蚯蚓联合生防细菌Bacillus velezensis改善连作百合土壤细菌群落结构及防治枯萎病的效果

【目的】从土壤理化性状和微生物群落结构及多样性角度,研究蚯蚓联合生防细菌改善百合连作障碍的机理和效果,为湖南百合产业化种植提供技术措施。【方法】采用盆栽试验方法,在湖南长沙连续种植了两季百合(Lilium lancifolium Thunb.)。供试土壤为红壤,生防菌为Bacillales velezensis YFB3-1菌液(菌体浓度为10^(9) CFU/mL),蚯蚓为赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)。试验设单施菌液(T1)、只接种蚯蚓(T2)、同时使用菌液和蚯蚓(T3) 3个处理,以不使用菌剂和蚯蚓为对照(CK)。调查了两茬百合产量和枯萎病病情指数,分析了第二茬百合根际土壤理化性质、细菌群落结构和多样性,以及连作百合产量与根际土壤理化性质、细菌群落和枯萎病的相关性。【结果】与第一茬相比,同一处理的第二茬百合产量都显著下降。两年连作百合产量都以同时使用菌液和蚯蚓(T3)处理为最高,分别为16464、15674 kg/hm^(2),都显著高于同年份其他处理。两年连作百合枯萎病发病率和病情指数都以T3为最低,都显著低于同年份其他处理,T3处理百合枯萎病病情指数分别为18.15(2019年)、25.00 (2020年),并且两年的防治效果(T3)都明显优于单施菌液(T1)和接种蚯蚓(T2)。相比于对照(CK),2019、2020年T3处理百合枯萎病防治效果分别为44.55%、37.66%,分别增产15.05%、14.78%。蚯蚓联合生防菌YFB3-1增加了根际土壤Rhizobiales、Flavobacteriales、Pseudomonadales、Bacillales等有益微生物的种群丰度,蚯蚓与生防菌YFB3-1在抑制连作百合枯萎病方面具有显著的互作效应,因而缓解连作百合产量下降的效果最佳。【结论】在施用芽孢杆菌生防菌剂防治连作百合枯萎病的同时,可以增施有机肥(牛粪)来提高土壤中蚯蚓数量,有效预防百合枯萎病发生,减少连作百合产量损失。

不同覆盖处理对菠萝园土壤代谢物和细菌群落结构的影响

【目的】探测不同覆盖处理对菠萝园土壤微生态环境的影响。【方法】以未覆盖为对照(CK),比较研究了聚乙烯地膜(PM)、无纺布(NW)和可降解地膜(BF)覆盖下菠萝营养生长期土壤理化性状、酶活性以及细菌群落结构、代谢物的差异。【结果】与CK相比,NW土壤中有效磷以及BF土壤中全氮含量显著提高;3种覆盖下土壤的过氧化氢酶和蔗糖酶活性显著降低,但PM土壤的蛋白酶、BF的酸性磷酸酶活性显著提高。与CK相比,PM土壤的放线菌数量减少;NW的细菌数量增多,放线菌减少;BF土壤的真菌和细菌数量增多,放线菌减少。16S测序表明3种覆盖的细菌菌群多样性均低于CK,其中BF的菌群丰度相对最高。与CK相比,PM、NW、BF土壤共筛选到17种显著差异代谢物,主要包括糖类、有机酸、含氮化合物和醇类代谢物,3种覆盖处理中BF土壤的糖类代谢物积累最高。CCA分析表明,pH影响土壤菌群结构发生分异,土壤养分、酶活性与细菌群落结构存在正相关。【结论】3种覆盖处理中NW有利于维持营养生长期菠萝园土壤相对稳定的微生态环境。

镉污染对滨海滩涂围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构的影响

研究镉(Cd)污染对滩涂湿地围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构的影响,探求有益于Cd污染农田土壤修复的耐Cd细菌菌群。采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析Cd浓度分别为0,3.5,60 mg·kg^(-1)时对台州湾滩涂湿地围垦区西兰花根际土壤细菌群落结构和多样性指数的影响。结果表明:所有样品中检测到的细菌菌群分属于35门、97纲、205目、315科、506属。低浓度Cd污染时,西兰花根际土壤细菌Chao 1指数和Shannon指数与对照相比大幅度升高,而高浓度Cd污染时,土壤细菌Chao 1指数和Shannon均大幅度下降。随着Cd污染程度的增加,西兰花根际土壤放线菌门和浮霉菌门相对丰度呈一直下降的趋势,拟杆菌门和芽单胞菌门相对丰度呈一直升高的趋势。土壤变形菌门和髌骨菌门相对丰度呈先下降后上升的趋势,而土壤酸杆菌门、棒状杆菌门、疣微菌门、硝化螺旋菌门和厚壁菌门相对丰度呈先上升后下降的趋势。变形菌门、拟杆菌门、髌骨菌门和芽单胞菌门在高浓度Cd污染下为农田土壤细菌群落的主体。土壤罗思河小杆菌属相对丰度在低浓度Cd污染时呈下降趋势,而在高浓度Cd污染时呈升高趋势,土壤鞘氨醇单胞菌属的相对丰度在低浓度Cd污染时呈上升趋势,在高浓度Cd污染时呈下降趋势。土壤罗思河小杆菌属、马赛菌属、黄杆菌属和杜擀氏菌属可以被认为是西兰花根际土壤高抗Cd污染的细菌菌属。研究结果可为滨海滩涂地西兰花重金属污染土壤微生物修复提供依据。

作物轮作对多年连作棉田土壤细菌群落结构的影响

新疆棉田连作问题突出,作物轮作是缓解棉田连作障碍的有效措施。通过对长年连作棉田轮作苜蓿、大豆、花生等六种作物后土壤进行细菌群落结构分析,评价六种作物对棉田土壤微生态的影响程度,筛选能够显著改善提升连作棉田土壤微生态的作物。结果表明:大豆、花生、苜蓿三种豆科作物根际的土壤细菌群落结构与棉花相似性较高,对棉田土壤细菌ACE指数、Chao1指数虽有提升但无显著差异。而番茄、玉米、甜菜三种作物对棉田土壤细菌群落结构影响较大,显著降低了棉田土壤细菌Alpha多样性及不同分类水平细菌种群的数量。在物种组成方面,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中优势细菌门,变形菌门在番茄根际土壤的丰度最高(58.4%),在苜蓿根际最低(40.5%);放线菌门在苜蓿根际丰度最高(15.8%),在番茄根际最低(6.5%);酸杆菌门在大豆根际丰度最高(10.2%),在番茄根际最低(5.5%)。土壤中显著差异细菌种群主要富集在苜蓿、大豆根际,但是不同作物单季轮作未对土壤中主要有益细菌种群的相对丰度产生显著影响。综合看,大豆、花生、苜蓿三种豆科作物单季轮作对棉田土壤细菌群落结构的影响较小;番茄、玉米和甜菜能够显著降低棉田土壤细菌多样性和种群数量,其中甜菜的影响作用最显著。

有机碳肥对植烟土壤细菌群落结构和烤烟产质量的影响

本试验旨在探究有机碳肥对植烟土壤细菌群落结构的调节作用及对烤烟产质量的影响。采用田间试验方式,设置CK(对照,常规施肥)、T1(常规施肥+有机碳肥75 kg/hm^(2))、T2(常规施肥+有机碳肥150 kg/hm^(2))和T3(常规施肥+有机碳肥225 kg/hm^(2))共4个处理,考察有机碳肥对植烟土壤细菌群落结构、优势菌相对丰度、主要菌门相对丰度与土壤化学性质的相关性和对烤烟产质量的影响。结果表明,施加有机碳肥后土壤细菌Shannon指数、Ace指数和Chao1指数较CK均有所提高,并且显著提高了酸杆菌门(Acidobacterio-ta)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度;主要菌门相对丰度与多数土壤化学因子存在显著相关关系,其中GAL15与速效磷和碱解氮呈显著正相关(P<0.05),与速效钾、有机质和全碳呈极显著正相关(P<0.01),蛭弧菌门(Bdellovibrio)与速效钾、碱解氮、有机质呈显著负相关(P<0.05)。施用有机碳肥可提高烤烟产质量,T2处理效果最好,烤后烟总糖、还原糖、钾含量较CK分别增加9.89%、16.84%%和11.71%,感官质量评价总分最高,烤烟产值、上等烟比例和均价相较CK分别提高20.01%、13.84%和3.87%。综上所述,施加有机碳肥可改善植烟土壤细菌群落结构,提高烤烟产质量,以150 kg/hm^(2)有机碳肥施用量效果最佳。

缓释肥施用对节水抗旱稻田土壤养分和细菌群落结构的影响

以节水抗旱稻‘八月香’为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序技术,探究了缓释肥施用对节水抗旱稻田土壤养分和细菌群落结构的影响。结果表明:缓释肥施用能够有效提高节水抗旱稻田土壤碱解氮的含量;缓释肥和复合肥混合施用(CS处理)有利于土壤有效态养分(氮、磷、钾)保持在较高水平;施肥方式的变化可改变土壤细菌在门水平的群落结构组成,CS处理中绿弯菌门(Chloroflexi)和厌氧绳菌科(Anaerolineaceae)等细菌群落显著富集;土壤碱解氮和pH是影响节水抗旱稻田土壤细菌群落结构组成的主要因素。综合来看,缓释肥和复合肥混合施用是适合节水抗旱稻田采用的最佳施肥方式。该施肥方式既能保障作物高产和土壤养分的持续供给,还能改善土壤细菌群落结构,促进土壤生态健康和养分循环过程。研究结果可为节水抗旱稻田土壤养分的高效利用提供科学依据。

施用生物炭对烟叶品质和土壤及其细菌群落结构的影响

【目的】研究施用生物炭对烟叶品质、土壤养分和土壤细菌群落结构的影响。【方法】以云烟87为试验材料,大田随机区组试验,设置4个处理(SWT1:常规施肥;SWT2:常规施肥+生物炭1500 kg/hm^(2);SWT3:常规施肥+生物炭2250 kg/hm^(2);SWT4:常规施肥+生物炭3000 kg/hm^(2)),测定各处理烤后烟叶化学成分和感官质量,分析成熟期植烟土壤养分和烤烟根际土壤细菌群落结构。【结果】施用生物炭对植烟土壤养分和烤后烟叶化学成分无显著影响;相比SWT1处理,施用生物炭各处理烤后烟叶感官质量显著提高,其中SWT3处理的香气质、香气量、浓度、劲头、杂气、使用价值和总得分分别提高13.85%、6.56%、10.87%、8.70%、4.62%、12.31%和6.25%,表现最优;相比SWT1处理,随着生物炭施用量的上升,烟株根际土壤细菌丰富度(Chao1指数)、多样性(Shannon指数)、总ASV数(扩增子序列变异体,Amplicon sequence variants)和独有ASV数呈下降趋势,与SWT1处理的微生物群落结构组成差异随生物炭施用量的提高而增加;变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等为各处理的优势菌门,门分类水平下,不同处理的群落结构无显著差异;施用生物炭提高f__Rhizobiaceae、g__Allorhizobium、g__Neorhizobium、g__Pararhizobium、g__Rhizobium等固氮菌以及f__uncultured_Actinobacterium、f__Burkholderiaceae、f__Pseudomonadaceae、o__Pseudomonadale、g__Pseudomonas、g__Sphingopyxis、g__Dyella、g__Massilia等促生菌的相对丰度,降低s__unclassified_Anaerolineaceae、g__unclassified_Caulobacteraceae等反硝化细菌的相对丰度;ASV分类水平下,AN(碱解氮)含量是影响土壤细菌群落结构变化的最主要土壤因子。【结论】施用生物炭提高烤后烟叶感官质量,其中2250 kg/hm^(2)处理表现最优;施用生物炭降低根际土壤细菌α-多样性,提高根际土壤固氮菌、促生菌、反硝化细菌等有益菌相对丰度,有利于增加土壤养分,促进植物生长。

网箱养殖对喀斯特深水型湖泊水体细菌群落结构的影响--以万峰湖为例

微生物群落结构的变化可反映养殖环境的变化,研究水体微生物群落结构组成及功能对管理和维护湖泊生态环境具有重要意义。2019年6月,在贵州省万峰湖(104.5~105.1°E,24.7~24.9°N)网箱上游1000 m处(对照点)、网箱内、网箱下游200、400、600、800 m处设置采样点,每个采样点均采集表层、中层(25 m)、底层(50 m)水体水样。利用高通量测序技术分析水样中细菌群落多样性,结果显示:18个水样中共鉴定出细菌38门、699属,其中Flavobacterium(黄杆菌属)和Pseudomonas(假单胞菌属)是万峰湖水体中优势菌属,网箱底层水体中分布有Lactobacillus(乳杆菌属)、Barnesiella、Shewanella(希瓦氏菌属)、Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)等特异性优势菌属。对不同采样点细菌多样性分析表明:万峰湖水体与网箱的水平距离是影响细菌群落结构的关键,影响范围在800 m以内。网箱养殖造成了底层水体大量特异性细菌种属的产生。pH、总磷和化学需氧量是影响网箱水体细菌群落的关键因子。研究结果可为湖泊渔业养殖可持续性发展和湖泊生态环境保护提供参考。

不同基质配比下黄瓜根际细菌群落结构及多样性分析

分析菇渣、锯末不同比例配比下黄瓜植株根际细菌群落结构特征发现,菇渣和锯末复配基质可替代常规商品基质泥炭(CK)栽培黄瓜,为新型基质栽培模式的应用提供依据。与CK相比,用菇渣、锯末按照3种不同比例复配组成的基质栽培黄瓜,其产量、根际细菌多样性和丰富度指数间均显著提高,同时还影响根际细菌的代谢功能,其中菇渣与锯末比例为1∶1时(T2)表现最佳。在门分类水平上,菇渣、锯末复配基质栽培条件下黄瓜植株根际中变形菌门(Proteobacteria)细菌丰度占比均低于CK,但拟杆菌门(Bacteroidota)细菌丰度占比均高于CK,且拟杆菌门(Bacteroidota)是菇渣、锯末复配基质栽培共有的优势细菌门类。在属分类水平上,unclassified_c__Gammaproteobacteria、利姆诺杆菌属(Limnobacter)和朱氏杆菌属(Chujaibacter)是CK条件下黄瓜植株根系特有的优势细菌属;慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、Dokdonella属是菇渣与锯末比例为1∶3(T1)处理下特有的优势细菌属;菇渣与锯末比例分别为1∶1(T2)和3∶1(T3)条件下黄瓜植株根际未发现特有的优势细菌属。通过物种Venn分析,在种分类水平上,菇渣与锯末复配比例在1∶3(T1)、1∶1(T2)和3∶1(T3)处理下均增加了黄瓜植株根际细菌种分类水平数量,提升了根际细菌丰富度和多样性。

不同有机肥对煤矿复垦区土壤养分及细菌群落结构的影响

【目的】探明在煤矿复垦区施用不同有机肥下土壤养分及细菌群落与功能的变化特征,为复垦区土壤的培肥改良和健康管理提供理论依据。【方法】依托定位培肥试验基地(山西省孝义市偏城村采煤塌陷区),分析连续3年施用不同有机肥(鸡粪、猪粪、牛粪)和化肥处理对煤矿复垦区土壤养分、细菌群落结构与功能以及玉米产量的影响。【结果】(1)连续3年定位培肥后,施用有机肥较化肥显著降低土壤pH(降低0.03—0.08单位),而显著增加了土壤有机碳(11.0%—15.5%)、全氮(14.9%—19.1%)、碱解氮(20.3%—43.4%)和速效钾(12.3%—13.6%)含量,其中鸡粪处理对土壤有机碳和碱解氮含量提升最大;施用化肥和有机肥均显著增加作物产量(16.7%—21.1%),其中猪粪对作物产量的提升最大。(2)施用有机肥显著提高复垦区土壤细菌丰富度,并影响细菌群落结构组成。在门水平上,施用有机肥显著增加变形菌门和厚壁菌门的相对丰度,其中猪粪和鸡粪处理下厚壁菌门的相对丰度显著高于牛粪处理。在属水平上,不同有机肥处理均显著增加了列契瓦尼尔氏菌属、鞘氨醇单胞菌属和芽孢杆菌属等有益菌属相对丰度。(3)复垦区土壤细菌生态功能以化能异养、好氧化能异养为主。施用有机肥显著提高化能异养和发酵作用种群的相对丰度,其中猪粪处理下发酵作用种群丰度显著高于鸡粪和牛粪处理。(4)Mantel检验分析结果表明,土壤细菌多样性和功能均与土壤有机碳、全氮、全磷含量呈显著正相关。【结论】施用不同有机肥均可以提高复垦区土壤养分含量,改善土壤细菌群落结构与功能,进而增加玉米产量。但不同有机肥对土壤养分、细菌功能菌群及玉米产量的影响存在差异,其中鸡粪对土壤养分的提升幅度最大,猪粪对有关碳素功能菌群和玉米产量提升幅度最大,而牛粪对土壤养分和产量的提升幅度较低。

化肥配施有机液体肥对香梨产量、品质及土壤理化性质和细菌群落结构的影响

旨在探究化肥配施有机液体肥对香梨产量和质量、土壤理化性质以及细菌群落结构的影响。以单施化肥(CF)为对照,化肥全量配施有机液体肥(CF100OFL)及化肥减量20%配施有机液体肥(CF80OFL)两种处理,利用Illumina MiSeq平台对土壤细菌群落进行测序分析,同时测定香梨产量和品质以及土壤基本理化性质。结果表明,与CF相比,CF100OFL和CF800OFL处理显著增加香梨单果质量、可溶性固形物含量并降低可滴定酸的含量,CF100OFL和CF800OFL处理的土壤速效磷、速效钾和有机质含量较CF分别提高59.63%、38.52%、12.03%和7.48%、7.29%%、5.92%。同时,两者土壤细菌群落多样性指数(Chao1)分别提高26.91%和13.77%,也提高土壤变形菌门、拟杆菌门、棒状杆菌门以及浮霉菌门的相对丰度,降低放线菌门、酸杆菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度。此外,化肥配施有机液体肥显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性。冗余分析及线性回归分析表明,速效磷、速效钾和土壤含水量是影响细菌群落的主要因子,速效磷、速效钾也是香梨单果质量和单株产量、可溶性固形物含量的主要影响因子。综合考虑产量、品质、土壤以及投入产出等因素,CF80OFL处理通过改变土壤微生物群落结构、提高微生物活性,可有效改善香梨园土壤质量,亦可增加香梨产量和品质。

土地整理对烟田土壤理化性质及细菌群落结构的影响

为明确土地整理对烟田土壤理化性质及微生物群落的影响,以皖南杨柳镇烟叶科技园为研究对象,通过对轻度整理(ZT1)、重度整理(ZT2)和不整理(ZCK)3种烟田的土壤进行分析检测,研究其理化性状、细菌群落组成及多样性差异特征。结果表明,与ZCK相比,土地整理会降低土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,整理强度越大,养分含量越低,但重度整理会提高土壤pH;土地整理会减少土壤大团聚体比例,增加小团聚体比例,降低团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和团聚体稳定性。土地整理会影响土壤细菌群落多样性及各菌群丰度,与ZCK相比,ZT1的细菌群落丰富度和多样性指数增加,ZT2的多样性指数则呈下降趋势,且轻度整理增加了乳球菌属(Lactococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、黄单胞菌属(Xanthomonas)以及豆乳球菌(Lactococcus piscium)等排名前5的细菌优势属及种水平的整体相对丰度。因此,建议在烟田土地整理过程中应尽量以轻度整理为主,若不能避免重度整理,则应采取有效措施降低土地整理对烟田土壤理化性状及微生物的负面影响。

有机源调理剂对草莓品质和土壤理化性质、细菌群落结构的影响

为提升土壤质量,减少化肥用量,改善草莓品质,本研究以草莓品种红颜为试验材料,采用大棚小区试验,设置常规施肥(CK)、有机源调理剂4800 kg/hm^(2)+常规施肥(T1)、有机源调理剂4800 kg/hm^(2)+基肥减量10%(T2)、有机源调理剂4800 kg/hm^(2)+基肥减量20%(T3)、有机源调理剂4800 kg/hm^(2)+基肥减量30%(T4)5个处理,分析有机源调理剂应用与化肥减量对草莓产量、品质、根腐病发病率以及土壤理化性质和土壤细菌群落结构的影响。结果表明,与常规施肥相比,T1处理能显著提高草莓产量、土壤有机质含量和pH值,增加变形菌门和拟杆菌门细菌相对丰度。施用有机源调理剂能显著降低根腐病发病率(39.68%~64.09%)。T1和T4处理能降低放线菌门相对丰度。土壤有效磷含量、速效钾含量、有机质含量是土壤细菌群落结构的主要影响因子。T1处理对提高草莓产量和改善土壤细菌群落结构效果较好,T4处理对提高土壤有机质含量、改善团聚体结构和缓解土壤酸化效果较好。

电场耦合垂直流人工湿地对农村污水的净化效果及细菌群落结构变化特征

为进一步提高人工湿地处理农村污水效果,构建了耦合电场垂直流人工湿地系统(E-VFCW系统),以昆明市盘龙区长地梗城中村东干渠的原水为处理对象,探究其稳定性及净化效果,通过微生物群落演变特征,揭示其污染物去除的生物学化学机制.结果表明:①与垂直流人工湿地系统(VFCW系统)相比,E-VFCW系统对农村污水的净化效果更高,化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总氮(TN)处理效果分别提高了7.94%、5.67%、51.14%、27.54%,其中NH_(4)^(+)-N去除率存在显著差异(P<0.05).②E-VFCW系统中,相对丰度排序前三的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria),其相对丰度之和约为80%;优势菌属包括脱氯单胞菌属(Dechloromonas)、黄杆菌属(Flavobacterium)和假单胞菌属(Pseudomonas)等.③冗余分析表明,E-VFCW系统中变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿菌门(Chlorobi)、放线菌门(Actinobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是COD、TN、TP、NH_(4)^(+)-N净化的主要驱动因素.④秩相关分析表明,电场施加能促进E-VFCW系统中产电细菌假单胞菌(增加4.76%)、氢噬胞菌(增加2.02%)、黄杆菌(增加12.54%)等的富集和积累.研究显示,将电场与垂直流人工湿地进行耦合后,可使产电细菌相对丰度显著增加,可为农村污水治理提供理论指导和科学依据.

生物炭对不同黑胫病抗性烤烟品种根际土壤细菌群落结构的影响

本试验旨在探究不同品种烟草根际土壤中添加生物炭对细菌群落结构的潜在影响,以期为完善和优化烤烟微环境调节措施以及黑胫病综合防治策略提供理论支撑。通过盆栽试验,选用3种对黑胫病抗性不同的烤烟品种净叶黄(高感),NC82(高抗),K326(中抗),以未种植过烟草的土壤为空白对照,分别设置施生物炭与未施生物炭处理,利用高通量测序技术研究生物炭对烤烟根际土壤细菌群落结构以及黑胫病发病状况的影响。结果表明:(1)未施用生物炭时,不同品种烟草的发病率表现为净叶黄显著高于另外两个品种;施用生物炭后,各品种的黑胫病发病率显著降低,净叶黄的防治效果为56.52%,NC82及K326的分别为27.00%和31.00%。(2)土壤细菌群落Alpha多样性分析结果显示,生物炭与烤烟品种之间存在显著的交互作用。未施用生物炭时,NC82和净叶黄的根际土壤细菌多样性显著高于K326;施加生物炭后,K326的土壤细菌多样性明显提升,而NC82和净叶黄呈现出不同程度的下降。(3)LEfSe结果显示,不同品种间根际土壤优势菌群呈现显著差异,生物炭的施用使品种间的差异更加明显。(4)细菌群落结构与组成分析结果表明,未施用生物炭情况下,不同品种烤烟之间土壤细菌群落结构存在显著差异;除未植烟土壤外,施加生物炭前后不同烤烟品种间土壤细菌群落结构均无显著变化。综合来看,施加生物炭可以有效遏制烤烟黑胫病的滋生蔓延,不同品种烤烟土壤细菌结构对生物炭施入的反应有所差异,在运用生物炭改善土壤质量以及烟草微观生态环境的过程中,必须充分考虑到品种因素的影响。

大豆和玉米茬口对冬小麦根际土壤细菌群落结构和功能的影响

为探明黄淮海地区玉米茬口和大豆茬口微生物遗留效应的差异,于2023年在长达4 a(2019—2023年)的长期定位试验田中采集冬小麦拔节期的根际土壤样品,采用16S高通量测序技术并结合Tax4Fun2功能预测分析,研究玉米茬口(M)和大豆茬口(S)下冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构及功能对不施氮(N0)和常规施氮(N240,纯氮240 kg/hm2)共4个处理(MN0、SN0、MN240、SN240)的响应。结果表明,门水平下,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteriota)为冬小麦拔节期根际优势菌门,优势菌门相对丰度为66.66%~69.56%。N0施氮量S茬口的拟杆菌门相对丰度比M茬口显著增加了19.10%(P<0.05);N240施氮量S茬口的变形菌门相对丰度比M茬口显著增加了11.90%(P<0.05)。目水平下,Vicinamibacterales与伯克氏菌目(Burkholderiales)为优势菌目,优势菌目相对丰度为18.42%~19.68%。N0施氮量S茬口的Vicinamibacterales相对丰度比M茬口显著减少了13.69%(P<0.05),伯克氏菌目相对丰度显著增加了11.31%(P<0.05)。通过Tax4Fun2功能预测,与KEGG数据库对比发现,N0施氮量下新陈代谢分类中的7个二级功能途径相对丰度存在显著差异(P<0.05);进一步通过相关性分析发现,Vicinamibacterales和伯克氏菌目与氨基酸代谢途径存在极显著相关关系(P<0.01)。冬小麦土壤细菌有26个功能基因参与土壤氮循环途径,其中反硝化功能基因相对丰度最高。N0施氮量M茬口的norB、norC、nirS型反硝化功能基因相对丰度显著高于S茬口(P<0.05)。综上,不同施氮量下茬口均造成冬小麦拔节期根际土壤细菌群落结构发生变化,不同茬口通过改变根际土壤细菌群落结构进一步影响细菌群落氮代谢功能。

城市不同环境空间下PM_(2.5)及表层土壤细菌群落结构差异性研究

为探究不同环境空间下空气微生物的组成特征和来源,在桂林城区与市郊选择8类典型的人类活动环境空间,分别采集大气细颗粒物(PM_(2.5))及表层土壤样本,利用高通量测序技术分析样本的细菌群落结构。结果表明:在不同环境空间下,PM_(2.5)样本间的细菌群落结构差异性较小,表层土壤则表现出较明显的城区与市郊差异性,同一采样点的PM_(2.5)与表层土壤也表现出较大的差异性。PM_(2.5)与表层土壤中的主要细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes)及厚壁菌门(Firmicutes),其相对丰度总和超过80%。各个环境空间中的微生物群落差异均表明人类活动对微生物群落的影响较大。此外,不同环境空间中的优势菌属也有所不同,这与环境的特点、细菌的生态功能相关。PM_(2.5)中的优势菌属为异样根瘤菌属(Allorhizobium Neorhizobium Pararhizobium Rhizobium)、假双头斧形菌属(Pseudolabrys)、甲基杆菌属(Methylobacterium)和不动杆菌属(Acinetobacter),而表层土壤中的优势菌属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、异常球菌属(Deinococcus)、马赛菌属(Massilia)和酸杆菌门(Acidobacteria)下的Subgroup_6属。

荔枝园间作柱花草对土壤理化性质和土壤细菌群落结构的影响

探究荔枝园间作柱花草对土壤理化性质和土壤细菌群落结构的影响,为荔枝园间作柱花草提供理论依据。以荔枝园间作柱花草和荔枝单作2种模式的土壤样品进行土壤理化性质的测定,并进行细菌扩增子16S测序分析。结果显示:在荔枝园间作柱花草后,0~20 cm土层中,硝态氮含量显著提高47.52%,有效磷含量极显著提高141.53%,速效钾含量极显著降低125.59%;20~40 cm的土层深度,硝态氮含量极显著提高76.02%,有效磷含量显著提高48.52%,速效钾含量极显著降低188.57%。Alpha细菌多样性方面,在荔枝园间作柱花草后,0~20 cm土层和20~40 cm土层中,Chao1指数、AEC指数、Simpson指数和Shannon指数并无显著变化。在土壤细菌群落结构方面,土壤样品中主要的优势菌门均为Acidobacteriota、Proteobacteria、Firmicutes、Chloroflexi、Bacteroidota、Verrucomicrobiota、Actinobacteriota、Gemmatimonadota、Myxococcota,Crenarchaeota为0~20 cm土层深度下间作柱花草后土壤特有相对丰度大于1%菌门,Proteobacteria、Verrucomicrobiota、Gemmatimonadota的相对丰度在间作柱花草后的各土层深度均有提高;在属水平上,在0~20 cm土层,Candidatus_Nitrosotalea为间作柱花草后土壤特有相对丰度大于1%菌属,在0~40 cm土层,Nitrospira为间作柱花草后土壤特有相对丰度大于1%菌属;冗余分析结果表明,土壤细菌群落主要受有效磷、硝态氮和有机质的影响。综上所述,荔枝园间作柱花草会改善荔枝园土壤的理化性质和改变土壤细菌群落结构,对荔枝园土壤的环境条件起到一定的优化作用。

贝-鱼-草生产型湿地沉积物中细菌群落结构特征分析

[目的]研究“贝-鱼-草”生产型湿地处理养殖尾水工艺中的细菌群落结构变化特征。[方法]采用Illumina-MiSeq高通量测序技术对湿地不同单元沉积物中的细菌群落结构进行分析。[结果]幼贝高效净化单元和高密度贝类净化单元中的多样性和菌群丰度明显高于其他处理单元。在门水平分类单元上,湿地沉积物中的优势细菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)。冗余分析发现各单元沉积物中的TP含量是影响细菌群落结构的主要环境因子。[结论]湿地中投放的贝类可以减少沉积物中的氮磷营养盐,并且通过贝类的生物扰动作用可以提高沉积物中细菌群落的多样性和丰富度,研究结果为“贝-鱼-草”生产型湿地处理养殖尾水提供了科学依据。

电气浮-电化学氧化串联人工湿地对农村污水净化效果及其细菌群落结构特征

人工湿地作为良好的废水处理方法被广泛推广,但在处理农村污水过程中存在净化效能低等问题。因此,构建了电气浮-电化学氧化与人工湿地串联系统(electrical floating-electrochemical oxidation series constructed wetland system,E-CW),以西南林业大学污水处理厂调节池出水为研究对象,探究其对农村污水净化效果及细菌群落结构的变化规律。结果表明,E-CW系统在水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)为120 h时,对总磷(TP)、正磷(PO_(4)^(3-)-P)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)和总氮(TN)的去除效果最好,去除率分别可达65.92%、61.44%、80.81%和71.27%;当HRT为96 h时,化学需氧量(COD)的去除率最高,为82.92%,系统出水水质稳定达标;变形菌门、γ-变形菌纲和假单胞菌属是E-CW系统中的门、纲和属水平中的主要优势细菌;冗余分析结果表明,E-CW系统中门水平的酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)等细菌群落的相对丰度是氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、正磷(PO_(4)^(3-)P)及其化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)净化的主要驱动因素;斯皮尔曼分析结果表明,较长HRT(120 h)有利于系统反硝化细菌的富集,促进氮磷类污染物降解,在一定程度上揭示了E-CW系统去污效能。研究结果可为农村污水净化提供科学依据和技术支撑。