连作障碍是制约农业生产可持续发展亟待解决的问题,造成连作障碍的原因很多,而土壤微生物菌群及土壤酶活性的变化对于土壤健康有至关重要的作用,被认为是连作障碍的主要因子。围绕连作引起的作物土壤酶活性、土壤微生物数量及群落结构以及特异微生物的变化,提出将高通量测序技术及基因芯片技术与传统分子生物学技术相结合,重点研究微生物菌群活性和功能变化以及菌群之间的相互作用对连作障碍的影响,同时对从作物根系分泌物对土壤微生物菌群影响的角度和微生物细胞水平解决连作障碍提出了展望。旨在为农业生态系统的可持续发展提供参考。

【目的】研究大蒜长期连作对其根际土壤微生物数量和酶活性的影响。【方法】采用大蒜连作0(CK)、5、10、15和20年的土壤再分别盆栽大蒜,以大蒜根际土壤为研究对象,分别测定根际土壤微生物区系和酶活性的变化以及两者间的相互关系。【结果】随连作年限的增加,根际真菌数量持续上升,连作20年的土壤约为对照的2.88倍。而其它微生物类群的数量及土壤酶活性只在短期内(5—10年)呈上升趋势。与对照相比,连作10年的大蒜根际土壤中的细菌、放线菌各增加了8.72%和25.81%,氨化细菌、硝化细菌和芳香族化合物降解菌分别为对照的5.63、11.60和3.35倍。连作10年的大蒜根系分泌物对过氧化氢酶、多酚氧化...

【目的】研究不同苹果砧木对土壤根际微生物数量和酶活性的影响。【方法】通过盆栽试验,采用微生物稀释平板培养法对平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、八棱海棠(M.micromalus Makino)、楸子(M.prunifolia(Willd)Borkh.)、新疆野苹果(M.sievesii(Ledeb.)Roemer)、东北山荆子(M.baccata Borkh.)等5种苹果砧木土壤根际微生物数量、土壤酶活性及其相关性进行研究。【结果】不同苹果砧木土壤根际微生物各生理类群数量差异显著,并且都以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。土壤微生物多样性指数的变化趋势与土壤微生物数...

为探明香蕉枯萎病的发病机理,以巴西香蕉为材料,采用盆栽试验,研究香蕉枯萎病4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4,Foc4)对香蕉根际土壤微生物和土壤酶活性的影响。结果表明:接种Foc4对香蕉根际土壤微生物总量和细菌数量(B)影响不大,但显著提高了真菌数量(F)及其在整个微生物中的比例,显著降低了放线菌数量(A)及其在整个微生物中的比例;B/F及A/F显著降低;根际土壤中过氧化氢酶和转化酶活性显著升高;Foc4侵染改变了香蕉根际土壤中微生物的数量,导致其种群结构失衡,这可能是导致香蕉枯萎病发生的重要因素之一;Foc4侵染后香蕉根际土壤酶活性发...

【目的】土壤微生物群落结构构成是土壤生态环境质量的重要组成部分，探讨两种小麦残茬对连作西瓜生长及根际土壤微生物的影响，阐释西瓜枯萎病与根际土壤微生物间的关系，为西瓜连作障碍和枯萎病的生态防治提供依据。【方法】将Ｄ１２３和Ｄ１２５两种小麦残茬粉碎后施入瓜类连作土壤中并继续栽培西瓜，采用常规方法测定西瓜蔓长、鲜重及产量，稀释平板法测定根际土壤中细菌、真菌和尖孢镰刀菌数量，通过Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ＰＣＲ测定西瓜根际土壤中功能微生物芽孢杆菌和西瓜专化型尖孢镰刀菌数量。【结果】Ｄ１２３和Ｄ１２５两种小麦残茬的施入，促进了西瓜蔓长的伸长，并在后期显著促进了植株地上鲜重、根鲜重和全株鲜重的增加（Ｐ＜０．０５．．．

【目的】揭示连作大豆主要生育时期根际土壤微生物群落结构及土壤酶活性变化,为大豆连作障碍提供理论依据。【方法】利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)分析方法对连作大豆根际土壤微生物群落结构进行定量分析,同时进行土壤微生物生物量和土壤酶活性的测定。【结果】大豆重迎茬使土壤PLFA总量、土壤微生物生物量碳含量、土壤脲酶和转化酶活性均显著降低,真菌和细菌PLFAs比例显著增加,土壤过氧化氢酶活性无显著变化。不同连作年限及生育时期对土壤微生物及酶活性的影响均不同,与作物品种、根系分泌物和残茬腐解物的数量和种类密切相关。相关分析表明,土壤PLFAs总生物量与土壤微生物生...

为研究添加外源溶磷菌wj1和wj3对大豆根际土壤的影响及其改良盐碱土的可行性,以吉林省主推高产高油大豆品种"吉育406"为材料,将wj1和wj3菌液施入到不同处理的土壤中,分析外源溶磷菌对不同生育时期大豆根际土壤酶活性、土壤微生物数量和微生物群落的变化。结果表明:大豆生长的R2和R6两时期,混合菌能显著增加黑土中磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和蛋白酶的活性;菌株wj1在整个生育期内提高了黑土磷酸酶活性;黑土添加溶磷菌对大豆根际各种微生物数量均有提高;菌株wj1有利于促进黑土中溶磷菌和自身固氮菌数量的增加,添加wj3

研究了不同种植密度对小麦豫麦49-198根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响,结果表明,根际土壤细菌在拔节和抽穗期数量较多,而放线菌、真菌在开花期数量最多。根际细菌数量、放线菌数量及土壤蛋白酶活性、脲酶活性随着群体密度的增加呈单峰曲线变化,以基本苗150×104株/hm2或225×104株/hm2处理最高;真菌数量则随密度的增加而减少。随着种植密度的增加,微生物数量及酶活性与产量的变化趋势相一致,表明微生物和酶活性增加一定程度上有助于提高作物产量。

【目的】为明确不同地质条件下、不同林分对根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,该研究为今后深入探究岩溶自然生态系统的恢复提供理论依据。【方法】本文以云南建水岩溶与非岩溶区人工桉树林、人工云南松林和天然次生林根际土壤为研究对象,通过对根际土壤微生物数量和土壤酶活性的测定,探究不同地质、不同林分对根际土壤微生物及土壤酶活性的影响,及其微生物与土壤酶间的相关性。【结果】本研究表明,在相同地质背景条件下,两种不同人工林土壤中桉树(阔叶林)与云南松(针叶林)放线菌的数量存在显著性差异,天然次生林微生物数量为18.2×10~5cfu/g。受地质条件、植被恢复模式等影响,各样地土壤酶活性各异。相关分析表明,脲酶、过氧化氢酶活性与放线菌数量呈显著正相关,脲酶、酸性磷酸酶、碳酸酐酶、过氧化氢酶4种酶活之间存在相互联系。【结论】土壤微生物群落及土壤物质的转化受地质条件、林分差异和恢复模式的影响。

【目的】研究外源基质对天麻根际土壤微生物多样性及酶活性的影响，为林下仿野生栽培天麻提供理论依据。【方法】根据外源基质不同，设置HSS（火山石、原土体积比为1∶1）、NT（泥炭、原土体积比为1∶1）、ZS（蛭石、原土体积比为1∶1）、CK（原土不添加基质）等4个处理，利用Illumina MiSeq高通量测序技术对乌红天麻根际土壤细菌16S rRNA基因的V3-V4区和真菌ITS1区序列进行高通量测序，采用常规方法测定土壤蔗糖酶（S-SC）、纤维素酶（S-CL）、脲酶（S-UE）、过氧化氢酶（CAT）、酸性磷酸酶（AcP）、碱性磷酸酶（ALP）、β-葡糖苷酶（β-CG）和荧光素二乙酸酯水解酶（S-FDA）活性，并分析其相关性。【结果】①土壤酶方面，除β-葡糖苷酶之外，3种外源基质处理均能显著提高上述7种酶活性，其中ZS处理提升最为显著；②α多样性方面，NT处理下土壤细菌的Shannon、Chao1和ACE指数均高于CK，但CK处理下细菌物种丰富度（OTU）最高；HSS处理下土壤真菌的Shannon、Simpson、Chao1、ACE指数及OTU均显著高于CK。③PCoA分析显示各处理的土壤真菌群落结构表现出显著性差异，NT、HSS处理下的土壤细菌群落结构与CK相似，但ZS处理对细菌群落结构影响较大。④各处理下天麻根际土壤细菌的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteriota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、厚壁菌门（Firmicutes），真菌的优势菌门为担子菌门（Basidiomycota）、子囊菌门（Ascomycota）、被孢霉门（Mortierellomycota）、罗兹菌门（Rozellomycota）。⑤Mantel＿test分析结果表明，不同外源基质处理下土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性对细菌群落结构具有最显著的影响，酸性磷酸酶活性对真菌群落结构影响最为显著。⑥Spearman相关性热图显示根际土壤真菌的丰度及多样性比细菌更易受到土壤酶活性的影响。【结论】综合来看，泥炭处理对乌红天麻根际土壤微生态有更好的调节作用，为泥炭基质在乌红天麻引种栽培中的施用提供科学依据。

为了探究芸豆根际微生态环境对盐胁迫的响应机制,以HYD和JW为试验材料,采用盆栽法,将2种碱性盐Na2CO3、Na HCO3按摩尔比1∶9混合,按混合后占土壤质量分数0(S0),0. 4%(S1),0. 8%(S2),1. 2%(S3)设计4个浓度梯度,研究不同程度盐碱胁迫对芸豆根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,在盐碱胁迫下,HYD在株高、根长和地上、下生物量等优于JW。在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌、真菌和放线菌数量差异显著,细菌数量高于真菌和放线菌数量。两芸豆品种根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤微生物数量均在S1处理下达到最大值,且差异显著。在相同处理下,HYD的株高、根长和地上、地下生物量等生长特性与根际土壤微生物数量、酶活性均显著高于JW。相关分析表明,脲酶活性与细菌数量、真菌数量、放线菌数量和微生物总量呈显著或极显著正相关,磷酸酶活性与放线菌数量、过氧化氢酶活性与真菌数量均呈显著正相关。在盐碱胁迫条件下,p H值上升,微生物数量发生变化,导致酶活性改变,间接改变根际土壤微环境。一定量的盐碱胁迫有利于提高芸豆根际土壤微生物数量及酶活性,促进芸豆生长。

【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。

对6个菌草品种种植前后的土壤养分、土壤酶活性进行检测，采用Illumina-MiSeq高通量测序技术对微生物多样性和微生物群落进行分析.结果表明，6个不同品种菌草土壤的有机碳、全氮、速效氮和速效磷的含量均显著高于未种植菌草的对照组(P<0.01),酸性磷酸酶与速效磷呈显著正相关(P<0.01),脲酶与速效氮、速效磷、全氮和有机碳均呈显著正相关(P<0.05),蔗糖酶与有机碳呈显著正相关(P<0.01).种植不同品种菌草后，巨菌草、象草、热研4号王草、桂闽引象草土壤中细菌和真菌多样性指数ACE均显著高于对照组(P<0.05),桂牧1号真菌多样性指数CHAO显著高于对照组(P<0.05).Pearson相关性分析表明：土壤微生物中多数细菌和真菌优势菌属均与土壤养分有显著的相关性.总之，种植菌草对改良土壤、提高土壤酶活性和土壤微生物多样性具有积极作用.

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。