不同树盘覆盖对矮砧苹果园土壤微生物群落结构和多样性的影响

以7年生矮化中间砧苹果为试材,研究了不同材质树盘覆盖对土壤微生物丰度、群落结构和多样性的影响。高通量测序结果表明,防水园艺地布和塑膜覆盖处理提高了0-20 cm土层变形菌门的相对丰度和20-40 cm土层变形菌门的相对丰度,防水园艺地布处理还显著提高了土壤细菌Ace和Simpson指数。相较于防水、塑膜覆盖处理,透水园艺地布不仅提高了0-20 cm土层变形菌门、接合菌门的相对丰度,而且提高了土壤细菌Ace、Chao1和Simpson指数,降低了土壤真菌Ace、Chao1和Simpson指数。树状聚类图结果显示,树盘覆盖显著改变了土壤细菌和真菌群落结构,以透水园艺地布覆盖处理的改变最为显著。综合分析认为,不同覆盖措施均有利于提高土壤细菌群落的丰富度和多样性,降低土壤真菌群落的丰富度和多样性,优化土壤微生物群落结构,其中以透水园艺地布覆盖的效果最好。     

覆盖模式对旱作农田土壤微生物多样性及群落结构的影响

土壤微生物是表征土壤质量的敏感指标,采用Illumina HiSep技术分析不同覆盖方式对半湿润易旱区农田土壤微生物群落结构及多样性的影响,以期从微生物的角度评价农田不同覆盖措施对土壤质量的影响。设3种覆盖模式：平作塑料薄膜覆盖（P）、平作秸秆覆盖（S）和垄膜沟播覆盖（R）,以平作不覆盖为对照（CK）,研究不同覆盖模式下土壤微生物群落变化,分析各土壤理化因子与微生物群落之间的关系。研究结果表明各覆盖处理显著改变了土壤微生物的群落结构和多样性。所有土壤样品中,细菌群落的优势菌门是变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）,丰度分别为29.69%、28.28%和20.76%,CK处理下较高的土壤pH和低NO₃-N含量抑制了土壤中酸杆菌门（Acidobacteria）的生长繁殖,而放线菌门（Actinobacteria）相对丰度为所有处理中最高。真菌群落的优势菌门是子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）,丰度分别为59.65%和20.96%,S处理下过低的土壤温度抑制了担子菌门（Basidiomycota）生长和繁殖,其相对丰度为所有处理中最低。与CK相比,P和R处理显著提高土壤细菌的多样性和丰富度;S和R处理下土壤真菌多样性和丰富度显著增加,而P处理的土壤真菌多样性和丰富度均无显著差异。斯皮尔曼相关分析表明土壤细菌多样性主要受土壤含水量（SM）和硝态氮含量（NO₃-N）影响,而土壤真菌多样性主要受土壤温度（ST）、全氮（TN）和硝态氮含量（NO₃-N）影响;RDA分析表明微生物群落结构的变化主要受SM、ST、NO₃-N和TN含量的影响。总的来说,R处理下土壤细菌和真菌的多样性和丰富度较CK处理显著提高,该处理下土壤中担子菌门（Basidiomycota）和球囊菌（Glomeromycota）相对丰度为所有处理中最高,两者分别形成的外生菌根和从生菌根不但促进了根部养分的吸收,而且提高了作物的抗逆性,且结果证明该处理的作物产量为最高,因此在半湿润旱作区推荐采用垄膜沟播覆盖种植方式。     

秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落区系的影响

多年连续秸秆覆盖免耕对土壤细菌群落影响很大,免耕可提高０－１０ｃｍ土层土壤细菌总数、放线菌数、棒状细菌数和贫营养细菌数量,特别是免耕土壤能使芽孢杆菌数量增多几倍。     

黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响

为探讨黄河三角洲刺槐白蜡混交对土壤细菌群落结构及多样性的影响,通过高通量测序技术分析比较了刺槐白蜡混交林及刺槐纯林、白蜡纯林土壤细菌群落结构及多样性。结果表明:(1)混交林与两种纯林土壤细菌群落共36门。酸杆菌门、变形菌门、放线菌门(相对丰度大于10%)为刺槐白蜡混交林与两种纯林土壤中共有的优势菌群;硝化螺旋菌门为刺槐纯林土壤中的优势菌群。不同人工林土壤中各门细菌相对丰度差异显著。(2)混交改变了土壤细菌群落结构,提高了细菌多样性。刺槐白蜡混交林土壤细菌物种数、Chao1指数、Shannon指数分别为1934.5、2629.1、9.1,显著高于两种纯林。(3)相关性分析表明,土壤含水量与放线菌门细菌呈显著正相关;pH与芽单胞菌门细菌呈极显著正相关,与酸杆菌门细菌呈显著负相关。细菌多样性与土壤含水量呈显著正相关,与速效钾、有机质含量呈显著负相关。研究表明,刺槐白蜡混交林土壤细菌群落结构与两种纯林之间有一定差异,多样性差异显著,刺槐白蜡混交改变细菌群落结构,提高细菌多样性。     

若尔盖高原湿地不同退化阶段的土壤细菌群落多样性

采用传统分离培养和基于16S rDNA的变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)的方法, 研究了若尔盖高原湿地不同退化阶段土壤类型(泥炭土、沼泽土、草甸土、风沙土)和土壤深度(0 cm?20 cm、20 cm?40 cm、40 cm?60 cm)中微生物的数量、细菌群落结构及其多样性。结果表明: 微生物数量总体上不仅随着土壤类型的改变而减少(泥炭土>草甸土>沼泽土>风沙土)也随着土壤深度的增加而递减(0 cm?20 cm>20 cm?4     

滴灌对苜蓿根际土壤细菌多样性和群落结构的影响

【背景】细菌作为土壤微生物中的重要类群,能够有效促进土壤物质循环和能量流动,细菌多样性以及群落结构能够反映土壤的质量状况。【目的】了解滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌群落结构及多样性变化,探讨土壤环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】基于细菌16Sr RNAV3-V4区高通量测序技术,分析比较滴灌与自然降雨两种模式下生长的苜蓿根际与非根际土壤中细菌多样性和群落分布规律,然后采用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)探讨土壤环境因子与细菌多样性的关系。【结果】苜蓿根际土壤中细菌多样性丰富,滴灌根际土壤中细菌多样性显著高于自然降雨根际土壤;土壤样品中共检测到细菌46门53纲116目220科469属,主要的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria,25.27%-34.42%),其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,11.41%-18.97%)为优势亚群,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,1.00%-4.54%)为优势属。相较于自然降雨,滴灌条件下苜蓿根际土壤细菌的6个门和16个属的群落结构发生显著变化;此外,RDA分析表明,不同环境因子对微生物群落的影响不同,滴灌根际土壤中9个细菌属的丰度与全磷、全钾、有效磷、碱解氮、有机质、土壤中性磷酸酶以及土壤脲酶的含量显著正相关。【结论】滴灌作为新型节水技术,在促进植物生长、提高产量、节约成本的基础上增加了植物根际土壤中细菌多样性和丰度,该结果为新型灌溉体制的改革以及土壤微生物资源的开发利用提供科学数据。     

黄河三角洲刺槐臭椿混交林与纯林土壤细菌群落结构和多样性特征分析

为研究黄河三角洲地区混交人工林土壤细菌群落特征,应用高通量测序技术,比较分析了刺槐臭椿混交林以及臭椿和刺槐纯林土壤细菌结构及多样性,并结合土壤理化性质进行分析。试验结果表明：在细菌门分类水平上,臭椿纯林、刺槐纯林、刺槐臭椿混交林土壤中分别检测出27、25、31门细菌,3种不同林分土壤中酸杆菌门、变形菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、绿弯菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门、疣微菌门8种细菌是土壤中的主要细菌群落,其中酸杆菌门、变形菌门和放线菌门为优势细菌群落。不同类型人工林土壤中各门细菌相对丰度差异显著。混交林土壤细菌物种数和Shannon指数值分别为1910和9.1高于两种纯林。通过对土壤主要细菌群落与土壤理化性质进行主成分分析发现,3种不同林分之间在土壤细菌群落结构上有较高程度的分离,差异显著（P < 0.05）,有效磷含量与混交林土壤细菌群落有较强的正相关关系。因此可以得出结论,不同林分类型、土壤理化性质和细菌群落结构三者相互影响,刺槐臭椿混交增加了土壤细菌群落多样性,土壤理化性质在一定程度上影响土壤细菌结构和多样性。     

施肥对东北春玉米根际土壤细菌群落结构的影响

目的：研究施肥对东北春玉米根际土壤细菌群落结构的影响,为东北春玉米土壤改良提供科学依据。方法：设置CK（对照,复合肥,65 cm小垄种植）、KF处理（配方施肥,65 cm小垄种植）、BMP处理（配方施肥,130 cm大垄双行种植）3个处理,采用高通量测序技术,比较不同处理间土壤细菌群落结构组成和多样性。结果：CK、KF、BMP 3个处理共鉴定出1 372种细菌群落。在不同大小的垄间施用不同比例的肥料种植春玉米,均能提高土壤根际细菌群落组成和群落多样性;各处理土壤细菌指数排序为BMP> KF> CK;CK丰富度指数和Shannon指数与处理KF、BMP存在显著差异。优势细菌门水平结构组成分析中均表现为以变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）等为优势的细菌门类,优势细菌属水平结构组成分析中均表现为鞘氨醇单细胞属（Sphingomonas）、念珠菌固体杆菌属（Candidatus Solibacter）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）等为优势菌属;各处理土壤细菌群落在门水平上的PCA分析中...     

不同栽培模式对山丹丹根际土壤细菌群落多样性的影响研究

采集陕西子长市高柏山示范基地山丹丹根际土壤,利用高通量测序技术,分析其细菌群落的多样性及其影响因素。结果表明:共获得细菌有效序列575510条,包含30门90纲147目242科391属。优势菌门为放线菌门(Actinobacteria, 38.56%—46.12%)、变形菌门(Proteobacteria, 16.67%—26.55%)、绿弯菌门(Chloroflexi, 9.45%—18.57%)、酸杆菌门(Acidobacteria, 2.96%—5.26%)和拟杆菌门(Bacteroidetes, 2.04%—5.76%)。优势菌纲为放线菌纲(Actinobacteria, 32.44%—38.52%)、 α-变形菌纲(Alphaproteobacteria, 15.47%—25.89%)、酸杆菌纲(Acidimicrobiia,2.39%—7.59%)、热微菌纲(Thermomicrobia, 3.43%—5.55%)和氯酸杆菌纲(Chloracidobacteria, 2.14%—4.29%)。冗余分析显示在属水平上,环境因子可以解释61.86%的细菌群落差异。有机质、速效钾...     

不同地表覆盖方式对苹果园土壤性状及果树生长和产量的影响

以黄土高原9年生红富士果园生态系统为对象,研究不同地表覆盖模式（清耕、生草覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖）对果园土壤性状及果树生长和产量的影响.结果表明：生草覆盖土壤水分剖面分异最低,砂石覆盖土壤水分剖面分异最高;砂石覆盖提高了根层水分含量,有利于果树对水分的利用.不同地表覆盖模式土壤热量状况变化显著,处理间差异明显,极端最高温度下降,但地膜覆盖处理夏季地温超过果树根系生长的上限温度,对果树根系生长和生理功能发挥不利.除地膜覆盖外,其他地表覆盖模式均能提高土壤CO₂释放速率,其中生草覆盖的效果最为显著.不同地表覆盖模式对果树枝条类型比例及产量影响较大,砂石覆盖处理的中短枝比例和果实产量最高;生草覆盖处理的果实产量最低.因子分析结果表明,对于黄土高原沟壑区盛果期果园,砂石覆盖处理是较为适宜的地表覆盖模式.     

渭北旱塬苹果园土壤深层干燥化与硝酸盐累积

以渭北旱塬的苹果园为研究对象,对5～34龄苹果园土壤剖面水分含量分布与硝酸盐累积状况进行研究．结果发现,旱地苹果园的高投入与高产出经营方式不但导致了土壤深层干燥化,而且土壤深层累积了大量的硝态氮,累积层在40～260cm土层,最高含量达403．4mg·kg^-1．由于连续施氮肥,这些氮素被再利用的可能性很小,存在土体中的硝态氮会造成潜在的环境问题．由于土壤深层水对干旱的调节作用减弱或丧失,导致苹果产量受控于当季节降水．因此,应当控制苹果园施氮量,避免氮素的大量累积,并采取措施改善果园水分状况。     

黄土高原苹果园土壤水分及水分生产力模拟

以长武地区为例,采用WinEPIC模型模拟1980—2018年间黄土高原旱作苹果园地深剖面土壤水分和水分生产力变化动态,以期为该区苹果产业的可持续发展提供科学依据。结果表明: 长武地区苹果园年均产量为26.37 t·hm^-2,年均蒸散量为673.66 mm,年均水分生产力为4.07 kg·m^-3,成龄果树水分胁迫天数主要受降雨量影响,果树生长后期年均胁迫天数为46.46 d,深层土壤含水量最早于9龄果树开始接近凋萎湿度。长武地区苹果整个生长周期内供水量是对果园产量影响最大的因素,深层土壤有效水含量降低是制约果树生长中后期产量提高的最主要因素,在降水不足的年份果树会利用更深层土壤水分。当深层土壤可利用水分较少时,过多的降水并未被果树利用,而是转化为浅层土壤水分蒸发。对于成龄果树在年供水量低于500 mm或高于700 mm时都会造成产量的下降。针对不同生长时期的果园,在不同的降雨年份应该调整果园水分管理策略,可以通过补充灌溉、拦蓄集聚雨水、覆盖、修剪枝条等管理措施,降低果树非生产性耗水及自身奢侈性耗水,延缓深层土壤干层的出现时间,在保证果树生长的同时避免水资源的浪费。     

复合微生物菌剂对重茬苹果园土壤细菌群落的影响

【目的】了解抗重茬复合微生物菌剂对重茬苹果园土壤细菌数量及多样性的影响。【方法】对重茬苹果园土壤进行复合微生物菌剂处理后,采用自动核糖体内转录间隔区序列分析方法(Automated ribosomal intergenic spacer analysis,ARISA)对新茬苹果园、重茬苹果园土壤细菌群落多样性进行分析。【结果】经复合微生物菌剂处理2年后,重茬果园土壤OTUs总数和Shannon-Weiner指数分别为250和4.44,新茬果园OTUs总数和Shannon-Weiner指数分别为234和3.81,经One-Way ANOSIM法分析得到二者差异系数P分别为0.108 3和0.084 3。另外,重茬园和新茬园共享核心OTUs有89个,二者的Jaccard群落相似性系数为0.47,相似程度中等。【结论】复合微生物菌剂具有提高重茬果园土壤微生物多样性,促进重茬苹果园土壤微生物生态系统恢复的作用。     

渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异

为了探究渭北旱塬苹果园不同水肥管理模式下的土壤水分差异,于2013—2016年在地处渭北旱塬的陕西省白水县田家洼村进行了田间试验,设置了3个不同果园水肥管理方式:农户模式(单施化肥,FM)、现有模式(推荐施肥配合地膜覆盖,EM)、优化模式(有机无机肥配施配合双元覆盖,OM),并对0~300 cm土层土壤水分进行了测定.结果表明:优化模式可以显著提高0~200 cm土层土壤贮水量,0~100 cm土层土壤含水量在干旱季节较农户模式和现有模式分别增加5.6%和15.3%,优化模式200~300 cm土层土壤水分相对亏缺指数低于现有模式,在干旱年份可以提高降雨入渗,降雨入渗达到300 cm,同时优化模式可以提高果园0~300 cm土层土壤降水补充量,稳定土壤水分变化,有效缓解了深层土壤干燥化程度.优化模式4年平均产量较农户模式和现有模式分别提高36.6%和22.5%.综上,优化模式可以通过提高土壤有效含水量,改善浅层和深层水分状况,提升土壤水分利用效率,在提高产量的同时,缓解土壤深层干燥化程度.     

Effect of long-term different fertilization on bacterial community structures and diversity in citrus orchard soil of volcanic ash

This study was conducted to assess bacterial species richness, diversity and community distribution according to different fertilization regimes for 16 years in citrus orchard soil of volcanic ash. Soil samples were collected and analyzed from Compost (cattle manure, 2,000 kg/10a), 1/2 NPK+compost (14-20-14+2,000 kg/10a), NPK+compost (28-40-28+2,000 kg/10a), NPK (28-40-28 kg/10a), 3 NPK (84-120-84 kg/10a), and Control (no fertilization) plot which have been managed in the same manners with compost and different amount of chemical fertilization. The range of pyrosequencing reads and OTUs were 4,687–7,330 and 1,790–3,695, respectively. Species richness estimates such as Ace, Chao1, and Shannon index were higher in 1/2 NPK+compost than other treatments, which were 15,202, 9,112, 7.7, respectively. Dominant bacterial groups at level of phylum were Proteobacteria, Acidobacteria, and Actinobacteria. Those were occupied at 70.9% in 1/2 NPK+compost. Dominant bacterial groups at level of genus were Pseudolabrys, Bradyrhizobium, and Acidobacteria. Those were distributed at 14.4% of a total of bacteria in Compost. Soil pH displayed significantly closely related to bacterial species richness estimates such as Ace, Chao1 (p<0.05) and Shannon index (p<0.01). However, it showed the negative correlation with exchangeable aluminum contents (p<0.05). In conclusion, diversity of bacterial community in citrus orchard soil was affected by fertilization management, soil pH changes and characteristics of volcanic ash.     

黄土旱塬区苹果园土壤水分动态

选取黄土旱塬区盛果期果园,于2009-2013年对0～500 cm土层土壤含水量进行连续监测,了解其土壤水分动态变化规律.结果表明： 平水年,苹果园耗水主要发生在0～300 cm土层;年降水量小于400 mm时,果树主要消耗300 cm以下土层土壤水分;受年降水量和苹果耗水的共同影响,200～300 cm土层是土壤水分的最大波动层;苹果园4-6月底季节性干旱明显,土壤水分的蓄积主要发生在7-10月中旬,该期的土壤蓄水能有效缓解下一年的春季干旱.     

黄土高原苹果园不同生长阶段的小气候特征

在黄土高原苹果园内,使用小气候梯度自动测定系统于2011年1月—2013年12月定位观测果园6、3、1.5 m高度的光合有效辐射(PAR)、气温、树体温度、相对湿度以及冠层顶的总辐射和土壤10~60 cm深度的温湿度,分析了苹果园不同生长阶段的小气候特征。结果表明:总辐射、PAR、空气温度和树体温度日变化均呈单峰曲线,总辐射和PAR在12:50、空气温度和树体温度在16:00左右达到最大值;总辐射和PAR在生长盛期最强,生长始期次之;空气温度、树体温度和土壤温度在盛期随辐射变化最大,在始期次之;生长始期温度日较差最大;冠层下部PAR在生长盛期和休眠期小于冠层顶,休眠期空气温度垂直变化最大,盛期次之,除土壤表层外,其余各层土壤温度均随深度增加而升高且日变化较小;空气湿度生长盛期最大,休眠期次之,日变化呈现高-低-高趋势,冠层下部的湿度在夜间高于冠层顶部且盛期相差最为明显,生长始期其日较差最大,盛期次之;生长始期土壤含水量最高,盛期次之,表层和深层含水量较小,20 cm含水量高,但其变化幅度较大。