间作药材与接种内生真菌对连作花生土壤微生物区系及产量的影响

利用盆栽试验研究了药用植物间作及接种内生菌拟茎点霉B3的菌丝对连作花生(Archis hypogaea)红壤微生物区系及花生产量的影响,以探索花生连作障碍的生物防治措施。结果表明,药材间作和接种B3能够显著减少土壤霉菌数量、增加土壤细菌数量和土壤蔗糖酶活性,增加花生超氧化物歧化酶(SOD酶)活性和花生产量。与花生单作相比,茅苍术(Atractylodes lancea)/京大戟(Euphorbia pekinensis)间作花生产量增加9%-22%,接种B3处理花生产量增加24%。茅苍术/京大戟和花生间作处理配合接种B3后,花生产量分别较未接种B3处理增加30%和4%。其中茅苍术花生间作配合接种B3处理的花生产量最高,比对照(P)花生产量高59%,比单独接种B3处理(PB3)的花生产量高28%;京大戟花生间作配合接种B3处理(PEB3)的花生产量比对照增加13%,但不及单独接种B3处理(PB3)。这表明茅苍术间作和接种B3具有协同提高花生产量的作用,而京大戟或许对B3的功能发挥有一定抑制作用。     

缓解花生连作障碍的根际促生菌分离及功能鉴定

【目的】长期连作障碍严重降低花生生产的产量及品质,根际促生菌可有效降解土壤中自毒化感物质、抑制植物病原菌生长及促进植物生长,从而有效缓解连作障碍问题。筛选优化具有缓解花生连作障碍能力的多功能根际益生微生物,验证其益生作用能力,为根际促生菌株在连作障碍中的应用提供理论依据及技术支持。【方法】采集连作12年地块花生根际土壤,利用以酚酸为唯一碳源的筛选培养基获得具有酚酸自毒化感物质降解及利用能力的根际促生菌,通过16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定根际促生菌菌株的分类地位,并验证其对植物病原菌生长抑制能力及解磷、解钾、产植物激素吲哚乙酸能力。【结果】从连作12年的花生发病土壤中获得7株可高效降解酚酸类自毒物质且降解底物多样的根际微生物菌株,经16S rRNA测序比对分别为克雷伯氏菌B02 (Klebsiella sp. B02)、克雷伯氏菌B07(Klebsiella sp. B07)、克雷伯氏菌B15 (Klebsiella sp. B15)、芽孢杆菌B28 (Bacillus sp. B28)、不动杆菌P09(Acinetobacter sp. P09)、布鲁氏杆菌VA05 (...     

添加高粱根茬根际土对连作黄瓜生长和根际微生物的影响

为了分析添加高粱根茬根际土对连作黄瓜生长和根际微生物群落特征的影响,本研究通过盆栽试验,采用荧光定量PCR和高通量测序技术分析土壤细菌和真菌群落组成的差异.试验共设4个处理:CK(不施肥),T1(单施化肥),T2(优化施肥),T3(优化施肥+高粱根茬根际土).结果 表明:与其他处理相比,T3处理促进了黄瓜生长发育,提高...     

轮作与休闲对日光温室黄瓜连作土壤微生物和酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了不同作物轮作和休闲方式对日光温室黄瓜连作土壤微生物数量、酶活性及后茬黄瓜生长和产量的影响.结果表明： 与连作相比,轮作有利于改善土壤微生物结构,增加细菌和放线菌数量,减少真菌数量;轮作与休闲有利于提高土壤转化酶、脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性.在不同作物轮作和休闲方式下,后茬黄瓜结果期的细菌、放线菌数量和土壤转化酶活性均呈先升后降趋势,在盛瓜期达到最大值;真菌数量随生育期延长而增加;脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性则随生育期延长而降低,在初瓜期最高.不同栽培模式下,以大葱-黄瓜轮作和糯玉米-黄瓜轮作的效果更佳,明显改善了后茬黄瓜的生长,提高了产量.     

有益微生物缓解花生连作障碍机理研究进展

花生是我国重要的油料作物,种植过程中会遇到连作障碍问题.有益微生物可以有效缓解花生连作障碍,其机理包括有益微生物分解化感物质、改变花生根际微生物区系、增加花生抗病能力、促进花生结瘤固氮、促进花生养分吸收五个方面.阐明该机理,对花生连作障碍缓解有指导意义,对其他作物连作障碍的缓解也有参考价值.     

灵芝连作土壤真菌群落分析

本研究通过Illumina MiSeq平台对邻近野生土壤（GL0）、种植1年（GL1）、2年（GL2）和4年（GL4）的灵芝覆土进行ITS1扩增子测序,分析灵芝连作覆土中真菌群落的变化,为揭示灵芝连作障碍的机理提供理论依据。研究结果表明,12个灵芝土壤样本一共获得349 642条有效序列,经聚类得到2 426个OTU,分别隶属于8门、28纲、64目、127科、233属和449种。在门水平上,随着连作年限的增加,灵芝覆土中真菌的多样性水平逐渐减低,在GL4组中只含有担子菌门（Basidiomycota,占85.03%）、子囊菌门（Ascomycota,占14.77%）和少量被孢霉门（Mortierellomycota,占0.20%）。其中,担子菌门的相对丰度随着连作年限的增加显著增加,子囊菌门的相对丰度显著减少,而被孢霉门的相对丰度无显著性差异。在属水平上,担子菌门灵芝属Ganoderma的相对丰度随着连作年限的增加而极显著增加,子囊菌门仅青霉属Penicillium菌群的相对丰度呈现先减少后增加的趋势,在GL4组中相对于GL0组其相对丰度增加了57.92%,表明青霉属可能是引发该地区灵芝连作障碍的重要菌群,该研究为探索灵芝连作障碍的分子机制和生态防控提供了理论依据。     

内生真菌对花生残茬腐解及土壤酚酸含量的影响

土壤中花生残茬是导致连作障碍的原因之一。为了探讨施加内生真菌Phomopsis liquidambari(B3)对加速花生残茬腐解、改善连作花生土壤环境、缓解花生连作障碍的作用及其可能机理,通过向土壤中添加花生(Archis hypogaea)残体,利用盆栽试验探讨了施加B3对花生残茬腐解率、土壤部分酚酸物质和酶活性的影响。结果表明:与CK相比,在萌发期和苗期,添加B3处理显著加快残茬腐解,提高纤维素木质素降解率,增加土壤中对羟基苯甲酸、香草酸和香豆酸的含量;在花生整个生育期,施加B3显著调节了土壤中漆酶、锰过氧化物酶(Manganese peroxidase,Mn P)、木质素过氧化物酶(Lignin peroxidase,Li P)和多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的动态变化,这种变化有利于花生残茬快速腐解和酚酸类化感物质的及时转化。开花期之后施加B3处理土壤酚酸含量显著降低,花生荚果增产19.9%。实时定量PCR结果表明内生真菌B3在土壤中30 d内可以被检测,并对复杂多样的酚酸类物质具有广谱高效的降解能力。由此说明,施加内生真菌B3可以显著加快连作土壤中花生残茬腐解,进而通过减少土壤酚酸含量来缓解由残茬腐解引起的连作障碍。     

黄土高原人工油松林地土壤微生物的分布特征

研究了黄土高原不同树龄的油松人工林地土壤微生物的分布特征.结果表明：土壤细菌、放线菌和真菌的数量随树龄的变化不显著,而随土壤深度的变化极为显著;细菌数量随土壤深度的变化规律符合Quadratics Ratio模型,放线菌和真菌数量则随土壤深度呈现指数衰减变化.与油松＋紫穗槐混交林、撂荒地相比,油松人工林地土壤细菌含量小于混交林,而大于撂荒地,这为黄土高原地区营造混交林提供了依据.     

连作花生土壤中酚酸类物质的检测及其对花生的化感作用

研究了南方红壤区不同连作年限花生土壤中酚酸物质的种类、含量,及其对花生生长的影响。结果表明:连作花生土壤中对羟基苯甲酸、香草酸和香豆酸随着连作年限的增加而增加,连作10a后3种酚酸总量达11.09mg·kg-1干土,显著高于连作3a和6a的土壤;而土壤中香豆素和苯甲酸含量比较低,且变化没有规律。所有酚酸处理组对花生幼苗的株高和根长表现出抑制作用,对花生幼苗地下部的干鲜重均表现出"低促高抑"的特点。香草酸和香豆酸处理组对花生幼苗地上部的干鲜重表现出"低促高抑"的特点,其他处理组均表现出抑制作用。花生幼苗根系活力随着酚酸处理浓度的增加而降低,花生幼苗的超氧化物歧化酶活力(SOD)、过氧化物酶活力(POD)、丙二醛含量(MDA)则随着酚酸浓度的增加而增加。与只用茄腐镰刀菌孢子悬液浸泡花生种子的对照相比,加入酚酸后,花生种子的病原菌的感染率随着酚酸浓度的增加而增加,发芽率则随着酚酸浓度的增加而下降。以上结果说明,酚酸物质可以抑制花生幼苗的生长和提高花生的发病率,可能是因为酚酸物质破坏花生细胞膜的完整性而使病原菌入侵,影响花生生长,产生连作障碍。     

三种根系分泌脂肪酸对花生生长和土壤酶活性的影响

为了探讨花生连作后土壤中脂肪酸类物质的累积与花生连作障碍间的关系,为花生连作障碍机理的研究提供新的理论依据,以田间土壤为介质,采用盆栽试验的方法研究了花生根系分泌物中3种长链脂肪酸,即:豆蔻酸、软脂酸和硬脂酸的混合物,对花生植株生长、产量和土壤酶活性的影响。结果表明,当土壤中脂肪酸的初始含量较低时(80 mg/kg土),对花生植株的生长和产量有微弱的促进作用(P>0.05),当土壤中脂肪酸的初始含量较高时(160 mg/kg土和240 mg/kg土),显著抑制了花生植株的生长和产量(P<0.05)。叶片叶绿素含量、根系活力、土壤酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶)活性在低脂肪酸含量处理下升高,在高脂肪酸含量处理下显著降低(P<0.001)。光合产物、根际有效养分的减少和根系养分吸收能力的降低,可能是导致花生植株生长和产量降低的原因之一。花生连作土壤中豆蔻酸、软脂酸和硬脂酸的累积与花生的连作障碍有着密切关系。     

太子参连作对根际土壤微生物的影响

采用微生物培养法和末端限制性片断长度多态性(T-RFLP)技术分析连作对太子参根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:连作导致太子参根际土壤细菌和好气性自生固氮菌数量极显著下降,相反,真菌、放线菌、厌气性纤维素分解菌数量极显著增加,而硝化细菌数量变化不显著。T-RFLP分析显示:与太子参-水稻-太子参轮作的土壤相比,太子参连作的土壤细菌种(属)略有减少,其中致病菌和病原菌种(属)增多,并出现一些具拮抗功能的链霉菌属(种);真菌种(属)则表现出上升的趋势,但未检索到与植物致病相关的真菌种(属)。     

花生根际促生复合菌剂对连作花生生理生化指标和根际细菌群落的影响

【目的】利用多功能根际促生菌剂促进花生生长,缓解连作障碍对花生的生长抑制。【方法】从10年连作花生根际土中筛选根际微生物,测定其促生及拮抗能力,并经16S rRNA基因测序确定菌株分类。选取3株功能互补且相互之间无生长抑制的根际促生菌制备微生物复合菌剂,利用发芽及盆栽试验验证微生物复合菌剂的促生效应。利用高通量测序技术对花生根际土壤细菌的16S rRNA基因的V3-V4区进行测序分析。【结果】从连作花生根际中共筛选获得37株具有促生及抑制植物病原菌生长能力的根际促生菌,选取3株制备微生物复合菌剂。与空白对照相比,复合菌剂显著提升花生发芽率13.22%;与单独使用根际促生菌相比,复合菌剂显著提升花生发芽率分别为6.99%、7.51%、8.87%。施用复合菌剂对花生根系形态、根瘤数量、叶绿素含量、植株光合参数和植株抗氧化酶活均有显著促进作用,花生根系总长、根尖数、主根直径、根系体积和根系活力分别增加了43.50%、49.31%、15.11%、16.92%和112.16%;花生苗期、花针期叶片叶绿素含量和光合作用均得到显著的提高;花生根瘤数量每株增加34个。施用复合菌剂后对花生的根际细菌多样性影响并不显著,在门水平上的优势菌门变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)占70%以上。在属水平上新鞘氨醇菌属(Novosphingobium)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)是优势菌属。【结论】本研究研制的花生根际促生复合菌剂可有效促进花生种子发芽、花生根系生长、提高叶片叶绿素含量以及促进植物光合作用,为缓解花生连作障碍及丰产增收提供有效的技术支持。     

摩西斗管囊霉改善连作花生根际土壤的微环境

花生(Arachis hypogaea)长期连作导致土壤环境恶化, 严重影响产量和品质。丛枝菌根真菌(AMF)作为有益真菌能够与80%的陆生植物根系形成共生关系, 这种共生体能够改善植物根系微环境, 提高植物对营养物质的吸收和对逆境胁迫的抗性。为了探究AMF对花生连作土壤微环境的影响, 该研究通过对花生连作土壤接种和未接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)试验, 在花生不同生长期检测根际土壤的酶活性、土壤矿物质含量、土壤微生物群落结构和多度的变化情况, 以及对连作花生产量和品质的影响。研究结果表明: 1)摩西斗管囊霉能够显著提高花生根际土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和硝酸还原酶的活性; 2)摩西斗管囊霉显著增加花生连作土壤中全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的含量; 3)摩西斗管囊霉显著降低土壤中有害真菌曲霉菌属(Aspergillus)的多度, 减少镰刀菌属(Fusarium)和赤霉菌属(Gibberella)的多度, 但是没有达到显著水平, 显著增加有益细菌放线菌Gaiella属的多度; 4)摩西斗管囊霉显著提高连作花生的产量, 增加籽仁中蛋白质、油酸和亚油酸的含量。因此, 摩西斗管囊霉能够改善连作花生根际土壤微生态环境, 增强连作土壤对致病菌的抵抗能力, 从而缓解连作障碍对花生根系的危害。     

滁菊连作土壤中尖孢镰刀菌的分离、鉴定及变化特征

采用传统平板培养法及尖孢镰刀菌专性培养基对滁菊连作土壤的真菌和尖孢镰刀菌进行分析测定,结果表明,在滁菊连作条件下,土壤中真菌和尖孢镰刀菌的数量显著增加,平均分别达到8.71×105 cfu/g干土和3.12×104cfu/g干土,各自是对照土壤的2.24倍和5.57倍。土壤中尖孢镰刀菌数量显著增加可能是导致滁菊连作障碍的重要因素。     

花生根际微生物的分离及高效功能菌株筛选

【背景】花生根际分布着丰富的微生物类群,分离筛选多种功能的高效微生物是研发高效复合菌肥的基础。【目的】从花生根际土壤及根表分离微生物,分析可培养微生物的多样性,筛选高效解有机磷和无机磷、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)和铁载体功能的菌株,为研发花生微生物菌肥打下基础。【方法】利用稀释涂布法,从采自山东省栖霞市、平度市、烟台市莱山区 3个样点的花生根际土、根表样品中分离微生物,基于16S rRNA基因序列对其进行系统发育分析,并通过初筛和复筛筛选高效解磷、产IAA和铁载体的菌株。【结果】共分离、纯化、保藏147株菌,其中75株分离自根际土壤,72株分离自根表样品。系统发育分析表明所有的菌分布于放线菌门(Actinomycetota)、芽孢杆菌门(Bacillota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和假单胞菌门(Pseudomonadota)这4个门的40个属,优势属为链霉菌属(Streptomyces, 21.77%)、芽孢杆菌属(Bacillus, 16.33%);根表样品微生物的多样性高于根际样品;共筛选到解有机磷菌株62株,短波单胞菌(Brevundimonas) YTU21021解有机磷能力最强为1.12 mg/L;解无机磷菌株31株,不动杆菌(Acinetobacter) YTU21009解无机磷能力最强为7.04 mg/L;产IAA的菌株63株,肠杆菌(Enterobacter) YTU21054产IAA量最高,达184.19 mg/L;产铁载体细菌7株,伯克氏菌(Burkholderia) YTU21051产铁载体能力最强,A_s/A_r为0.90。【结论】花生根际和根表样品中可培养微生物多样性较为丰富,本研究筛选到的高效功能菌丰富了花生根际功能微生物资源,为后续与高效根瘤菌联合研发花生复合微生物菌肥奠定了基础。     

花生植株和土壤水浸液自毒作用研究及土壤中自毒物质检测

通过盆栽试验及生物测试研究花生植株、土壤水浸液对其种子萌发和幼苗生长的自毒作用,利用单因子方差分析结合多重比较分析各处理组生物活性差异;采用液相色谱法(HPLC)对正茬、连作2、4 a和6 a的花生根际土壤中酚酸类物质进行定性和定量分析。结果表明:花生植株不同部位及根际土壤水浸液对花生种子萌发和幼苗生长均具有不同程度的抑制作用,且抑制作用具有浓度梯度效应,浓度越高抑制作用越强,16 g/10 mL水浸液的抑制作用最大。花生生长受自毒物质的影响,此影响作用强度因自毒物质的来源部位不同而存在差异。种子萌发以茎水浸液的自毒作用最为明显。但针对幼苗生长的不同测定指标其部位差异不一致,其中以茎水浸液对幼苗株高和叶面积的自毒作用最为明显,根际土壤水浸液对幼苗主根长、单株鲜重和单株干重的自毒作用最为明显。在根际土壤水浸液中鉴定到4种酚酸物质,分别为对羟基苯甲酸、香草酸、香豆酸和香豆素,其中香草酸和香豆素含量较高且变化规律性明显,在土壤中的含量随连作年限的增加而上升,连作6 a后土壤中的含量达到0.289μg/g和0.025μg/g干土。     

新疆绿洲农田不同连作年限棉花根际土壤微生物群落多样性

以南北疆不同连作年限棉花根际土壤为研究对象,采用Biolog技术,并结合传统平板培养法和土壤酶的测定,研究连作对棉花根际土壤微生物群落多样性的影响。Biolog分析结果表明,不同连作年限棉花根际土壤微生物碳源利用和功能多样性差异显著。荒地土壤微生物活性较低;在连作年限较短时(5—10a),根际土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)和Shannon指数较高;长期连作(15—20a),则呈明显下降趋势。主成分分析表明,不同连作年限的棉花根际土壤微生物碳源利用特征有明显不同。第一、二组开垦与未开垦土壤分别在PC1和PC2上出现差异,未开垦土壤得分均为负值,开垦土壤均为正值;而正茬与连作多年的棉花土壤在PC1上差异显著。其中在PC1上起分异作用的碳源主要是羧酸类和聚合物类,这两类碳源可能是影响连作棉花根际土壤微生物的主要碳源。可培养微生物数量的测定结果表明,荒地细菌数量最少;在连作年限较低时(5—10a左右),细菌数量呈上升趋势;而长期连作(>15a)后,细菌数量呈现下降趋势。真菌数量在连作多年后(10—15a)也开始增加。放线菌变化趋势不明显。四种土壤酶活性在连作的初中期(5—15a),连作障碍表现明显,土壤酶活性呈下降(过氧化氢酶和磷酸酶)或先升高后下降(脲酶和蔗糖酶)趋势,但随着连作年限的延长(15—20a),这4种土壤酶活性均表现出增高趋势。综上所述,棉花长期连作使棉花根际土壤微生物群落多样性降低,发生连作障碍,进而导致棉花产量降低。