不同生物刺激素对玉米生长及土壤微生物群落结构的影响

【目的】生物刺激素对作物生长具有调节作用,而对土壤微生物的影响尚不明确。研究不同生物刺激素对玉米生长、产量形成、土壤酶活性及微生物群落结构的影响,旨为发挥生物刺激素在农业生产中的增产增效作用。【方法】田间试验在河南省新乡市原阳县石灰性潮土上进行,供试作物为玉米。试验采用随机区组设计,生物刺激素处理包括海藻糖、壳聚糖、腐植酸和γ-氨基丁酸,所有生物刺激素于玉米播种前开沟施入土壤,以不施生物刺激素作为对照,共5个处理。于玉米6叶期(拔节期)采集植株样品测定干物质量,采集0—20 cm土层土壤样品测定土壤酶活性和微生物群落变化特征,于玉米收获期测定产量。【结果】4种生物刺激素对玉米生长、产量和产量构成均有不同程度的促进作用。与对照相比,4种生物刺激素处理均显著提高了玉米地上部和整株干重,腐植酸、γ-氨基丁酸处理还显著提高了地下部干重,以腐植酸提升地下部、地上部和整株植物干重的效果最佳,腐植酸处理地上部和整株干重显著高于其他3种刺激素处理;生物刺激素对玉米穗粒数均无显著影响;与对照相比,海藻糖、壳聚糖和腐植酸处理分别显著提高千粒重5.5%、4.9%和8.2%,腐植酸和海藻糖处理的玉米单穗重分别显著提高13.6%和12.5%;腐植酸处理的玉米产量显著提高10.2%,其他生物刺激素的增产效果不显著。与对照相比,海藻糖、壳聚糖、腐植酸和γ-氨基丁酸对脲酶活性无显著影响,但均显著提高了土壤碱性磷酸酶活性;海藻糖、壳聚糖和腐植酸处理均显著提高了脱氢酶活性(P<0.05),但各生物刺激素之间对酶活性的影响无显著差异;腐植酸处理显著提高了土壤微生物生物量,以及细菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,增幅分别为29.3%、43.9%、48.8%和40.5%,但不改变革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比值。皮尔逊相关性分析结果表明,玉米产量与土壤微生物、细菌、革兰氏阳性菌,以及地下部、地上部和整株植物干物质量均呈显著正相关关系(P<0.05),而与土壤酶活性的相关不明显(P>0.05)。【结论】海藻糖、壳聚糖、腐植酸和γ-氨基丁酸的施用有助于促进玉米生长,腐植酸促进地下部和地上部干物质积累,增加玉米千粒重、单穗重和产量的效果最佳。施用腐殖酸可显著提升土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,增加土壤微生物、细菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,而其他3种生物刺激素只对某些指标有显著提升效应,因此,腐植酸在农业生产中最具应用前景。

土壤微生物群落结构对凋落物组成变化的响应

凋落物分解是陆地生态系统养分循环的关键过程,明确凋落物多样性如何影响土壤微生物群落构成和多度,继而潜在地改变凋落物分解的微生物学机制有助于认识生物多样性和森林生态系统功能的关系。通过小盆模拟试验,应用磷脂脂肪酸谱图的方法研究了我国南方红壤丘陵区典型物种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎和青冈的凋落物混合,与单一针叶凋落物分解时相比,针阔混合凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的变化,结果显示:(1)针阔混合凋落物分解时土壤微生物群落磷脂脂肪酸(Phospholipidfatty acids,PLFA)总量低于单一针叶处理,细菌和放线菌的相对多度高于单一针叶处理,真菌则相反,群落真菌/细菌低于单一针叶处理,土壤微生物生物量的差异主要来自于真菌;(2)主成分分析表明:针阔混合凋落物分解与单一针叶凋落物分解的土壤微生物群落结构差异显著,两个时期(分解9个月和18个月)主成分一分别可以解释65.74%和89.63%的变异,第一主成分主要包括18∶2ω6,9、18∶1ω9c、17∶0和10Me18∶0等磷脂脂肪酸;(3)土壤微生物群落结构受凋落物初始C/N和木质素/N调控,土壤微生物群落细菌的相对多度与凋落物初始C/N和木质素/N显著负相关,真菌则与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关,群落真菌/细菌与凋落物初始C/N和木质素/N显著正相关。针阔凋落物混合分解通过改变凋落物C/N和木质素/N,提供了对分解者更为有利的微环境。

采煤塌陷地不同施肥处理对土壤微生物群落结构的影响

采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法,对山西长治襄垣五阳煤矿采煤沉陷区复垦土壤的微生物群落结构进行了研究。结果表明:施肥处理能够不同程度的增加土壤微生物的PLFA总量、细菌PLFA量和真菌PLFA量,其中化肥+有机肥处理下的土壤微生物PLFA总量,细菌PLFA量和真菌PLFA量增加作用比较明显,差异显著于对照处理;对不同施肥处理的复垦土壤微生物群落PLFA进行主成分分析也可得出化肥+有机肥处理下的土壤微生物的群落结构变化比较大,从因子载荷图上进一步分析可知,化肥+有机肥处理下的土壤中代表真菌的不饱和脂肪酸C18∶2ω6t、C18∶3ω6、18∶1ω9t、18∶3ω3的含量较高,这些脂肪酸将化肥+有机肥处理与单施化肥和对照处理区分开来,产生了明显的优势种群。土壤PLFA总量与土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量都有很好的相关性,相关系数分别为0.76,0.85,0.67和0.67。

长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系

采用样品采集、室内分析和多种数据统计方法相结合的方法,研究了长春市土壤重金属化学形态与土壤微生物群落结构的关系。结果表明:长春市土壤重金属(Pb、Cd、Cu、Zn和Ni)不同化学形态对土壤微生物群落结构影响明显不同,碳酸盐结合态的Pb和Ni对放线菌的生长繁殖具有刺激作用,碳酸盐结合态Zn对细菌的生长繁殖具有刺激作用,铁锰氧化物结合态和有机结合态的Zn与有机结合态Cu对细菌、放线菌的生长繁殖具有刺激作用。土壤理化性质对重金属化学形态与微生物群落结构之间的关系影响很大,其掩盖了土壤重金属化学形态对土壤微生物群落结构特征的影响,有机质含量、电导率、阳离子交换量掩盖了重金属化学形态对细菌、放线菌和微生物总数的影响,自然含水率掩盖了重金属化学形态对多样性指数的影响。采用重金属的化学形态评价重金属对土壤微生物参数的影响更合理,而且在确定评价长春市土壤重金属污染状况指标时,应该剔除土壤理化性质的影响。选择有机结合态Cu、铁锰氧化物结合态Zn与微生物群落多样性指数相结合来评价长春城市土壤重金属Cu和Zn的污染状况。

应用PLFA方法分析长期不同施肥处理对玉米地土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物群落被认为是土壤生态系统变化的预警及敏感指标,指示土壤质量变化,决定着土壤的生态功能。为了探讨长期施肥处理（1987～2004年）对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸（PLFA）法测定了沈阳农业大学棕壤长期定位试验站玉米地不同施肥土壤微生物生物量的活性部分及群落结构的变化情况。结论：长期施肥处理都能提高土壤微生物总生物量、细菌生物量及真菌生物量,特别是有机肥和有机无机肥配施在整个生育期对微生物总生物量的增加作用比较明显。真菌的生长与季节变化和玉米生育的关系较为密切,各施肥处理土壤真菌含量在抽雄期都明显降低。长期不同施肥处理可以改变土壤微生物群落结构,单施氮肥处理土壤微生物群落结构与长期不施肥处理较为相似,没有明显的优势种群。施用有机肥和有机无机配施的土壤微生物群落均以含a15：0,i15：0,cy17：0,i16：0,16：1w7 t,10M e18：0和15：0的微生物为优势种群。土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾是微生物生长和活性的主要能源和营养因子。

氮沉降增加对贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构的影响

土壤微生物是草原土壤生态系统的重要组成部分。为研究氮沉降增加对草原土壤微生物群落结构的影响,以内蒙古贝加尔针茅草原为研究对象,开展连续6年(2010—2015年)模拟氮沉降试验,以N计算,设置:N0(0 kg·hm^(-2))、N50(50kg·hm^(-2))、N100(100 kg·hm^(-2))、N150(150 kg·hm^(-2))和N300(300 kg·hm^(-2))5个处理,采用磷脂脂肪酸(PLFA)技术测定0~10 cm土壤特征微生物PLFA生物标记数量并探讨土壤微生物群落结构对氮沉降的响应。结果表明:随氮添加量增大,土壤微生物总PLFAs、细菌PLFAs、革兰氏阳性细菌PLFAs、革兰氏阴性细菌PLFAs和放线菌PLFAs含量呈先升高后降低的趋势,均以N100(100 kg·hm^(-2))处理最高。土壤微生物群落PLFA标记的主成分分析显示,不同氮添加下土壤微生物PLFA标记有显著差异。相关分析表明,土壤革兰氏阳性菌、放线菌PLFA含量、G^+/G^-与土壤p H值呈显著负相关,土壤微生物总PLFAs、土壤细菌PLFAs、革兰氏阳性菌PLFAs、革兰氏阴性菌PLFAs、放线菌PLFAs和饱和脂肪酸PLFAs含量均与土壤速效磷含量呈显著正相关。综合研究表明,连续6年氮添加改变了贝加尔针茅草原土壤微生物群落结构,土壤p H值和土壤速效磷含量是驱动这种变化的主要因素。

竹炭基生物炭对茶叶品质和土壤微生物群落结构的影响

为探讨竹炭对茶叶品质、土壤微生物群落结构及土壤酶的影响,本研究以多年种植的茶园土为对象,茶叶为供试作物,设置5个处理:不施肥对照处理(CK_(1));有机肥7500 kghm^(-2)对照处理(CK_(2));有机肥7500 kghm^(-2)+竹炭1125 kghm^(-2)处理(T_(1));有机肥7500 kghm^(-2)+竹炭2250 kghm^(-2)处理(T_(2));有机肥7500 kghm^(-2)+竹炭3375 kghm^(-2)处理(T_(3)),探究茶园多年种植条件下土壤微生物和胞外酶对施入竹炭的响应机制。结果表明,竹炭的施入对土壤微生物总生物量(T)、细菌生物量(B)、真菌生物量(F)、茶叶产量(Y)、Mg含量、过氧化氢酶(PER)活性、酸性磷酸酶(ACP)活性、β-葡萄糖苷酶(BG)活性和蔗糖酶(SU)活性具有促进作用,各处理表现为T_(2)>T_(1)>T_(3)>CK_(2)>CK_(1);对放线菌生物量(A)、真菌/细菌(F/B)比值、百芽重(BW)、发芽密度(BD)、水浸出物(WE)、咖啡碱(Caf)、茶多酚(Po)、氨基酸(Am)、儿茶素(Cat)和Vc含量也具有促进作用,各处理表现为T_(2)>T_(3)>T_(1)>CK_(2)>CK_(1)。竹炭施入通过改变F/B比值和酚氨比,从而改善了病土食物网结构、土壤生态系统食物网营养结构以及茶叶的品质。在外界种植环境相同的条件下,随着竹炭添加量的增加,T、B、F、A、F/B、BG活性、PER活性、ACP活性、SU活性呈现先增加后减少的趋势,酚氨比、G^(-)/G^(+)呈现下降趋势,压力指数先减少而后升高。竹炭添加量为2250 kghm^(-2)(T_(2))时更为有效。本研究结果可为深入解析茶叶品质、茶园土壤质量演变特征与保护提供科学依据。

红毛草不同程度入侵区土壤微生物群落结构和部分理化指标的比较及其相关性分析

采用磷脂脂肪酸(PLFAs)分析法比较了红毛草〔Rhynchelytrum repens(Willd.)C.E.Hubb.〕非入侵区、轻度入侵区和重度入侵区土壤微生物群落结构的差异,并对不同程度入侵区土壤部分理化指标的差异进行比较;在此基础上,对土壤中不同类型微生物含量与部分理化指标的相关性进行分析。结果表明:在不同程度入侵区土壤中共检测到37种微生物,包括28种细菌、4种放线菌、4种真菌和1种原生动物,其中,细菌含量最高。6种微生物的PLFAs含量较高,且它们在3类入侵区均有分布;27种微生物的PLFAs含量较低,且它们在3类入侵区也均有分布;4种微生物的PLFAs含量较低,且它们仅分布在个别入侵区。随红毛草入侵程度加剧,土壤中细菌、真菌和原生动物的含量均逐渐升高,且它们在重度入侵区土壤中的含量分别较非入侵区增高11.34%、19.60%和13.95%;并且,土壤中的微生物种类也逐渐升高。随着红毛草入侵程度的加剧,土壤的过氧化氢酶活性逐渐下降,蔗糖酶和脲酶活性以及p H值和含水量均逐渐升高,而纤维素酶活性变化较小;与非入侵区相比,重度入侵区土壤的过氧化氢酶活性下降59.27%,而蔗糖酶和脲酶活性以及p H值和含水量分别升高73.71%、68.60%、15.09%和32.95%。相关性分析结果表明:土壤中的细菌含量与过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性以及p H值和含水量均存在极显著相关性(P<0.01),相关系数分别为-0.909、0.864、0.868、0.836和0.889;土壤中的真菌含量与过氧化氢酶活性存在显著负相关(P<0.05),与蔗糖酶活性和p H值存在极显著正相关,相关系数分别为-0.739、0.868和0.832。研究结果显示:红毛草能够改变土壤的微生物群落结构及理化性质,使土壤条件更利于红毛草的生长。

林下参根区土壤微生物群落结构的研究

为了解林下参的生长对土壤微生物群落结构的影响,采用磷脂脂肪酸(PLFA)法测定了5,10,15,20,25年生林下参根区土壤的微生物量的活性部分及群落结构的变化情况。结果表明:林下参根区土壤微生物群落均以i15:0,a15:0,18:1ω9t,16:0,16:1ω9c,18:1ω9c,br17:0,18:2ω6,i16:0,16:1ω9t的微生物为优势种群;林下参生长根区土壤微生物总量、细菌生物量、真菌生物量及放线菌生物量与对照相比均有提高,且15a以后提高的幅度更加明显;在菌群结构变化上,与对照相比20a及25a放线菌占有总生物量的比率有所提高,真菌占有比率有所下降。15年后的林下参土壤微生物结构朝着有利于人参生长的微环境方向发展,野山参在深山密林中健康生长几十年而不死亡可能与其土壤微生物群落结构有直接关系。

青枯病植物疫苗对番茄根系土壤微生物群落结构的影响

为了探讨青枯雷尔氏菌无致病力菌株FJAT-1458作为青枯病植物疫苗菌株对番茄根系土壤微生物群接种处理后番茄根系土壤微生物PLFAs组成、含量、微生物群落结构及多样性的变化。结果表明,与清水对照相比,接种菌株FJAT-1458后,番茄根系土壤微生物脂肪酸组成及含量发生了明显变化,可分为减少型、无变化型和增加型。进一步分析表明,菌株FJAT-1458能促进番茄根系土壤微生物总量、细菌总量和真菌总量的增加,增加幅度分别为5.98%~47.36%、2.07%~58.07%和5.65%~74.42%,对放线菌生长起到先抑制后促进作用。此外,接种菌株FJAT-1458后番茄根系土壤微生物群落的Shannon-wiener指数显著增加,21 d增加量最高(13.32%)。聚类分析表明,菌株FJAT-1458处理组与对照组的番茄根系土壤微生物均划分为3个群落类型(兰氏距离分别为3.28和4.62),但它们各自群落组成及特征不同;同时主成分分析也将2种处理划分在2个不同类群中。上述结果说明菌株FJAT-1458处理能明显改变番茄根系土壤微生物群落结构,增加其多样性,从而提高土壤微生态系统的稳定性,增强土壤抑制病害能力。

基于磷脂脂肪酸(PLFA)技术的不同产地太子参根际土壤微生物群落结构多样性分析

目的:分析不同产地太子参根际土壤微生物组成差异及不同种质太子参对微生物组成的影响。方法:利用磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记法定性、定量分析太子参根际土壤中微生物群落多样性。结果:供试土壤中共检测出92种PLFA,其中i15∶0、i16∶0、16∶0、16∶0 10-Me及18∶1ω9c含量较高,磷脂脂肪酸总量在江苏句容、福建柘荣两产地土壤中含量较高,4个产地间磷脂脂肪酸种类和比例存在较大差异。结论:太子参根际土壤微生物以细菌为主,还包含放线菌及真菌,不同产地和种质太子参的根际土壤微生物的含量及群落结构均存在较大差异。

根结线虫病土引入秸秆碳源对土壤微生物群落结构的影响

【目的】微生物生物量及群落结构对农业管理措施极为敏感,土壤微生物数量和多样性的大小是土壤肥力状况的重要生物学指标,秸秆还田影响着土壤微生物的种群和数量。由于不合理的耕作,引起严重的根结线病虫害,尤以连作的番茄土壤十分普遍,研究连作条件下添加秸秆碳源对根结线虫(Meloidogyne spp.)病害严重土壤中土壤微生物生物量和群落结构的影响,探讨添加秸秆碳源加入量与土壤微生物量、群落结构及其真菌/细菌比值的相互关系、变化规律,可为病土的生态修复奠定一定的理论基础。【方法】本试验采用室内盆栽方法,试验设置4个小麦秸秆添加量0、2.08、4.16和8.32 g/kg,分别记为S0、S1、S2和S3,供试作物为番茄。采用磷脂脂肪酸法(PLFA)估算真菌生物量、细菌生物量和微生物生物总量。【结果】与不加秸秆的对照相比,秸秆碳源的施入显著增加了土壤微生物总生物量(MTB)、细菌生物量(MB)、真菌生物量(FB)。S3、S2和S1处理的MTB、MB、FB分别为30.17、28.42和22.72 nmol/g;24.27、23.12和22.97 nmol/g;5.90、5.30和4.93 nmol/g;不同秸秆添加量处理之间,微生物总生物量和细菌生物量之间差异不显著,但真菌生物量差异达显著水平。添加秸秆处理使土壤中微生物群落结构发生了变化,真菌/总生物量(FB/MTB)、真菌/细菌(F/B)比值显著提高。S3、S2和S1处理的FB/MTB和F/B分别为19.56%、18.65%和17.78%;24.34%、22.94%和21.68%;S3和S2的比值之间差异不显著,两个处理的比值与S1处理之间差异显著。秸秆的添加对细菌生物量在微生物总量中的比例有降低作用,细菌在微生物总量中占据绝大比例,在S0、S1、S2、S3个处理中分别为83.10%、82.22%、81.35%和80.44%,F/B比值分别为20.30%、21.68%、22.94%和24.34%。【结论】随着秸秆施入量的的增加,微生物总生物量、细菌和真菌生物量和F/B比值均有升高的趋势,特别是有利于F/B比值增加,说明秸秆碳源的施入改变F/B比值,从而改善病土食物网结构和土壤生态系统食物网营养结构。秸秆添加量以4.16和8.32 g/kg更为有效。

新鲜和冻干样品对河滨缓冲带土壤微生物群落结构分析的影响

用新鲜土样和冻干土两种不同样品处理方法提取磷脂脂肪酸(PLFAs),分析河滨缓冲带3种水生植物下土壤的微生物群落结构。结果表明:用冻干土测定的河滨缓冲带土壤微生物群落结构分布与用新鲜土样测定结果密切相关(r=0.972,p<0.0001),但3种水生植物下,用冻干土测得的PLFAs总量、种类及回收率都比新鲜土样大,且从变异系数来看,冻干土测得的PLFAs总量的变异系数小于新鲜土样,其数据精确度较高。因此,利用PLFAs法分析河滨缓冲带土壤微生物群落结构时采用冻干土测定更为适合。

农业旅游活动对岩溶地区土壤微生物群落结构的影响——以重庆市铜梁区黄桷门奇彩梦园为例

开展农业旅游活动对土壤生态环境影响的专题研究,可为休闲农业旅游区的合理开发和有效保护提供理论基础,为评估未来农业旅游活动对环境的影响提供科学依据。本文以重庆市铜梁区黄桷门奇彩梦园为例,通过对游步道两侧的土壤进行调查采样,并运用磷脂脂肪酸(PLFAs)谱图分析法,研究了土壤微生物群落组成、受农业旅游活动影响的距离及其受冲击程度。结果显示:微生物群落结构受冲击范围在4 m以内(p<0.01),微生物生物量在土壤中的分布随着离游径的距离变小而明显下降趋势;在受农业旅游活动冲击的范围内细菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性菌、真菌的生物量随着离游径的距离变小而明显下降,放线菌在部分样区表现出该规律,原生动物无此规律;对所测PLFAs数据进行多样性和冲击指数分析后得出假单胞菌(16:0)受影响程度最大,节杆菌(17:0)受影响程度最小,受冲击程度大小与该微生物在生物总量中所占的比重呈正相关;农业旅游活动对土壤微生物群落结构造成了破坏,土壤生态系统的稳定性已受到冲击。

生物菌剂对土壤微生物群落结构和功能的影响

为探明五谷丰素浸种联合微生物菌剂撒施对玉米田土壤微生物群落结构及功能基因的影响,利用宏基因组技术分析生物菌剂施用后土壤微生物群落结构、硝化功能微生物基因、碳水化合物酶(CAZy)及抗生素抗性基因(ARGs)的功能注释及多样性。结果表明:五谷丰素浸种联合微生物菌剂撒施后,土壤细菌中变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Fimicutes)的丰度增加,酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和Candidatus Rokubacteria的丰度下降;古菌中奇古菌门(Thaumarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)的丰度分别增加26.41%和9.09%;真菌中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)的丰度下降;芽单胞菌属(Gemmatimona)丰度降低了9.76%,芽孢杆菌(Bacillus)丰度增加0.77倍,亚硝化球菌(Nitrososphaera)、硝化螺菌属(Nitrospira)和氨氧化古菌(Candidatus_Nitrosocosmicus)的丰度增加20%以上;土壤微生物的多糖裂解酶(Polysaccharide Lyases,PLs)和碳水化合物绑定结构(Carbohydrate-binding modules,CBMs)的丰度增加;杆菌肽(Bacitracin)基因丰度下降,氟喹诺酮(Fluoroquinolone)、氯霉素(Chloramphenicol)、氨基糖苷(Aminoglycoside)和β-内酰胺(Beta-lactam)类ARGs的丰度增加;氨氧化微生物(AOA和AOB)和亚硝酸盐氧化微生物(NOB)基因的丰度增加。PCA前两个主成分解释了98.78%的样本CAZy差异和59.33%的样本ARGs差异;NMDS和ANOSIM分析显示样本不同处理之间的CAZy和ARGs抗性基因存在差异。研究表明,五谷丰素浸种联合微生物菌剂撒施可以显著改变玉米田土壤微生物群落结构,增加硝化微生物丰度,优化土壤微生物CAZy比例,降低土壤ARGs中杆菌肽污染,改善玉米植株生长的土壤微生态环境。

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

【目的】探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。【方法】采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。【结果】加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。【结论】加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。

不同放牧与围封高寒灌丛草地土壤微生物群落结构PLFA分析

土壤微生物群落可以指示土壤质量变化,是土壤生态系统变化的预警及敏感指标。采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析方法研究了高寒杜鹃灌丛草地不同强度放牧及围封后,土壤微生物群落结构特征的变化规律和响应。结果显示,高寒杜鹃灌丛草地土壤总PLFA量、细菌生物量、真菌生物量和放线菌生物量均随着放牧强度的增大而显著降低(P<0.05)。重牧灌丛草地,围封后的土壤总PLFA量、细菌生物量、放线菌生物量、G^+/G^-和压力指数显著高于放牧处理,而细菌/真菌比显著低于放牧处理;中牧灌丛草地,围封后的土壤总PLFA量、细菌生物量、细菌/真菌比显著高于放牧处理,而真菌生物量和压力指数显著低于放牧处理;轻牧灌丛草地,围封处理的土壤各生物量和生物量比值与放牧处理无显著差异。PLFA主成分分析表明:主成分一(PC1)主要包括14:0、15:0、10Me16:0和18:1ω9c等直链饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸,占PC1的53.68%;主成分二(PC2)主要包括由i16:0、16:1ω7c、i17:0、cy17:0、17:0、18:1ω9t、18:0和cy19:0等支链饱和脂肪酸和环丙烷脂肪酸组成,占PC2的51.34%;各处理样地土壤微生物群落结构相似;围封处理的响应程度大于放牧处理。相关性分析表明,土壤总PLFA量、细菌生物量、真菌生物量和放线菌生物量与土壤有机碳、全氮均呈极显著正相关,细菌/真菌比值与土壤有机碳、全氮呈极显著负相关。以上表明过度放牧降低了高寒灌丛草地土壤微生物活性,显著降低了土壤微生物生物量,适度放牧和围封可维持土壤微生物群落结构的稳定,围封有利于过度放牧草地土壤微生物的恢复。

盐胁迫下枯草芽孢杆菌NCD-2对番茄促生作用及对土壤微生物群落结构的影响

【目的】探讨盐胁迫下生防枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCD-2菌株对番茄的促生效果及对土壤微生物群落多样性的影响,为拓宽NCD-2菌株的应用提供理论依据。【方法】采用温室盆栽试验,测定盐胁迫下NCD-2菌株对番茄株高、地上部、根部干重和鲜重的影响,并测定抗逆相关酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脱落酸(ABA)含量;采用高通量测序(Illumina MiSeq)技术测定NCD-2菌株菌悬液处理(NCD0)、100mmol·L^(-1)NaCl处理(CK100)、NCD-2菌株菌悬液+100 mmol·L^(-1)NaCl处理(NCD100)和清水处理作为对照(CK0)条件下土壤真菌、细菌群落结构,分析盐胁迫下NCD-2菌株对番茄根际土壤微生物群落结构的影响。【结果】正常条件下,经NCD-2菌株处理,番茄株高、地上部鲜重、地上部干重、根部鲜重和根部干重分别较对照增加了9.08%、10.37%、16.64%、15.42%和16.78%;在100 mmol·L^(-1)NaCl盐胁迫下,经NCD-2菌株处理,番茄株高、地上部鲜重、地上部干重、根部鲜重和根部干重分别较对照增加了16.86%、18.96%、21.32%、10.50%和23.99%。盐胁迫下,经NCD-2菌株处理,番茄体内SOD、POD、CAT活性和ABA含量分别较对照提高了50.45%、56.18%、29.55%和34.60%。细菌群落组成分析表明,在没有盐胁迫的条件下,NCD-2菌株处理后番茄根际放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)菌群的相对丰度分别较清水对照(CK0)提高了7.28%、15.14%和23.03%;节杆菌属(Arthrobacter)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、微枝形杆菌属(Microvirga)和链霉菌属(Streptomyces)菌群的相对丰度分别较CK0提高了50.88%、15.31%、11.32%和16.41%。在100 mmol·L^(-1)NaCl盐胁迫下,经NCD-2菌株处理,番茄根际变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门、厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)菌群的相对丰度分别较单独NaCl处理(CK100)提高了6.08%、8.19%、14.11%和4.70%;节杆菌属、芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属和微枝形杆菌属菌群的相对丰度分别较CK100提高了5.54%、31.80%、23.39%和23.08%。真菌群落组成分析表明,在没有盐胁迫的条件下,NCD-2菌株处理后番茄根际被孢菌门(Mortierellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)和壶菌门(Chytridiomycota)菌群相对丰度分别提高至CK0的186%、477%和1650%;小被孢霉属(Mortierella)、木霉属(Trichoderma)和光黑壳属(Preussia)菌群分别提高至CK0的186%、108%和120%。在100 mmol·L^(-1)NaCl盐胁迫下,NCD-2菌株处理后番茄根际被孢菌门、球囊菌门和壶菌门菌群分别提高至CK100的345%、154%和921%;小被孢霉属较CK100提高了246%。【结论】盐胁迫环境下NCD-2菌株处理后通过提高番茄体内抗逆相关酶的活性、ABA的含量,增加番茄根际有益微生物的种群数量,从而提高了番茄对盐胁迫的耐受能力,显著促进了番茄的生长发育。

珍贵固氮树种降香黄檀与二代巨尾桉混交种植对土壤微生物群落结构和功能的影响

该研究以二代巨尾桉/降香黄檀混交林(MP)作为研究对象,并以邻接的二代巨尾桉纯林(PP)作为对照(CK),采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和土壤酶活性分别表征土壤微生物群落结构和功能,重点探究南亚热带PP引入降香黄檀混交种植对土壤微生物群落结构和功能的影响。结果表明:(1)与PP相比,MP的土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和pH值分别显著或极显著增加了61.92%(P<0.05)、60.12%(P<0.05)、72.87%(P<0.01)、488.49%(P<0.01)和15.97%(P<0.05);(2)MP的真菌/细菌(F/B)显著降低,但总微生物生物量、革兰氏阴性菌/阳性菌(G^(-)/G^(+))并无显著变化;(3)MP的土壤微生物群落组成发生了显著变化,而pH值、NH_(4)^(+)-N和凋落物质量(C/N_(litter))是驱动其微生物群落组成发生变异的最显著性因子;(4)MP的β-葡萄糖苷酶(BG)和N-乙酰-葡萄糖苷酶(NAG)活性显著提高,而过氧化物酶(PER)活性显著降低,酚氧化酶(PO)和酸性磷酸酶(ACP)活性没有显著变化。该研究说明在连续短周期经营的桉树林中套种固氮树种降香黄檀,将可能是提高桉树林土壤质量的一种有效的经营管理措施。

土壤微生物群落结构对中亚热带三种典型阔叶树种凋落物分解过程的响应

通过小盆模拟试验研究了南方红壤丘陵区典型阔叶树种香樟、白栎和青冈的凋落物分解过程中土壤微生物群落结构的异同。结果表明:(1)凋落物含氮量:白栎>香樟>青冈;碳、木质素的含量以及碳/氮比、木质素/氮比:青冈>香樟>白栎;分解速率:白栎>香樟>青冈;(2)随着凋落物分解的进程,土壤微生物群落16∶0、15∶0、i16∶0、a17∶0、17∶0、18∶2ω6,9c和10Me18∶0的含量上升,18∶0、14∶0、16∶1ω7c、18∶1ω7c、cy19∶0、i19∶0和10Me19∶0的含量下降,饱和直链脂肪酸/单不饱和脂肪酸、革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌以及cy19∶0/18∶1ω7c的比值都显著上升。(3)两个时期白栎凋落物处理土壤16∶0、15∶0、a15∶0、i16∶0、a17∶0、17∶0、cy19∶0、18∶2ω6,9c、18∶1ω9c和10Me18∶0的含量显著高于香樟和青冈凋落物处理的土壤,细菌、真菌的磷脂脂肪酸含量以及磷脂脂肪酸总量显著高于香樟和青冈凋落物处理的土壤。随着阔叶凋落物的分解,变化的土壤环境对土壤微生物群落的胁迫增强,土壤微生物群落结构发生显著变化。与香樟和青冈的凋落物相比,白栎凋落物碳/氮比和木质素/氮比低、分解快,能显著改善土壤微生物群落结构,更有利于土壤肥力提高和生态系统养分循环的改善。