烟草根际微生物研究

利用选择性培养基,对土壤肥力肥沃、中等、贫瘠的烟区根际细菌、真菌和放线菌进行了分离和测数。根据菌体形态及培养特征、生理生化指标及16S rDNA部分序列分析等,对根际自生固氮菌、磷细菌、钾细菌进行了鉴定和分类。主要结果为：土壤肥沃的烟区根际细菌的数量最多,土壤贫瘠的烟区数量最少;土壤贫瘠烟区根际真菌的数量较多,中等和肥沃烟区的较少;根际故线菌的数量随土壤肥力的降低而依次减小。从不同肥力烟区分离的根际自生固氮菌、磷细菌、钾细菌以革兰氏阴性杆菌为主,分别属于10个属。土壤的肥沃程度对根际3类细菌的种类和数量都有影响,总体上看,土壤肥沃和中等的条件下,细菌类群的多样性和丰富度较大,而贫瘠土壤细菌类群的优势度较大。     

不同肥力条件下的桑树根际微生物种群分析

通过平板梯度稀释培养,测定了不同肥力土壤桑树根际细菌、真菌、放线菌和三类促生细菌的数量,并采用BOX-PCR技术,对根际细菌进行了聚类分析.主要结果为:肥沃土壤根际细菌和放线菌的数量均高于贫瘠土壤,而真菌数量低于贫瘠土壤;相同肥力条件下,三类促生细菌中溶磷细菌的数量最多,其次是硅酸盐细菌,固氮细菌的数量最少.根际细菌的BOX-PCR聚类分析图显示,肥沃土壤细菌分离株的DNA同源性高于贫瘠土壤,两种土壤中,促生细菌分离株的遗传进化距离比较接近.在细菌BOX-PCR图谱相异百分数为0.2的水平上,肥沃和贫瘠土壤根际细菌分别分为71个和33个聚类群,根际促生细菌分别分为33个和28个聚类群.土壤肥力对根际细菌的种类和数量都有影响,肥沃土壤根际细菌和促生细菌的数量、种类均高于贫瘠土壤.     

不同年限茶树根际土壤微生物群落PLFA生物标记多样性分析

以1年生、6年生与20年生茶树根际土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法,对不同年限茶树根际土壤微生物多样性进行了研究.结果表明:6年生茶树根际土壤的PLFA总量最大,其细菌、放线菌与原生动物的PLFA含量高于其他土壤样品;20年生茶树根际土壤的真菌PLFA含量高于其他土壤样品,细菌PLFA含量与1年生茶树根际土壤相近(P＞0.05),放线菌与原生动物PLFA含量均低于其他土壤样品(P＜0.01);在20年生茶树土壤中,一些参与土壤物质循环的微生物类群的丰度在下降,一些代谢能力低的类群丰度增加;土壤酶活性分析结果表明,与6年生茶树土壤相比,20年生茶树土壤的脲酶、酸性磷酸单酯酶与过氧化物酶活性较低,蔗糖酶与多酚氧化酶活性较高;通过相关性分析发现,不同年限茶树土壤细菌、放线菌、真菌、原生动物各总PLFA与酶活性、土壤肥力因子之间密切相关;随着茶树种植年限的增加,茶树根际土壤的微生物群落结构发生了较大的变化,体现在微生物群落的多样性降低,适应于贫瘠条件与低代谢能力的种群增多,反映出根际土壤质量与一些关键酶活性出现较大幅度下降.     

甘草、麻黄根际土壤微生物的生态分布特性

对野生中麻黄(Ephedra intermedia)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)和胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)根际土壤微生物的种类、数量、分布规律及其与土壤肥力关系进行了研究,结果表明,麻黄和甘草根际土壤微生物均以细菌为主,其次是放线菌,真菌最少。甘草根际土壤微生物数量多于麻黄;乌拉尔甘草根际土壤微生物数量多于胀果甘草;中麻黄根际土壤微生物的数量多于膜果麻黄;通过测定土壤微生物数量可间接的判断土壤的肥力。麻黄根际分离的细菌可提高麻黄种子的发芽率。     

连作对大豆根部土壤微生物的影响研究

研究了正茬与连作大豆根际及非根际土壤微生物区系的变化。结果表明,细菌总数占绝对优势,连作低于正茬。放线菌数量总体变化幅度不大,真菌数量有显著变化,连作明显高于正茬。连作使土壤pH、含水率和微生物主要生理类群数量明显下降,土壤肥力降低。无论细菌、放线菌和真菌,正茬及连作大豆根际微生物数量明显高于非根际。     

降香黄檀土壤微生物数量的时空动态特征

【目的】研究降香黄檀土壤微生物数量在时间和空间上的动态特征,可为降香黄檀栽培技术的完善提供数据支持。【方法】采用稀释平板涂布法,比较分析降香黄檀根际和非根际土壤微生物三大类群(细菌、放线菌、真菌)数量的季节及垂直分布情况。【结果】(1)降香黄檀根际和非根际土壤均表现为春季细菌、真菌数量较多,冬季细菌数量较少,秋季真菌数量较少;非根际土壤放线菌冬季数量较多,秋季数量较少。(2)细菌的根际效应最为明显,其R/S为0.12~62.96;真菌次之,其R/S为0.22~2.46;放线菌的根际效应较小,其R/S为0.32~1.01。(3)降香黄檀上层土(0~20 cm)的微生物数量普遍高于其他土层;随着土层加深,微生物数量表现为逐渐下降或先下降后升高2种变化趋势。【结论】降香黄檀土壤微生物数量的分布受季节和土层的影响。     

毛乌素沙地根际土壤微生物数量与植物盖度相关性的初步研究

对毛乌素沙地不同生境下根际土壤微生物细菌、真菌、放线菌的数量进行了研究,结果表明：根际不同菌种菌落总量表现为细菌最多,放线菌次之,真菌最少;地貌部位、植物类型等不同生境条件下,微生物菌落总量和垂直分布上均存在明显差异;固定沙丘迎风坡及荒草地的生物多样性指数高于其他地方,各微生物类群间分布比例较均匀。植物盖度与微生物的数量并不存在直接的相关性。因此,在改善毛乌素沙地生态环境时,应关注不同生境条件下植被演替的递续性和植物类型的配置。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤微生物数量动态分析

以广西桂林会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落为研究对象,于春、夏、秋、冬四个季节分别采集0~10cm,10~20 cm和20~30 cm不同层次的土壤样品,分析根际微生物与非根际微生物的数量特征及季节动态变化特点,探讨微生物数量对水热季节变化的响应规律。结果表明:不同季节的根际微生物与非根际微生物组成,均以细菌占绝对优势;微生物数量分布大小顺序为细菌放线菌真菌,细菌最高比例为96.62%,放线菌最高比例为35.38%,真菌的比例较低,最高仅为0.30%。细菌,真菌和放线菌的垂直变化明显,均随着土层的增加而呈现递减的趋势。不同土壤层次根际微生物与非根际微生物的季节变化一致,细菌数量表现为夏季秋季春季冬季,真菌数量表现为秋季夏季春季冬季,放线菌数量表现为秋季春季夏季冬季;细菌、放线菌、真菌的最大值分别为2.70×10~7、1.92×10~6、3.35×10~4cfu·g~-1,土壤微生物数量与土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾等呈显著正相关。芦苇植物群落根际土壤微生物呈现出一定的根际效应,并与微生物数量、土壤深度、月平均降雨量和月平均气温变化等有关,而在冬季的根际效应则表现不显著。土壤养分含量是调节会仙喀斯特湿地土壤微生物数量变化的一个主要因素。     

转基因银中杨对根际土壤微生物的影响

本研究应用土壤稀释涂布平板法对转基因银中杨(S13系列)根际土壤五大微生物数量进行了测定,并进一步分析了土层深度与土壤微生物数量间的关系。研究表明:0~30 cm与30~60 cm土样中,五大根际土壤微生物(细菌,真菌,放线菌,芽孢杆菌,固氮菌)分布比例一致,均为细菌占主体,其次为固氮菌、放线菌、芽孢杆菌,真菌最少;30~60 cm土样中,转基因银中杨与对照组银中杨根际土壤中真菌数量有显著差异(p=0.032);转基因银中杨对其根际土壤微生物主要类群的数量影响不显著,芽孢杆菌除外(p=0.036)。从整体上看,该试验林地内的转基因银中杨并未影响其根际土壤微生物的数量。     

伊贝根际微生物分布与西贝素的相关性

分析了伊犁贝母不同生育期(返青期、显蕾期、盛花期和收获期)根际、非根际可培养土壤微生物动态变化,探讨了根际土壤微生物与西贝素含量之间的相关性。结果表明,在伊犁贝母的生长发育期,根际和非根际土壤微生物数量的分布规律是:细菌放线菌真菌。除了显蕾期非根际真菌数量大于根际以外,其他生长时期根际细菌、放线菌和真菌数量远远大于非根际,细菌根际效益明显。盛花期根际土壤中细菌和真菌数量达到了最多。土壤真菌与西贝素含量呈极显著正相关。     

不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应

台风干扰可能显著影响我国东南沿海山地茶园土壤有机碳稳定性和矿化过程，而土壤微生物熵（qMB）是指示土壤有机碳稳定性和矿化潜力的敏感指标。因此，研究不同经营模式茶园土壤微生物熵对台风干扰的响应，可为山地茶园土壤碳库管理提供重要科学依据。为此，以浙江省台州市天台县苍山顶传统化肥经营的纯茶园（M0）、林茶间作（M1）、茶园养鸡（M2）、施用微生物肥料的纯茶园（M3）四种经营模式茶园为研究对象，在2021年7月28日台风"烟花"（第6号台风）来临前一天（T1）、台风过境后一天（T2）和台风过境后7天（T3），按照表层土壤（0-10 cm）和亚表层土壤（10-30 cm）采集四种经营模式的茶园土样，同步测定土壤有机碳（SOC）含量、微生物生物量碳（MBC）和可溶性有机碳（DOC）含量。结果表明：（1）台风干扰对M2和M3的土壤有机碳影响更显著，而且不同经营模式茶园中表层和亚表层的土壤有机碳含量对台风干扰的响应存在差异；（2）台风干扰对M2的土壤微生物熵影响更显著，对表层土壤的微生物熵影响更显著，说明台风干扰对M2土壤有机碳稳定性和矿化影响显著，M2的土壤微生物熵对台风干扰的响应显著；（3）台风干扰对M2的土壤微生物生物量碳影响最显著，对M0和M1的影响最弱，且不同经营模式茶园中不同土层的土壤微生物生物量碳对台风干扰的响应存在差异；（4）台风干扰对M0的土壤可溶性有机碳含量影响更显著，M1和M3次之，对M2的影响最弱。而且不同经营模式茶园中表层和亚表层土壤的可溶性有机碳含量对台风干扰的响应存在差异。综上，台风干扰会对不同经营模式茶园土壤微生物熵影响程度不同，说明台风干扰对不同经营模式茶园土壤有机碳稳定性具有不同程度的影响，其中M2的土壤有机碳是响应台风干扰最敏感的经营模式茶园。     

Improvement of soil acidification and ammonium nitrogen content in tea plantations by long-term use of organic fertilizer

• Soil acidification is common in some Chinese tea plantations, which seriously affected growth of tea trees. Hence, it is essential to explore soil remediation in acidified tea plantations for sustainable development of the tea industry. We sought to determine how different fertilizers affect acidified soil and their N transformation in tea plantations.
• Different fertilizers were used on acidified tea plantation soils for 4 years (2017–2021), and changes in soil pH, indices related to soil N transformation and tea yield were analysed to construct interaction networks of these indices and find which had the largest influence on fertilization.
• Long-term use of sheep manure reduced soil acidification, increased soil pH, enhanced the number and intensity of N-fixing and ammonifying bacteria, urease, protease, asparaginase and N-acetamide glucose ribosidase activity and nifH gene expression. This treatment reduced the number and intensity of soil nitrifying and denitrifying bacteria, nitrate reductase and nitrite reductase activity, while the expression of amoA-AOA, nirK, nirS, narG and nosZ in turn increased ammonium N content of the soil, reduced nitrate N content, and enhanced tea yield. Topsis index weight analysis showed that ammonium N content in the soil had the largest impact among fertilization effects.
• Long-term use of sheep manure was beneficial in restoring the balance of the micro-ecosystem in acidified soil. This study provides an important practical basis for soil remediation and fertilizer management in acidified tea plantation soils.

     

基于16S rDNA测序对茶园土壤细菌群落多样性的研究

土壤细菌群落组成和多样性,对茶园土壤生态系统健康和肥力可持续性具有的重要理论意义。利用Illumina高通量测序技术测定分析16S rDNA,研究云南景迈山、布朗山和南糯山的现代茶园、古茶园(林)和森林土壤的细菌群落结构与多样性。结果表明:古茶园土壤细菌的丰度和多样性高于现代茶园及森林;研究土壤样本细菌共分属47个菌门、89个目,其中变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、厚壁菌门与拟杆菌门是优势类群,它们在森林、现代茶园和古茶园土壤中的相对丰度累计分别达91.86%、82.48%和77.08%;伯克霍尔德氏菌目、根瘤菌目是优势菌群,其平均丰度分别达13.91%和8.17%,黄单胞菌目、红螺菌目、芽孢杆菌目、放线菌目和拟杆菌目等12个目的丰度较高,达2%以上;PCA分析表明:森林、现代茶园和古茶园土壤的细菌群落结构差异明显,除景迈山外,主要优势细菌丰度依次为:古茶园现代茶园森林,古茶园土壤细菌多样性有增强趋势。     

杨树人工林品种更替连作与非更替连作根际效应的比较

采用空间位移法对杨树人工林更替连作和非更替连作两种经营模式下土壤养分、土壤酶活性和土壤微生物的根际效应进行了比较研究,以期探明不同连作经营模式对杨树人工林土壤生态环境的影响,探讨品种更替对杨树人工林地力维持的生态效果。研究结果表明,更替连作和非更替连作均导致杨树人工林土壤发生不同程度的衰退,非更替连作导致的林地土壤衰退现象更为严重。杨树根际和非根际土壤养分在非更替连作中下降最为显著,土壤有机质的根际效应显著大于更替连作,而土壤速效N、P、K的根际效应在更替连作中显著增大。非更替连作导致根际和非根际土壤中过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性发生较大幅度的下降,而多酚氧化酶和过氧化物酶活性较大幅度的上升;更替连作也导致土壤酶活性有类似的变化趋势,但下降(上升)幅度远小于非更替连作,土壤酶活性的根际效应总体呈现非更替连作变化幅度强于品种更替连作的趋势。两种连作模式下土壤中可培养土壤微生物的数量变化大致呈现一致趋势,连作将导致根际和非根际土壤微生物数量整体下降,其中土壤细菌比例有所降低,真菌比例上升,土壤呈现从细菌型向真菌型转化的特点,非更替连作对土壤微生物的根际效应明显大于更替连作。更替连作和非更替连作根际效应的差异可能由不同杨树品种根系分泌物的差异所导致。     

赤杨对辽东落叶松人工林土壤氨基糖积累的影响

微生物残留物是土壤稳定性碳库的重要组成部分,然而其对固氮树种的响应还不清楚。以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工纯林和落叶松-赤杨混交林为研究对象,以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,研究了赤杨对落叶松人工林根际和非根际土壤氨基糖积累的影响。结果表明,混交林中落叶松根际和非根际各氨基糖单体含量均显著高于纯林,说明赤杨引入有利于土壤微生物残留物的积累。其中,混交林落叶松根际及非根际土壤氨基糖葡萄糖含量分别比纯林高出99.5%(P0.01)和154%(P0.01);胞壁酸含量分别比纯林高出66.1%(P0.01)和132.3%(P0.01)。赤杨引入对氨基葡萄糖/胞壁酸比值的影响不显著,但显著增加氨基糖对土壤有机碳的贡献。冗余度分析表明全氮是驱动土壤中氨基糖发生变化的主要因子。表明赤杨引入显著提高微生物固持的土壤碳库和有机碳稳定性,这对落叶松人工林合理经营具有重要意义。     

Methanotrophic Bacteria in the Rhizosphere of Trichloroethylene-Degrading Plants

The presence and density of methanotrophic bacteria has been shown to play an important role in the bioremediation of trichloroethylene (TCE). This article describes the methanotrophic bacterial densities in rhizosphere soils from two areas of the Department of Energy's Savannah River Site in Aiken, South Carolina. A direct fluorescent antibody (DFA) technique was evaluated to determine the presence of methanotrophic bacteria in roots and rhizospheres from vascular plants. The first site, the Miscellaneous Chemical Basin (MCB), was contaminated with a mixture of chemicals, including chlorinated solvents. The second site will be potentially affected by outcropping of TCE-contaminated groundwater. Significantly higher numbers of methanotrophic bacteria were observed with DFA in rhizosphere soils and on roots of Lespedeza cuneata and Pinus taeda (that previously showed higher rates of ¹⁴C-TCE mineralization) compared with nonvegetated soils. In addition, viable and heterotrophic microbial counts were consistently higher in rhizosphere soils and on plant roots compared with nonvegetated soils. Therefore, the presence of these plant species may enhance ¹⁴C-TCE mineralization by selectively increasing the microbial population in the root zone. Methanotrophic bacteria were directly observed by DFA in soils, on the surface of root hairs, within plant roots, and in higher densities associated with mycorrhizal fungi. These experiments provide further evidence that specific types of bacterial interactions with vegetation in the rhizosphere may play an important role in remediation of TCE-contaminated soils and groundwater.     

茶园根际土壤细菌群落结构及多样性

【背景】茶园根际土壤的细菌群落结构与茶园生境土壤营养循环密切相关,其组成及多样性可以作为健康茶园的一个生物指标。【方法】采用PCR．变性梯度凝胶电泳（PCR—DGGE）分子指纹图谱技术,检测安溪铁观音种植区不同海拔茶园根际土壤样本的细菌群落结构,利用Shannon．Wiener多样性指数分析其多样性,采用非加权组平均法进行聚类分析得到其分布特征,利用蒙特卡罗检验和冗余分析分别揭示影响细菌群落分布的环境因子及细菌群落分布和环境变量之间的关系。【结果】茶园根际土壤细菌的DGGE结果显示,检测到的14种主要细菌中有11种细菌是不可培养的,3种细菌是可培养的,分别属于根瘤菌属、中华根瘤菌属和苍白杆菌属。聚类分析得到,同一海拔梯度茶园根际土壤细菌群落结构相似。Shan-non—Wiener多样性指数分析表明,400m海拔处茶园根际土壤细菌群落多样性最高。蒙特卡罗检验分析得到环境因子协同作用对茶园根际土壤细菌群落结构贡献率为59．6％。冗余分析显示,茶园根际土壤细菌群落结构与海拔密切相关。【结论与意义】茶园根际土壤细菌群落结构分布与海拔梯度密切相关,考虑不同海拔高度土壤细菌群落对茶园营养循环的影响,在铁观音的健康栽培和管理过程中具有重要意义。     

胡桃揪、落叶松纯林及其混交林根际土壤有效磷特性的研究

用剥落分离采集胡桃揪（Juglans mandshurica）、落叶松（Larix gmelinii）纯林及其混交林根际与非根际土壤并分析有效P含量特性。结果表明,落叶松纯林根际土有效P含量较非根际土高出55．8％,而胡桃揪纯林根际土有效P含量较其纯林仅高10．1％,表现出落叶松根第泽根际P较强的活化能力。树种混交后,借助落叶松根系的作用使混交林中胡桃揪根际土有效P含量较其纯林高出45．2％,通过P的吸附／解吸及无机P分级等方面,对落叶松根际土壤有效P含量较高的原因进行了分析。     

Microbiology of the root region of coconut and cacao under mixed cropping

Summary Mixed cropping of cacao in coconut plantations improved the microbial activity in the rhizosphere of coconut which may be attributed to an increase in organic matter content of soil due to periodic shedding of cacao leaves. When compared to coconut cultivation without cacao, mixed cropping of coconut with cacao appeared to stimulate the population of bacteria and fungi in the rhizosphere of coconut, including the nitrogen fixing and phosphate solubilising bacteria. The occurrence of indole acetic acid producing Escherichia sp. on the root surface of coconut and the appearance of gibberellin(like-substance) producing Aspergillus flavus and A. fumigatus in the rhizosphere were other salient observations made in a pioneering study on the microbiology of the root region of plantation crops under mixed cropping. re]19750702     

Autotoxicity of the soil of consecutively cultured tea plantations on tea (<Emphasis Type="Italic">Camellia sinensis</Emphasis>) seedlings

The production and quality of Tie-Guan-Yin tea (Camellia sinensis) decrease with time after continuous picking over multiple years. However, it is unclear how the soils of consecutively cultured tea plantations affect the growth of tree seedlings. In this study, soil samples were collected from 4-, 9-, and 30-age Tie-Guan-Yin plantations within the original production area, Longjuan town, Anxi County, China. The toxicity of soil samples were tested by laboratory bioassay. Then, new tea seedlings were transplanted in situ into the land of three age tea plantations. One year after transplantation, the growth indexes, physiological parameters (protective enzymes and primary metabolites), photosynthesis parameters, and main tea quality indicators were measured. The results showed that the 4-, 9-, and 30-age soils inhibited lettuce root growth by 10.32, 24.19, and 48.04 %, respectively. The consecutively cultured soil negatively impacted on the growth, physiology, photosynthesis, and overall quality of transplanted tea seedlings. For example, seedlings grown in the 30-age soil had 20 % lower growth rates, 17 % less soluble sugar, 28 % less soluble protein, 37 % less polyphenol, 34 % less theanine, 25 % less amino acid, 37 % less caffeine, and 40 % less of eight catechols than tea seedlings grown in new soil with no history of tea production. These results indicated that the soils of consecutively cultured tea plantations resulted in significant autotoxicity which negatively affected tea seedling growth, metabolism, tea yield, and tea quality. Greater understanding of the causes and mechanisms of autotoxicity is critical to the reclamation of longstanding tea plantation and improvement of the yield and quality of the tea they produce.