基于豆科作物养分减投的轮作模式有助于在保障高产的基础上实现农业面源污染防控,为了探讨引入豆科蔬菜的轮作模式对土壤微生物群落的影响,采集定位试验3种轮作模式:西红柿-甜瓜、豆角-甜瓜、西红柿-豆角土壤样品,利用MiSeq高通量测序分析不同轮作模式下土壤微生物多样性、群落组成和结构差异,并结合土壤性质等环境因子探讨影响设施土壤微生物群落组成和结构的关键因素。结果表明,引入豆角的轮作模式显著影响土壤微生物的α-多样性,其中豆角-甜瓜模式显著降低了细菌Pielou指数,西红柿-豆角模式显著降低了真菌Chao指数。西红柿-豆角模式显著增加了土壤细菌中己科河菌门及真菌中担子菌门的相对丰度,分别是另2种轮作模式的2.3,4.1～4.8倍。在科水平上,西红柿-豆角模式显著增加了细菌亚硝化单胞菌科、Rokubacteriales、 S085及真菌小不整球壳科、虫草菌科和丛赤壳科的相对丰度;豆角-甜瓜显著促进了细菌甾体杆菌科的生长;而西红柿-甜瓜显著提高了细菌Roseiflexaceae和生丝单胞菌科的相对丰度。CCA分析表明,地上部作物种类、pH值和NO~-_3-N含量是影响土壤微生物群落组成和结构的关键环境因子,并且土壤细菌对环境因子改变的响应比真菌敏感。结果表明,相对于传统茄科-葫芦科轮作,引入豆科作物的轮作模式显著降低了细菌的均匀度和真菌的丰富度,并且改变了细菌和真菌的群落组成及结构,而且细菌对轮作模式改变的响应比真菌敏感。

【目的】研究设施黄瓜连作和轮作中,土壤微生物多样性的变化及其对产量品质的影响。【方法】利用RAPD技术研究了设施黄瓜连作和轮作对土壤微生物群落DNA序列多样性及产量品质的影响。【结果】连作黄瓜2年和7年的土壤微生物群落多样性指数、丰富度及其均匀度指数均随着黄瓜种植年限的增加而降低,黄瓜产量显著下降。而对于15、18和21年3种轮作种植的土壤,尽管其种植年限较长,但其微生物群落DNA序列多样性及均匀度均高于7年黄瓜连作的土壤,而且黄瓜VC含量均高于连作土壤。【结论】设施栽培条件下,轮作有利于土壤微生物群落的多样性和稳定性的提高,有利于土壤生态环境的改善和黄瓜产量品质的形成。

为研究生菜的种植(种菜)与混合菌肥T1对设施生菜生长土壤中微生物结构影响,设计菌肥(T1)处理与空白对照处理,利用16SrRNA基因与ITS基因高通量测序解析生菜生长土壤中微生物的物种组成和结构,同时测定生菜产量及病株率。结果表明:1)种菜可以显著提高土壤中细菌与真菌Shannon指数,而T1处理不明显改变土壤中Shannon与Sobs指数。2)T1处理降低由种菜提高的假霉样真菌属、烟草镰刀菌属、丝孢菌属与赤霉菌属在土壤中丰度,同时提高毛壳菌属、支顶孢菌属、粪壳菌目Sordariales中未分类属、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)中未分类属、火丝菌科(Pyronemataceae)中未分类属与拟盐杆菌科(Halobacteroidaceae)中未分类属在土壤中丰度。3)种菜对土壤中细菌真菌OTU总量改变不明显,但T1处理可以明显改变土壤中真菌OTU总数。4)T1处理后生菜产量增加11%,生菜病株率降低2.5%(P<0.05)。因此,设施生菜种植时用T1菌肥处理,在不明显改变土壤微生物生物多样性情况下,能够富集部分有益菌属,改善土壤微生物结构,提高生菜产量,降低生菜病株率。

结合有机农场土壤特性演变的长期定位研究,重点对比分析有机与常规种植蔬菜地土壤微生物群落特征的差异。结果表明:有机蔬菜地土壤微生物量,酸性磷酸酶、脲酶、过氧化氢酶活性及可培养真菌、放线菌菌落数显著高于常规蔬菜地。采用土壤磷脂脂肪酸(PLFA)分析法得到的有机、常规地块土壤细菌生物量分别为12.64 nmol.g-1和7.29 nmol.g-1,并且差异显著(P<0.05)。主成分分析结合R型聚类分析的结果表明,有机种植地块的土壤微生物群落特征的综合评分高于常规种植地块。

研究土壤改良剂对设施番茄根际土壤微生物群落、番茄品质及产量的影响，为合理施用土壤改良剂提供科学依据。选择设施番茄为研究对象，研究了不同土壤改良剂（石灰氮、福气多、阿维菌素和基质）下土壤细菌、真菌、放线菌、品质及产量等的变化。结果表明，４种不同土壤改良剂均能有效增加土壤中细菌、真菌、放线菌和拮抗菌数量，其中细菌和真菌数量在番茄生长后期较中期有所降低；基质栽培处理的番茄红素和维生素Ｃ产量最高，分别为８．７５ｍｇ／１００ｇ，７８．６０ ｍｇ／ｋｇ；可溶性糖含量为２．８５％～３．２９％；对照、基质栽培和阿维菌素处理糖酸比分别为７．５７，６．９１，７．７０，口感最好；产量以基质栽培处理为最高，达１３９ ．．．

【目的】明确小麦和豌豆填闲对白菜幼苗生长和土壤微生物群落结构的影响，为麦、豆填闲减轻十字花科蔬菜的连作障碍提供理论依据和技术支撑。【方法】分别以白菜和白菜连作土为供试材料和供试土壤，设置小麦填闲（W）、箭筈豌豆填闲（P）及小麦和豌豆混合填闲（WP）3个填闲处理，以不填闲作物为对照（CK），分析不同填闲处理对白菜幼苗生长的影响，并利用实时荧光定量PCR(qPCR)和Illumina MiSeq技术，探究小麦和豌豆填闲对白菜根际土壤微生物群落的影响，通过Spearman相关性分析，找出与白菜幼苗生长相关的关键微生物类群，再通过环境因子关联性分析，探明土壤化学性质的变化对土壤微生物群落结构的影响。【结果】与对照相比，3种填闲处理均促进了白菜的生长，降低了土壤EC值，混合填闲处理显著降低了土壤速效钾含量，小麦填闲处理提高了土壤pH。qPCR结果表明，填闲处理对土壤总细菌丰度没有产生显著影响，但显著增加了土壤总真菌的丰度，豌豆填闲处理及小麦和豌豆混合填闲处理显著降低了芽孢杆菌和假单胞菌的丰度。Illumina MiSeq结果发现，在属水平上，填闲处理均显著增加了TM7a的相对丰度，但降低了Leptolyngbya＿EcFYyyy-00、瓶毛壳属（Lophotrichus）、无茎真菌属（Acaulium）、Sodiomyces的相对丰度；小麦和豌豆混合填闲处理显著增加了鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）和马赛菌属（Massilia）的相对丰度，显著降低了镰刀菌属（Fusarium）的相对丰度。基于Spearman的相关性分析表明，鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、TM7a、马赛菌属（Massilia）和芽单胞菌属（Gemmatimonas）与白菜生长呈显著正相关，Leptolyngbya＿EcFYyyy-00、无茎真菌属（Acaulium）、瓶毛壳属（Lophotrichus）、Sodiomyces和镰刀菌属（Fusarium）与白菜生长呈显著负相关。填闲也改变了细菌和真菌的多样性指数，豌豆填闲处理降低了土壤细菌香农指数和逆辛普森指数，降低了真菌香农指数，增加了逆辛普森指数；小麦填闲处理和混合填闲处理增加了真菌香农指数，降低了逆辛普森指数。PCoA分析表明土壤微生物群落结构差异显著。土壤EC值是显著影响土壤微生物群落结构的土壤环境因子。【结论】填闲处理均能促进白菜幼苗生长，其中以小麦和豌豆混合填闲对白菜幼苗的促生效果最好。填闲处理增加了潜在促生菌鞘氨醇单胞菌属、TM7a、马赛菌等属的相对丰度，混合填闲处理显著降低了Leptolyngbya＿EcFYyyy-00和镰刀菌属的相对丰度，增加了潜在生防菌毛壳菌的相对丰度。

研究连作对大豆根际土壤中细菌、真菌群落组成、构建的影响,为大豆连作障碍的生物防治和农田土壤修复提供理论支持。试验于2021-2022年在沈阳农业大学铁西区定位试验站进行,试验站土壤类型为棕壤土。以玉米-大豆轮作(对照)和大豆连作根际土壤为研究对象,利用16SrDNA、ITS高通量测序技术,结合土壤化学性质和土壤酶活性测定,分析连作对大豆土壤化学性质、酶活性以及根际微生物多样性、群落构建特征的影响。结果表明:连作下,土壤全氮、全磷、全钾等土壤化学性质指标含量下降,速效钾、pH值升高;连作显著提高土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性,显著降低土壤脲酶、亮氨酸氨肽酶活性和N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性。土壤细菌多样性指数连作处理(4.63)低于轮作处理(5.34),细菌属水平下,连作增加鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)和卡氏伯克霍尔德菌属(Burkholderia,LRR:1.4%;LCR:2.4%)相对丰度;土壤真菌多样性指数连作处理低于轮作处理,真菌属水平下,连作增加病原真菌镰刀菌属(Fusarium,LCR:20.5%;LRR:13.2%)相对丰度。在群落组装过程中,大豆连作根际土壤细菌群落构建主要由确定性过程主导;玉米大豆轮作根际土壤细菌群落构建主要由随机过程主导;大豆连作根际土壤真菌群落构建和玉米大豆轮作根际土壤真菌群落构建由随机过程主导。连作引起大豆根际土壤环境因子、细菌、真菌群落组成及构建的变化,病原菌相对丰度增加,其中镰刀菌(Fusarium)相对丰度的增加可能是导致大豆连作障碍发生的重要因素。

为探讨蔬菜不同区域和种植模式对土壤质量的影响,对贵州省高、中、低不同海拔区域的蔬菜高效种植模式的土壤进行取样,分析测定了土壤微生物区系和酶活性的变化。结果表明,不同区域蔬菜高效种植模式下微生物总数和细菌总数均明显高于传统种植模式,微生物多样性指数也有一定程度提高;磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性不同程度地高于传统模式,过氧化氢酶和脲酶活性比传统模式分对照别提高1.37~1.44和1.51~2.80倍。不同区域蔬菜高效种植模式的应用,一定时期内有利于改善土壤环境质量。

【目的】分析稻菜轮作模式下不同施氮处理对土壤微生物多样性的影响，为氮肥减量施用提供理论支撑。【方法】设置氮肥全量施用（T1）、氮肥减施（T2）、氮肥配施有机肥（T3）、不施氮肥（CK）4个处理，利用高通量测序技术和生物信息学手段，研究其对土壤真菌和细菌群落结构和多样性的影响。【结果】土壤细菌和真菌群落Alpha多样性分析表明，T1处理的细菌群落Chao1指数和Observed指数低于CK处理，T2、T3处理高于CK，但处理间差异不显著；T1、T2、T3处理的细菌Shannon指数和Simpson指数均高于CK处理，差异不显著。T1、T2、T3处理的真菌Chao1指数和Observed指数均高于CK处理，而Shannon指数和Simpson指数均低于CK处理，差异不显著。微生物群落Beta多样性分析表明4个处理的土壤细菌群落组成基本相似，处理间差异不显著；T3处理的真菌群落组成与CK、T1、T2处理有一定的差异。土壤细菌群落组成基本相似，4个处理的细菌优势菌群均为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloronexi）和酸杆菌门（Acidobacteria），T2处理的绿弯菌门相对丰度最高，T3处理的变形菌门相对丰度最高，施氮处理均降低了酸杆菌门、放线菌门和硝化螺旋菌门相对丰度。真菌群落组成有一定的差异性，真菌优势菌群均为子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）和担子菌门（Basidiomycota），T1处理增加担子菌门的相对丰度，T2处理增加被孢霉门的相对丰度，T3处理子囊菌门相对丰度最高。T2处理显著降低了大理石雕菌属（Marmoricola）相对丰度，T3处理显著增加腐质霉属（Humicola）和青霉菌属（Penicillium）相对丰度，施氮处理均显著降低链格孢属（Alternaria）相对丰度。【结论】在水稻-茎瘤芥轮作模式下，与氮肥全量施用相比，减氮施肥和氮肥配施有机肥均提高了土壤细菌群落的丰富度，降低了真菌群落的丰富度。处理间土壤微生物的群落结构差异不明显，其微生物群落多样性的差异主要体现在大理石雕菌属、腐质霉属、青霉菌属和链格孢属相对丰度的显著变化。

【目的】为解决玄参连作障碍严重的问题探寻方案。【方法】将玄参与烟草进行轮作,比较不同轮作模式对根际土壤养分、酶活性及微生物种群结构的影响。【结果】玄参和烟草的3种轮作模式对土壤pH、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性有显著影响,虽对真菌和细菌的多样性影响不显著,但改变了细菌和真菌的种群结构,二者的种类和数量在门、属、种水平均有显著差异。土壤养分、酶活性、微生物多样性、各种细菌和真菌的数量在属、种水平均具有相关性。这种土壤理化性质和微生物种群结构之间错综复杂的联系可以用来解释单纯的微生物农药应用于根部病害防治效果不佳的疑问,也预示了大剂量化学农药、化肥、除草剂的农业模式是不可持续的。【结论】烟草与玄参轮作并非最佳的选择,需要用其他作物进行进一步的比较。此外,提高作物产量和质量,防治病害最根本的方法还是通过优化栽培措施来恢复土壤活力。

【目的】微生物在土壤养分循环中起到转换者的作用。论文以传统有机肥(玉米秸秆和猪厩肥)为对照,探究施用生物炭和炭基肥等新型有机物料培肥改土对土壤微生物群落结构的影响,以期为不同有机物料合理施用提供理论参考。【方法】依托沈阳农业大学棕壤改土定位试验平台(始于2009年),利用磷脂脂肪酸(PLFA)技术研究长期不同有机无机配施条件下土壤理化性质和微生物群落结构特征及二者的相关关系。试验处理包括:秸秆配施化肥还田(CS)、猪厩肥配施化肥(PMC)、炭基肥(BF)以及生物炭配施化肥(BIO)。【结果】PMC和BF处理的pH显著高于BIO处理;PMC处理的全氮含量显著高于BF和CS处理,BIO与PMC处理没有显著差异;PMC处理的有机质含量显著高于BF和BIO处理;PMC处理的土壤含水量最高;不同处理间土壤全钾含量没有显著差异。PMC处理的土壤微生物总PLFAs含量最高,其他处理间没有差异;PMC处理的细菌PLFAs含量最高,BF处理的细菌PLFAs含量显著低于BIO和CS处理;PMC处理的真菌、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs含量显著高于BIO处理,BF与PMC处理差异不显著;PMC处理的放线菌含量显著高于CS处理,BF和BIO处理居于中间无显著差异。BF处理的Shannon-Winner多样性指数和真菌/细菌比值显著高于BIO处理,BF和PMC处理的革兰氏阳性/阴性细菌比值显著低于BIO处理。冗余分析(RDA)结果显示,土壤pH、全氮和有机质对土壤微生物各PLFA有极显著影响(P<0.01),含水量和全钾有显著影响(P

为研究引入豆角的轮作模式对设施土壤硝态氮淋失的影响及机理，2018—2020年采用田间定位试验对比番茄-甜瓜、豆角-甜瓜、番茄-豆角3种轮作模式下设施土壤硝态氮淋失量的变化特征，并探讨驱动硝态氮淋失差异的关键因子。结果表明，相对于传统番茄-甜瓜轮作，引入豆角的轮作模式显著降低硝态氮淋失，其中，番茄-豆角轮作2 a总硝态氮淋失量比番茄-甜瓜显著下降39.74%,豆角-甜瓜轮作硝态氮淋失量比番茄-甜瓜降低6.32%。3种轮作模式中，番茄-豆角环境效益最佳，为推荐种植模式。Spearman相关分析表明，设施土壤硝态氮淋失量受0～100 cm土壤储水量、硝态氮累积量和温度影响最大，呈极显著正相关；与0～100 cm有机碳储量和全氮累积量显著正相关，与0～60 cm土壤pH值显著负相关。与传统番茄-甜瓜轮作相比，推荐种植模式(番茄-豆角)主要通过显著降低0～100 cm土壤储水量、硝态氮和全氮累积量并提高土壤pH值，从而改变土壤理化性质，以及缓解氮淋失敏感季节有机氮矿化等作用引起的背景氮淋失从而改变氮循环过程等途径降低硝态氮淋失。

【目的】研究青海省7种林分类型土壤微生物群落组成的变化规律,从微生物的角度为该区森林土壤资源的科学管理与评价以及林分结构调整和生态系统更新、恢复与重建提供科学依据。【方法】利用常规实验室分析和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)分析法对青海省云杉、白桦、落叶松和山杨组成的7种不同林分类型(大通青海云杉天然林A、大通白桦次生林B、湟中白桦青海云杉天然混交林C、乐都落叶松白桦天然混交林D、民和山杨人工林E、循化山杨白桦次生林F、尖扎青海云杉天然林G)表层土壤(020 cm

探究茶与大豆间作条件下根系土壤微生物群落代谢功能多样性的变化特征,有助于进一步了解茶园间作生态系统高产优质的机制。通过田间试验,设置茶树单作、大豆单作和茶树/大豆间作3种种植模式,运用Biolog技术分析土壤微生物群落代谢功能多样性的变化。结果表明,与单作模式相比,茶-大豆间作提高了土壤微生物群落的碳源平均利用率(AWCD),在120 h分别显著提高了11.52%,12.99%。茶-大豆间作提高了土壤微生物群落对糖类、氨基酸类、羧酸类及胺类等4类碳源的利用强度,并且提高了土壤微生物多样性指数。主成分分析表明,茶树与大豆间作主要通过改变土壤微生物群落对糖类、羧酸类碳源利用的模式来改善土壤微生物群落的代谢多样性。本试验条件下,茶与大豆间作改变了根际微生物的群落组成,改善了根际微生物群落功能多样性。

对连作障碍严重的植烟土壤进行物理熏蒸、棉隆化学熏蒸和甘蔗渣土壤强还原技术灭菌处理，以未经处理的土壤为对照，分析土壤的理化性质和微生物群落的变化；应用FUNGuild对真菌群落进行功能预测。结果表明：与对照相比，化学熏蒸显著提高了土壤的水解氮含量，物理熏蒸显著提高了速效磷和速效钾含量，甘蔗渣土壤强还原处理显著提高了土壤的pH值和有机质含量；物理熏蒸、化学熏蒸和甘蔗渣土壤强还原处理的土壤中尖孢镰刀菌数量分别减少了26.74%、41.39%和38.46%,3种灭菌方式对植烟土壤尖孢镰刀菌均具有抑制效应；不同灭菌方式的土壤微生物群落组成发生明显变化，化学熏蒸和甘蔗渣土壤强还原处理提高了土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)、结核杆菌属(Tuberibacillus)、梭菌属(Clostridium)和拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度；甘蔗渣土壤强还原处理土壤中，氢孢菌属(Hydrogenispora)、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)和拟杆菌属(Bacteroides)成为优势菌属。群落功能预测表明，物理熏蒸导致土壤中病理营养型真菌增加，化学熏蒸导致腐生–共生营养型向病理–腐生营养型转变，而甘蔗渣土壤强还原灭菌处理则降低了病理营养型真菌丰度并促进腐生真菌的大量繁殖。