不同施肥量对仙草产量和土壤微生物多样性的影响

本研究以仙草为对象,探讨了不同施肥量对其产量及根际土壤微生物多样性的影响。通过大田栽培试验,设置多个氮磷钾复合肥施肥量处理,测定仙草产量,采用Pacbio三代测序平台构建采收期仙草根际土壤细菌16S rRNA基因文库,对其进行高通量测序和生物信息学分析。结果表明:仙草产量随施肥量的增加呈先增后降的趋势;土壤微生物多样性随施肥量的增加呈先降后增的趋势;与对照相比,300、450、600 kg/hm^(2)复合肥处理的土壤中在门水平上优势种群及其含量变化较少,在目水平上拟杆菌目和黄单胞菌目的相对丰度均有所增加,在属水平上未分类酸杆菌属显著降低,在种水平上表皮葡萄球菌丰度显著降低;NMDS分析显示,不施肥和施300 kg/hm^(2)复合肥土壤细菌多样性显著不同于其他处理,施450~600 kg/hm^(2)复合肥细菌群落多样性差异不显著。施用300~450 kg/hm^(2)化肥可显著提高仙草产量,显著降低土壤细菌微生物多样性,类杆菌门、厚壁菌门和拟杆菌目的富集受施肥影响较大。综合考量,300 kg/hm^(2)为仙草最佳施肥量。

任豆凋落物理化特性对土壤微生物多样性的影响研究综述

喀斯特地貌是地下水与地表水对可溶性岩石溶蚀与沉淀,侵蚀与沉积,以及重力崩塌、坍塌、堆积等作用形成的地貌,为中国五大造型地貌之一。土壤微生物是土壤生态系统中重要的组成部分,对于土壤生物学功能和生态系统稳定具有重要作用。植物凋落物是生态系统中重要的碳源,对土壤微生物多样性具有潜在的影响。植物凋落物的种类、数量和分解状态与土壤微生物的群落结构和多样性密切相关。此外,土壤环境因素如土壤pH、含水量等也对植物凋落物分解及土壤微生物多样性具有重要的影响。任豆是中国特有的单种属植物,也是南方地区石山造林的优良先锋树种。目前,关于任豆凋落物对土壤微生物多样性的影响鲜有文献报道。本研究通过查阅相关文献资料及实地调查,拟在参考前人研究方法的基础上,采集不同调查样地任豆和对照植物的凋落物及相应的土壤样品,利用高通量测序技术和同质园试验,分析土壤微生物群落结构及多样性的变化,通过相关性分析,说明其与任豆凋落物理化特性的关系。同时,通过对不同植物凋落物及土壤理化性质分析,说明任豆凋落物对土壤微生物多样性的影响及其作用机制,以便为喀斯特地区石漠化治理和植被恢复重建,促进土壤生态系统的健康发展提供理论支持。

土壤微生物多样性对土壤环境质量的影响研究

本文综述了土壤微生物多样性对土壤生态系统的重要性及其对土壤环境质量的影响。详细介绍了土壤微生物多样性的概念、评价方法、影响因素,并探讨了其与土壤环境质量之间的关系。通过分析微生物群落结构与功能、生态位分割与生物相互作用等机制,阐述了土壤微生物多样性在维持土壤生态系统功能和稳定性方面的重要性。最后,提出了未来研究的展望,包括评价方法的改进和微生物多样性在生态工程和农业生产中的应用潜力。

环境污染对土壤微生物多样性的影响及生态修复技术探讨

环境污染对土壤微生物多样性构成严重威胁,土壤微生物多样性在生态系统功能中发挥着至关重要的作用,所以了解污染物对土壤微生物多样性的影响,对于设计有效的生态修复技术至关重要。本文重点探讨了影响土壤微生物的污染物类型、改变机制、对生态系统功能的影响以及常见的生态修复技术,如植物修复、生物修复、土壤改良、人工湿地、土地复垦和恢复等。优先通过自然过程恢复土壤健康和生物多样性,可以减轻污染的不利影响并提高环境复原力。

极端干旱区防护林地土壤微生物多样性分析

极端干旱区的生态系统不稳定,是对气候变化和人类活动较为敏感的陆地生态系统之一。极端干旱区的土壤微生物多样性是否可以持续性维持,不仅影响当地的气候环境和生态平衡,同时也会影响全球的生态平衡与稳定。研究发现,土壤微生物多样性将影响植物多样性,进而影响生态系统功能和稳定性。因此,在极端干旱区保护植物多样性的同时,要保护土壤微生物多样性。

不同品种菌草对土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响

对6个菌草品种种植前后的土壤养分、土壤酶活性进行检测,采用Illumina-MiSeq高通量测序技术对微生物多样性和微生物群落进行分析.结果表明,6个不同品种菌草土壤的有机碳、全氮、速效氮和速效磷的含量均显著高于未种植菌草的对照组(P<0.05),桂闽引象草土壤速效氮(27.88 mg·kg^(-1))、全氮(1.12 g·kg^(-1))和有机质含量(33.51 g·kg^(-1))最高,象草的土壤速效磷(8.49 mg·kg^(-1))含量最高.种植6种菌草后,除了过氧化氢酶,土壤酶活性均有显著提高(P<0.05),象草土壤磷酸酶活性(883.46μmol·g^(-1))、桂闽引象草土壤脲酶活性(18.77μg·g^(-1))和蔗糖酶活性(16.43 mg·g^(-1))最高.Pearson相关性分析结果表明:过氧化氢酶与速效氮、全氮和有机碳均呈显著负相关(P<0.01),酸性磷酸酶与速效磷呈显著正相关(P<0.01),脲酶与速效氮、速效磷、全氮和有机碳均呈显著正相关(P<0.05),蔗糖酶与有机碳呈显著正相关(P<0.01).种植不同品种菌草后,巨菌草、象草、热研4号王草、桂闽引象草土壤中细菌和真菌多样性指数ACE均显著高于对照组(P<0.05),桂牧1号真菌多样性指数CHAO显著高于对照组(P<0.05).Pearson相关性分析表明:土壤微生物中多数细菌和真菌优势菌属均与土壤养分有显著的相关性.总之,种植菌草对改良土壤、提高土壤酶活性和土壤微生物多样性具有积极作用.

树种多样性和土壤微生物多样性对人工林生产力的影响

林分生产力通常会随着树种多样性增加而增加,但不同营养级生物多样性以及树种和土壤微生物多样性之间的相互作用如何影响生产力目前尚不清楚。以亚热带不同丰富度和树种组成的人工林为研究对象,从物种、功能性状、遗传三个维度的树种多样性以及土壤真菌和细菌系统发育多样性,探究了中国亚热带人工林树种多样性和土壤微生物多样性对林分生产力的影响。研究发现,林分生产力随树种功能多样性(FD)(P<0.001)、比叶面积群落加权均值(CWM-SLA)(P<0.01)、树种系统发育多样性(PD)(P<0.05)和土壤真菌多样性(PDF)(P<0.01)的增加而显著增加,分别解释了林分生产力总变异的12.86%、6.80%、3.67%和3.08%。FD和CWM-SLA可分别通过增加土壤真菌、细菌多样性而间接提高林分生产力。研究结果表明多营养级生物多样性是维持高水平林分生产力的基础,树种多样性和土壤微生物多样性之间的自上而下的级联效应在调节生态系统生产力方面发挥着重要作用。

多雨烟区烤烟种植密度对烟株发病率及土壤微生物多样性的影响

为明确多雨烟区适宜的烤烟种植密度,探讨种植密度对多雨烟区烟叶品质的影响及土壤微生物的响应特征。以云烟87为材料,研究不同种植密度(CK 16650株/hm^(2);T118525株/hm^(2))对烟叶产质量及土壤微生物群落结构的影响。结果表明:与CK处理相比,T1处理的烟株株高增加了6.02%,产量增加了8.65%。成熟期T1处理的烟草黑胫病、根黑腐病、炭疽病的发病率分别比CK处理降低了15.38%,11.76%,18.18%。T1处理根际土壤细菌群落物种多样性比CK处理增加了1.62%,丰富度降低了0.99%;真菌群落物种丰富度增加了3.76%,多样性降低了4.71%。T1处理与CK处理的细菌和真菌群落结构相似,但土壤样品中微生物优势类群不一致。T1处理的土壤变形菌门、酸杆菌门和放线菌门的细菌相对丰度以及子囊菌门的真菌相对丰度较高;T1处理土壤的鞘氨醇单胞杆菌属细菌相对丰度和青霉属真菌相对丰度显著提高。冗余分析(RDA)显示,环境因子(日照时长、降雨量、温度)显著影响了细菌和真菌群落结构,对土壤细菌群落变化的影响强度为降雨量>温度>日照时长;对土壤真菌群落变化的影响强度为日照时长>降雨量>温度。多雨烟区适当增加烤烟的种植密度可改善土壤微环境,减少病害发生,进而提高烤后烟叶品质及提高烟农收入。

农药使用对土壤微生物多样性的影响研究

农药使用对土壤微生物多样性产生显著影响。本研究采用高通量测序技术分析不同农药使用条件下土壤微生物群落结构变化。结果表明,农药使用导致土壤微生物多样性降低,功能丰富度减少,群落结构发生改变。尤其是在长期、大量使用农药情况下,对土壤微生物造成不可逆的破坏。研究还发现,合理使用农药和采用生物农药可以降低对土壤微生物多样性的影响,从而保护土壤生态系统。

生态有机肥对番茄青枯病及土壤微生物多样性的影响

采用田间小区试验和FAMEs分析研究了不同用量生态有机肥对番茄青枯病的抑制效果和土壤微生物的影响 .结果表明 ,连作地番茄青枯病发生率为 10 0 % ,施生态有机肥显著地降低了连作地番茄青枯病的发生 .用量为 1kg·m-2 和 0 .5kg·m-2 时 ,番茄青枯病发生率分别为 39%和 5 0 % ,两种施肥量间差异不显著 .施生态有机肥后土壤微生物群落脂肪酸指纹发生明显改变 ,革兰氏阴性菌生物标记物cyc17∶0的含量增加 ,真菌生物标记物c18∶2w6的含量增加 ,作为AM菌根的生物标记物c16∶111c呈上升趋势 .聚类分析表明 ,对照和施生态有机肥处理土壤微生物脂肪酸指纹之间的最短距离是 1.0 8,不同施用量处理之间的最短距离是 0 .70 .施用生态有机肥能调控土壤微生物群落结构 ,促进有益微生物的生长 ,增强土壤生态系统的稳定性和抑病性 。

贺兰山不同海拔典型植被带土壤微生物多样性

土壤微生物多样性在海拔梯度的分布格局研究近年来受到和植物动物一样的重视程度,但是干旱风沙区微生物多样性在海拔梯度上的多样性分布规律尚未揭示。以处于干旱风沙区的贺兰山不同海拔的6个典型植被带土壤为研究对象,利用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)系统研究微生物多样性群落特征以及在不同植被带分布规律。结果表明:土壤微生物功能多样性随海拔增加发生变化,且微生物群落结构存在显著差异。Biolog分析显示土壤微生物群落代谢活性依次是:亚高山草甸>寒温性针叶林>针阔混交林>温性针叶林>山地旱生灌丛>荒漠草原,随海拔的升高土壤微生物群落物种丰富度指数(H)和均匀度指数(E)总体上均表现出增大的趋势,差异显著(P<0.05);FAMEs分析表明不同海拔的微生物区系发生了一定程度的变化,寒温性针叶林土壤微生物磷酸脂肪酸生物标记的数量和种类均最高,且细菌、真菌特征脂肪酸相对含量也最高;土壤微生物群落结构多样性次序是:寒温性针叶林带>针阔混交林带>温性针叶林带>亚高山草甸>山地旱生灌丛>荒漠草原。研究结果表明贺兰山海拔梯度的微生物多样性分布规律不同于已有的植物多样性"中部膨胀"研究结果,这说明在高海拔地区有更多的适合该生境的微生物存在,这对维持干旱风沙区的生态系统功能稳定性具有重要意义。

有机肥与化肥配施对黄瓜产量及土壤微生物多样性的影响

有机肥和化肥配合施用比单施化肥或有机肥具有明显的优势,但在配合施用时其对土壤生物多样性的影响方面还缺乏深入探讨。在等氮量条件下,将水葫芦(Eichhornia crassipes)有机肥(WOF处理)、猪粪有机肥(POF处理)和发酵床熟化垫料有机肥(FOF处理)分别以1∶1的比例与化肥〔w(N)∶w(P2O5)∶w(K2O)=15∶15∶15〕配施,并以单施化肥(CF处理)和不施肥(CK处理)为对照,分析其对设施大棚黄瓜(Cucumis sativus)产量及土壤微生物多样性的影响。结果表明:采用不同有机肥与化肥配施可以获得与化肥相当或者超过化肥的产量,其中FOF处理产量最高,比CF处理提高26.77%,其次为WOF处理。有机肥与化肥配施不仅可以保持或提高黄瓜果实产量,同时可以提高果实品质,WOF、POF和FOF处理维生素C含量比CF处理增加30%左右。与CF处理相比,有机肥与化肥配施能提高氮素利用效率,但是不同来源的有机肥与化肥配施在氮素利用效率上存在明显差异。PCR-DGGE分析显示细菌群落结构可分为3大类,CK和CF处理群落结构相似,WOF和POF处理群落结构相似,FOF处理则单独成一类;不同来源的有机肥与化肥配施都能提高土壤中细菌的香农-威尔指数和丰度,与CF处理相比最高能提高5%以上。施入外源有机物质可以改变土壤的细菌群落结构,提高土壤微生物多样性,而施入化肥对土壤的细菌群落结构无显著影响。

不同秸秆还田方式对和田风沙土土壤微生物多样性的影响

秸秆还田是有效利用秸秆资源的重要途径,能够提高土壤养分含量、调节土壤微生物的群落结构和多样性,但目前还缺乏不同秸秆还田方式对新疆沙化土壤肥力和微生物多样性影响的系统报道。为探索新疆沙化土壤肥力可持续提升模式,于2010—2012年在和田风沙土土壤上设置秸秆直接还田(NPKS)、过腹还田(NPKM,15.0 t×hm^(-2))和炭化还田(NPKB1,2.5 t×hm^(-2);NPKB2,15.0 t×hm^(-2))定位试验,研究不同秸秆还田处理对和田风沙土土壤养分、微生物数量、土壤酶活性和Biolog碳源利用的影响。结果表明:1)与单施化肥(NPK)相比,不同秸秆还田方式均能显著提高风沙土土壤养分含量,其中NPKM处理效果最好,其次是NPKB2处理,NPKS和NPKB1处理分别为第3和第4。2)不同秸秆还田方式对土壤微生物数量影响差异显著,均增加了土壤中细菌、放线菌和生理菌群的数量,与NPK处理相比,细菌数量NPKB2处理最高,放线菌数量NPKM处理最高,分别显著提高了413.16%和574.19%。但NPKB1和NPKB2处理对生理菌群数量的提升效果好于NPKS处理和NPKM处理。土壤酶活性,不同秸秆还田方式总体好于NPK处理,NPKM处理的提升效果最好。3)Biolog碳源利用分析表明不同秸秆还田方式均能提高风沙土土壤微生物活性和丰富度指数。主成分分析表明,不同秸秆还田方式土壤微生物群落明显不同,起分异作用的碳源主要为羧酸类和糖类。聚类分析显示NPKB2和NPKM处理之间、NPKB1和NPKS处理之间土壤微生物功能相似。由此可以看出,不同秸秆还田方式均能显著提高和田沙化土壤微生物活性和功能多样性,但不同方式的增效不同。从3年定位试验结果看,秸秆过腹还田和炭化还田的效果较好,秸秆直接粉碎还田有增加土传病害的风险。该结果将为南疆沙化土壤肥力可持续提升提供一定的理论指导。

不同有机无机复混肥对小麦产量、氮效率和土壤微生物多样性的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与无机复混肥等价格施入对小麦产量、氮素利用率以及土壤微生物多样性的影响。结果表明,3种堆肥原料有机无机复混肥处理的小麦子粒产量(5838.8～6243.1 kg/hm^2)为化肥处理(5880.4 kg/hm^2)的99.3%～106.2%,差异不显著。猪粪处理和菜粕处理的小麦子粒的氮素累积量(分别为100.2 kg/hm^2和95.8 kg/hm^2)显著高于化肥处理(85.9 kg/hm^2)和中药渣堆肥有机无机复混肥处理(84.5 kg/hm^2);3种有机无机复混肥的氮肥回收效率和氮素利用率(包括氮素生理利用效率和氮素子粒生产效率)都高于化肥处理的氮肥回收效率和氮素利用率。对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析表明,施入外源有机物质(菜粕堆肥、猪粪堆肥与中药渣堆肥)可以改变土壤的微生物细菌群落结构,而施入化肥对土壤的微生物细菌群落结构影响较小。本试验条件下,施用3种堆肥原料的有机无机复混肥可以获得与施用化肥相当的小麦子粒产量,提高小麦的氮素回收和利用效率,改变土壤微生物细菌群落结构。

生物肥防治香蕉枯萎病及对土壤微生物多样性的影响

通过盆栽试验比较堆肥、生物有机肥和生物复混肥3种肥料灭菌前后对粉蕉(Musa paradisica,AAB)促生和枯萎病防病效果,采用Biolog Eco微平板方法研究不同肥料对土壤微生物功能多样性影响以及与防病关系。结果表明,所有施肥处理病情指数均比单接病原菌低,生物有机肥和生物复混肥防病效果分别为61.5%和53.8%,同相应肥料灭菌处理和堆肥比较,功能细菌在防病效果中具有重要作用。生物有机肥和生物复混肥明显促进粉蕉生长,鲜质量分别比单接病原菌高35.0%和70.9%。Biolog结果表明,单接病原菌处理AWCD和Shannon diversity指数比空白对照高,施肥处理又不同程度低于单接病原菌,Shannon eveness指数差异不明显。肥料防病效果与土壤微生物功能多样性变化趋势相反。

复合微生物菌剂对番茄青枯病和土壤微生物多样性的影响

采用微生物培养和B IOLOG GN2微平板培养,研究了施入自制的复合微生物菌剂对番茄青枯病和土壤微生物多样性的影响.平板抑菌试验结果表明,复合菌剂对番茄青枯病菌有一定的拮抗作用;盆栽试验结果显示,施入复合菌剂后,可延缓青枯病发病时间并降低发病率;不同程度地提高了土壤微生物群落的平均每孔颜色变化率(AWCD)和多样性指数;主成分分析表明,施入复合菌剂的处理,在番茄生长中期,土壤微生物群落功能较相似,其菌群特征是对糖类和聚合物优先利用,对羧酸类利用率则较低.

磷脂脂肪酸法分析地黄根际土壤微生物多样性

应用磷脂脂肪酸法(PLFA)分析了1年生、2年生和5年轮作地黄根际土壤微生物群落多样性。研究发现,地黄连作障碍在2年生和5年轮作田均发生,表现为病虫害严重,根系生长不良,根际土壤微生物基础呼吸、代谢商高于对照等,说明地黄根际生态系统的代谢能力降低,可能影响到能量循环过程。应用主成分分析法从33个PLFAs中提取出3个主成分,代表72.55%的变异信息,其中PCI解释了48.91%的变异,PC2解释了14.16%的变异,PC3解释了9.48%的变异,而且从主成分得分图上可以很明显区分根际和非根际土壤。另外还发现地黄根际真菌标志磷脂C18:2ω6,9显著高于非根际的对照土壤,这可能和根际病害发生有关。

供水及间甲酚对小麦间作蚕豆土壤微生物多样性和酶活性的影响

通过盆栽试验,探讨供水(田间持水量的45%、60%和75%)和化感物质间甲酚对小麦、蚕豆不同种植模式生长盛期土壤微生物多样性和酶活性的影响.结果表明,随灌水水平的降低,不同处理的土壤细菌、真菌和放线菌数量随之减少,间甲酚可加剧灌水减少引起的微生物数量的减少;间甲酚对不同处理土壤微生物多样性指数均具有降低作用,提高灌水水平可缓解间甲酚对间作群体土壤微生物多样性的负效应,但间甲酚在75%灌水水平下对单作微生物多样性的负效应最大,45%的供水水平和间甲酚作用下间作可维持更高的土壤微生物多样性.间甲酚对土壤过氧化氢酶的化感作用不显著,对脲酶和酸性磷酸酶活性的化感作用显著;3种土壤酶活性随供水水平的降低均显著下降,但供水与间甲酚、种植模式的互作效应对酶活性的影响不显著;间作对土壤过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性具有极显著影响.

一种简单有效且适于土壤微生物多样性分析的DNA提取方法

参照Zhou[11]的方法进行了改进,获得了一种简单、有效的DNA提取方法。此方法操作简单、从大量样品改为小量样品的提取,利用高浓度的PEG沉淀,不作回收纯化,所提DNA片段较大,在23kb以上,每克土的DNA提取量从3.74～15.28μg,OD260/OD230比值在0.89～1.21范围内,用真菌和细菌核糖体特异性引物进行PCR扩增,均获得较好的结果,DGGE图谱显示丰富性较高,可用于细菌多样性和真菌多样性的分析。此方法能够从4种不同性质土壤中提取出DNA,但提取盐渍土壤和碱性土壤的效果更好一些,为土壤微生物群落结构的多样性分析奠定良好的基础。

养猪发酵床垫料有机肥对辣椒产量及土壤微生物多样性的影响

随着环保压力的日益增加和农户环保意识的逐渐增强,发酵床养猪技术逐渐被农户接受,但是发酵床熟化垫料再利用相对较难,限制了发酵床养猪技术的推广。本研究将两种发酵床熟化垫料分别进行高温堆肥处理,熟化垫料总养分(氮、磷、钾)含量均超过50 g/kg,重金属和粪大肠杆菌含量均未超标,蛔虫卵死亡率95%以上,符合商品有机肥标准。作物试验表明,在等氮量施用条件下,发酵床熟化垫料有机肥施用后辣椒产量与化肥和常规有机肥处理相当,并能提高辣椒品质,改善土壤肥力。PCR-DGGE结果表明,不同处理土壤细菌群落结构可大致分为3种类型,对照(CK)和化肥(CF)处理群落结构相似,为第一类;常规猪粪有机肥(POF)为第二类;两种发酵床熟化垫料有机肥(FOF和ROF)群落结构相似,为第三类。施肥处理能明显改变土壤微生物多样性,施用有机肥(POF、FOF、ROF)对土壤微生物多样性改变的效果比化肥(CF)大;不同来源的有机肥(POF和FOF、ROF)对土壤中微生物区系改变方向不一样,来源接近的有机肥(FOF和ROF)对土壤微生物区系改变方向接近。