Effects of peach branches returning on autotoxins and microbes in soil and tree growth of peaches

Aims This study aimed to investigate the effects of branch returning on the growth of peach (Amygdalus persica "Chunmei/Maotao") saplings, soil enzyme activity, and soil contents of phenolic acids and amygdalin, thereby providing scientific evidence against the application of branch returning for peach trees. Methods One-year-old potted peach tree (Amygdalus persica "Chunmei/Maotao") was used in this study with four agricultural treatments applied, including soil coverage by fragmented peach tree branches (fragment treatment;1.5 and 22.5 g·kg^-1) and applying leachate solutions of peach tree branches to soil (leachate treatment; 1.5 and 22.5 g·kg^-1). No branch addition was used as control (CK). Solid phase extraction, high performance liquid chromatography (HPLC), biological high-throughput sequencing was used to determine the content of autotoxic substances, and microbial community structure in soil. Soil coverage and leachate solution treatments of 30 g and 450 g branches applied to the peach trees were described as 1.5 and 22.5 g·kg^-1, respectively in this paper.Important findings Compared with CK, the phenolic acid and amygdalin contents significantly increased after both fragment and leachate treatments in high quantities (22.5 g·kg^-1). Soil microbial community structure altered in both treatments, with the proportion of fungi (particularly Agaricomycetes, Tubeufia and Cystofilobasidiaceae) increased significantly and bacteria decreased accordingly. Invertase activity in both high-quantity treatments exceeded that in the CK significantly. The activity of catalase and urease was higher at first and then decreased relative to CK under high-quantity fragment and leachate treatments. Specifically, the effect of leachate treatment on enzyme activity was higher than the fragment treatment in the short term. Chlorophyll content, ground diameter (diameter of 5 cm from the ground) growth and net photosynthesis rate of plants were lower in high-quantity fragment and leachate treatments than those in CK, with earlier retardation of new shoot growth. We observed an increase in soil phenolic acids and enzymes in treatments in normal pruning quantity, while no inhibition effect was found on the tree growth. In conclusion, autotoxins (such as phenolic acid and amygdalin) inhibited the growth of peach trees both directly and indirectly through changing soil enzyme activity and microbial community.     

澜沧江梯级开发下鱼类支流生境替代效果

作为干流高坝水电开发导致鱼类生境丧失的一种补偿措施，支流替代生境近年来被广泛应用于受工程影响河段的土著鱼类保护，但替代支流发挥怎样的保护效果及干流对其的影响仍不清楚。以实施了澜沧江梯级生境替代的支流基独河与罗梭江为研究对象，并选择了邻近的对照支流，通过对鱼类调查数据的分析对比，揭示了各支流鱼类种类组成与群落结构的差异特征，初步阐明了梯级开发下鱼类支流生境替代效果以及干流工程建设对其的影响。结果表明：澜沧江支流替代生境对干流鱼类具有明显的保护作用，支流生境修复后鱼类物种丰富度明显提高，罗梭江土著鱼类、特有鱼类物种数分别增加了12种、7种，基独河则是7种、2种，替代生境能为澜沧江土著鱼类、部分濒危特有鱼类和洄游鱼类提供完成生活史的关键栖息地。干流对支流生境替代保护有着重要影响，罗梭江、基独河与邻近干流鱼类群落的Bray-Curtis相似性分别为21.76%、10.73%,支流河口段保持“河相”是支流生境替代保护效果可持续的关键。综合考虑生境替代保护的效益与投入，建议今后开展此类保护措施时优先选择库尾河相区的支流。     

荒漠灌丛土壤动物分布及其生态功能

在干旱、半干旱荒漠生态系统中,灌丛作为一种重要的植被类型,其独特的形态和生理适应特性能够有效促进退化生态系统结构与功能的恢复。土壤动物是荒漠生态系统中不可或缺的重要组成部分,对促进灌丛"肥岛"演变具有重要的生态作用,有利于灌丛生态功能的发挥及退化生态系统的恢复。近年来,国内外学者对荒漠灌丛微生境土壤动物的研究逐步深入,取得大量的研究成果。在此基础上,首先综述荒漠灌丛微生境土壤动物群落分布和生态功能,总结灌丛与土壤动物分布间作用关系的数学模型,针对荒漠灌丛土壤动物研究中存在的问题提出了未来可能的研究方向和建议。     

微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响

为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制，本研究楸树幼苗为研究对象，采用室内盆栽试验，设计0（CK），10（T1），15（T2），20（T3）4种微生物菌剂施用量，测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下：（1）球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长，株高、地径、地上及地下生物量显著提高（P<0.05），T2处理下促生效果最好。（2）施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性（P<0.05）。（3）球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成，提高细菌群落的丰富度和多样性，使土壤中β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度显著下降，α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）的相对丰度呈显著提高，可使土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度显著提高21.88%-103.56%（P<0.05），芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度提高66.28%-65.97%（P<0.05），酸杆菌属（Acidibacter）的相对丰度提高12.76%-38.06%。（4）冗余分析（RDA）结果表明，土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤细菌群落分布和多样性的重要环境因子，土壤细菌群落结构的改变会显著影响土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性。因此，施用球毛壳ND35微生物菌剂可通过影响植物根际土壤的化学性质及生物性质，促进楸树幼苗的生长。这一研究结果为楸树繁育提供了新的指导方向，亦为将其用于困难立地及退化生态系统植被恢复提供基础理论指导。     

俄科学家开发出用纸和食品废物合成生物沼气技术

俄杂志《应用生物化学和微生物学》2012年第4期中的“用微生物群落分解纸浆和食物残渣产沼气”文章披露，莫斯科罗莫诺索夫国立大学生物系研究人员分离出了能有效将纸和食品废物变成生物沼气的微生物群落。     

饵料蛋白水平对德国小蠊肠道细菌群落的影响

昆虫肠道微生物在宿主营养代谢、生长发育、免疫以及抵御病原菌等方面具有重要作用。研究不同蛋白水平饵料饲养对德国小蠊（Blattella germanica）雄成虫肠道细菌群落组成及其功能的作用，探究德国小蠊肠道细菌对宿主营养和健康的影响，以期为发展生物防治的诱食性饵料提供理论支持。分别取连续饲喂低蛋白（LP2组：5%）、高蛋白（HP3组：65%）以及正常蛋白水平饵料（CD1组：25%）21 d的德国小蠊雄成虫，饥饿24 h后无菌条件下分离并提取肠道总基因组DNA，采用特异引物扩增细菌16S rDNA的V4可变区并进行高通量测序，分析德国小蠊肠道细菌群落组成及其功能特征。结果表明德国小蠊肠道细菌主要由拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、梭杆菌门（Fusobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）等细菌群落组成。饲喂低蛋白饵料LP2组的德国小蠊肠道细菌中拟杆菌属（Bacteroides）细菌丰度（47.44%）显著高于HP3组（23.97%）和对照CD1（7.04%）。饲喂高蛋白饵料的HP3组梭杆菌门丰度显著高于其他两组。LEfSe物种差异分析也表明HP3组德国小蠊肠道细菌中梭杆菌属（Fusobacterium）细菌与低蛋白饵料LP2组和对照CD1组有显著差异。基于Tax4Fun功能预测显示，HP3高蛋白饵料组的德国小蠊肠道细菌中与能量代谢功能相关基因的相对丰度极显著高于对照组CD1组，外源性物质代谢与降解和其他氨基酸代谢功能基因的相对丰度显著高于低蛋白LP2组。本研究结果表明饵料中蛋白质水平的差异能够显著改变德国小蠊肠道中细菌群落结构组成，并影响其代谢功能。     

长江安庆新洲水域鱼类群落结构及多样性

沙洲水域环境良好,饵料资源丰富,栖息生境多样,为鱼类的生长繁殖提供了优良的生存环境。为了解长江安庆新洲水域鱼类群落结构特征,于2017年4月、7月、10月和12月对安庆江段新洲水域鱼类群落进行季节性调查。共采集鱼类64种,分属5目11科48属,其中62.5%为鲤科鱼类。以物种数和多样性指数分析群落多样性特征,结果表明新洲水域鱼类种类多样性水平较高。单因素方差分析表明,该群落多样性季节差异显著(P0.05),空间差异不明显。新洲水域鱼类群落优势种为鳊(Parabramis pekinensis Basilewsky, 1855)、鲤(Cyprinus carpio Linnaeus, 1758)、贝氏■(Hemiculter bleekeri Warpachowsky, 1887)、银鮈(Squalidus argentatus Sauvage et Dabry, 1874)和似鳊(Pseudobrama simoni Bleeker, 1864)。4种摄食功能群中,杂食性(42.19%)和肉食性(35.94%)鱼类物种数比例较高;3种生态类群中,淡水定居性鱼类占绝对优势(84.37%);3种栖息水层类型中,底层鱼类物种数比例较高,占37.50%。大型经济鱼类占总渔获物比例低(0.01%),但个体较大,因而相对重要性指数(IRI)高。总体上,新洲鱼类群落多样性和丰富度指数较高,均匀度指数偏低,个体小型化趋势明显。捕捞强度过大、水利工程建设导致的江湖阻隔及外来物种入侵是新洲水域渔业资源衰退的主要因素。由此,建议持续开展长江渔业资源监测,加强长江干流沙洲水域渔业资源保护。     

荒漠草原盐沼湿地苦豆子土壤细菌群落构建机制及其影响因素

【背景】荒漠草原盐沼湿地是陆地生态系统的重要组成部分,土壤水分和盐分变化是影响该生态系统土壤细菌群落构建的重要因素。【目的】土壤细菌群落构建是由确定性和随机性主导的连续生态过程,阐明荒漠草原盐沼湿地土壤细菌群落的构建机制对于加深微生物作为关键生态系统因子重要性的理解具有积极意义。【方法】以宁夏中部典型荒漠草原盐沼苦水湖湿地为研究对象,对近湖边（near the lake,NL）和远离湖边（far from the lake,FL）苦豆子群落土壤理化特性进行测定并结合土壤细菌高通量测序分析。【结果】NL和FL样地具有明显的水盐梯度变化,NL样地土壤pH、含水量和电导率均显著高于FL样地;变形菌门、放线菌门、厚壁菌门、拟杆菌门和黏菌门是研究区域土壤细菌群落的优势菌门,变形菌门相对丰度随水盐梯度上升而升高,放线菌门和厚壁菌门相对丰度则随之下降,门下成员大多与水盐变化具有明显的相关性;此外,FL样地土壤细菌网络则具有稳定的网络关系;随着NL样地向FL样地的延伸,土壤细菌群落由随机过程主导,并且受pH、电导率和环境变量的影响。【结论】荒漠草原盐沼湿地水分和盐分的变化改变了土壤细菌群落结构;土壤细菌群落通过生态位占据等策略提高逆境下的生存能力;细菌群落构建是随机过程和确定性过程组成的连续统一体,同样受环境变化的影响。本结果揭示了荒漠草原盐沼湿地细菌群落结构和相互关系对环境变化的响应特征,同时阐明了该区土壤细菌群落的构建机制及影响因素,也为相关科学研究提供了一定理论参考。     

EM复合菌对新疆色素辣椒生长及根际细菌群落的影响

【背景】Effective microorganisms （EM）复合菌在我国农业种植上的应用越来越广泛,但对色素辣椒的促生作用与根际细菌群落结构的影响未见报道。【目的】评估EM复合菌对新疆色素辣椒的促生长作用,并分析其对色素辣椒根际细菌群落组成的影响。【方法】通过随水灌溉方式将EM复合菌接种到色素辣椒根部,在收获期测定辣椒生长指标、土壤养分和酶活活性,明确EM复合菌对辣椒生长和土壤质量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术测定EM复合菌对辣椒根系细菌群落组成和结构的影响。【结果】与对照组相比,EM复合菌的施用使辣椒株高、鲜重、单个果重和单株结果数分别提高23.89%、85.41%、42.31%和46.04%;土壤中碱解氮和速效磷含量分别提高5.83%和13.39%,土壤中脲酶、蔗糖酶和过氧化物酶的活性分别提高11.47%、9.42%和21.43%;施用EM复合菌显著改变辣椒根际微生物群落的α多样性和β多样性,提高有益菌群变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、放线菌门（Actinobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,其中变形菌门黄单胞菌科（Xanthomonadaceae）的相对丰度增加119.32%;在属的水平上,施用EM复合菌显著增加了藤黄色杆菌属（Luteitalea）、藤黄单胞菌属（Luteimonas）、鞘脂单胞菌属（Sphingobacterium）和盐单胞菌属（Halomonas）的相对丰度,尤其是藤黄单胞菌属的丰度提高244.17%,同时显著降低黄杆菌属（Flavobacterium）的相对丰度。此外,与土壤理化指标呈正相关的微生物菌群相对丰度也显著升高。【结论】EM复合菌能够通过提高土壤营养成分与酶活活性,调控根系微生物群落结构,富集大量在盐碱地生存能力较强的有益菌群,进而起到促进色素辣椒生长的功效。     

不同生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材主要有效成分、产量的相关性分析

【背景】银柴胡（Stellaria dichotoma var.lanceolata）具有重要的临床药用价值,其总甾醇和总黄酮含量是评价药材的关键。【目的】探究药用植物银柴胡在不同生境下根内生菌群落特征及其与药材主要成分、产量之间的关系。【方法】采用高通量测序技术和药材常规测定方法,分析了风沙土（semi-fixed aeolian sandy soil,SFA）生境、石砾质土（lithosol,LI）生境和黄绵土（loessal,LO）生境银柴胡根内生菌群落特征及其与药材性状响应关系。【结果】各生境银柴胡内生优势细菌门为放线菌门（Actinobacteriota）和变形菌门（Proteobacteria）,优势真菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,而内生优势菌属因生境不同各不相同;银柴胡药材主要有效成分总甾醇和总黄酮含量在LI生境中较高,而单株干重和干鲜比在SFA生境中较高。Spearman相关性分析表明,与银柴胡药材有效成分及产量显著正相关的内生菌相对较多。综合比较,内生细菌如metagenome_g__norank_f__67-14和内生真菌如unclassified_p__Ascomycota等更为显著。【结论】与银柴胡药材关键活性成分相关的内生菌群落在种类鉴定和提取、菌种培养和次生代谢物分析等方面具有广阔的研究价值。本研究为银柴胡道地产区药材高质量产业发展提供理论参考。