炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌多样性的影响

【目的】根区土壤微生物是影响根系环境的重要因素,炭化苹果枝是废弃果树枝条低氧高温热解产物,研究施用炭化苹果枝对苹果根区土壤细菌和真菌的群落结构及其多样性的影响,为炭化苹果枝的合理应用以及改善果园土壤生物学性状提供理论依据。【方法】在春季,将长势一致的2年生‘富士’苹果幼树(砧木为平邑甜茶)移栽到含有不同质量比(0—4%)炭化苹果枝的盆栽土壤中,于移栽120 d后采集土样,提取基因组DNA,通过PCR扩增建立文库,利用Miseq平台Illumina第二代高通量测序技术并结合相关生物信息学分析土壤细菌16S r RNA基因V3+V4区域和真菌ITS1区域的丰富度和多样性指数以及群落结构。【结果】从15个苹果根区土壤样本中获得16 656个细菌分类操作单元(OTU)和435个真菌OTU,其中,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)是优势细菌,其相对丰度共占70.68%—72.80%;担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和接合菌门(Zygomycota)是优势真菌,其相对丰度共占68.00%—75.14%。群落物种丰富度指数(Chao指数和Ace指数)分析显示,1%炭化苹果枝增加了细菌的群落丰富度,其Chao指数提高了15.42%,Ace指数提高3.89%;0.5%炭化苹果枝增加了真菌的群落丰富度,其Chao指数提高了2.80%,Ace指数提高了3.61%。群落多样性指数(Shannon指数和Simpson指数)分析表明,0.5%—4%炭化苹果枝降低了土壤细菌的多样性,增加了土壤真菌的多样性;其中,细菌群落多样性Shannon指数在炭化苹果枝用量为1%时最低,真菌Shannon指数在炭化苹果枝用量为0.5%时最高。1%、2%和4%的炭化苹果枝均不同程度地降低了根区土壤变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度,提高了拟杆菌门和接合菌门的相对丰度;真菌担子菌门中的锈革孔菌科(Hymenochaetaceae)的相对丰度最大(数值在31.99%—46.74%),施用1%、2%和4%的炭化苹果枝可使其降低。0.5%—4%的炭化苹果枝能增加不同处理所独有的细菌OTU数目,改变细菌类群组成,其中独有的细菌OTU数目是共有OTU数目的 1—3倍,但对真菌类群组成没有明显影响。【结论】施用0.5%—4%(w/w)炭化苹果枝明显改变苹果根区土壤细菌和真菌的丰富度和多样性,增加各用量下所特有的细菌物种,其中1%的炭化苹果枝明显提高根区土壤细菌的丰富度。

施加有机肥下木质素对平邑甜茶根系活力及根际土壤微生态的影响

本试验以1年生平邑甜茶为试验材料,通过盆栽试验及室内分析,探究在施用有机肥条件下,木质素对平邑甜茶根系活力、根际土壤酶活性及土壤微生物多样性的影响。结果表明:(1)不论在10%或40%有机肥条件下,两种浓度木质素均不同程度的提高平邑甜茶的根系活力,其中2.5 g·kg^(-1)处理提高最多。(2)10%有机肥下,木质素抑制了土壤脲酶活性,提高了土壤蔗糖酶活性,2.5 g·kg^(-1)处理表现最为显著,1.5 g·kg^(-1)处理显著提高了土壤纤维素酶活性;40%有机肥下,两种浓度木质素均提高了土壤纤维素酶活性,2.5 g·kg^(-1)处理显著提高了蔗糖酶活性。(3)木质素某种程度上增加了根际土壤微生物数量,有利于土壤微生物活性的提高。10%有机肥下,1.5 g·kg^(-1)处理显著提高土壤微生物细菌、真菌及放线菌数量;40%有机肥下,2.5 g·kg^(-1)处理提高微生物数量最为显著。木质素改善了土壤微生物多样性,改变了土壤酶活性,2.5 g·kg^(-1)处理显著提高了平邑甜茶根系活力。研究结果为根系土壤环境的调控提供了理论依据。

不同覆盖材料对夏秋苹果根区土壤硝酸盐代谢的影响

以3年生新红星苹果树为试验材料,在春季将稻草苫、农用地毯、透明塑料膜和园艺地布覆盖地表,于夏秋季调查根区土壤硝化-反硝化作用、硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性以及铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量和植株生长的变化.结果表明:4种覆盖处理均降低了夏季土壤硝化强度和夏秋之交的土壤NiR活性,提高了秋季土壤铵态氮含量以及夏秋之交的土壤反硝化强度、NR活性和铵态氮含量,降低了夏秋季土壤硝化强度、反硝化强度和NR活性的变异系数;稻草苫提高了夏季和秋季土壤反硝化强度与硝态氮含量,降低了夏季土壤NR和NiR活性;在4种处理中,稻草苫覆盖的土壤硝化与反硝化强度及NR活性在整个夏秋季的变异系数最低;农用地毯降低了夏季土壤反硝化强度,提高了夏季土壤NR和NiR活性、夏秋之交土壤硝态氮含量和秋季土壤反硝化强度;透明塑料膜降低了夏季土壤硝态氮含量,提高了夏季土壤亚硝态氮含量、夏秋之交土壤硝态氮含量以及秋季土壤硝化强度和NiR活性;园艺地布提高了夏季土壤反硝化强度、夏秋之交和秋季土壤的硝化强度以及秋季土壤硝态氮含量.4种覆盖处理均促进了植株生长,其中稻草苫和园艺地布促进新梢和干径增粗的效果更显著;4种覆盖处理对夏秋季土壤硝酸盐代谢的影响不同,但对土壤硝酸盐代谢与转化都具有稳定作用,其中稻草苫的稳定效果最好.

干旱复水对海棠叶片光合蒸腾及水分利用效率的影响

以13个类型的盆栽海棠为材料,分析了自然干旱及旱后复水时叶片净光合速率(net photosynthesis rate,Pn),蒸腾速率(transpiration rate,Tr)及水分利用效率(water use effi ciency,WUE)。结果表明:13个海棠中,西府海棠的Pn和WUE最低,对水分变化最不敏感;平邑甜茶比较适应轻度和中度干旱,不适应重度干旱。复水后‘紫色王子’、‘绚丽’和‘雪球’等9个类型的Pn明显超过原初状态;‘红艳’、‘糖美林’、‘红粉’、‘红宝石’和‘王族’通过提高WUE来抵抗干旱胁迫,‘绚丽’、‘红丽’和垂丝海棠通过维持较强的恢复能力适应抗旱。干旱时,‘绚丽’比其他海棠能够更高效地利用水分。

发酵果树枝碎屑对苹果幼树根系特征及叶片光合蒸腾的影响

以2年生盆栽红富士苹果[Malus×domestica Borkh.‘Red Fuji’/Malus hupehensis Rehd.]幼树为试材,将苹果枝干碎屑发酵后施入盆土,定期调查苹果叶片光合与蒸腾速率、干周生长量、根系活力以及根系构型等指标。结果表明,向土壤施入质量比为2%和4%的发酵果树枝碎屑可以提高苹果幼树叶片净光合速率和根系活力,增加干周增长量,对叶片蒸腾速率和水分利用效率的影响不明显;2%的处理还能够增加新根数量,提高新根表面积和体积,促进新根加粗和加长生长,增大根系分形维数,促使根系结构复杂化,而施入4%的发酵果树枝碎屑则降低新根数量、体积和长度。综合分析表明,施用2%的发酵果树枝碎屑促进幼树根系和树干生长的整体效果好于4%的处理。