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。

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】为旱地红豆草丰产、高效、优质栽培提供理论依据和技术指导。【方法】以红豆草(Onobrychis viciaefolia)新品系P1、P2、P3和甘肃红豆草(O.viciaefolia cv.Gansu)、蒙农红豆草(O.vi-ciaefolia cv.Mengnong)为试验材料,采用营养液沙培法,以-0.8 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,研究不同干旱胁迫时间(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】随干旱胁迫时间延长,红豆草株高和根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-wiener指数先降低后增加(P<0.05),在0 d时最大,前二者在6 d时最小,而后二者在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】干旱胁迫对红豆草幼苗生长及根际土壤细菌群落组成有显著影响。

低磷胁迫对不同根型苜蓿根系生长及根际细菌的影响

本研究以根蘖型公农4号杂花苜蓿(GN)、根茎型清水紫花苜蓿(QS)、直根型陇东紫花苜蓿(LD)为试验材料,利用沙培盆栽试验和16S rRNA基因高通量测序技术,探究3种根型苜蓿根系生长及根际土壤细菌群落结构对低磷胁迫的响应。结果表明:低磷胁迫(0.01 mmol/L KH2PO4)下,各根型苜蓿总根长、主根长、根尖数、根夹角和侧根数均显著增加,而根总表面积、根总体积、根平均直径、比根长和比根表面积均显著降低;QS的总根长、主根长、根总表面积、侧根数、根总体积、根尖数均显著小于GN和LD。隶属函数综合评价证明,GN的耐低磷能力最强,QS最差。低磷胁迫下,不同根型苜蓿根际土壤细菌香农威纳指数、Chao1指数均有所增加,可能是由于苜蓿根系分泌物的产生降低了逆境对其造成的损伤,从而影响了土壤细菌群落多样性。在门分类水平上,苜蓿根际土壤细菌的优势菌门为变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、脱硫菌门和放线菌门;低磷处理增加了变形菌门、放线菌门相对丰度,降低了脱硫菌门、绿弯菌门相对丰度,其相对丰度增加的优势菌群可能与苜蓿抵御低磷胁迫有关。在科分类水平上,厌氧绳菌科、脱硫杆菌科、根瘤菌科和鞘脂单胞菌科是苜蓿根际土壤细菌的优势菌科;低磷胁迫使供试苜蓿鞘脂单胞菌科相对丰度显著增加,脱硫杆菌科相对丰度显著下降。

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)。