巨柏根际与非根际土壤细菌多样性及功能

以西藏林芝市巴宜区、米林县、朗县3个巨柏(Cupressus gigantean)种群地为试验地,在每个种群地分别采集9组根际土壤、非根际土壤样本;利用高通量测序技术,分析巨柏根际土壤、非根际土壤的细菌多样性及功能。结果表明:巨柏根际土壤与非根际土壤丰富度指数(ACE指数和Chao指数)差异不显著。依据热图聚类分析、主坐标分析(PCoA),巨柏根际土壤与非根际土壤细菌群落结构和相对丰度存在显著差异。根际土壤中放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)的相对丰度,显著高于非根际土壤。根际土壤细菌的转运与分解代谢、膜转运、信号转导、氨基酸代谢、类脂化合物代谢、异种生物降解与代谢、内分泌系统等功能丰度,显著高于非根际土壤细菌的。巨柏根际土壤具有丰富的特有细菌。

玉米根际和非根际土壤细菌微多样性与土壤有机碳矿化的关系

[目的]运用高级别分类学分辨率揭示玉米根际和非根际土壤中细菌群落微多样性,并探讨微多样性与土壤有机碳矿化的关系,从更精细的分类学分辨率水平上为玉米根际土壤中微生物驱动的碳循环提供理论依据。[方法]以西北农林科技大学曹新庄试验农场为依托,采取田间生长条件下玉米根际和非根际两种土壤类型。利用高通量测序技术,比较OTUs和ASVs两种分类学分辨率水平上玉米根际和非根际土壤中的细菌群落结构,揭示细菌群落的微多样性。同时通过培养试验检测根际和非根际土壤的有机碳矿化特性。[结果]通过比较OTUs和ASVs两种分类学分辨率水平上的细菌群落,OTUs和ASVs两种方式显示出相似的细菌群落结构。在玉米根际和非根际土壤类型中,ASVs在更高分类学分辨率水平上描绘细菌群落组成,同时揭示了普遍存在于OTUs内的不同菌株或生态型。此外,两种不同生长策略(r-策略和K-策略)细菌物种的相对丰度差异是导致根际和非根际土壤细菌群落结构不同的主要因素。培养试验表明,根际土壤有机碳矿化量显著高于非根际土壤。3 a的连续采样分析结果表明,根系是田间成熟玉米根际和非根际土壤理化性质差异的主要因素而受时间(2019—2021年)的影响较小。根际和非根际土壤细菌微多样性与相应的土壤有机碳累积矿化量具有显著相关性。[结论]ASVs方式展示了田间生长条件下玉米根际和非根际土壤中的细菌微多样性具有显著差异,且细菌微多样性与根际和非根际土壤有机碳累积矿化量相关。

麦棉两熟复合根系群体对棉花根际非根际土壤酶活性和土壤养分的影响

在麦棉两熟双高产条件下,设置麦棉自然根系(根系和肥水均可相互通过)、麦棉纱网隔根(肥水可相互通过,根系不能相互通过)和麦棉塑膜隔根(根系和肥水均不能相互通过)3种套种复合根系群体,研究麦棉两熟复合根系对棉花根际和非根际土壤酶活性和土壤养分的影响。结果表明,在麦棉共生期,与麦棉塑膜隔根相比,麦棉自然根系和纱网隔根复合群体中棉花根际非根际土壤脲酶、蔗糖酶和蛋白酶的活性均有所提高,其中以麦棉纱网隔根处理的土壤酶活性最高。同时,麦棉自然根系复合群体中棉花根际非根际土壤的养分含量降低,纱网隔根处理减缓了小麦根系对棉花根系营养的竞争,同时又可能是小麦根系分泌物的作用使其养分含量最高。到棉花盛蕾期,小麦已收获,麦棉复合群体根际和非根际土壤酶活性和土壤养分状况均得到不同程度改善,其中以麦棉自然根系复合群体的改善程度最大,其土壤脲酶和蔗糖酶的活性达到最高,土壤有机质和全氮含量超过塑膜隔根,但仍低于纱网隔根。麦棉套作地下部不仅存在小麦对棉花营养竞争的不利一面,同时还存在小麦根系促进棉花根际非根际土壤酶活性和土壤养分含量提高的有利一面,且此效应将持续影响套作棉花一生。

不同感病等级樟子松根际与非根际土壤性质对比研究

对章古台不同感病等级樟子松根际土壤和非根际土壤进行了对比研究,结果表明:樟子松感病后,根际土壤的 pH值随感病程度的加重而上升,有机质含量明显下降,CEC值有一定程度的提高,根际土壤中盐分的富集程度明显下降,全N、速效N、速效K的富集程度和速效P的亏缺程度明显下降;樟子松根际土壤微生物总数和酶的活性随感病等级的加重呈下降趋势,说明樟子松感病后,其根系的生物活性下降。

连作对烤烟根际与非根际土壤养分含量的影响

为了明确连作对烤烟烟田养分含量的影响,分析不同连作年限烟田烤烟根际与非根际土壤的养分含量变化。结果表明:①随着烤烟生育进程的推进,不同连作年限烟田烤烟根际和非根际土壤的pH、非根际土壤的有机质含量总体呈先降低后增加的趋势;根际土壤的有机质含量逐渐增加;根际和非根际土壤的全氮和碱解氮含量、非根际土壤速效钾和全钾含量均呈先降后升再降的变化趋势;根际土壤速效钾、全钾和全磷含量及根际和非根际土壤速效磷含量总体呈先增加后降低的趋势;非根际土壤全磷含量呈缓慢下降趋势。②随着连作年限的增加,根际和非根际土壤pH逐渐下降,有机质含量和全量、有效态的氮、磷、钾含量均出现不同程度的累积;根际土壤pH低于非根际土壤,而根际土壤有机质含量和全量、有效态的氮、磷、钾含量高于非根际土壤;连作导致根际与非根际土壤中有效氮、有效磷、有效钾含量比发生变化,相对于速效氮和速效磷含量而言,根际土壤速效钾含量表现为亏缺,而非根际土壤速效钾含量表现为累积。

抗盐碱转基因大豆对根际与非根际土壤氨氧化古菌多样性的影响

采用PCR—DGGE技术,研究了抗盐碱转基因大豆(SRTS)对根际与非根际土壤氨氧化古菌(AOA)群落多样性的影响。结果表明,在非根际土壤中,SRTS的氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数显著高于其受体亲本黑农35和其他两种大豆处理,而均匀度指数较低;在根际土壤中,SRTS的DGGE条带数和多样性指数均高于其受体亲本,但并不显著,其均匀度指数则显著高于其他处理;每种大豆自身根际与非根际比较显示,SRTS非根际氨氧化古菌DGGE条带数、多样性指数明显高于根际,均匀度指数却低于根际,而其受体亲本与其他两个处理反之。聚类分析结果表明,SRTS的DGGE带谱与其他大豆处理差异较大,且自身非根际与根际处理差异显著,与其受体亲本黑农35相似性很低。测序结果表明,在SRTS处理中特有条带12、15和优势条带13、14均属于Uncultured crenarchaeote。在盐碱土壤生态系统中,SRTS提高了非根际土壤氨氧化古菌群落的多样性,但对根际土壤中氨氧化古菌的群落多样性有一定的抑制作用。

大花杓兰根际与非根际土壤真菌多样性的高通量测序分析

采用Illumina Miseq高通量测序技术对大花杓兰根际与非根际土壤真菌群落组成进行对比分析。结果表明,大花杓兰根际土壤获得63 780条Clean tags,非根际土壤获得48 094条Clean tags。基于≥97%的相似度水平,通过聚类共获得1 223个OTUs,根际和非根际土壤真菌OTUs数量分别为1 004和945,二者共有726个OTUs。Chao1和Shannon指数揭示根际土壤真菌群落在丰富度和多样性上均高于其非根际土壤。与非根际土壤相比,在门、纲、目、科和属分类水平上丰度显著增加的根际土壤真菌类群分别为担子菌门(Basidiomycota)、伞菌纲(Agaricomycetes)、伞菌目(Agaricales)和鸡油菌目(Cantharellales)、小菇科(Mycen-aceae)和角担菌科(Ceratobasidiaceae)、小菇属(Mycena)和角担菌属(Ceratobasidium)。首次从分子水平上揭示大花杓兰根际与非根际土壤真菌群落的多样性对大花杓兰的保育具有重要意义。

岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征

为了解岩溶地区生态系统中植物根系对土壤养分的影响,采用剥落法等方法对岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征进行了分析。结果表明:不同树种根际土壤养分含量差异较大,12种树种根际土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮和有效磷均显著高于非根际土壤,根际土壤养分呈明显的富集作用,全钾和速效钾因植物种类不同富集率呈正值和负值;根际土壤pH值平均低于非根际土壤0.27;根际与非根际土壤有机质与全氮呈极显著相关(P<0.01),土壤全氮与全磷、碱解氮呈极显著正相关。岩溶地区森林生态系统植物对土壤环境质量的改善作用明显。

香蕉枯萎病不同感病级别植株根际与非根际土壤微生物物种多样性研究

为了了解香蕉枯萎病患病蕉园土壤生态系统中的微生物群落特征以及香蕉植株枯萎病感病等级与土壤微生物群落结构的相关性。于2010年采集了海南省的尖峰、冲坡和十月田3个典型香蕉枯萎病患病样地中健康植株和不同感病级别植株根际与非根际土壤样品共30份,采用微生物平板计数法分别研究了3个香蕉枯萎病典型患病样地中的土壤微生物物种多样性。结果表明:同一患病样地根际与非根际土壤中三大类群微生物的数量和种类均从感病级别高、感病级别低到健康植株持续增加,病原菌数量从感病级别高、感病级别低到健康植株持续降低。健康植株和不同感病级别植株根际土壤中的微生物数量均明显高于非根际,体现了根际效应。就细菌和放线菌来看,感病植株的根际效应最明显。

根际和非根际土壤有效铅镉的浸提剂筛选

采用0.005mol/LDTPA-TEA,Mehlich3(M3),1mol/LNH4OAC作为浸提剂,研究了不同浸提剂对根际与非根际潮褐土有效态Pb、Cd的浸提效果,从浸提剂的提取率、提取量与作物体内Pb、Cd积累量间的相关性方面进行比较和筛选。结果表明:无论Pb还是Cd,在供试根际、非根际土壤上其有效性均存在显著差异;3种浸提剂对根际、非根际土壤有效态Pb、Cd的提取率结果均为M3>DTPA-TEA>NH4OAC;对有效Cd,3种浸提剂提取量与作物Cd积累量相关性均达极显著水平。而对于有效Pb,DTPA提取结果与作物积累量相关性最佳。因此,认为DTPA是最适合供试土壤有效性Pb、Cd提取的浸提剂。

玉米根际与非根际土壤中4种原生动物分布特征

原生动物在土壤中是一类极其重要的生物。通过调查玉米根际和非根际土壤中 4种原生动物的动态分布发现 :仅在玉米抽雄时期 ,根际土壤中 4种原生动物总数是非根际土壤 (R/S)中的 1.6倍 ,而在其它生育时期没有显著的根际效应。不同的原生动物的根际效应差异很大 ,肾形虫在抽雄期R/S比接近 90 ;变形虫在吐丝时期表现出一定的根际效应 ;波豆虫在大喇叭口时期表现出比较强烈的根际效应 ,但在抽雄期则表现出十分强烈的负根际效应 ,根际土壤中波豆虫数量不到非根际土壤的 10 % ;尾滴虫在玉米整个生育时期都表现出微弱的根际效应。

巨尾桉根际与非根际土壤酶活性的研究

揭示了巨尾桉根际与非根际土壤酶活性及土壤化学性质的差异，探讨了巨尾桉生长对酶活性的影响，讨论了根际土壤养分亏缺与富集及桉树生产力下降等问题。

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。

根际-非根际土壤砷形态与三七根部砷赋存形态的相关性研究

目的探究三七生长的根际-非根际土壤中砷形态与三七根部砷赋存形态的相关性。方法选取云南省典型砷污染土壤,以盆栽试验的方式,采用土壤砷形态分级连续浸提法和植物砷形态分级提取法进行研究。结果(1)根际-非根际土壤(GJ、KM)中各砷形态含量由高到低的总体趋势为:残渣形态砷>结晶铁锰或铁铝水化氧化物结合形态砷>无定形和弱结晶铁铝、铁锰水化氧化物结合形态砷>专性吸附形态砷>非专性吸附形态砷,残渣形态砷所占比重最大,可达62.79%~86.10%。受根部活动的影响,非专性吸附态砷的含量均为根际土>非根际土。(2)三七根部砷的赋存形态为Fr最高,含量为2.41~7.60 mg/kg。FHAc和FHCl虽迁移活性较弱但其所占的比例却不容忽视,最高可达25.85%。(3)根际-非根际土壤中不同砷形态与土壤总砷均呈正相关,其中残渣形态R^(2)=0.976,P<0.01。根际土中活性较强的非专性吸附形态砷R^(2)=0.499,P<0.05。(4)高砷土壤中砷形态与三七根部砷赋存形态间呈极显著相关,R^(2)=0.992,P<0.001。结论中高砷土壤和中度砷土壤非根际土壤中的砷形态与三七根部砷赋存形态的相关系数较根际土壤有所升高,具有潜在的砷毒害风险。

沙地樟子松人工林根际土壤与非根际土壤的养分特征

沙地樟子松人工林根际土壤与非根际土壤的养分特征孟繁志（辽宁省林业科学研究院１１００３２）樟子松ｉ（ＰｉｎｕｓＳｙｌｖｅｔｒｌｓｖａｒ·ｍｏ，。ｅｒｌ。ｃａ）原产于我国大兴安岭北部山地和呼伦贝尔高原沙地，其树干通直，适生范围广，具有耐干旱耐瘠薄等优良特...

石灰土地区几种作物根际与非根际土壤养分特征对比研究——以重庆市中梁山为例

以重庆市中梁山石灰土地区为研究区,选择莴笋、红菜苔、白菜、瓢儿菜和桔子5种不同的作物,通过野外采样和室内实验分析的方法,分别测定了5种作物的根际与非根际土壤的全氮、全磷、全钾、水解氮、速效磷、速效钾、有机质的含量以及土壤pH值,并进行了对比分析。结果表明,根际与非根际土壤的全氮、全磷、全钾、水解氮、速效磷、速效钾、有机质和pH值之间均表现出显著的差异性(p<0.05)。这5种作物的养分含量除了桔子树的根际土壤速效磷出现亏缺外,其余4种作物根际土壤的全氮、全磷、全钾、水解氮、速效磷以及速效钾都高于非根际土壤,不同作物出现了不同程度的富集现象。另外,根际土壤的pH值均低于非根际土壤;根际土壤有机质含量均高于于非根际土壤。

基于16S rDNA高通量测序的玉米根际与非根际土壤细菌多样性比较

以玉米根际土壤(RS)与非根际土壤(NRS)为研究对象,测定了土壤养分含量;并比较了土壤细菌多样性。结果显示,与RS相比,NRS中裂解氮(AN)、有效磷(AP)和有机碳(SOC)的含量以及碳氮比(C/N)均较高;在门的水平,有3个门的相对丰度较低,4个门的相对丰度则较高;在属水平,37个属的相对丰度较低,7个属的相对丰度较高。冗余分析结果表明,Bacillus、Chitinophaga、Pseudomonas、Lysobacter、Nocardioides、Balneimonas、Saccharothrix和Streptomyces的相对丰度与AN和SOC的含量及C/N呈正相关;Gemmata和Planctomyces的丰度与AP含量呈正相关;Bradyrhizobium的丰度与AK含量呈正相关。

红心杉根际土壤与非根际土壤养分差异研究

对江西省南昌市湾里区红心杉林根际土壤与非根际土壤养分差异进行研究。结果表明:不同年龄的红心杉林分,其根际土壤与非根际土壤的养分均存在差异,林分年龄与土壤类型的交互效应均极显著。pH和有效磷、有机质含量在林分年龄和土壤类型间都存在极显著差异;碱解氮、全氮、速效钾含量在林分年龄间存在极显著差异,在土壤类型间无显著差异;全磷含量在林分年龄间存在极显著差异,在土壤类型间存在显著差异。红心杉非根际土壤的养分在20、40年生的变化很小,而根际土壤的全氮、全磷、速效钾含量差异仍然明显。

污泥处理后根际和非根际土壤中的酶活性

本项研究在温室里进行,以确定污水污泥处理后根际和非根际土壤的酶活性。污水污泥施入剂量为每公顷0、40、80、120吨,试验土壤为Enon砂壤土。种植Ransom大豆[Glycine max.(L)Merr.]以便得到根际土壤。污泥处理后,在播种前(BP)及播种后40天,测定根际(R)和非根际(NR)土壤中脱氢酶、脲酶、磷酸(酯)酶的活性,结果表明R土壤的活性高于BP及NR土壤,根系对脱氢酶、脲酶、磷酸(酯)酶的影响分别为1.05～1.42、1.20～3.06和0.94～1.23微克·克^(-1)土壤。脱氢酶的活性在所有样本中明显受到抑制(P<0.01),抑制范围为9～59%,这种抑制效应(P<0.05)与样本中重金属(Cu,Zn、Ni、Cd、Fe及Mn)的浓度有关。增加污泥施用量后,降低了BP(20～73%)及NP(38～40%)土壤中脲酶的活性,而R土壤中的活性却增加(16—43%)。

O3对非根际土壤微生物量氮的积累效应的研究

本实验通过连续4a在开顶箱内设置三个臭氧浓度梯度进行臭氧熏蒸实验,分别测定小麦生育期内根际土壤与非根际土壤微生物量氮,以了解土壤微生物量氮对臭氧浓度变化的响应,并测定臭氧对土壤微生物量氮有积累效应。结果表明:非根际土壤微生物量氮也随着生育期的推进呈现先升高后降低的趋势,臭氧对非根际微生物量氮也呈抑制作用,并与作物的生长调节、根部分泌物有关。