不同轮作模式对稻田土壤肥力和微生物群落结构的影响

为了探索不同水稻轮作模式对稻田土壤微生物群落结构的影响,以及与土壤养分供给的关系,本研究采用高通量测序技术对3种不同轮作模式下(水稻-小麦轮作、水稻-紫云英轮作、水稻-休耕)土壤细菌和真菌的群落结构变化进行分析,并进一步探讨了微生物群落结构与土壤养分含量之间的相互关系。结果表明:水稻-紫云英轮作模式能够明显改善稻田土壤的综合肥力,紫云英连续翻压还田后显著提高了土壤中总氮(TN)和有效氮(AN)的含量。土壤微生物群落结构方面,不同种植模式对细菌群落结构的影响大于真菌。水稻-紫云英轮作模式中优势菌群如酸杆菌门(Acidobacteriota)和子囊菌门(Ascomycota)等的富集有助于促进土壤生态系统的养分循环与生态健康。不同种植模式条件下土壤养分的变化如TN、AN、总钾(TK)及速效钾(AK)等可能是导致土壤细菌和真菌群落结构发生变化的主要驱动因素。稻田土壤中细菌群落结构对于土壤养分变化的敏感性要高于真菌。综合来看,水稻-紫云英轮作模式是更加适合水稻生态可持续栽培的种植模式,能够明显改善稻田土壤的综合肥力和土壤微生态环境。

微生物菌剂对连作芹菜根际土壤真菌群落多样性与结构的影响

以宁南旱区连作4年芹菜根际土壤为研究对象,采用田间定位试验结合高通量测序技术,以常规施肥(CK)为对照,研究常规施肥+枯草·哈茨复合菌剂(MF),常规施肥+枯草芽孢杆菌(BS),常规施肥+哈茨木霉菌(TH)3个处理对芹菜连作根际土壤真菌多样性及群落组成的影响。结果表明:施用枯草·哈茨复合菌显著提高了土壤有效磷、速效钾含量,增幅分别为34.29%和9.98%。施用微生物菌剂增加了土壤脲酶、蔗糖酶活性,平均增幅分别为43.16%和12.98%,并显著改变了土壤真菌的β-多样性。被孢霉属(Mortierella)、织球壳属(Plectosphaerella)、赤霉菌属(Gibberella)、链格孢属(Alternaria)、镰刀菌属(Fusarium)是各处理优势菌属,施用枯草·哈茨复合菌显著降低了赤霉菌属、链格孢属、镰刀霉属等真菌性病原菌的相对丰度,降幅分别为59.88%、51.63%、36.13%。冗余分析表明土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性、pH值和全磷是影响真菌群落结构组成的主要驱动因子。综合而言,枯草·哈茨复合菌剂的施用不仅降低了连作芹菜根际土壤镰刀菌属、链格孢属、赤霉菌属等病原菌的富集,还通过改变有效磷、速效钾等土壤理化性质,进一步重塑土壤真菌群落结构。

生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响

山核桃林下设置3种人工生草(油菜、绵枣儿、野豌豆)及清耕(对照)4个处理,种植4年后,采用高通量测序技术分析各处理土壤微生物群落结构及多样性,研究不同处理微生物与环境因子关联性。结果表明:山核桃林下不同生草处理占优势地位的土壤细菌群落为酸杆菌门和变形菌门,油菜处理上层(0~10 cm)土壤较下层(20~40 cm)变形菌门的相对丰度提高71.41%;各生草处理占优势地位的真菌群落为子囊菌门、担子菌门和球囊菌门,上层(0~10 cm)土壤球囊菌门相对丰度较对照分别提高202.81%、193.90%、65.04%,各生草处理上层土壤细菌群落物种组成均匀度较高且物种丰富,油菜处理上层土壤Chao1、Shannon、Ace指数显著高于其他生草处理。土壤真菌群落的多样性指数各处理间均未达到显著性差异。树状聚类图显示,不同生草处理对土壤的细菌、真菌群落均具有显著的影响。基于门水平下土壤群落结构和环境因子的典范对应分析(CCA)可知,细菌群落结构与pH、全磷、有效磷呈极显著正相关,与有机质呈显著正相关;真菌群落结构与pH呈极显著正相关,与全磷、有效磷、过氧化氢酶呈显著正相关。这说明不同生草处理对山核桃林地土壤微生物影响较大,选择适宜的生草种类可改善土壤微生物群落结构,提高细菌群落物种组成均匀度及丰富度,其中油菜综合效果最好。

制革污泥渗滤液中特征污染物对土壤氨氮转化及微生物群落结构的影响

【研究目的】查明制革污泥渗滤液中特征污染物(Cr(Ⅲ)、盐分、有机质)对土壤NH_(4)^(+)−N转化和微生物群落结构的影响,为制革污泥的安全农用及土壤NH_(4)^(+)−N的污染防控提供理论依据。【研究方法】通过土壤培养实验,研究不同污染物影响下土壤中NH_(4)^(+)−N向NO_(3)^(−)−N的转化规律,并利用高通量测序对比分析不同条件下的微生物群落组成和结构变化特征。【研究结果】制革污泥渗滤液中特征污染组分对土壤中NH_(4)^(+)−N硝化过程的抑制程度排序为:Cr(Ⅲ)>盐分>有机质。外源Cr(Ⅲ)进入对土壤中NH_(4)^(+)−N的转化速率和转化量具有明显抑制作用,而土壤中盐分和有机质主要影响硝化作用的启动时间和降低硝化速率。随着土壤中Cr(Ⅲ)含量由100 mg/kg增加到250 mg/kg,培养90 d后NH_(4)^(+)−N的转化量由94.23%降低到19.38%。高浓度Cr(Ⅲ)和盐分在污染初期对土壤中微生物丰度和群落结构影响显著,随土壤老化过程中Cr(Ⅲ)生物有效性降低及微生物适应性增强,不同污染特征土壤中微生物群落结构和组成逐渐趋同,硝化功能菌(Nitrosospira、Nitrosomonas和Nitrosospira)丰度增加明显。【结论】冗余(RDA)分析结果表明,影响制革污染土壤中微生物群落结构演变的主要特征因子是Cr(Ⅲ)(R^(2)=0.53,P<0.01)、NH_(4)^(+)−N(R^(2)=0.59,P<0.005)和NO_(3)^(−)−N(R^(2)=0.53,P<0.01)。

饲料中添加乳酸杆菌对红螯螯虾生长性能和肠道微生物群落结构的影响

试验旨在研究饲料中添加乳酸杆菌(Lactobacillus)对红螯螯虾生长性能和肠道微生物群落结构的影响。选取600尾初重(0.55±0.05) g的红螯螯虾虾苗,随机分为4组,每组3个重复,每个重复50尾虾苗。CA组、TB组、TC组和TD组分别在基础饲料中添加0、1.8×10^(5)、1.8×10^(6)、1.8×10^(7) CFU/g乳酸杆菌。试验期45 d。结果显示,与CA组相比,TB组和TC组红螯螯虾的末重、增重率和特定生长率显著升高(P<0.05),TC组饲料系数显著降低(P<0.05),TD组的生长性能未进一步增加。饲料中添加乳酸杆菌明显改变了红螯螯虾的肠道菌群结构,提高了肠道有益菌类的多样性和丰度,抑制条件致病菌的生长,该效应在前期尤其明显。研究表明,饲料中添加1.8×10^(6) CFU/g乳酸杆菌可以明显改善红螯螯虾的生长性能,增加红螯螯虾肠道有益菌的多样性和丰度,抑制条件致病菌的生长,有利于虾体健康。

基于土壤微生物群落结构的参地土壤改良研究进展

改良参地土壤是缓解参地资源紧缺、促进人参种植业健康持续发展的有效途径。综述土壤微生物群落结构改变与连作障碍关系,参地土壤化学消毒、农业改良和微生物防治对土壤微生物的影响。结果显示:微生物制剂可以通过调整土壤微生物群落结构、拮抗病原菌、激活养分等有效防治人参病害及改良参地土壤;开发高效、具有广谱抑菌活性的微生物混合菌剂,辅以化学消毒、农业改良等土壤改良技术是改良参地土壤及防治人参病害的关键。

南四湖消落带底泥中磷及微生物群落结构研究

研究不同频率干湿交替条件下,南四湖消落带底泥磷形态变化及其与生物群落结构的关联性,可为维持南四湖消落带水生态系统健康及保障南四湖水质提供技术支持。文章模拟了南四湖消落带底泥不同频率干湿交替过程,通过高通量测序技术分析了底泥生物群落的变化特征。结果表明:在干湿交替过程中,底泥总磷、无机磷呈降低趋势,而有机磷基本保持不变;不同干湿交替过程中消落带底泥微生物群落结构比较稳定,但群落丰度变化显著;频繁干湿交替不利于消落带底泥保持微生物多样性;消落带底泥中蓝藻门(Cyanobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobiota)与底泥中NaOH-P呈显著负相关,变形菌门(Proteobacteria)与总磷则呈正相关。

化肥减量配施有机肥对植烟土壤理化特性和微生物群落结构的影响

探究化肥减量配施有机肥对植烟土壤理化性质和微生物群落结构的影响,为烟草生产上肥料减量和有机肥的合理施用提供理论参考。以常规施肥不配施有机肥为对照(CK),采用Illumina高通量测序技术,结合生物信息学,分析化肥减量10%(T1)、化肥减量10%+芝麻饼肥(T2)、化肥减量10%+腐殖酸肥(T3)、化肥减量10%+芝麻饼肥+腐殖酸肥(T4)等不同处理下土壤理化性质和微生物群落结构的变化特征。结果表明,与CK相比,T1处理的植烟土壤养分含量和土壤酶活性均下降、土壤物理特性略有改善,配施有机肥使土壤养分和物理特性得到进一步改善,容重降低、含水率和孔隙度增加,T2和T4处理的有效磷、速效钾含量显著高于CK和T1处理,所有配施有机肥处理的土壤酶活性均显著增加。配施有机肥增加了植烟土壤中的细菌和真菌门类,其中优势细菌门类均为变形菌门和放线菌门,其次是厚壁菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、酸杆菌门,优势真菌门类为子囊菌门、子囊菌门盘菌亚门、被孢霉门、绿藻门、纤毛虫门、担子菌门。Alpha多样性指数表明,化肥减量降低了微生物群落的丰富度,但配施有机肥处理增加了细菌和真菌群落多样性指数,其中细菌群落丰富度提高更明显。RDA分析表明,影响土壤微生物群落结构与多样性的重要土壤理化因子包括有机质、速效钾、碱解氮、有效磷和土壤物理特性等,相对而言土壤理化因子对细菌群落结构的影响更大。综上,化肥减量配施有机肥对土壤养分、物理特性、土壤酶活性及微生物群结构有显著改善效果,尤其以同时配施芝麻饼肥和腐殖酸肥处理的效果更佳。

不同种类和裂解温度生物质炭添加对稻田土壤微生物多样性和群落结构的影响

为探讨制备生物质炭的原材料和裂解温度对土壤微生物的影响,采用露天盆栽培养试验,分别将350、550、750℃裂解温度制成的玉米秸秆和水稻秸秆生物质炭添加到稻田土壤中培养60和360d,采用IlluminaNovaseq技术分析了其对稻田土壤细菌和真菌多样性和群落结构及差异微生物的影响。结果表明:添加两种生物质炭培养360d均使稻田土壤细菌丰富度、多样性提高,其中水稻秸秆生物质炭提高最为明显;土壤中细菌优势类群为浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)。土壤中真菌群落随着添加生物质炭培养时间的延长,其丰富度和多样性表现为先降低后升高的趋势;土壤中优势真菌类群为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota);真菌科水平物种丰度更加均匀,土壤中普遍检测出壶菌门(Chytridiomycota)和毛霉门(Mucoromycota)。培养60 d时,添加550℃裂解温度玉米秸秆生物质炭处理提高细菌和真菌丰富度和多样性的效果最好,不同裂解温度水稻秸秆生物质炭添加导致真菌群落存在不同的优势门类,改变了土壤微生物群落结构。综上,在稻田土壤中,与玉米秸秆生物质炭相比,水稻秸秆生物质炭施加360d后提高土壤微生物多样性效果更好。生物质炭原材料种类是影响土壤微生物多样性的重要因素,裂解温度能够影响微生物的群落结构,尤其是水稻秸秆生物质炭裂解温度对真菌群落结构的影响。

荔枝园分别间作距瓣豆与广东金钱草对土壤养分、微生物群落结构及多样性的影响

为了探究荔枝园间作距瓣豆(Centrosema pubescens Benth.)、广东金钱草(Grona styracifolia)对土壤理化性质、微生物群落结构及多样性的影响,采集间作距瓣豆和广东金钱草不同模式下荔枝树行间0~40 cm深的土壤样本,测定土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮、铵态氮、有效磷、速效钾和pH等理化因子,同时利用Illumina NovaSeq测序平台对荔枝园间作距瓣豆与广东金钱草模式下的土壤微生物进行16S扩增子检测。结果显示:0~20 cm土层的养分含量普遍高于20~40 cm土层;0~20 cm土层中,与CK相比,间作距瓣豆处理的土壤有机质含量提高7.06%,土壤全氮含量提高8.70%,土壤铵态氮含量提高103.29%;间作广东金钱草处理的土壤铵态氮含量提高69.41%,土壤硝态氮含量显著提高32.48%,土壤有效磷含量提高112.78%,土壤速效钾含量提高9.44%。20~40 cm土层中,与CK相比,间作距瓣豆处理的土壤铵态氮含量提高114.58%,土壤速效钾含量下降48.07%;间作广东金钱草处理的土壤硝态氮含量下降15.07%,土壤有效磷含量提高105.43%,土壤速效钾含量提高32.60%。在微生物多样性方面,0~20 cm土层的各项指数普遍高于20~40 cm土层;0~20 cm土层中,与CK相比,间作距瓣豆处理的ACE指数和Chao1指数分别降低7.65%和7.68%;20~40 cm土层,间作广东金钱草处理中的ACE指数和Chao1指数分别提升6.93%和6.74%。在土壤微生物群落结构方面,所有土层样品中主要的优势菌门均为酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota);主要的优势菌属为酸杆菌门亚群Gp2、Gp13和Bryobacter、Candidatus Solibacter、Bathyarchaeia等菌属;间作后明显增加泉古菌门(Crenarchaeota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、Gp2、Gp13、Bryobacter的相对丰度。冗余分析结果表明,pH、全钾、全磷和速效钾是影响土壤微生物菌门结构的主要理化因子。综上所述,研究结果为荔枝园间作距瓣豆与广东金钱草模式提供了理论依据。

套作蚕豆对梨园土壤肥力和微生物群落结构的影响

为探讨套作蚕豆对梨园土壤肥力及微生物的影响,本研究于蚕豆的苗期、开花期和成熟期,分别采集不套作(对照,CK)、套作苏蚕3号(CT1)、套作苏蚕4号(CT2)和套作慈蚕1号(CT3,本地品种)处理土壤,对土壤理化性质和微生物活性及群落结构变化进行研究。结果表明:套作蚕豆后苗期土壤硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和有效磷(OlsenP)含量有所增加,开花期土壤电导率、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)和NO_(3)^(-)-N含量显著增加,pH和OlsenP含量显著降低;套作蚕豆增加了土壤微生物量碳(MBC),成熟期CT1和CT2土壤MBC含量分别较CK显著增加36%和51%(P<0.05);套作蚕豆还降低了与碳氮磷降解相关的水解酶活性。此外,套作蚕豆增加了细菌微生物丰富度指数和香农指数,其中增加了浮霉菌门(1.5~1.7个百分点)、厚壁菌门(0.9~3.4个百分点)、芽单胞菌门(0.7~1.1个百分点)和疣微菌门(0.3~0.5个百分点)细菌相对丰度,降低了变形菌门(1.3~2.7个百分点)、放线菌门(1.9~2.8个百分点)和酸杆菌门(0.1~1.1个百分点)细菌相对丰度。Mantel和CCA分析结果显示,pH和NO_(3)^(-)-N是微生物活性的重要驱动因子,MBC是影响细菌群落结构的重要因子。研究表明,套作蚕豆有助于提高土壤微生物量及其群落结构多样性,对维持土壤微生态多样性具有重要的保育作用。

不同施肥措施对黄芩根际微生物群落结构的影响

探究不同施肥措施对黄芩根际细菌群落结构和种间互作关系的影响,为黄芩的合理施肥和提高土壤微生物多样性提供理论依据。采用高通量测序技术对不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施生物有机肥(NPKM)3个处理的野外黄芩根际土壤样本细菌多样性、群落结构和网络关系进行测定和分析。结果表明,与CK和NPK处理相比,NPKM处理显著增加了细菌多样性,增幅分别为11.51%和7.37%。与CK相比,NPK和NPKM处理均显著改变了细菌群落结构。不同处理中,变形菌门是丰度最高的门,其相对丰度均高于28%,此外,CK的优势菌群为寡营养型的酸杆菌门,NPK处理的优势菌群为富营养型的变形菌门和拟杆菌门,NPKM处理的优势菌群为能降解复杂有机物的放线菌门和绿弯菌门。网络分析的结果表明,黄芩根际土壤细菌各物种间的正相关性达64.32%,表明物种间主要呈现出互相合作的关系,与NPK处理相比,CK和NPKM处理的网络节点数分别增加了4.76%和5.95%,而边数则分别增加了12.13%和10.54%,说明仅施化肥不利于增强土壤微生物群落之间的联系和系统稳定性。综上所述,施用化肥,特别是化肥配施生物有机肥可以通过增强土壤细菌种间互作联系,优化群落组成,为黄芩生长提供更适宜的环境。

氮添加土壤微生物群落结构影响微生物碳利用效率

尽管近年来中国氮(N)沉降水平逐渐趋于稳定,但中国东南地区N沉降相比于其他地区仍处于较高水平。N沉降对陆地生态系统碳循环过程的影响不容忽视。微生物碳利用效率(CUE)是指微生物将吸收的碳转化为生物量碳的效率,高微生物CUE意味着高土壤有机碳存储潜力。因此,探究N沉降背景下微生物CUE的变化将有助于进一步认识陆地生态系统土壤碳存储的变化。然而,目前关于N沉降下微生物群落结构的变化如何影响微生物CUE鲜有报道。在福建省泉州市戴云山国家级自然保护区的罗浮栲林通过N添加模拟N沉降。实验共包括三个N添加处理:对照(CT,+0 kg hm^(-2)a^(-1))、低氮(LN,+40 kg hm^(-2)a^(-1))和高氮(HN,+80 kg hm^(-2)a^(-1))。测定不同处理土壤基本理化性质、微生物生物量、酶活性和CUE,并使用高通量测序对微生物群落结构和多样性进行测定。结果表明,N添加显著影响微生物CUE,随着N添加水平的增加,CUE逐渐增加;相反,土壤pH、可提取有机碳(EOC)和微生物生物量碳(MBC)均呈现下降趋势。N添加对土壤微生物群落α多样性总体上无显著影响。非度量多维度尺度(NMDS)分析表明,N添加显著改变了微生物的群落结构。尤其对于真菌而言,不同N添加处理的真菌群落明显分开为三簇。微生物CUE分别与土壤pH、EOC和真菌NMDS1呈显著的负相关关系,与矿质氮含量呈现显著正相关关系。随机森林分析表明,N添加下影响微生物CUE的类群主要是富营养菌(如变形菌门和子囊菌门)。研究表明N添加下,微生物CUE不仅受土壤养分有效性和pH的调控,同时还受土壤微生物群落结构的影响。未来进一步探究N添加下土壤微生物关键类群的变化可能有助于揭示森林生态系统碳存储过程。

藜麦播期和密度对土壤理化性质及微生物群落结构的影响

【目的】分析藜麦播期、密度对土壤养分、酶活性和微生物群落结构的影响,确定甘南地区藜麦的最佳播种期和播种密度,旨在为藜麦栽培制度的调整和藜麦产业的推广提供理论依据和科学参考。【方法】以藜麦品种‘陇藜5号’为材料,采用双因素随机区组设计,设播期和播种密度2个因素,其中播期设早播(5月15日播种,E),晚播(6月24日播种,L)2个水平;播种密度设低密度(1.2万株/hm^(2),D1)、中密度(1.6万株/hm^(2),D2)、高密度(2.0万株/hm^(2),D3)3个水平,进行完全组合设计,共6个处理,分别为早播低密度(ED1)、早播中密度(ED2)、早播高密度(ED3)、晚播低密度(LD1)、晚播中密度(LD2)和晚播高密度(LD3),分析不同处理藜麦的产量及其构成因子,测定不同处理藜麦根际土壤pH、养分含量以及土壤酶活性;采用Illumina-HiSeq高通量测序技术,分析不同处理藜麦根际土壤细菌群落结构组成和多样性,最后对不同处理藜麦土壤pH和养分含量、细菌群落相对丰度与酶活性的相关性进行了分析。【结果】播期、密度对藜麦产量及其构成因子有明显影响。各处理间主穗长差异不显著。6个处理中,LD1处理藜麦有效分枝数、千粒质量均最高,ED2和ED3处理总产量均较高。播期、密度对藜麦根际土壤pH无显著影响,但对土壤养分含量以及酶活性有明显影响。在相同密度下,无论是在分枝期还是在灌浆期,晚播藜麦根际土壤全磷、全钾、全氮和有机质含量总体高于早播处理。在相同密度下,分枝期晚播藜麦根际土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性总体高于早播处理,而早播处理土壤碱性磷酸酶活性低于晚播处理;灌浆期晚播藜麦根际土壤过氧化氢酶、碱性磷酸酶活性总体低于早播处理,晚播处理土壤蔗糖酶活性则高于早播处理。播期、密度对藜麦根际土壤细菌群落结构有明显影响。在分枝期,ED2处理Shannon指数平均值和Simpson指数平均值最大;在灌浆期,LD2处理Chao1指数最高,ED3处理的Coverage指数最高。相关性分析结果表明,土壤养分含量、酶活性与土壤细菌群落结构有明显相关性,其中土壤脲酶活性与速效磷含量呈极显著正相关,过氧化氢酶活性与速效钾含量呈显著正相关,土壤蔗糖酶与全氮含量呈极显著正相关;过氧化氢酶活性与放线菌门呈极显著正相关,脲酶活性与变形菌门呈显著正相关,蔗糖酶活性与芽单胞菌门呈极显著正相关。【结论】在甘肃省高海拔冷凉地区,播期、密度对藜麦产量及其根际土壤养分含量、酶活性和细菌群落有明显影响,在该地区藜麦播种时间以5月中旬、播种密度以(1.6~2.0)万株/hm^(2)为宜。

松辽平原杨树人工林土壤微生物群落结构及其功能多样性的林龄差异

【目的】探究杨树人工林林龄变化对土壤微生物群落结构和功能群特征的影响,为杨树人工林的地力维护和可持续经营提供科学依据。【方法】以辽宁省新民市2、4、7、10和14年生欧美杨I-214杨人工林为研究对象,测定0~20 cm土层土壤理化性质,利用高通量测序技术分析不同林龄I-214杨人工林土壤细菌和真菌群落结构及其功能多样性差异。【结果】土壤有机碳、硝态氮、速效钾和有效磷含量均随林龄增长呈先降后升的变化趋势。土壤优势细菌门为变形菌门和酸杆菌门,其中变形菌门的相对丰度随林龄增长而增加;优势真菌门为子囊菌门和担子菌门,相对丰度几乎不受林龄影响。土壤细菌香农指数随林龄增长呈先降后升的变化趋势,在林龄2年时最高。冗余分析表明,土壤密度、pH和速效钾、有效磷含量显著影响土壤细菌群落,土壤全氮和硝态氮含量显著影响土壤真菌群落;土壤微生物群落功能预测表明,具有碳和氮转化功能的细菌群落相对丰度随林龄增长而增大,且土壤细菌香农指数、碳转化功能群落相对丰度以及土壤硝态氮、速效钾、有效磷养分含量均在林龄10年时开始呈现出明显降低趋势。【结论】松辽平原区I-214杨人工林土壤细菌群落较真菌群落更易受林龄影响,林龄10年时为关键转折点,土壤细菌群落多样性、碳转化功能群相对丰度以及部分养分含量下降,需考虑采取适宜经营措施,以维持土壤肥力以及微生物群落结构和功能多样性。

稻田增加沟坑对金背鲤肠道结构、消化酶活性及微生物群落的影响

【目的】探究金背鲤Cyprinus carpio var.Jinbei的稻田适应性特征及其肠道与不同稻田生长环境的关系。【方法】以在平板式、“一”字沟以及“十”字沟稻田生长的金背鲤为研究对象,采用形态学、酶学及生物信息学的方法探究稻田增加沟坑对金背鲤肠道结构、消化酶活性及微生物群落的影响。【结果】“十”字沟组金背鲤肠道的绒毛最宽(173.59μm),其次是“一”字沟组(157.72μm),最窄的是平板式组(139.69μm)。“十”字沟组、“一”字沟组的胰蛋白酶活性分别为4662.65、4676.12 U·mg^(−1),显著高于平板式组的3752.34 U·mg^(−1)(P<0.05)。从门水平看,稻田增加沟坑后,变形菌门、厚壁菌门仍然是优势菌门,但放线菌门取代梭杆菌门成为优势菌门;从属水平看,平板式组的优势菌属为链球菌属、鲸杆菌属、红杆菌属,“一”字沟组和“十”字沟组优势菌属变化较大,在各组前3位的优势菌属中,“一”字沟组有1种发生改变,“十”字沟中有2种发生改变。【结论】稻田中增加沟坑后金背鲤肠道的结构、消化酶活性、微生物群落及优势菌群会发生改变,通过调节代谢以适应新的稻田水环境,但金背鲤肠道核心菌群的组成保持相对稳定。

生物转盘耦合垂直流人工湿地对生活污水的净化效果及其微生物群落结构特征

为提高垂直流人工湿地对农村生活污水的净化效率,构建生物转盘耦合垂直流人工湿地系统。以实际生活污水为对象,研究耦合系统对生活污水的净化效果,并采用高通量测序分析其微生物群落结构特征,揭示微生物群落结构与污染物处理效率之间的关系。结果表明:系统对化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)和总磷(TP)的去除率分别为64.97%、86.84%和79.18%,出水平均质量浓度分别为71.70、3.21和0.67 mg·L^(-1);新型湿地系统适于处理COD、ρ(NH_(4)^(+)-N)和ρ(TP)分别为<250、30~50和<2 mg·L^(-1)的生活污水,且24 h为系统最佳运行时间;2个系统中不同填料区微生物种类无较大差别,相对丰度差别较大,共有的优势菌门、优势菌纲和优势菌目分别有5、8和10类,系统中除氮微生物主要为氢噬胞菌属(Hydrogenophaga)、假单胞菌属(Pseudomonas)等,除磷功能微生物主要有假单胞菌属、脱氯单胞菌(Dechloromonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、红球菌属(Rhodococcus)等;细菌群落影响污染物的去除,NH_(4)^(+)-N、TP和COD去除率与变形菌门和蓝细菌门呈显著正相关,TP浓度与绿弯菌门、COD与绿菌门呈显著正相关(P<0.05);各污染物主要在火山石区、沸石区被去除。研究结果明确了生物转盘耦合垂直流人工湿地微生物群落结构特征及其与污染物去除之间的关系,可为进一步提高人工湿地的处理效率提供科学参考。

有机肥对玉溪植烟土壤有机质组分和微生物群落结构的影响

为进一步明确有机肥增施对植烟土壤微生态环境的影响及其内在相互作用,通过田间试验,在常规化学肥料基础上分别增施0、3000、6000和12000 kg·hm^(-2)有机肥,研究其对土壤有机质组分、理化性质及微生物群落特征的影响。结果表明,增施有机肥显著提升了植烟土壤pH及有机质和速效养分含量;随着有机肥施入量的增加,土壤颗粒有机质、水溶性有机碳、微生物量碳氮及轻组有机质含量均呈现增加趋势,其中有机质含量提升7%~28%,速效钾含量提升10%~61%,微生物量碳提升14%~20%,微生物量氮提升24%以上。增施有机肥处理提高植烟土壤细菌与真菌的ACE指数,土壤中变形菌门、担子菌门、枝顶孢霉属、假单胞菌属等有益菌群的丰度明显增加;Bryobacter、Haliangium等菌群丰度明显降低,且其丰度与土壤活性有机质含量呈负相关。综上所述,增施有机肥刺激了土壤有益微生物菌群的生长和繁殖,提高了植烟土壤活性有机质组分含量,改善了土壤理化性状。

黄河三角洲柽柳人工林土壤微生物群落结构及多样性分析

【目的】探究黄河三角洲不同林龄柽柳人工林对土壤微生物群落结构特征及多样性的影响,对评价人工林土壤质量动态变化和后期栽培管理具有重要意义。【方法】以无林地(WLD)和3种不同林龄(TC3a、TC8a、TC12a)的柽柳人工林为研究对象,采用高通量测序技术,对土壤细菌和真菌群落结构及多样性变化进行分析。【结果】3种林龄及无林地土壤微生物数量均表现为细菌>真菌,随着林龄的增加,优势菌群未发生改变。林龄对土壤细菌和真菌群落α多样性的影响有限,其中细菌Chao1index、ACE index和Shannon指数表现为TC8a>TC3a>TC12a,而真菌Shannon指数和Simpson指数则表现为TC3a>TC8a>TC12a。细菌的群落组成数量在门、纲、目、科、属水平上与真菌存在显著差异,其中细菌的群落组成在各个分类水平上均表现为TC12a>TC8a>TC3a>WLD,而真菌则表现不规律,但均以TC3a数量最多。土壤微生物优势群落和主要群落组成基本一致,但在相对丰度上存在一定差异。其中细菌群落中变形菌门Proteobacteria和unidentified Bacteria相对丰度均超过10%,是优势菌门,而真菌群落中,子囊菌门Ascomycota的相对丰度均超过45%,是绝对优势菌门。林龄变化对土壤理化性质和微生物群落结构特征均存在一定影响,其中土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、铵态氮、有效磷及速效钾含量随着林龄的增长而增加,且均高于WLD,而土壤含盐量则表现出相反的变化规律。冗余分析表明,不同林龄的微生物群落受养分影响明显,细菌群落中土壤全氮、铵态氮和真菌群落中盐分、有机碳、全氮、全磷,分别是影响细菌和真菌群落变化的主要环境因子。【结论】柽柳人工林调控了滨海盐碱地土壤微生物群落结构,提高了土壤微生物多样性,改善了土壤理化性质,但对林龄的响应变化不规律。

秸秆长期还田对不同土层土壤微生物群落多样性及结构的影响

为了探索秸秆还田对不同深度土层土壤微生物多样性及群落构成。采用可培养方法、试剂盒酶活性测定方法和高通量测序技术,以15年秸秆还田定位试验土壤为研究对象,测定秸秆还田对小麦收获期0~10、10~20和20~30 cm土层土壤微生物种群数量、酶活性以及细菌、真菌多样性和群落结构的影响。结果表明,长期秸秆还田增加了3个土层土壤酶活性和可培养微生物数量,0~10 cm土层的土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、纤维素酶活性以及细菌、真菌、氨化细菌、亚硝化细菌及纤维素降解菌的数量与对照差异显著(P<0.05);且秸秆还田的土壤酶活性和微生物数量效应随土壤深度的增加而降低。长期秸秆还田显著增加了10~20 cm土层的细菌ACE指数、Chao1指数、Shannon指数等α多样性指数(P<0.05),改变了各土层土壤的细菌和真菌β多样性。另外,长期秸秆还田还改变了细菌和真菌的群落结构,且对细菌群落结构影响较大,0~10 cm土层中酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)和Latescibacteria均显著增加(P<0.05)。随着土壤深度的加深,细菌群落结构差异性越来越小。另外,秸秆还田能够使细菌群落间的相互作用连接更加紧密,但会降低真菌群落的稳定性。综上所述,长期秸秆还田对土壤酶活性、可培养微生物数量及细菌群落结构和多样性具有明显正向效应,且对土壤中细菌的积极影响更大。