生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响

探究生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响,为调控烟草微环境及综合防治烤烟黑胫病提供理论依据。采用盆栽试验,以黑胫病抗性不同的烤烟品种净叶黄(高感品种)、K326(中抗品种)、NC82(高抗品种)为材料,以未种植烟草为对照(CK),设置施生物炭与不施生物炭2个水平,共8个处理,通过高通量测序技术探究生物炭对黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构的影响。结果表明,施入生物炭后黑胫病抗性不同烤烟品种的黑胫病发病率与病情指数均显著降低,对高感品种净叶黄、中抗品种K326及高抗品种NC82黑胫病的防治效果分别为56.52%、31.00%和27.00%;不施生物炭条件下,高抗品种NC82和高感品种净叶黄的根际土壤真菌多样性相对较高,中抗品种K326相对较低,施用生物炭后中抗品种K326的真菌多样性显著升高,高感品种净叶黄和高抗品种NC82的真菌多样性均有不同程度的降低;LefSe分析表明,不施生物炭条件下,抗性不同烤烟品种根际土壤关键微生物类群存在显著差异,施入生物炭改变了根际土壤中关键微生物类群,品种间差异明显;主坐标分析(PCoA)表明,不施用生物炭条件下,3个烤烟品种根际土壤样本与不种植烟草土壤呈现明显的分离,施入生物炭改变了3个烤烟品种根际土壤真菌群落结构。综上,施入生物炭可以显著降低烤烟黑胫病发生,黑胫病抗性不同烤烟品种根际土壤真菌群落结构对施用生物炭的响应不同,在生产中,利用生物炭改良土壤和烟草微生态环境时需要考虑品种因素。

减氮条件下高碳基肥对烤烟土壤真菌群落结构及烟叶质量的影响

【目的】探究减氮条件下施用高碳基肥对烤烟根际土壤真菌群落结构及烟叶质量的影响,为南方烟区烟稻轮作土壤保育、微生物群落调控及提高烟叶质量提供理论参考。【方法】采用大田试验设计,设常规施肥对照(CK)和减氮条件下施用高碳基肥处理(T,较常规施肥减氮15%+高碳基肥600 kg/ha)。采用Illumina高通量测序技术对土壤真菌群落结构进行分析,应用NMDS分析和Pearson相关分析解析土壤真菌群落结构差异性及土壤养分与真菌丰度间的相关性,并测定烟叶化学成分和中性香气物质含量。【结果】减氮条件下施用高碳基肥可显著改善土壤质量(P<0.05,下同),与CK相比,T处理的土壤含水率、p H、有机质、碱解氮、微生物量碳和微生物量氮含量分别增加24.17%、20.42%、23.59%、17.41%、108.32%和92.24%。减氮条件下施用高碳基肥改变了土壤真菌群落多样性和丰富度,土壤真菌群落Simpson指数显著提高,可观察OTU数、Chao1指数和Shannon指数降低;也可改善根际真菌群落结构,尤其是功能微生物的相对丰度,如担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度分别增加20.35%和4.63%。相关分析结果表明,土壤中担子菌门、油壶菌门(Olpidiomycota)和芽枝霉门(Blastochadiomycota)与土壤理化性质和微生物量碳氮显著相关。在烟叶质量方面,T处理的烤后烟叶总糖含量、还原糖含量、糖碱比、两糖比和中性香气物质总量分别增加18.26%、28.10%、30.98%、7.31%和13.11%。【结论】减氮条件下施用高碳基肥可改善南方烟区烟稻轮作土壤的理化性质,调节土壤真菌群落结构,也可协调烟叶化学成分,提高烟叶产量和质量。

腐熟羊粪有机肥配施无机肥对植烟土壤微生物群落结构和多样性的影响

为了探究腐熟羊粪有机肥与无机肥配施对洛阳烟区植烟土壤微生物群落结构和土壤肥力特性的影响,采用盆栽控制试验和高通量测序技术,研究了不施肥(CK)、100%无机氮肥(T0)、50%羊粪有机肥氮+50%无机氮肥(T50)和100%羊粪有机肥氮(T100)4个处理下植烟土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异,并结合土壤理化性质分析了土壤肥力指标与土壤微生物多样性的关系。结果表明:植烟土壤细菌优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),土壤真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota);T50处理的变形菌门、酸杆菌门和子囊菌门相对丰度最高,但放线菌门和担子菌门相对丰度最低;NMDS分析和相似性分析发现,T50处理的土壤微生物群落结构与其他处理差异显著;Alpha多样性分析也表明,T50处理土壤细菌和真菌群落的丰富度和多样性最高。不同处理土壤理化性质和土壤关键酶活性差异显著,以T50处理土壤养分含量和土壤碳氮代谢酶的活性最高;Pearson相关性分析显示,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量及蛋白酶和脲酶活性与植烟土壤微生物多样的关系最为密切。总之,采用腐熟羊粪有机肥和无机肥配施通过影响植烟土壤细菌和真菌群落结构和多样性,促进了土壤养分的释放和转化,有利于土壤养分的供应和土壤质量的提升,研究结果为洛阳烟区应用羊粪有机肥改良土壤提供了理论依据。

云南玉溪烤烟土壤真菌的初步研究

对玉溪烤烟连作田和轮作田土壤中的真菌进行分离 ,其真菌数量为 (1.35～ 4.5 6 )× 10 5/ g干土。分离得到的真菌经分类鉴定到属 ,有 4个目 ,7个科 ,45个属 ,优势属为青霉属 (Penicillium)和盾壳霉属 (Coniothyrium) ,其次为芽枝霉属 (Cladosporium)、头孢霉属 (Cephalosporium)、镰孢霉属 (Fusarium)、轮枝孢属 (Verticillium)、柱孢属 (Cylindrocarpon)。

不同连作年限烤烟根际土壤真菌群落18S rDNA-PCR-DGGE分析

采用PCR-DGGE技术,研究轮作、连作3年、连作6年烤烟根际土壤不同生育期真菌群落结构变化趋势,以期为烟草连作障碍调控提供依据。结果表明:无论是轮作还是连作,烤烟生育中后期植烟土壤真菌群落最为丰富。连作明显改变了烤烟根际土壤的真菌群落结构,且随着连作年限的增加影响越大。DGGE条带回收序列分析和RDA物种因子结果显示长期连作导致土壤真菌菌群结构发生变化,致病菌增多,而且土壤中烟草靶斑病原、腐霉科、被孢霉科、链格孢属、链壶菌科、生赤壳科、盘菌科、镰刀菌属和炭角菌目均与土壤营养代谢密切相关。因此,不同连作年限对烤烟根际土壤真菌群落有较大影响,烤烟连作后真菌种群结构的变化可能是引发烤烟连作障碍的主要原因之一。

丛枝菌根真菌对植烟土壤磷含量及烟株养分吸收的影响

为明确菌根化烟苗移栽后的菌根效应,通过大田试验研究了3种氮肥水平(45,67.5和90 kg/hm2)下菌根化烟苗对植烟土壤磷含量及烤烟旺长期氮、磷营养吸收的影响。结果表明:①烤烟接种Arbuscular mycorrhizal(AM)真菌在45和67.5 kg/hm2施氮水平下对植烟土壤及烟株磷含量影响较小,但在90 kg/hm2水平下能有效提高磷含量;②不同施氮水平下,接种摩西球囊霉Glamus mosseae(Gm01)显著降低了烤烟根、茎、叶氮含量,但接种Glamus mosseae(Gm02)仅在90 kg/hm2施氮水平下达到显著水平;③不同施氮水平下,接种AM真菌均有效降低烤烟的氮磷比,其中,Glamus mosseae(Gm01)的菌根效应较佳。可见,不同施氮水平影响AM真菌的菌根效应,但不同来源的摩西球囊霉(Glamus mosseae)对烤烟的作用效果有一定差异。

长期有机肥投入对烟株根际土壤真菌群落结构的影响

采用高通量测序法,通过烤烟田间定位试验,研究了长期单一施用化肥(T1)、化肥+稻草还田(T2)和化肥+稻草还田+饼肥(T3)等3个处理对烟株根际土壤真菌多样性的影响。结果表明:T2处理的土壤真菌OTU个数(776个)高于T1和T3处理的;子囊菌门(Ascomycota)和该菌门下物种的相对丰度最高,T2和T3处理分别比T1处理增加了6.90%和15.04%;在3个处理间,烟田土壤真菌在门水平上无显著性差异,在科、属水平上有提高优势种群丰度的趋势;T1处理烟田土壤的优势菌为圆盘菌纲(Orbiliomycete)及其纲下的真菌种群;长期化肥+稻草还田或增施饼肥可以减少梭孢壳属(Thielavia)等子囊菌门粪壳菌目的真菌数量;稻草还田还可以增加被孢霉属(Mortierella)的真菌数量。因此,在长期有机肥化肥配施条件下,稻草还田与施用饼肥能不同程度地促进或抑制土壤真菌的生长,以稻草还田为主的施肥技术能显著增加烟田土壤有益真菌的数量,改善土壤中真菌群落结构。

长期连作及强还原土壤灭菌处理对烤烟根际土壤真菌群落的影响

烤烟是重要的经济作物,连作障碍已成为限制其产业发展的主要原因之一,研究长期连作及强还原土壤灭菌处理(RSD)对烤烟根际土壤真菌群落的影响,为缓解烤烟连作障碍提供理论基础。选取烤烟连作3、5和7年根际土壤分析理化性质和真菌群落演替规律。选取烤烟连作3年样地实施强还原土壤灭菌处理(RSD),与未处理(3年)对比,以此评价RSD修复效果。结果表明:(1)连作处理显著降低烤烟根际土壤pH及总碳和总氮的含量,RSD处理较未处理(3年)显著提升土壤总碳和总氮的含量。(2)测序结果表明,连作处理显著促进真菌群落Alpha多样性,主坐标轴分析和聚类分析表明连作处理显著改变真菌群落结构,真菌群落相对丰度的变化及FUNGuild数据库比对结果表明,连作处理促使病原菌丰度增加。(3)与未处理(3年)相比,RSD处理显著降低真菌群落多样性和病原菌丰度。(4)相关性热图分析表明病原菌相对丰度与p H、总碳和总氮含量呈显著负相关。因此,长期连作烤烟导致根际土壤质量退化,造成病原菌增多;RSD处理对连作土壤的质量和真菌群落具有良好的修复效果。

连作烤烟土壤特征分析

通过调查我省主要烤烟产区遵义市的播州区、湄潭县、凤冈县的连作烤烟发病情况,测定烟草AM真菌的侵染状况、土壤质地、pH、土壤养分,并分析与烤烟发病指数间的相关关系。结果显示:连作烤烟田间土壤病害发病指数越高,AM真菌根系侵染率和土壤pH值就越低,呈极显著负相关关系;所以在土壤肥力充足时,克服烤烟连作障碍应重点考虑土壤pH值和根系AM真菌侵染率。

烟草根际土壤真菌多样性的研究

烟草土传病害发生普遍,危害严重。为深入了解烟草根际土壤真菌区系与土传病害间的相互关系,选取黑龙江、山东、广西和云南四省区的代表性烟田,开展了烟草根际土壤真菌多样性的研究。对采自上述四省区12个县市的224份烟草根际土壤样品进行了真菌的分离和培养,共分离获得1,278株真菌,通过形态学特征鉴定出真菌25属86种。其中接合菌门4属6种,子囊菌门1属1种,无性型真菌20属79种。通过分析发现,烟草根际土壤中的优势真菌种群及其菌株数量所占分离真菌总菌株数量的比例分别为:青霉属Penicillium16.74%,木霉属Trichoderma14.32%,镰孢菌属Fusarium13.54%和曲霉属Aspergillus11.50%。在12个采样地点中,山东诸城的多样性指数(H?=2.0666)和均匀度指数(J=0.6898)最高,云南玉溪的丰富度指数(R=4.0687)最高。不同采样地点的烟草根际土壤真菌种群的相似性水平也存在差异,其中云南永胜和大理的烟草根际土壤真菌种群的相似性系数最高(Cj=0.9375),山东沂水和云南玉溪间的相似性最低(Cj=0.5217)。

镉污染对烤烟根际土壤细菌和真菌群落结构的影响

根际土壤微生物是根际土壤生态系统的重要组成部分,为了明确镉污染条件下烤烟根际土壤微生物群落结构变化,采用全生育期盆栽方法,利用分子生物学PCR-DGGE技术,对不同浓度镉污染下烤烟根际细菌和真菌的群落结构进行了分析,结果表明:(1)镉污染浓度为4 mg kg-1处理的根际土壤细菌群落条带数,明显少于其他处理;随镉污染浓度的增加,一些土壤细菌类群逐渐消失,但特定细菌对高浓度镉污染具有较强的耐受能力;根际细菌可归入8个类群,Bacterium ellin、Acidobacteria酸杆菌和Mycobacterium分枝杆菌属对不同浓度镉污染具有较强的适应能力,其中leptolyngbya瘦鞘丝藻属能适应中等浓度的镉污染,在该浓度下,该微生物可大量繁殖为优势种群。(2)随着镉污染浓度增加,部分特有真菌类群出现,但是在中等镉浓度(4 mg kg-1)处理下,部分真菌类群消失;真菌群落结构可归入4个类群,其中优势和共有类群为Fusarium镰刀菌属和未知菌属,对不同浓度镉污染耐受性较强;Acremonium sclerotigenum硬化支顶孢霉对镉污染反应敏感,Rhizopus根霉菌属嗜好高浓度镉的真菌。