铜镍复合胁迫对鹰嘴紫云英根际土壤细菌群落的影响

重金属长期存在于土壤中,会对土壤微生物的生长、代谢产生影响,从而引起微生物群落结构的变化。为探究不同程度重金属污染对土壤细菌群落组成的影响,本研究以金川区农田铜镍污染土壤(Cu^(2+)、Ni^(2+)含量分别为261.1 mg/kg、258.2 mg/kg,pH为8.3)为研究对象,以耐铜镍植物卢塔纳鹰嘴紫云英(Astragalus cicer cv.Lutana)为供试材料,在温室采用盆栽试验法,研究铜、镍不同浓度复合溶液(0、100、200、400、800、1600 mg/kg)处理对根际土壤理化性质、生物学特性及根际细菌群落结构分布情况的影响。结果表明,随铜镍复合胁迫浓度的升高,根际土壤水分含量、Cu^(2+)和Ni^(2+)含量均升高;速效氮、磷、钾含量、微生物量碳、氮、磷含量、有机质含量及Chao 1指数、Pielou指数、Shannon指数和Simpson指数均先升后降,其中除速效钾外,其余指标均在铜镍胁迫浓度为100 mg/kg时达到最高;根际土壤pH值、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶和碱性磷酸酶活性均下降;优势菌门主要有变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门;除变形菌门以外,随铜镍胁迫浓度升高,芽单胞菌门和拟杆菌门的相对丰度呈显著上升,而酸杆菌门的相对丰度先增后降,放线菌门的相对丰度显著下降。冗余分析和蒙特卡洛置换检验结果显示,脱氢酶、pH和微生物量氮是根际土壤细菌群落结构变化的主导因子。在铜镍胁迫浓度为100 mg/kg时可提高根际细菌群落多样性,在100 mg/kg以上会抑制根际细菌群落多样性。

红豆草幼苗叶片光合和叶绿素荧光对干旱胁迫的响应

为探究红豆草(Onobrychis viciaefolia)幼苗叶片光合及叶绿素荧光在不同干旱胁迫下的响应和适应能力,以国内外20份红豆草为试验材料,用PEG-6000模拟干旱胁迫环境,在不同渗透浓度(0、−0.5、−1.0、−1.5和−2.0 MPa)处理下,研究干旱胁迫对红豆草幼苗光合作用、荧光参数及叶绿素含量的影响。结果表明:干旱胁迫抑制了红豆草株高,随胁迫程度增加,叶绿素含量、类胡萝卜素含量、蒸腾速率、净光合速率和气孔导度均降低,水分利用效率上升,气孔限制值先升后降,在−1.0 MPa时最大,胞间CO_(2)浓度先降后升,在−2.0 MPa时最高,说明此时非气孔因素限制了光合作用;除非光化学猝灭系数上升外,其余荧光参数(潜在光化学活性、最大光化学效率、表现光合电子传递速率、光化学猝灭系数和光化学量子产量)均降低。经主成分分析及综合指标评价可知,新品系P1、GS和1626的耐旱性较强,材料1668、6和2049的耐旱性较弱。本研究结果为抗旱红豆草新品种选育提供了理论依据和种质材料。

低磷胁迫对不同根型苜蓿光合及叶绿素荧光特性的影响

为探究不同根型苜蓿播种当年及生长第二年叶片光合及荧光特性对低磷胁迫的响应和适应能力,以根蘖型、直根型、根茎型苜蓿为研究对象,采用盆栽试验研究低磷胁迫对各根型苜蓿光合作用参数、类胡萝卜素含量、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:低磷胁迫下,不同根型苜蓿的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿体色素含量、光合、荧光参数均降低,与常磷相比以上各参数降幅分别为2.9%~47.9%、2.1%~47.8%、8.1%~57.8%、2.6%~7.8%、0.5%~60.2%、1.1%~52.0%,表明非气孔因素限制磷胁迫下苜蓿的光合作用,且低磷胁迫下苜蓿植株光反应中心遭到破坏,光合性能减弱。各根型苜蓿的胞间CO_(2)浓度、水分利用效率及非光化学淬灭系数均增加,增幅分别为2.9%~12.2%、10.0%~96.5%和5.7%~27.4%;播种当年及生长第二年根茎型清水紫花苜蓿的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿体色素含量及净光合速率、气孔导度、气孔限制值受低磷胁迫影响最大,较常磷处理分别下降47.9%、47.8%、57.8%、47.8%、37.5%、22.1%、19.8%和16.6%、24.5%、16.6%、19.0%、35.4%、54.2%、24.2%,直根型和根蘖型苜蓿较根茎型苜蓿表现出更强的耐低磷胁迫能力。相关性分析表明,低磷胁迫下供试苜蓿叶片PSII系统结构及其生理状态受到损伤,且叶绿素大量分解,抑制光合电子传递,使光合作用受阻。

外源SA对NaCl胁迫下红豆草生长和生理特性的影响

通过探究外源水杨酸对盐胁迫下红豆草幼苗生长和生理特性的影响,以期为耐盐红豆草的选育提供科学依据。本研究采用营养液砂培法,在0.8%NaCl处理下,对敏盐(1号和蒙农红豆草)和耐盐(9860和9970)红豆草幼苗叶面喷施不同浓度SA(0.8%NaCl+0.5 mmol/L SA、0.8%NaCl+1.0 mmol/L SA、0.8%NaCl+1.5 mmol/L SA),筛选SA最佳缓解浓度。结果表明:SA能显著提高盐胁迫下红豆草幼苗的株高、地上生物量、地下生物量、根系活力和叶片与根系的K+含量,降低叶片与根系的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛、Na+含量及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶活性,表明SA处理降低了膜脂过氧化水平,维持了膜系统的完整性,并以1.0 mmol/L SA缓解盐害效果最佳。研究结果可为合理利用SA解决红豆草栽培中的盐害问题提供科学依据。

低磷胁迫对红豆草根系构型的影响

为研究低磷胁迫对红豆草根系构型的影响,本试验采用营养液沙培法,对生长80 d的5份红豆草材料进行常规磷(1.00 mmol·L^(-1) KH_(2)PO_(4),NP)和低磷胁迫处理(0.01 mmol·L^(-1) KH_(2)PO_(4),LP),分别在处理后0、12 d和24 d采样分析根系平面几何构型和立体几何构型的差异。结果表明,低磷胁迫下,供试红豆草根长增大,磷敏感红豆草6在胁迫12 d和24 d时增幅最大,分别较胁迫0 d增加了25.60%、35.06%,而其根表面积、根体积、根平均直径和根尖数的增长明显受到抑制,且随胁迫天数增加,抑制效果显著。随胁迫天数的增加,供试材料的最长根系通道内部连接总数增加,根系外部连接总数减少,胁迫24 d时,耐低磷红豆草5的外部连接总数降幅最大,较胁迫0 d下降了26.49%;供试材料的拓扑指数均较小,接近0.5,根系构型接近叉状分支,随胁迫时间的延长,拓扑指数增大,根系构型有向鱼尾形过渡的趋势,胁迫24 d时,与NP相比,耐低磷红豆草5和10295的拓扑指数增幅最大,分别为12.85%和12.91%;各材料分形维数随着胁迫天数的增加而增大,分形丰度则降低,胁迫24 d时,耐低磷红豆草5的分形维数增幅最大,分形丰度降幅最小,分别较胁迫0 d增加5.71%和降低4.69%。表明耐低磷红豆草5通过改变根系构型适应逆境条件的能力更强。

红豆草种质苗期耐寒性筛选及评价

为筛选抗寒性优异的红豆草(Onobrychis viciaefolia)材料,以国内外22份红豆草为研究对象,探讨4℃下分别处理0、1、3和5 d后其幼苗形态和生理指标对低温的响应差异。结果表明,随低温处理时间延长,供试红豆草株高、叶面积、地上生物量、地下生物量、叶片相对含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿体色素和根系活力均呈下降趋势,可溶性糖呈增加趋势,脯氨酸、可溶性蛋白、过氧化物酶活性均呈先升后降趋势,丙二醛和过氧化氢酶活性呈先降后升趋势,超氧化物歧化酶活性呈先升后降再升趋势。回归分析表明,地下生物量、过氧化物酶、脯氨酸、可溶性蛋白和叶片相对含水量可作为红豆草苗期耐寒性评价首选指标。隶属函数和聚类分析综合评价表明,甘肃红豆草和材料9155耐寒能力强,蒙农红豆草和新航红豆草耐寒能力次之,材料13709耐寒性最差。研究结果为耐寒红豆草新品种选育提供了种质材料。

不同种植年限红豆草根系生长及根际土壤真菌群落的分布特征

采用大田试验,运用真菌ITS高通量测序技术,探究不同种植年限红豆草(1、2、3 a和4 a)根系生长及根际土壤真菌群落分布与演替特征,为荒漠灌区红豆草人工草地的可持续利用提供参考。结果表明,随红豆草种植年限延长,其根颈直径、根颈入土深度、侧根直径、主根直径、侧根数和根颈分枝数均显著增加,4 a生草地分别是1 a生草地的3.7、3.1、5.0、3.4、2.0倍和3.6倍;根系直径、根体积、根表面积、根尖数和根长均先增加后降低;根际土壤pH值和速效磷含量减小,速效钾、速效氮含量先升后降,过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性均显著增高,4 a生草地分别是1 a生草地的3.3、1.9、10.3倍和1.4倍;根际土壤真菌多样性(Shannon-wiener和Simpson指数)、丰富度(Chao1和ACE指数)均先升后降;优势真菌门为子囊菌门、毛霉门、壶菌门和被孢霉门,其中子囊菌门的相对丰度显著增大,其余优势菌门的相对丰度均先增后降;优势菌属为Monographellahe和镰刀菌属,其中Monographella的相对丰度显著增加,镰刀菌属的相对丰度显著降低。冗余分析和Monte Carlo置换检验表明,速效磷是影响真菌群落结构的主要环境因子。

基于ISSR分子标记的红豆草资源遗传多样性分析

【目的】分析评价红豆草(Onobrychis viciaefolia)种质资源间亲缘关系的远近,为红豆草的良种选育提供了科学依据。【方法】利用ISSR分子标记技术对国内外22份红豆草种质资源进行遗传多样性分析。【结果】用13条引物扩增共获得101条谱带,其中多态性条带98条,多态性比率为97.12%,平均每条引物扩增出7.8个条带,平均多态性条带为7.5条,平均等位基因数(Na)、平均有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)和香农多样性指数(I)均值分别为1.97、1.49、0.30和0.46。【结论】遗传相似性系数聚类分析表明,22份红豆草种质资源在遗传系数0.69处可聚为4大类群,其中2668号和1号单独聚为一类,与其他材料遗传差异较大。

新农科建设背景下“植物生物技术”课程混合式教学模式的构建与应用

“植物生物技术”课程是农科类各专业的一门重要核心课程。在新农科建设背景下对该课程进行混合式教学模式的构建与应用,以甘肃农业大学草业科学专业传统教学模式中存在的主要问题为切入点,从“学生为主体,教师为主导”的教学理念出发,分别从构建课程网络教学平台、丰富和创新教学手段、建立和完善过程性考核评价体系等方面对课程进行教学改革与实践。实践证明,混合教学模式下的教学效果得到了有效提升,激发了学生的学习兴趣,提高了学习自主性和综合实践能力。同时,总结教学经验及不足,提出进一步完善策略。

基于ISSR及SSR标记的苜蓿遗传多样性分析

探究苜蓿种质资源亲缘关系,为苜蓿品种鉴定和新品种选育提供理论依据。采用ISSR和SSR分子标记方法对30份苜蓿材料进行遗传多样性分析。12条ISSR标记引物共扩增出125条带,多态性条带117条,多态性条带比率(PPB)为93.01%。有效等位基因数(Ne)、Nei′s基因多样性指数(H)和香农多样性指数(I)均值分别为1.4659,0.2813,0.4314;12条SSR标记引物共扩增出152条带,多态性条带144条,多态性条带比率(PPB)为94.05%。有效等位基因数(Ne)、Nei′s基因多样性指数(H)和香农多样性指数(I)均值分别为1.5427,0.3139,0.4701。2种标记遗传相似系数及聚类分析表明,材料Zxy2010p-7900、Zxy2010p-7740可单独分为一类,与其他材料亲缘关系较远;清水紫花苜蓿、陇东紫花苜蓿、甘农4号杂花苜蓿可分为一类,其品种间遗传相似系数较大,亲缘关系较近。2种标记方法客观真实地检测出供试苜蓿种质的亲缘关系。

低磷胁迫下不同根型苜蓿形态及生理响应

采用盆栽试验,比较低磷处理下根茎型、直根型、根蘖型苜蓿形态及生理响应,为不同根型苜蓿低磷胁迫响应策略提供参考。结果表明:低磷胁迫下,供试苜蓿株高、叶长、叶宽、叶面积、根表面积、根体积、根平均直径、叶片相对含水量、根系活力,叶片和根系可溶性蛋白、丙二醛、可溶性糖含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性均下降;总根长、主根长,叶片和根系脯氨酸含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和酸性磷酸酶(ACP)活性均增加。整个胁迫期间,根蘖型公农4号杂花苜蓿(GN)的株高、叶面积、叶长、根表面积、根体积、根直径、根系活力、叶片相对含水量、叶片和根系SOD活性降幅均小于直根型陇东紫花苜蓿(LD)和根茎型清水紫花苜蓿(QS),叶片和根系CAT、POD活性及根系脯氨酸含量增幅均大于LD和QS,表明根蘖型苜蓿较直根型和根茎型苜蓿耐低磷胁迫能力强。隶属函数综合评价亦证明,GN的耐低磷能力最强,QS最差。回归分析表明,叶长、总根长、根表面积、根平均直径、根体积、可溶性糖含量、丙二醛含量、ACP活性可作为苜蓿耐低磷性鉴定的重要指标。

模拟干旱胁迫对红豆草幼苗生长及根际土壤细菌群落的影响

【目的】探明干旱胁迫对红豆草(Onobrychis viciaefolia)根系生长及根际土壤细菌群落的影响,为提高红豆草耐旱性和水分利用效率提供理论依据。【方法】采用营养液沙培法,以红豆草新品系P1、P2、P3和甘肃红豆草(O.viciaefolia‘Gansu’)、蒙农红豆草(O.viciaefolia‘Mengnong’)为试验材料,以-0.8 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9 d)对红豆草幼苗生长及根际土壤细菌群落结构的影响。【结果】随胁迫时间延长,红豆草株高和根系平均直径呈增大趋势;叶面积显著减小(P<0.05);地上干重、根尖数、根长、根表面积、根体积均显著增加(P<0.05);地下干重、根冠比、根系活力先增大后减小(P<0.05),并在胁迫3 d时达到最大。在整个胁迫期间,新品系P1的根尖数、根直径、地上干重、地下干重均值高于其他材料。Chao1、ACE、Simpson和Shannon指数先降低后增加(P<0.05),在0 d时最大,Chao1、ACE在6 d时最小,而Simpson和Shannon在3 d时最小。根际土壤细菌群落以变形菌门、厚壁菌门、疣微菌门、拟杆菌门和放线菌门为主,干旱胁迫时间显著增加了变形菌门的相对丰度(P<0.05),显著降低了厚壁菌门、放线菌门和疣微菌门的相对丰度(P<0.05),但蓝藻菌门和拟杆菌门的相对丰度先降低后增加(P<0.05)。【结论】新品系P1具有较好的抗旱性;调节微生物群落结构和改善土壤微域环境能提高植物干旱胁迫耐受性。

威灵仙及其伪品升麻须根的鉴别

目的:对中药威灵仙饮片及其伪品升麻须根进行鉴别。方法:运用性状鉴别、显微鉴别及紫外分光光度法对二者进行鉴定学研究。结果:威灵仙饮片与升麻须根在断面性状、显微特征以及紫外吸收方面均存在显著区别。结论:升麻须根不能作为威灵仙饮片正品在市场上销售使用,在实际工作中坚决不能将二者混用。

中药卷柏现代研究进展

目的:为中药卷柏药用植物资源的进一步研究和临床开发利用提供参考。方法:通过梳理卷柏历史沿革,对其基原进行本草考证;同时采用综述的方法对不同品种卷柏的化学成分、药理作用及质量控制方面的研究进行相应的阐述和总结。结果与结论:不同基原的卷柏品种在化学成分、药理作用及功效主治方面并不完全相同,它们之间有共性,也有个性。在临床实践中,应辨证用药,合理选择卷柏基原品种,并扩大或加强对卷柏地方品种的开发和使用力度。

灌溉水盐分组成对土壤水盐迁移参数的影响

淡水资源不足和盐渍化是干旱地区农业生产的限制因子。研究水盐迁移参数是水盐调控的重要目标。为此,该研究以甘肃省秦安县兴国镇果园土样为研究对象,采用水平土柱入渗法,探讨不同盐溶液(氯化钠、氯化钠和氯化镁、氯化钠和氯化钙、氯化钠和氯化钾)在矿化度均为3 g/L的条件下对土壤水分扩散率和盐分离子水平迁移的影响。结果表明:不同盐分组成的灌溉水质和含水率对土壤水分扩散率的影响均达极显著水平(P<0.01)。在灌溉水矿化度均为3 g/L的条件下,氯化钠盐溶液传输水分的潜在能力最大,加入一定的复盐对水分的传导起到阻滞作用,阻滞能力的大小是:氯化钙>氯化钾>氯化镁。不同盐分组成的灌溉水对土壤碳酸氢根和硫酸根的水平迁移具有显著的影响(P<0.05),对盐分、钙离子和钠离子水平迁移具有极显著的影响(P<0.01)。入渗距离对土壤pH的影响以及灌溉水盐分组成对土壤钠吸附比的影响均达显著水平(P<0.05)。灌溉水盐分组成对模型参数初始值和终止值有显著的影响,参数初始值和终止值均呈现:氯化钠>氯化钠和氯化镁>氯化钠和氯化钾>氯化钠和氯化钙。因此,从微咸水利用和盐渍化土壤改良的角度考虑,在微咸水灌溉中加入一定量的钙制剂可抑制水分扩散和降低土壤盐分含量;从灌溉方法来看,需从地块的两端轮换灌溉可预防地块一端脱盐而另一端积盐的现象。这一研究结果对于指导干旱、半干旱地区微咸水利用具有重要的科学意义。

不同溶质及矿化度对土壤溶液盐离子的影响

中国西北旱区水源短缺已成为农业生产的重要限制因素,如何科学有效地利用微咸水资源对于提高灌区水资源利用效率和保障粮食安全生产具有十分重要的意义。该研究以甘肃省秦安县果园粉砂质黏壤土为研究对象,基于土壤水分特征曲线的测定方法,采用蒸馏水(CK)和不同矿化度(1,3,5,10 g/L)的NaCl、Na2SO4两种类型的盐溶液对土壤饱和浸泡8~12 h后离心,收集不同转速下的释水溶液,研究不同吸力(pF分别为1.0,1.49,2.01,2.71,3.49,4.09)条件下土壤释水溶液盐分离子的组成。结果表明:不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液电导率、HCO3^-、Cl^-、SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+、Na^+的影响差异均达极显著(p<0.01)或显著水平(p<0.05)。相同矿化度的NaCl和Na2SO4在土壤释水过程中对不同盐分离子的影响不同。同为1g/L的NaCl和Na2SO4,NaCl中的Cl^-置换土壤中HCO3^-的能力要强于Na2SO4中的SO4^2-。在土壤水吸力(pF)小于2.01时,高矿化度(>3 g/L)的NaCl对于土壤溶液中Ca^2+的解离具有促进作用,且促进能力随着矿化度的增大而增大;在土壤水吸力(pF)大于2.01时,加入溶液中的Cl^-和SO4^2-均具有抑制土壤中HCO3^-的解离,加入溶液中的Cl^-具有抑制土壤中SO4^2-的解离,加入溶液中的SO4^2-具有抑制土壤溶液中Cl^-的解离,低矿化度(1 g/L)的NaCl对于土壤溶液中Ca^2+的解离具有抑制作用。不同矿化度的NaCl和Na2SO4,对土壤溶液中Mg^2+的解离具有促进作用。因此,从微咸水利用于盐渍化土壤改良的角度来看,对于苏打型盐土,可尝试用含Cl^-和SO4^2-的盐水灌溉;对于硫酸盐型盐土,可尝试用含Cl^-的盐水灌溉;对于氯化物型盐土,可尝试用含SO4^2-的盐水灌溉。

甘肃两种典型盐成土不同粒径土壤颗粒中盐分离子的分布特征

以甘肃粉质黏壤土(瓜州)和砂质壤土(金昌)两种不同质地的典型盐成土作为研究对象,采用干筛法进行土壤颗粒大小分级(>5、2~5、1~2、0.5~1、0.25~0.5、<0.25 mm),探讨盐分及其离子在不同粒径土壤颗粒中的分布特征。结果表明:土壤盐分离子的分布与土壤颗粒的粒径大小有关。对于粉质黏壤土和砂质壤土,可溶性总盐、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Na^(+)均主要分布在粒径<0.25 mm的土壤颗粒中,其次是分布在粒径2~5 mm的土壤颗粒中,粒径>5 mm的土壤颗粒中分布最少。在粉质黏壤土中,可溶性总盐、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Na^(+)在粒径<0.25 mm土壤颗粒中所占百分比最高,依次为28.1%、29.7%、27.1%、32.1%、36.2%、29.3%,在粒径>5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,依次为7.9%、9.1%、8.7%、6.1%、5.8%、7.5%;在砂质壤土中,可溶性总盐、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、Ca^(2+)、Na^(+)在粒径<0.25 mm土壤颗粒中所占百分比最高,依次为39.5%、45.7%、32.5%、36.6%、40.2%、31.3%,在粒径>5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,依次为8.1%、6.7%、9.6%、8.2%、5.8%、8.8%。Mg^(2+)的分布与土壤质地类型有关,且主要分布在粒径2~5 mm或>5 mm的土壤大颗粒中。在粉质黏壤土中,Mg^(2+)在粒径2~5 mm的土壤颗粒中所占百分比最高,为24.6%,在粒径>5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,为8.6%。在砂质壤土中,Mg^(2+)在粒径>5 mm的土壤颗粒中所占百分比最高,为32.4%,在粒径0.5~1 mm的土壤颗粒中所占百分比最低,为4.8%。

镍铜砷复合污染对土壤微生物和酶活性的影响

土壤中的微生物和酶活性是表征土壤质量的重要生物学性状。以甘肃省金昌市金川区宁远堡镇白家咀村冶炼厂附近下风向遭受重金属复合污染的农田土壤为研究对象,采用大田调查的方法对其0~20 cm和20~40 cm土层的重金属(Zn,Pb,Cd,Cr,Cu,Ni,As,Hg)、微生物(细菌、真菌、放线菌)和酶活性(脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶)进行了调查分析。结果表明:(1)土壤在0~20 cm土层,Ni、Cu和As点位超标率依次为15.4%、30.8%和38.5%;在20~40 cm土层,Ni、Cu和As点位超标率均为7.7%。(2)Pb、Hg、Ni、Cu、Cd、As与细菌、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶呈负相关关系;Cr与放线菌和真菌之间呈正相关关系;Zn与细菌生物量之间呈正相关关系;细菌与放线菌生物量之间呈负相关关系。(3)Pb、Zn和Cr为主导土壤生物学性状的主要因子,其贡献率依次为72.4%、16.2%和4.9%。在铜镍砷复合污染区,过氧化氢酶活性对重金属Cu、Ni、Cd、As较为敏感,可作为该区土壤质量评价的有效指标。

黄土高原半干旱区轮作休耕模式对土壤真菌的影响

通过田间试验,研究休耕(CK)、残膜覆盖、伏天深耕、施有机肥、秸秆还田和绿肥还田对土壤微生物量碳氮、酶活性及真菌群落的影响。结果表明,除过氧化氢酶外,不同处理对土壤微生物量碳氮、脲酶、碱性磷酸酶、脱氢酶、pH及有机质均有显著影响。从门水平上看,土壤真菌群落主要由子囊菌门、担子菌门和被孢霉门构成。其中伏天深耕、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理的子囊菌相对丰度分别为43.23%和69.38%,显著高于CK(33.71%);从纲水平上看,座囊菌纲、粪壳菌纲、伞菌纲和被孢霉纲为优势菌纲,其中玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以座囊菌纲为主(60.69%),其余处理以粪壳菌纲为主(4.11%—24.79%);真菌多样性指数施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植豌豆(拌根瘤菌粉8.5 g/kg种子)并在盛花期翻压还田、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年、玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植箭筈豌豆并在盛花期翻压还田处理显著低于CK和其他处理,丰富度指数玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕+连续3年种植毛苕子并在盛花期翻压还田处理显著高于CK和其他处理;真菌营养类型玉米秸秆粉碎还田+施牛羊粪+深翻耕后连续休耕3年处理以腐生营养型为主(62.9%),其他处理以病理营养型和腐生营养型为主。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤微生物量碳、微生物量氮、pH和有机质含量对土壤真菌群落结构影响显著(P<0.05)。与休耕(CK)、残膜覆盖、伏天深耕相比,施有机肥、秸秆还田、绿肥还田结合深耕均降低了土壤中病理营养型真菌的相对丰度,利于保持农田土壤生态系统健康。

轮作休耕模式对土壤细菌群落的影响

以黄土高原半干旱区9种轮作休耕模式土壤为研究对象,分别设残膜覆盖(T1)、伏天深耕(T2)、施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续休耕3 a(T3)、施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续种植豌豆3 a并在盛花期翻压还田(T4)、施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植豌豆(每kg豌豆种子拌根瘤菌粉8.5 g)并在盛花期翻压还田(T5)、玉米秸秆粉碎(还田量7500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续休耕3 a(T6)、玉米秸秆粉碎(还田量7500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田(T7)、玉米秸秆粉碎(还田量7500 kg·hm^-2)+施牛羊粪(7500 kg·hm^-2)+深翻耕(30 cm)+连续3 a种植毛苕子并在盛花期翻压还田(T8)等8个处理,以连续休耕3 a为对照(CK),采用16S rRNA扩增子测序技术对土壤细菌群落组成、丰度和多样性等特征进行研究,分析了土壤养分与细菌种群多样性的相关关系。结果表明,9种休耕轮作模式下,土壤细菌群落中相对丰度较高的前5位菌门依次为变形菌门(Proteobacteria)(26.33%~37.33%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(17.93%~21.43%)、放线菌门(Actinobacteria)(12.42%~19.41%)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)(6.98%~10.99%)和绿弯菌门(Chloroflexi)(6.48%~10.50%)。其中T1、T5处理显著升高了硝化螺旋菌门的相对丰度(分别为50.04%和42.44%),T2处理显著提高了变形菌门和拟杆菌门的相对丰度(分别为31.51%和159.96%),T6、T7处理显著增加了芽单胞菌门的相对丰度(分别为28.36%和28.33%),T8处理显著增高了奇古菌门的相对丰度(519.79%)。不同轮作休耕模式的土壤全氮含量均高于CK。细菌群落丰富度指数除T7处理外,其余处理均高于CK。冗余分析和Monte Carlo置换检验结果显示,土壤全氮、全钾、速效氮含量对土壤细菌群落结构影响显著(P<0.05)。