤固碳细菌结构及多样性的影响。结果表明,（1）与对照A0相比,A1和A3处理提高了Shannon多样性指数,A4和A5处降低了Shannon多样性指数。（2）群落组成方面,在门水平上,变形菌门（Proteobacteria）(92.83%—4.98%)为优势菌门;与对照A0相比,A4和A5处理显著降低了变形菌门相对丰度,A1、A2和A3无显著差异。在纲水平上,优势菌纲为γ-变形菌纲Gammaproteobacteria(53.75%—65.80%);与对照A0相比,A2、A3、A4和A5处理显著降低了γ-变形菌纲相对丰度,A1处理与对照A0无显著差异。（3）主成分分析表明,5个施肥处理OTUs与对照处理差别显著,且A...     

白芨滩地区不同生物土壤结皮类型对微生物群落结构和组成的影响

白芨滩国家级自然保护区及其周边植被恢复有利于改善区域生态环境,而植被恢复良好的区域内镶嵌分布着大面积藓结皮和藻结皮,其在防风固沙、改善荒漠生态系统地表土壤质量等方面发挥着重要作用。为深入了解该区域不同生物土壤结皮中微生物群落结构及其差异,选取藓结皮和藻结皮镶嵌分布的地表覆盖区设置取样点,分别对藓结皮和藻结皮进行细菌和真菌的Illumina MiSeq测序。结果表明,不同生物土壤结皮中细菌群落和真菌群落α多样性趋于一致,仅反映细菌群落丰富度的ACE和Chao指数在藓结皮中显著高于藻结皮。不同生物土壤结皮形成以微枝形杆菌属、红色杆菌属、地嗜皮菌属、芽球菌属、鞘氨醇单胞菌属、土壤红杆菌属、微红微球菌属、类诺卡氏菌属和苔藓杆菌属等为主要类群的细菌群落结构以及以赤霉菌属、Knufia、被孢霉属、石果衣属、链格孢属、Bahusakala、Phaeomycocentrospora、光黑壳属和Omphalina等属为主要已知类群的真菌群落结构。藓结皮中,红色杆菌属细菌相对丰度显著低于藻结皮,而苔藓杆菌属细菌相对丰度显著高于藻结皮。藓结皮中,Knufia、Bahusakala、Omphalina、Lam...     

生物菌剂对根际盐碱土壤理化性质和微生物区系的影响

为明确微生物菌剂在内蒙古河套地区中度盐碱土壤改良中的作用,可为盐碱土壤质量提升提供技术支撑。采用大田随机区组试验设计方法,以空白处理(CK)为对照,设置3种微生物菌剂处理,包括丹路牌微生物菌剂(DL)、自主研发的复合微生物菌剂BZ1^T/1-15(由芽孢杆菌、芽单胞菌和草炭组成),其使用量分别为570 kg·hm^-2(BL1)和1 140 kg·hm^-2(BL2)。分析不同处理措施下的土壤盐分、养分以及细菌群落结构组成和多样性的变化特征。结果表明：施用微生物菌剂(DL、BL)均可显著降低土壤盐分和pH值,其中BL2处理对降低土壤盐分的效果最显著,与CK、DL、BL1相比分别降低了14.0%、4.2%、7.4%(P<0.05)。同时,施用BL1和BL2微生物菌剂对提高根际土壤的碱解氮、速效钾和有效磷含量有显著作用,其中BL1、BL2处理的碱解氮含量较CK和DL分别显著提高26.4%和11.67%、50.94%和33.33%,BL2处理的速效钾含量较CK、DL和BL1分别显著提高24.1%、24.7%和11.1%(P&l...     

石灰碳铵熏蒸联合生物有机肥施用对香蕉土壤真菌群落的影响

土壤真菌群落的调控是防治香蕉枯萎病的关键,为探明石灰碳铵熏蒸联合生物有机肥施用调控香蕉土壤真菌群落防控香蕉枯萎病的机制,通过田间试验,研究不熏蒸+有机肥(OF)、不熏蒸+生物有机肥(BF)、石灰碳铵熏蒸+有机肥(LAOF)和石灰碳铵熏蒸+生物有机肥(LABF)的施用对香蕉土壤真菌群落的影响.结果 显示:相比于OF处理,...     

稀土矿区不同土地利用类型土壤细菌群落特征及网络分析

为了探明离子型稀土矿区不同土地利用类型土壤细菌多样性及群落结构差异,该研究选择了龙南足洞矿区周边水稻田、蔬菜地、果园、玉米地、草地、林地、裸地（对照组）7种土地利用类型,测量土壤理化性质和重金属含量,利用16S r RNA Illumina高通量测序技术和分子生态网络方法,分析不同生境细菌群落组成和物种互作关系。结果表明,草地、林地、裸地有效磷含量低,土壤Cd、Pb、As、Mn、Zn等重金属含量超过背景值,内梅罗综合污染指数排序为草地>林地>果园>水稻田>裸地>蔬菜地>玉米地。Chao1指数排序为玉米地>蔬菜地>水稻田>果园>草地>林地>裸地;相较裸地,耕地、植被类土壤变形菌门（Proteobacteria）丰度大幅下降,而酸酐菌门（Acidobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）丰度升高;劳尔氏菌属（Ralstonia）丰度显著下降,产黄杆菌属（Rhodanobacter）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）和Kaistobacter等细菌丰度显著上升。耕地土壤中硫杆菌属（Thiob...     

抗虫-耐除草剂转基因玉米种植对根际土壤细菌和真菌群落的影响

全生育期种植抗虫基因cry1Ab/cry2Aj和耐除草剂基因G10evo-spsps的转基因玉米及其亲本非转基因玉米,采用定量聚合酶链式反应(PCR)和高通量测序技术,测定玉米拔节期和成熟期根际土壤细菌和真菌群落数量、组成及多样性,研究种植抗虫耐除草剂转基因玉米对根际土壤微生物的影响。结果表明,种植转基因玉米未显著影响根际土壤理化性质、土壤荧光素二乙酸酯水解酶活性、微生物群落丰度及多样性;在门水平上,种植转基因玉米仅显著提高2个生长时期根际土壤细菌放线菌门(Actinobacteria)相对丰度;在属水平上,种植转基因玉米均显著降低2个生长时期根际土壤细菌Candidatus_Nitrososphaera相对丰度;种植转基因玉米未影响真菌门水平相对丰度,但影响根际土壤真菌Fusarium、Staphylotrichum和Lophiostoma属相对丰度。另外,生长时期显著影响根际土壤可溶性有机碳和全氮含量,也显著影响根际土壤细菌群落组成和多样性,但未显著影响根际土壤真菌群落组成和多样性。该研究旨在为转基因作物产业化的自然生态风险管理和控制提供基础数据和理论支撑。     

贺兰山东坡不同植被类型的土壤真菌多样性及其群落结构

为了解植被对土壤真菌群落结构及其优势菌群影响,利用高通量测序技术,研究了贺兰山东坡山地荒漠草地、浅山灌丛、亚高山针叶林和亚高山草甸4种植被类型土壤真菌多样性及其群落结构。结果表明,（1）贺兰山东坡不同植被类型土壤真菌α多样性由高到低依次为浅山灌丛、山地荒漠草地、亚高山草甸、亚高山针叶林;且亚高山针叶林显著低于其他植被类型。（2）相对丰度1%的真菌共检测到子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、球囊菌门（Glomeromycota）、壶菌门（Chytridiomycota）5个门类,其中子囊菌门和担子菌门为主要优势菌群,平均丰度占比分别为46.7%和29.6%;担子菌门在亚高山针叶林中丰度显著高于其他菌门,子囊菌门在山地荒漠草地、浅山灌丛和亚高山草甸植被类型中显著高于其他菌门。（3）从土壤真菌群落组成与环境因子相关性分析可知,植物多样性、pH、年均温、土壤有机质、年均降雨量、土壤含水率及海拔都会显著影响到真菌群落组成;从真菌α多样性指数与植物多样性指数和海拔Pearson相关性分析可知,植物多样性是影响真菌...     

稻秆生物炭对稻田土壤Cd形态转化和微生物群落的影响

为阐明稻秆生物炭介导土壤Cd形态转化过程中化学性质与微生物群落多样性变化特征,通过室内培养实际污染土壤实验,研究施加稻秆生物炭对土壤Cd形态、pH值、阳离子交换量（CEC）、有机质（SOM）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）含量,以及土壤蔗糖酶（CA）、脲酶（UA）、过氧化氢酶（IA）活性等的影响特征,并通过高通量测序手段揭示土壤细菌和真菌群落结构组成与多样性的变化规律。结果表明,稻秆生物炭能够显著降低土壤中酸提取态Cd含量（23.19%）,增加残渣态Cd含量（28.42%）,促进Cd形态由不稳定态向稳定态转化。生物炭在不同程度上提高土壤pH、CEC、SOM、AN、AP和AK含量,其中SOM和AK含量增幅最显著,分别达到48.42%和81.28%。生物炭的添加显著影响土壤细菌和真菌群落中的优势类群丰度,其中Bacillus、Streptomyces、Aspergillus等与重金属形态有关的功能菌种丰度增加,细菌群落相较于真菌群落可能更容易受到环境因子的影响;影响土壤Cd形态转化的关键因素主要包括土壤pH值、SOM和AK以及细菌群落。稻秆生物炭主要通过影响土壤pH值、有机...     

乐果对土壤微生物种群的影响

农药对土壤微生物的影响已成为评价农药对土壤生态安全的一个重要指标。采用室内培养法研究了乐果在3种不同质量分数下对土壤微生物种群数量以及土壤中占优势的细菌、真菌和放线菌生长速率的影响。结果表明,以真菌种群受抑制最大,放线菌次之,细菌最小。在供试质量分数下,该杀虫剂对土壤细菌种群数量的影响较复杂,没有明显规律;对土壤真菌和放线菌种群数量的影响均表现为明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高和加药时间的延长抑制趋势越明显。因此,可以选择真菌和放线菌作为土壤受乐果污染的敏感指示菌。结果同时表明,50～500mg·kg-1的乐果不影响细菌的生长速率,而5000mg·kg-1的乐果在加药后2～5d明显抑制其生长速率,加药后6～7d,又恢复到正常水平;3种不同质量分数的乐果在加药后2～7d对真菌和放线菌的生长速率均表现明显的抑制作用,且随药剂质量分数的提高而逐渐增强,但随加药时间的延长又逐渐恢复。     

新疆黄萎病发病程度不同棉田土壤细菌群落结构差异分析

新疆棉区棉花黄萎病发生危害严重,提高该病的生态防控技术对实现棉花"化肥、农药"减施增效有重要意义.文章以阿克苏、石河子和库尔勒三地棉花黄萎病不同发生程度棉田土壤为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌种群结构进行研究,并分析土壤理化性质与细菌多样性及种群结构的相关性,以期揭示棉田土壤的细菌群落结构差异及主要影响因子,为...     

生物炭对土壤硝化反硝化微生物群落的影响研究进展

生物炭因具有发达的孔隙结构、丰富的表面官能团和无机矿物等特性,在控制农业面源污染和温室气体排放方面有着良好的应用前景.生物炭对氮循环微生物群落特征的影响是生物炭能否有效控制面源污染和改良土壤的核心问题.围绕生物炭对土壤氮循环微生物群落特征的影响,从生物炭的多元性、添加量和环境条件3个方面综述生物炭对土壤硝化和反硝化微生物的影响研究进展.高温热解生物炭对土壤氮循环微生物的积极作用要比低温热解生物炭效果好;生物炭原料来源、添加量对土壤氮循环微生物群落的影响存在较大差异;添加有机肥料要比常规化肥更能提高氮循环微生物碳源的利用能力及其活性;环境中的污染物如多环芳烃(PAHs)、酚类化合物(PHCs)和重金属等的存在不利于氮循环微生物的生存.随着分子生物技术的进步,未来应结合多种分子生态学技术和稳定同位素探针技术等手段研究生物炭对土壤氮循环微生物的影响机制,生物炭热解温度和添加量对土壤氮循环微生物的影响不容忽视,在长期的田间试验中应注意老化生物炭对污染物和氮循环微生物的影响.     

生物炭对土壤中微生物群落结构及其生物地球化学功能的影响

生物炭是由生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质,具有改善土壤理化性质、调控营养元素循环、防治重金属、多环芳烃等污染物迁移转化等功能,因此,在土壤改良与修复领域具有较好的应用前景。但是,生物炭的施用将对土壤中的微生物群落结构组成带来影响,从而改变整个生态系统的物质循环过程。本文综述了近年来国内外有关生物炭对土壤微生物分布影响的研究进展,探讨了生物炭对土壤微生物生长代谢的作用机制,阐述了生物炭对于微生物主导的土壤生物地球化学过程产生的影响作用。相关研究发现,土壤总微生物生物量在生物炭施用后或增加,或不变,或呈现下降趋势;不同种类微生物对于生物炭的响应非常复杂,从而呈现出各异的土壤微生物群落结构组成。生物炭对微生物生长代谢的影响源于改变p H环境、影响水分分布、调节养分循环等多种机制的协同作用,而生物炭在对环境物质的吸附以及对微生物的直接吸附方面扮演着重要角色。同时,生物炭对于土壤微生物群落结构组成的影响还会随着时间的推移而发生变化。生物炭对土壤中微生物分布的改变还会进一步影响微生物的生物地球化学功能,对温室气体排放、碳氮循环和有机污染物降解等生物地球化学过程产生重要影响。因此,有待开展更多关于生物炭对于土壤微生物分布及其生态功能的影响的深入研究,以期更全面地评价生物炭对土壤环境质量的影响作用,为生物炭的实际应用提供依据。     

施用生物炭对土壤微生物的影响

作为生物质材料的热解产物,生物炭被认为是很有前景的环境污染治理与生态修复材料.多方面的研究说明,生物炭的多孔、大比表面积、丰富的官能团等性能,使其具有"锁定"碳,固定土壤污染物,改善土质等功能,从而从土壤物理化学的角度证实了生物炭在土壤污染治理与改良方面的作用,但至于生物炭对土壤微生物的影响及其长期效应尚处于起步阶段.本文总结分析了近年来国内外生物炭与土壤微生物相关的研究成果,得出生物炭能通过改变土壤资源储备(如可利用C、营养物质、水分等)、非生命成分(如p H、CEC等)等理化性质,加快土壤细菌和真菌的生长与繁殖,影响土壤微生物群落结构和功能.可见,生物炭土地利用的优点不容置疑,为了实现其规模化应用,生物炭的施用剂量、生物炭-微生物-污染物的作用机理等问题亟待深入地研究,生物炭对土壤微生物及养分循环的长期影响还有待于系统地展开.     

基于高通量测序的工业园区地下水和土壤细菌群落结构比较研究

为探究工业园区地下水和土壤细菌群落结构、多样性变化特征,采用高通量测序技术对地下水和土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行序列测定。通过对Alpha多样性、物种组成、丰度和群落结构的分析,比较地下水和土壤细菌群落结构的异同。Alpha多样性的比较结果表明,土壤细菌群落多样性和丰富度明显高于地下水,地下水细菌群落多样性指数反映出地下水已受到周边污染源的影响。物种注释结果表明,地下水样品共检出48个细菌门,土壤样品共检出50个细菌门。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是地下水细菌群落的优势类群,共占93.54%,且该工业园区地下水细菌群落呈现出典型的淡水种群特征;土壤中优势细菌门为Proteobacteria、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Firmicutes和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),共占85.21%。由于地下水和土壤两者的生态系统和理化环境的差异,致使Actinobacteria、Acidobacteria、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Gemmatimonadetes占比在地下水和土壤细菌群落间差异显著,同时使地下水和土壤细菌群落各含有一些特有的优势细菌属(地下水2个,土壤4个)。基于高通量测序技术对工业园区样品的测序结果可以为地下水和土壤环境的生态评价提供方法依据。     

生物炭对土壤微生物的影响研究进展

生物炭是有机材料在厌氧条件下热解而成的产物。近年来,生物炭因在碳固定、土壤改良和作物产量提高等方面具有较大的应用潜力而引起国内外学者的广泛关注。作为一类新型的土壤改良剂,它能提高土壤有机碳含量及阳离子交换量(CEC),改善土壤保肥持水性能,有益于土壤微生物活动,同时还可吸附抑制对土壤微生物生长有毒的化感物质,为土壤微生物提供有利的栖息场所。但生物炭的效应与生物炭的特性、用量、土壤类型及肥力有关。笔者从生物炭对土壤微生物的影响及其作用机制出发,概述了不同生物质材料及热解温度对生物炭理化性质的影响及生物炭对土壤微生物丰度、群落结构和活性影响的研究进展。未来应重点从生物炭的特性、生物炭与微生物交互作用及生物炭的环境修复等方面深入研究,客观评价生物炭对土壤微生物的作用。     

生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响研究进展

生物炭是生物质材料在部分或完全无氧条件下,经热裂解形成的高度芳香化的难溶固体。施用生物炭可改变土壤理化性质,强烈影响土壤微生物的栖息环境,影响土壤固氮微生物、硝化微生物和反硝化微生物的群落结构及活性,进而影响土壤氮循环的主要过程(固氮、硝化、反硝化等)。该研究综述了施用生物炭对土壤氮循环主要过程及微生物功能基因的影响,结果表明,施用生物炭改善了土壤的透气性,提高了土壤pH值,增加了土壤碳和养分的有效性,可使土壤固氮量提高15%～227%,土壤硝化速率提高28%～200%,但土壤氨挥发累积量减少20%～73%,土壤N₂O排放累积量减少11%～78%。此外,生物炭的施用提高了nifH、amoA的基因丰度,进而促进土壤的固氮作用和硝化作用。生物炭的施用还提高了土壤nosZ等基因的丰度以及N₂O还原酶的活性,有利于土壤反硝化作用(N₂O最终转化为N₂),抑制N₂O的排放,且这种效应随着生物炭施用量的增加而增强。此外,生物炭对土壤氮循环及其功能微生物的影响取决于生物炭原料和试验条件,不同...