《覆盖模式对旱作农田土壤微生物多样性及群落结构的影响》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2021-04-22
  • 土壤微生物是表征土壤质量的敏感指标,采用Illumina HiSep技术分析不同覆盖方式对半湿润易旱区农田土壤微生物群落结构及多样性的影响,以期从微生物的角度评价农田不同覆盖措施对土壤质量的影响。设3种覆盖模式:平作塑料薄膜覆盖(P)、平作秸秆覆盖(S)和垄膜沟播覆盖(R),以平作不覆盖为对照(CK),研究不同覆盖模式下土壤微生物群落变化,分析各土壤理化因子与微生物群落之间的关系。研究结果表明各覆盖处理显著改变了土壤微生物的群落结构和多样性。所有土壤样品中,细菌群落的优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),丰度分别为29.69%、28.28%和20.76%,CK处理下较高的土壤pH和低NO3-N含量抑制了土壤中酸杆菌门(Acidobacteria)的生长繁殖,而放线菌门(Actinobacteria)相对丰度为所有处理中最高。真菌群落的优势菌门是子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota),丰度分别为59.65%和20.96%,S处理下过低的土壤温度抑制了担子菌门(Basidiomycota)生长和繁殖,其相对丰度为所有处理中最低。与CK相比,P和R处理显著提高土壤细菌的多样性和丰富度;S和R处理下土壤真菌多样性和丰富度显著增加,而P处理的土壤真菌多样性和丰富度均无显著差异。斯皮尔曼相关分析表明土壤细菌多样性主要受土壤含水量(SM)和硝态氮含量(NO3-N)影响,而土壤真菌多样性主要受土壤温度(ST)、全氮(TN)和硝态氮含量(NO3-N)影响;RDA分析表明微生物群落结构的变化主要受SM、ST、NO3-N和TN含量的影响。总的来说,R处理下土壤细菌和真菌的多样性和丰富度较CK处理显著提高,该处理下土壤中担子菌门(Basidiomycota)和球囊菌(Glomeromycota)相对丰度为所有处理中最高,两者分别形成的外生菌根和从生菌根不但促进了根部养分的吸收,而且提高了作物的抗逆性,且结果证明该处理的作物产量为最高,因此在半湿润旱作区推荐采用垄膜沟播覆盖种植方式。

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    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2021-03-25
    • 以7年生矮化中间砧苹果为试材,研究了不同材质树盘覆盖对土壤微生物丰度、群落结构和多样性的影响。高通量测序结果表明,防水园艺地布和塑膜覆盖处理提高了0-20 cm土层变形菌门的相对丰度和20-40 cm土层变形菌门的相对丰度,防水园艺地布处理还显著提高了土壤细菌Ace和Simpson指数。相较于防水、塑膜覆盖处理,透水园艺地布不仅提高了0-20 cm土层变形菌门、接合菌门的相对丰度,而且提高了土壤细菌Ace、Chao1和Simpson指数,降低了土壤真菌Ace、Chao1和Simpson指数。树状聚类图结果显示,树盘覆盖显著改变了土壤细菌和真菌群落结构,以透水园艺地布覆盖处理的改变最为显著。综合分析认为,不同覆盖措施均有利于提高土壤细菌群落的丰富度和多样性,降低土壤真菌群落的丰富度和多样性,优化土壤微生物群落结构,其中以透水园艺地布覆盖的效果最好。
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-05-20
    • 土地利用方式改变所造成的微生物β多样性降低是微生物群落组成“空间同质化”现象,这会影响微生物群落功能的完整性,减弱土壤生态系统对全球变化的抗干扰能力。因此,评估土地利用方式改变对生态系统结构和功能的影响,尤其是对生物多样性的影响,是当今亟待解决的重大生态环境问题。天然林转变为人工林土壤微生物β多样性的影响及其驱动机制尚不明确。目前,天然林转变为其他土地方式的研究主要集中在亚马逊热带森林转变成较单一的农田,且其对土壤微生物β多样性的影响尚存争议,更为重要的是相关研究没有考虑季节变异的影响。因此,研究森林转变对土壤微生物β多样性的影响及其季节变异特征有助于人们理解微生物对干扰响应的时间依赖性。 有鉴于此,中国科学院沈阳应用生态研究所王清奎研究团队的博士研究生刘圣恩依托中国科学院会同森林生态实验站开展了相关研究,分别在夏季和冬季采用嵌套采样的方式采集了常绿阔叶林和杉木人工林表层土壤,探讨森林转变对土壤细菌和真菌β多样性的影响及其驱动机制。结果显示微生物群落结构的差异随样点间的距离增加而变大,且微生物β多样性对干扰的响应具有季节变化特征,表现为夏季常绿阔叶林土壤中细菌和真菌的β多样性均高于杉木人工林,而冬季相反;天然林转变为杉木人工林提高了随机过程在局域尺度上对细菌和真菌多样性的作用,在夏季环境过滤对真菌作用较强,而在冬季对细菌作用较强;结合理论模型和该研究结果,研究人员提出了森林生态系统表层土壤微生物次生演替过程中“随机过程/决定性过程”变化的概念模型。 以上研究成果以Forest conversion induces seasonal variation in microbial β-diversity 为题发表在Environmental Microbiology 中,刘圣恩为第一作者,王清奎为通讯作者。相关工作得到了中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家基金委项目和国家重点研发计划等项目的支持。