生物炭添加对麦田土壤微生物群落代谢的影响

研究生物炭和氮肥配施对麦田土壤微生物群落代谢特征的影响,从土壤微生物群落功能多样性变化角度分析麦田生物炭配施氮肥的可行性。试验设置6个处理:不施肥CK、单施生物炭B(生物炭用量30 t·hm^-2)、低氮N₁(氮肥用量150 kg·hm^-2)、高氮N₂(氮肥用量300 kg·hm^-2)、低氮配施生物炭BN₁(生物炭用量30 t·hm^-2,氮肥用量150kg·hm^-2)和高氮配施生物炭BN₂(生物炭用量30 t·hm^-2,氮肥用量300 kg·hm^-2),探讨不同施肥处理麦田土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、醇类、酯类、酸类、胺类六大碳源的代谢特征。结果表明:与CK相比,各处理碳源代谢活性分别提高,表现为N₁> N₂> B> BN₁>BN₂&g...     

生物有机肥对菠萝心腐病及根际土壤细菌群落的影响

【目的】探明施用生物有机肥对菠萝心腐病的防控效果及对根际土壤微生物的影响。【方法】本研究采用高通量测序技术,综合分析不同施肥措施根际土壤微生物细菌群落多样性及群落特征。【结果】相比常规施肥处理(CK)和普通有机肥处理(YJ),生物有机肥处理KN (羊粪有机肥+泥炭土+枯草芽孢杆菌)和生物有机肥处理KY (羊粪有机肥+椰糠+枯草芽孢杆菌)均能显著降低菠萝心腐病的发病率,且KN处理的防控效果最佳。生物有机肥(KN、KY)施入后土壤细菌α多样性指数高于CK和YJ处理,并形成了明显不同的细菌群落结构。与CK相比,生物有机肥KN处理显著提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)的丰度,KY处理中的酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度显著增加;属水平上,生物有机肥中的蔗糖伯克霍尔德菌属(Paraburkholderia)和黄杆菌属(Flavobacterium)丰度均显著提升。方差分区分析(variance partitioning analysis, VPA)表明,土壤化学性质(36.29%)对细菌群落影响最大,其中土壤速效钾和有机质是影响土壤细菌群落的关键因子,此外发病率(22.53%)和肥料偏生产力(16.42%)也是影响土壤细菌群落的重要因子。【结论】施用生物有机肥(KN、KY)能改变根际土壤细菌群落结构,降低发病率,对菠萝根际土壤生态系统稳定与健康具有重要意义。     

生物炭与炭基肥对采煤塌陷复垦区土壤硝化和反硝化微生物群落的影响

作为一种新型土壤改良剂,生物炭对土壤微生物群落的影响已有报道,但在采煤塌陷复垦区土壤氮循环微生物群落对生物炭添加的响应鲜有报道。以生物炭和炭基肥为添加材料,以淮北地区塌陷复垦土为供试土壤,通过室外盆栽试验,采用荧光定量PCR(qPCR)和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术,研究不同生物炭处理的土壤硝化和反硝化微生物的菌群变化。试验共设5个处理:对照(CK)、常规化肥(CF)、炭基肥(BF)、2%生物炭配施化肥(LB)和4%生物炭配施化肥(HB)。结果表明: 与CK处理相比,各施肥处理均显著提高了土壤氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)、反硝化细菌nirK和nirS基因丰度。与CF处理相比,生物炭和炭基肥处理显著提高了AOB和nirK基因丰度,增幅分别达到42.9%～82.1%和33.5%～62.7%。冗余分析表明,土壤有机碳、pH、NH₄⁺-N和速效钾是显著影响AOB群落结构的主要因子,而土壤有机碳、pH和NO₃^--N含量是影响nirK型反硝化细菌群落结构的关键因子。因此,施用生物炭与炭基肥能改良采煤塌陷复垦区土壤质量,提高硝化和反硝化微生物丰度,并改变AOB和nirK型反硝化细菌群落结构。     

生物炭配施氮肥对典型黄河故道区土壤理化性质和冬小麦产量的影响

探讨典型黄河故道区生物炭配施氮肥对耕层土壤理化性质和作物产量的影响,阐明生物炭配施氮肥后土壤碳氮含量和理化性质的变化规律,可为合理培肥土壤、提升耕地质量、提高冬小麦产量提供科学依据。本研究以黄河故道典型区域潮土和中性生物炭为供试材料,连续两年进行田间定位试验,开展不同生物炭用量(0、15、30 t·hm^-2)配施氮肥(N 270、330 kg·hm^-2)对土壤理化性质的影响研究。结果表明: 生物炭施入2年后,土壤广义土壤结构指数(GSSI)增大、土壤三相结构距离指数(STPSD)减小,显著改善了土壤三相比,其中在30 t·hm^-2施炭量条件下土壤三相比最接近理想状态;土壤紧实度和容重降低,土壤总孔隙度和毛管孔隙度增加,田间持水量和透水透气性增大,土壤板结状况得到缓解;>0.25 mm粒径团聚体显著增加(增幅70.6%～94.4%),团聚体平均重量直径(MWD)增大(增幅24.0%～48.0%),土壤团聚体结构得到改善。施加生物炭可显著增加土壤有机碳含量(增幅15.8%～67.0%),并可调节土壤C/N,降低氮素释放强度,提高氮肥利用率,显著增加土壤肥力,但未提高土壤pH值,其中10～20 cm土层土壤pH值呈显著下降趋势。在相同施氮条件下,施用生物炭比不施用处理的冬小麦产量2年平均增加9.6%～25.6%,增产效果显著;在相同生物炭施用量下,高氮处理比常规氮处理的冬小麦平均增产2.5%～4.4%,但差异不显著。综上,生物炭配施氮肥能够改善土壤微生态环境,提高土壤肥力,增加作物产量。从改善土壤理化性质、作物增产效果和投入成本等方面综合考虑,推荐在黄河故道区耕作层施入生物炭30 t·hm^-2并配施氮肥330 kg·hm^-2较为适宜。     

氮肥减施与配施有机肥对冬小麦土壤线虫群落结构的影响

土壤线虫是指示土壤健康的典型生物之一,为了揭示氮肥减施对土壤健康的影响,以冬小麦土壤为对象,研究了氮肥减施和配施有机肥对拔节期冬小麦土壤线虫群落结构的影响。共设置了6个施肥处理:CF(315 kg N·hm^-2,常规施肥量)、N₂₄₀(240 kg N·hm^-2)、N₂₁₀(210 kg N·hm^-2)、N₁₈₀(180 kg N·hm^-2)、F₁₅₀(180 kg N·hm^-2+150 kg·hm^-2黄腐酸)、F₂₂₅(180 kg N·hm^-2+225 kg·hm^-2黄腐酸)。结果表明: 1)氮肥减施会降低土壤线虫数量,降幅为15.3%～68.5%;2)各处理均以原杆属为优势属(19.6%～50.4%)。氮肥减施提高了食真菌类、植食类和捕食/杂食类线虫的丰度,食细菌类线虫的丰度先降低后升高。配施有机肥后,食细菌类和食真菌类线虫的丰度降低,植食类和捕食/杂食类线虫丰度升高;3)N₂₄₀和F₂₂₅处理分别使线虫多样性指数H提高了48.1%和58.5%。N₂₄₀处理线虫成熟度指数MI最高(1.95)。N₁₈₀处理线虫结构指数SI最低(43.33),配施有机肥的F₂₂₅线虫结构指数SI达到62.72,但线虫富集指数EI最低(80.82)。说明减施氮肥并配施有机肥可以提高土壤线虫的多样性,使食物网向复杂稳定方向发展,对农田土壤生态系统有积极意义。     

香蕉假茎生物炭对根际土壤细菌丰度和群落结构的影响

【目的】将香蕉假茎生物炭施加到土壤,探讨香蕉假茎生物炭对香蕉根际土壤微生物的影响。【方法】以香蕉假茎生物炭(BPB)0、1%、2%、3%的质量比与土壤均匀混合。盆栽培养3个月后分离香蕉根际土壤。采用16S rRNA高通量测序技术对根际土壤细菌群落结构和丰度进行表征。【结果】提高BPB施用量可增加土壤有机质、有效钾、有效磷含量,提高土壤pH值,但降低有效氮浓度。在1%BPB样品中获得2278个OTUs,其显示细菌群落中的最大多样性。施加3%的BPB处理土壤,拟杆菌门、疣微菌门和厚壁菌门的相对丰度显著增加;放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门明显减少。主成分分析发现,1%BPB和2%BPB处理的样本之间土壤细菌群落相似。【结论】施加不同比例BPB改变了根际土壤中细菌丰度和群落结构,且高比例添加改变更加明显。     

氮添加诱导的磷限制改变了亚热带黄山松林土壤微生物群落结构

土壤微生物在陆地生态系统的生物地球化学循环中起着重要作用。然而目前尚不清楚氮(N)添加量及其持续时间如何影响土壤微生物群落结构,以及微生物群落结构变化与微生物相对养分限制状况是否存在关联。本研究在亚热带黄山松林开展了N添加试验以模拟N沉降,并设置3个处理:对照(CK, 0 kg N·hm^-2·a^-1)、低N(LN, 40 kg N·hm^-2·a^-1)和高N(HN, 80 kg N·hm^-2·a^-1)。在N添加满1年和3年时测定土壤基本理化性质、磷脂脂肪酸含量和碳(C)、N、磷(P)获取酶活性,并通过生态酶化学计量分析土壤微生物的相对养分限制状况。结果表明: 1年N添加对土壤微生物群落结构无显著影响,3年LN处理显著提高了革兰氏阳性菌(G⁺)、革兰氏阴性菌(G^-)、放线菌(ACT)和总磷脂脂肪酸(TPLFA)含量,而3年HN处理对微生物的影响不显著,表明细菌和ACT对N添加可能更为敏感。N添加加剧了微生物C和P限制,而P限制是土壤微生物群落结构变化的最佳解释因子。这表明,N添加诱导的P限制可能更有利于部分贫营养菌(如G⁺)和参与P循环的微生物(如ACT)的生长,从而改变亚热带黄山松林土壤微生物群落结构。     

施用生物炭对华北平原农田土壤容重、阳离子交换量和颗粒有机质含量的影响

以华北平原高产农田3年定位试验为基础,研究了生物炭与矿质肥配施对土壤容重、阳离子交换量和颗粒有机质组分中碳、氮含量的影响.试验共设4个处理：单施氮磷钾肥（CK）;氮磷钾肥+2250 kg·hm^-2生物炭（C₁）;氮磷钾肥+4500 kg·hm^-2生物炭（C₂）;炭基缓释肥（750 kg·hm^-2,CN）.结果表明： 与CK相比,C₁和C₂处理显著降低了0～7.5 cm土层容重,降低幅度分别为4.5%和6.0%;施用生物炭增加了0～15 cm土层的阳离子交换量,其中C₂处理增加了24.5%;在0～7.5 cm土层,C₁处理土壤颗粒有机质组分中的碳、氮浓度较CK处理分别增加了250%和85%,C₂处理分别增加了260%和120%.施用生物炭3年后土壤理化特性得到明显改善,并在碳增汇和温室减排方面具有潜在积极效应.     

氮添加对亚热带毛竹林土壤微生物群落结构的影响

氮沉降会影响森林生态系统地上(如植物生产力和组成)和地下特性(如土壤养分循环),进而影响土壤微生物群落结构和功能。本研究以亚热带戴云山毛竹林为对象,设置N0(0 kg N·hm^-2·a^-1)、N20(20 kg N·hm^-2·a^-1)、N80(80 kg N·hm^-2·a^-1) 3个施氮水平,进行3年的氮沉降模拟实验。通过测定土壤基本理化性质、腐殖化指数和微生物磷脂脂肪酸等指标,研究氮添加对毛竹林土壤养分、腐殖化指数和微生物群落结构的影响。结果显示,N20显著增加土壤腐殖化指数,降低土壤中碱性阳离子总量(K⁺,Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺)、革兰氏阳性菌(G⁺)、革兰氏阴性菌(G^-)、总磷脂脂肪酸含量和G⁺/G^-。与N20相比,N80处理土壤NO₃^-     

绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落的影响

绿肥参与耕作改制是土壤培肥及作物增产的有效措施,对土壤微生物群落结构及多样性的影响至关重要。【目的】研究绿肥配施氮肥对岩溶区稻田土壤微生物群落结构的影响,阐明微生物、土壤生态环境因子及作物产量的相互关系,为岩溶稻区绿肥替代氮肥提供理论依据和数据支撑。【方法】以典型岩溶稻田土壤为研究对象,设置冬闲+不施氮肥(CK)、冬闲+氮肥(N)、绿肥+不施氮肥(M)、绿肥+氮肥(MN) 4个处理,通过3年田间定位试验,对土壤微生物进行高通量测序,解析不同施肥处理对细菌和真菌群落的影响。【结果】与CK相比,MN处理显著提高了早稻产量,提升了土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量,降低了速效磷含量。MN处理显著提高细菌群落丰富度及多样性,而真菌群落丰富度和多样性在MN处理有降低趋势。岩溶稻田土壤优势细菌类群主要为Chloroflexi、Proteobacteria和Acidobacteria等,优势真菌类群主要为Ascomycota、Basidiomycota和Zygomycota等。冗余分析(RDA)结果表明,土壤速效钾是影响土壤细菌群落组成的关键环境因子。共现网络分析结果表明,细菌-真菌群落交互关系主...     

饲料油菜压青还田对后作小麦土壤真菌群落的影响

[目的] 从真菌群落角度揭示麦后复种饲料油菜作绿肥对土壤的培肥效果。[方法] 以常规冬小麦-夏玉米一年两作为对照（CK）,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探讨麦后复种饲料油菜不同播量（S：小播量;M：中播量;L：大播量）与还田时期（D1：9月10日;D2：9月20日;D3：9月30日）下土壤真菌丰度和群落结构。[结果] 与对照相比,随油菜播量增加,还田生物量显著增加,小麦产量先增后减,中播量中期还田产量最高;此外,播量增加,还田时间应提前。饲料油菜还田显著降低了土壤真菌OTU数量和丰富度指数（ACE和Chao1）。真菌群落组成方面,门水平下优势菌群主要有子囊菌门、担子菌门、接合菌门和壶菌门,纲水平下油菜还田相比对照优势真菌所占比例增加。功能预测结果表明,腐生营养型是土壤真菌主要营养类型,占比41.32%-50.72%;且还田后兼性功能营养类群增加至30.05%-40.10%;同时显著提高被孢霉属、枝顶孢属、毛壳菌属、青霉菌属等具有生防功能有益菌的丰度。[结论] 在晋南旱地麦区推广饲料油菜还田有利于改善土壤真菌群落结构;本试验条件下,油菜中播量种植,9月20日还田为最优措施。     

供磷水平和根际效应协同影响含碱性磷酸酶基因细菌群落的网络复杂性和稳定性北大核心

【目的】通过研究长期不同供磷水平下根际、土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(alkaline phosphatase gene,phoD)细菌群落特征、网络复杂性、群落的稳定性及其与磷酸酶活性之间的关系,揭示供磷水平和根际效应在调控土壤有机磷矿化中的微生物学机制。【方法】选取华北平原长期施磷的小麦-玉米轮作体系石灰性土壤为基质土壤,开展根箱试验。选取的试验处理包括3个供磷水平,分别是0、50.0、200.0 kg P/hm^(2)(分别表示为P0、P50、P200)。玉米种子播种30 d后,采集玉米的根际土和土体土。采用高通量测序技术分析根际和土体土壤中编码碱性磷酸酶基因(phoD)细菌群落,探究施肥及根际效应对含phoD基因细菌的群落特征、网络特征的影响及其与磷酸酶活性的关系。【结果】随着施磷量的增加,速效磷(available P,AP)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性在根际、土体土壤中均显著提高,且两者呈显著正相关。phoD基因丰度在P0、P200处理的根际土壤中显著高于土体土壤。含phoD基因细菌群落的α多样性在P50处理下的根际土壤显著高于土体土壤。冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明,土壤中AP、有机磷(organic P,Po)和全磷(total P,Pt)是影响微生物群落的主要因素。与不施磷处理(P0)相比,施磷处理(P50、P200)下根际土壤中网络节点数和连接数降低,而土体土壤中网络节点数和连接数增加;同时,施磷处理含phoD基因细菌群落的鲁棒性(robustness)在根际土壤中显著提高,而在土体土壤中显著降低。Mantel检验表明,含phoD基因微生物群落中的优势物种在根际土壤与AP、酸性磷酸酶(acid phosphatase,ACP)、内聚力(cohesion)和网络的鲁棒性显著相关,在土体土壤中无显著性。【结论】供磷水平及根际效应协同影响phoD基因丰度、含phoD基因细菌群落的α多样性、群落结构、优势物种、网络的复杂性及群落的稳定性,进而影响磷酸酶活性,调控了土壤中有机磷的矿化。     

减磷配施有机肥对丛枝菌根真菌群落的复杂度和稳定性的短期效应

【目的】探究减磷配施有机肥条件下土壤中丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）真菌群落特性、网络复杂性及群落的稳定性之间的关系，揭示有机肥替代背景下，土壤理化性质与AM真菌的群落结构对网络特征和群落稳定性的短期效应。【方法】在2012年开始的无机磷肥长期定位试验的基础上，于2018年实施减磷配施有机肥裂区试验，共设6个处理：施无机磷0、75、150 kg/hm²；无机磷肥施用量减少30%，即0、52.5、105 kg/hm²，并配施有机肥（猪粪）3 187 kg/hm²，每个处理重复3次。通过高通量测序和生物信息学分析，探究减磷配施有机肥对土壤中AM真菌群落的网络特征及稳定性的短期效应。【结果】相比于无机磷施用，减磷配施有机肥整体上降低了AM真菌群落的α多样性，各处理中的AM真菌优势类群均为球囊霉属（Glomus）和类球囊霉属（Paraglomus）。网络的平均度、平均加权度在无机磷肥及减磷配施有机肥处理中均在适量施磷下达到最大值，且无机磷肥处理大于减磷配施有机肥处理；网络负相关连接线数在无机磷肥处理中随施磷量增加而增加，而在减磷配施有机肥处理中随施磷量增加而减少。减磷配施有机肥通过抑制AM真菌群落间正相互作用来提高负正凝聚力比值，从而促进群落稳定性。相比于AM真菌的指示物种（indicator species）和关键类群（keystone taxa），优势类群（dominant taxa）与AM真菌群落的稳定性密切相关。【结论】在酸性紫色土中，短期减磷配施有机肥通过改变土壤pH、速效磷和有机质，调控AM真菌群落的α多样性和优势类群，进而影响AM真菌群落的网络复杂度和群落稳定性。     

东北丘陵区林地转型耕地对土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的影响

【目的】通过研究林地转型耕地对土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度、多样性和结构的影响,为丘陵区耕地长期施肥下农田土壤微生物多样性丧失的影响机制以及未来的退耕还林过程中土壤微生物多样性的提升和土地可持续利用研究提供一些基础数据和技术支撑。【方法】采用实时荧光定量PCR (real-time quantitative PCR,qPCR)和高通量测序技术解析土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的丰度、多样性和结构变化,并耦合土壤化学性质分析,明确土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度和多样性与土壤化学性质的关系以及关键的驱动因子。【结果】林地垦殖为农田后,长期施肥导致土壤酸化,pH从5.58降至4.72,而土壤速效磷则从2.49 mg/kg增至49.3 mg/kg。相应地,耕地土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的丰度和Shannon指数均显著低于林地。基于编码碱性磷酸酶的phoD基因(alkaline phosphatase-encoding gene)序列的物种分类表明,丘陵区土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落的优势门为变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和疣微菌门(Verrucomicrobia),其中林地土壤的蓝藻门的相对丰度显著高于耕地。耕地土壤的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度显著高于林地,而中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、Chlorogloea属、Gemmata属、Phormidesmis属和Pseudolabrys属的相对丰度显著低于林地。土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落结构因林地转型耕地而发生显著改变。phoD基因丰度和Shannon指数与pH显著正相关,而与总磷、速效磷、硝态氮和铵态氮均显著负相关,其中土壤速效磷是这些影响因素中影响最强烈的,长期施用无机磷肥导致含碱性磷酸酶的土壤细菌群落对有机磷分解的能力退化。【结论】林地转型耕地加之长期施肥改变了土壤pH和速效磷,并在其他理化因子的协同驱动下,导致土壤编码碱性磷酸酶基因的细菌群落丰度、多样性和结构的显著变化。     

青藏高原极端生境细菌多样性差异及影响因素

土壤微生物组对于生态系统的可持续性至关重要,青藏高原独特的地理环境孕育了多样的极端环境,其土壤细菌组成差异及其驱动因素尚不清楚。【目的】探究不同极端生境土壤细菌多样性及其影响因素。【方法】对7种典型的青藏高原极端生境土壤DNA进行16SrRNA基因高通量测序,通过生物信息分析,找出不同生境细菌群落组成、功能差异;结合土壤理化因子,进一步分析细菌组成差异的潜在影响因素。【结果】通过高通量测序,从7个不同生境的36个土壤样品中共获得16 323 712高质量reads,26 504个可操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)。在门分类水平上,各生境中注释到的放线菌门(Actinomycetota)与假单胞菌门(Pseudomonadota)相对丰度均最高;在属分类水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)、Ambiguous＿taxa、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、假节杆菌属(Pseudarthrobacter)等为优势属。另外,不同生境中的细菌α多样性无显著差异,但是β多样性差异显著,并且通过LEfSe分析进一步说明了不同生境细菌群...     

山西运城盐湖土壤沉积物细菌多样性及影响因素分析

地处山西省西南部的运城盐湖历史悠久,气候特征与地理环境独特,蕴藏着丰富的微生物资源,研究其土壤沉积物生态系统对了解盐碱地土壤细菌多样性及其功能具有重要意义。【目的】探究运城盐湖土壤与沉积物中细菌的多样性,分析其影响因素,为盐碱地土壤生态系统的可持续管理和纯培养物挖掘提供科学依据与参考。【方法】对运城盐湖6个采样点的18个样品进行土壤理化分析,结合16S rRNA基因的扩增子高通量测序,分析环境因素对细菌多样性的影响。【结果】假单胞菌门(Pseudomonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和芽孢杆菌门(Bacillota)为运城盐湖土壤微生物的优势类群,多样性和群落组成分析显示不同采样点间的微生物存在明显差异。典型相关分析(canonical correlation analysis, CCA)表明,总溶解固体(total dissolved solids, TDS)、总氮(total nitrogen, TN)、总碳(total carbon, TC)和SO₄^2-对土壤微生物多样性的影响最大,其次为Na⁺、Ca²⁺、Cl^-、土壤有效磷(available phosphorous, A-P)和pH,HCO₃^-、硝态氮(nitrate nitrogen, NO₃^--N)、氨态氮(ammonia nitrogen, NH₄⁺-N)、K⁺和Mg²⁺的影响较小。【结论】运城盐湖土壤微生物拥有较高的多样性,与环境因子关系密切。本研究完善了运城盐湖土壤细菌资源的生物信息,为盐湖细菌资源的挖掘和研究提供了理论依据。     

基于高通量测序技术分析使它隆对玉米土壤细菌多样性的影响

【目的】研究使它隆对玉米土壤细菌多样性的影响。【方法】利用Illumina Miseq高通量测序技术,分别测定了玉米土壤细菌的16S rRNA基因的V4-V5可变区序列,进而对不同时期的不喷施除草剂和喷施除草剂的玉米土壤中细菌群落组成和多样性进行分析。【结果】研究共获得260940条有效序列,167191条优质序列,12656个OTUs。多样性分析结果表明,使它隆处理10 d后的土壤细菌多样性和丰度降低;使它隆处理60 d后的土壤细菌多样性和丰度提高。对土壤细菌群落组成分析发现,5个土壤样品中的优势菌门均为酸酐菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和芽单胞菌门。使它隆处理10 d后的样品酸杆菌门的比例增加,放线菌门和绿弯菌门的比例降低;使它隆处理60 d后样品变形菌门的比例降低,绿弯菌门的比例明显增加。【结论】使它隆对玉米土壤细菌多样性产生一定影响,其影响随施药时间而异。     

“使它隆”对玉米根部不同微生环境细菌群落多样性的影响

【目的】研究除草剂"使它隆"施用后对玉米根部不同微生环境细菌群落结构和多样性的影响。【方法】利用Illumina Miseq高通量测序技术,对玉米根系内生菌、根际和非根际土壤细菌16S rRNA的V4–V5可变区序列进行测定,分析不同生长期喷施除草剂使它隆对玉米土壤细菌及根系内生菌群落结构和多样性的影响。【结果】本研究15个样品共得到544393条有效序列,333565条优质序列。多样本共有OTU分析表明,非根际和根际土壤的群落结构更为相似,在一定程度上说明玉米根部相关细菌的定殖具有选择性并且是从根际到根系逐步专一化。丰度等级曲线和Alpha多样性结果显示非根际和根际土壤群落的丰富度和均匀度较高,而玉米根系内生菌群落的丰富度和均匀度都比较低,且成熟期玉米根系内生菌群落的丰富度在施用除草剂使它隆后下降比较剧烈。群落组成分析发现,使它隆除草后,玉米根部相关细菌各时期在门及属水平上的分布都发生了较大变化。菌群代谢功能预测结果表明玉米生长从苗期到成熟期,微生物的生长压力逐渐加大,需要消耗更多的能量用于新陈代谢和环境适应。【结论】施用除草剂使它隆后会降低玉米根部土壤细菌群落的多样性,使它隆对成熟期玉米根系内生菌群落影响最为显著。     

不同水肥管理对红花生长的影响及红花根际解磷菌的筛选和鉴定

【目的】分析不同水肥条件对红花生物量、根际土壤磷素及微生物的影响,并从红花根际土壤样品中分离具有高效解磷能力的菌株,为红花科学水肥管理提供理论依据,并为红花的生长发育和根际微环境研究提供优良菌株。【方法】采用不同磷肥梯度处理红花,在红花的莲座期、伸长期、盛花期和种子成熟期检测植株生物量,同时测定植株根际土壤微生物、全磷和速效磷以及土壤磷酸酶活性,并进行差异性和相关性分析。采用抖土法和稀释涂布法分离筛选具有高效解磷能力的菌株。通过16S rRNA基因序列比较分析,对其进行鉴定。通过钼锑抗比色法测定菌株在不同培养基中的溶磷能力。利用灌根法和稀释涂布法接种优势菌株,分析菌株在红花根际定殖能力和促生能力。【结果】W3-P2的水肥处理有利于红花生物量的积累,速效磷含量和磷酸酶活性随施加磷肥浓度的增加呈先增大后减小趋势,水分对土壤全磷、速效磷和磷酸酶的影响与红花发育时期相关。细菌是红花根际土壤的优势菌群,在种子成熟期W4-P2处理组细菌数目最多,分别为3.017×10⁷ CFU/g和3.021×10⁷ CFU/g,远高于相同处理组的真菌和放线菌。从红花根际土壤筛选出5株高效解磷菌株（登录号C1：OR493125;C2：OR493126;C5：OR493127;C6：OR493128;C7：OR493129）,均对以无机磷和有机磷为唯一磷源的培养基具有溶磷能力和降低pH的功能,其中C6的溶磷能力最强,在磷酸三钙、磷酸铝、磷酸铁和植酸钙无机磷培养基中解磷量分别为380.00、269.32、7.15、48.16 mg/L,在有机磷（卵磷脂）培养基中解磷量为18.19 mg/L。通过16S rRNA基因序列分析,C6为假单胞菌属,C1、C2、C5、C7为中华根瘤菌属。在红花植株周围接种2%优势解磷菌C1、C5和C6菌体悬液（10⁸ CFU/mL）,在21 d时仍然保持在10⁵ CFU/g,其中C6定殖能力最强。同时检测盛花期生物量（叶片数、株高、茎粗、茎秆重和根长）,结果显示均能显著促进红花生长,其中C6菌株促生能力最强,分别为122片、115.96 cm、12.49 mm、43.36 g、21.17 cm。【结论】水肥影响红花根际微环境的速效磷含量和微生物数目的变化水平,促进红花根系的生长发育,从而直接或间接影响红花生物量,W3-P2的水肥量相对适合红花的生长。菌株C6是一株高效解磷菌株,能够分解难溶性有机磷和无机磷,盆栽实验表明C6可以在红花根际定殖并显著促进红花生长。