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酒石酸与农艺刈割联合辅助象草植物修复镉污染土壤的效应以及对土壤微生物群落的影响

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环境科学研究 2024年第2期37卷 359-370页

作者：马兰心唐棋辜娇峰王德正周航曾鹏廖柏寒中南林业科技大学环境科学与工程学院湖南长沙410004

针对重金属镉(Cd)污染耕地,选择适宜的经济作物并配套低生态风险辅助技术边生产边修复,对保持耕地种植属性和区域经济水平意义重大.为研究酒石酸和农艺刈割辅助象草(Pennisetum purpureum Schum)植物修复Cd重度污染的效果,在湖南东部地... 详细信息

针对重金属镉(Cd)污染耕地,选择适宜的经济作物并配套低生态风险辅助技术边生产边修复,对保持耕地种植属性和区域经济水平意义重大.为研究酒石酸和农艺刈割辅助象草(Pennisetum purpureum Schum)植物修复Cd重度污染的效果,在湖南东部地区某Cd污染农田开展象草的田间种植试验,分析酒石酸施用(单次施用0、1.25和2.5 mmol/kg)和农艺刈割(0、1和2次)单一或联合处理对土壤基本理化性质、象草Cd含量、象草生物量、象草Cd提取量和土壤微生物群落结构的影响.结果表明:①与实验田背景值相比,象草种植、酒石酸和刈割处理能够使土壤pH降低0.07~0.47个单位、土壤总Cd含量降低0.62%~39.72%,同时土壤有效态Cd含量增加1.25%~27.25%.②酒石酸施用有利于象草总生物量的增加,刈割则相反,但二者都增加了象草茎Cd含量,尤其是刈割处理,均是最后一茬收获的象草茎Cd含量较前茬更大,最高达8.94 mg/kg.③酒石酸施用量为1.25 mmol/kg且未刈割时,象草地上部位生物量最大,单位面积生物量最高达99.67 t/hm^(2)(单株达3.80 kg);同时象草地上部位Cd提取量达到最大,单位面积象草地上部Cd提取量达到213.58 g/hm^(2)(单株达8.14 mg).④酒石酸和刈割处理均对土壤微生物α-多样性无显著影响,但1.25 mmol/kg的酒石酸施用联合刈割2次的处理显著影响了土壤微生物β-多样性.研究显示:施加酒石酸和刈割均可提高象草茎和叶的Cd含量,且单一低剂量酒石酸处理下植物Cd提取量最大,同时试验处理一定程度上影响了土壤微生物群落的组成;在利用象草植物修复Cd污染土壤污染时,建议施用1.25 mmol/kg的酒石酸提升修复效率.

关键词：镉(Cd)污染土壤象草植物修复酒石酸刈割土壤微生物群落

再生水浇灌对城市绿地土壤微生物群落组成的影响

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应用与环境生物学报 2024年第3期30卷 513-520页

作者：郭丹丹贺颂兵郭雪刘学端湖南先导洋湖再生水有限公司长沙410208 中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085

再生水(RW)是缓解全球水资源供需矛盾的可持续替代水源.为探究城市绿地土壤微生物响应再生水浇灌的群落演变特征,基于Illumina MiSeq高通量测序技术,分析自来水、再生水及污水浇灌对城市绿地土壤细菌和真菌群落多样性和组成的影响.结果... 详细信息

再生水(RW)是缓解全球水资源供需矛盾的可持续替代水源.为探究城市绿地土壤微生物响应再生水浇灌的群落演变特征,基于Illumina MiSeq高通量测序技术,分析自来水、再生水及污水浇灌对城市绿地土壤细菌和真菌群落多样性和组成的影响.结果显示,3种浇灌土壤中的优势细菌(相对丰度大于5%)均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),优势真菌均为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota).方差分析表明,再生水浇灌未引起土壤细菌和真菌群落α多样性及整体群落结构的显著变化,但其促进了放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和担子菌门的增长(相对丰度分别提高6.58%、5.85%、3.95%和21.70%),抑制了厚壁菌门、拟杆菌门和子囊菌门的增长(相对丰度分别降低12.38%、3.24%和3.86%),这可能与土壤pH值、可溶性有机碳及铵态氮含量的变化有关.差异zOTU(zero-radius operational taxonomic unit)聚类分析表明,再生水浇灌引起的土壤细菌和真菌群落组成变化与污水浇灌更相似.本研究表明与自来水浇灌相比,再生水浇灌对土壤微生物群落组成的影响更接近污水浇灌,在利用再生水进行城市绿地浇灌时应严格控制其水质,减少其潜在积累效应.

关键词：再生水浇灌城市绿地高通量测序土壤微生物群落

白芍根腐病病株与健株根际土壤微生物群落及酶活性变化

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西南农业学报 2024年第1期37卷 109-118页

作者：张英英吴之涛杨宪忠魏玉杰吴芳杜雷超甘肃省农业工程技术研究院甘肃武威733006 甘肃省特种药源植物种质创新与安全利用重点实验室甘肃武威733006 武威市祁连山区道地中药材生态栽培技术创新中心甘肃武威733006

【目的】研究白芍根腐病病株和健株土壤根际微生物群落结构变化以及土壤环境因子、微生物群落与白芍根腐病之间的关系,为白芍根腐病的防治提供理论依据。【方法】采用野外调查研究方法,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对白芍健株和病... 详细信息

【目的】研究白芍根腐病病株和健株土壤根际微生物群落结构变化以及土壤环境因子、微生物群落与白芍根腐病之间的关系,为白芍根腐病的防治提供理论依据。【方法】采用野外调查研究方法,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对白芍健株和病株的根际土壤微生物多样性进行测序,并对土壤养分及酶活性进行分析。【结果】与白芍健株相比,病株根际土壤有机质含量显著增加,速效钾含量显著降低,土壤碱性磷酸酶、过氧化物酶显著增加。病株根际土壤细菌丰富度和多样性减少,真菌丰富度和多样性增加。病株根际土壤细菌群落中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、Sumerlaeota的相对丰度显著高于健株,绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)、Ethylomirabilota、厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著下降。鞘氨醇单胞菌属(Sphin⁃gomonas)、Chthoniobacter、Subgroup7、Saccharimonadales在病株根际土壤中的相对丰度高于健康植株。病株根际土壤真菌群落中子囊菌门(Ascomycota)相对丰度增加,担子菌门(Basidiomycota)相对丰度减少,接合菌门(Zygomycota)相对丰度显著高于健株。土壤pH、有机质、有效磷、速效钾、水溶性盐、碱性磷酸酶、过氧化物酶、脲酶、蔗糖酶是影响白芍根际土壤微生物群落变化的重要因子,主要与细菌优势菌门Chloroflexi、Methylomirabilota、Actinobacteriota,真菌优势菌门Chytridiomycota、Basidiomycota、Ascomycota的变化密切相关。【结论】芍药根际土壤中土赤壳属(Ilyonectria)、白粉属(Erysiphe)、镰刀菌属(Fusarium)等有害真菌相对丰度显著增加,养分失衡、酶活性变化是导致白芍根腐病发病的重要原因。

关键词：白芍土壤微生物群落根腐病酶活性

不同时空尺度下土壤微生物群落分布及驱动因素研究进展

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土壤 2024年

作者：康小虎刘鑫刘姗姗李玥萍贾婷婷兰州交通大学生物与制药工程学院甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室

不同时空尺度下土壤微生物多样性及群落结构的分布特征，是理解群落构建过程与驱动机制、预测全球气候变化背景下微生物群落响应的理论基础。近二十年，随着高通量测序技术的广泛应用，土壤微生物群落时空分布研究取得了多项重要进展。... 详细信息

不同时空尺度下土壤微生物多样性及群落结构的分布特征，是理解群落构建过程与驱动机制、预测全球气候变化背景下微生物群落响应的理论基础。近二十年，随着高通量测序技术的广泛应用，土壤微生物群落时空分布研究取得了多项重要进展。本文重点综述了土壤细菌和真菌多样性和群落结构在不同空间尺度 (微小尺度、局域尺度、区域和全球尺度) 和时间尺度 (短期、季节、多年及数百年以上) 下的分布模式及关键驱动因素。目前研究表明，细菌、真菌群落的时空分布模式不同，主要受土壤空间异质性的驱动，空间距离的影响作用大于时间，时间演变是空间分布的补充。未来研究中需重点关注区域和全球尺度下，不同微生物群落及其更高分类水平上的群落分布格局，探究普适性分布模式及驱动机制，为厘清复杂的土壤微生物群落时空分布规律提供新的研究思路。

关键词：土壤微生物群落分布格局空间尺度时间尺度驱动因素

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福建海岸沙地5种防护林土壤微生物群落特征

水土保持研究 2024年第3期31卷 204-212页

作者：高伟叶功富岳新建刘海黄志群福建林业职业技术学院森林生态与碳汇计量研究所福建南平353011 福建省林业科学研究院福州350012 福建省林业调查规划院福州350001 福建师范大学地理研究所福州350007

[目的]探明福建海岸沙地不同防护林对土壤微生物群落的影响及机制,为海岸带防护林森林质量提升提供科学依据。[方法]选择5种主要防护林为对象,分别为次生林、木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林、湿地松(Pinus elliottii)人工林、... 详细信息

[目的]探明福建海岸沙地不同防护林对土壤微生物群落的影响及机制,为海岸带防护林森林质量提升提供科学依据。[方法]选择5种主要防护林为对象,分别为次生林、木麻黄(Casuarina equisetifolia)人工林、湿地松(Pinus elliottii)人工林、厚荚相思(Acacia crassicarpa)人工林和尾巨桉(Eucalyptus urophylla×***)人工林,采用磷脂脂肪酸法(Phospholipids fatty acid, PLFA)比较了不同防护林的土壤微生物群落结构。[结果](1)海岸沙地不同防护林土壤中共检测到18种PLFA生物标记,在尾巨桉和次生林中种类最多,湿地松和厚荚相思人工林最少。(2)土壤总磷脂脂肪酸、革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌含量均表现为尾巨桉和次生林较高,厚荚相思和木麻黄人工林较低,土壤真菌含量为尾巨桉林最高,丛枝菌根菌含量为次生林最高,真菌和丛枝菌根菌含量在其他防护林间无显著差异。(3)次生林的土壤微生物多样性和均匀度均高于4种人工林。(4)土壤pH、细根碳氮含量为土壤微生物群落的主要影响因子,其次为土壤全氮和硝态氮含量以及凋落物木质素/氮和细根碳氮比。[结论]不同防护林对土壤微生物群落的影响存在显著差异,在海岸带木麻黄防护林中引种尾巨桉和乡土树种,可以增加土壤微生物多样性,提高森林生态功能。

关键词：海岸沙地防护林土壤微生物群落磷脂脂肪酸亚热带

45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂对燕麦田土壤微生物群落的影响

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甘肃农业大学学报 2024年第3期59卷 188-194,203页

作者：东保柱张宝龙郑成忠周洪友张笑宇孟焕文内蒙古农业大学园艺与植物保护学院内蒙古呼和浩特010010 乌兰察布市农林科学研究所内蒙古乌兰察布012000

【目的】研究45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂对燕麦(Avena sativa)田土壤微生物群落的影响,为45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂应用于燕麦田提供依据。【方法】用扩增子测序评价45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂对土壤微生物群落结构的影响。【结果】燕麦田表... 详细信息

【目的】研究45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂对燕麦(Avena sativa)田土壤微生物群落的影响,为45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂应用于燕麦田提供依据。【方法】用扩增子测序评价45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂对土壤微生物群落结构的影响。【结果】燕麦田表层土壤微生物多样性评价结果显示:施用二甲戊灵30 d后土壤微生物观察到的物种(Observed species)、Chao1、Shannon和Simpson多样性指数与对照之间均无显著性差异。用多重响应排列程序、相似性分析和置换多元方差分析3种方法对测序结果进行主成分分析,结果显示:二甲戊灵对土壤微生物多样性无显著影响。在内蒙古农业大学农场试验点,二甲戊灵施用后节杆菌属(Arthrobacter)内微生物种群丰度明显降低;在乌兰察布市农林科学研究所试验田,二甲戊灵施用后真菌出壳多孢菌属(Stagonosporopsis)内微生物种群丰度显著降低,镰刀菌属(Fusarium)和短梗蠕孢属(Trichocladium)内微生物种群丰度显著升高。【结论】节杆菌属(Arthrobacter)、出壳多孢菌(Stagonosporopsis)、镰刀菌属(Fusarium)和短梗蠕孢属(Trichocladium)内微生物对二甲戊灵相对敏感,但45%二甲戊灵微胶囊悬浮剂不影响土壤微生物多样性指数。

关键词：二甲戊灵燕麦杂草扩增子测序土壤微生物群落

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Biolog Eco解析不同抗性番木瓜土壤微生物群落特征

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热带农业科学 2024年

作者：曹扬周霞孔华霍姗姗李春强谭燕华中国热带农业科学院热带生物技术研究所中国热带农业科学院三亚研究院

番木瓜是重要的热带经济水果，由番木瓜环斑病毒（PRSV）引起的木瓜病害是木瓜属植物的主要病害之一，对番木瓜的产业造成了重大损失。本研究采用对海南PRSV病毒具有田间抗性的番木瓜品种（HN）以及两种易感番木瓜品种（YK和NC）为研究... 详细信息

番木瓜是重要的热带经济水果，由番木瓜环斑病毒（PRSV）引起的木瓜病害是木瓜属植物的主要病害之一，对番木瓜的产业造成了重大损失。本研究采用对海南PRSV病毒具有田间抗性的番木瓜品种（HN）以及两种易感番木瓜品种（YK和NC）为研究材料，在番木瓜接种PRSV病毒前，采集抗性植株和易感植株的根际土壤，应用Biolog Eco微平板法，研究了不同抗性的番木瓜根际土壤微生物群落特征。结果表明： HN根际土壤微生物的AWCD值稍高于YK和NC的根际土壤微生物，但差异不显著；土壤微生物群落的多样性指数分析显示，NC与HN以及YK的根际土壤微生物多样性指数均存在显著性差异，但HN和YK的根际土壤微生物多样性指数均不存在显著性差异。主成分分析表明，HN根际土壤微生物利用较高的碳源有7种：D-木糖/戊醛糖、L-精氨酸、吐温-40、衣康酸、1-磷酸葡萄糖、2-羟基苯甲酸、D-苹果酸；NC根际土壤微生物利用较高的碳源有5种：D-纤维二糖、N-乙酰基-D-葡萄糖胺、γ-羟丁酸、L-苏氨酸、腐胺。YK根际土壤微生物利用较高的碳源有4种：丙酮酸甲酯、i-赤藓糖醇、α-丁酮酸、L-天门冬酰胺。说明抗性番木瓜和易感番木瓜根际土壤微生物在这些碳源的利用能力上有特异性，长期种植可能导致微生物群落功能发生变化，从而影响番木瓜在病毒危害时表现出不同的抗性。

关键词：番木瓜土壤微生物群落 Biolog Eco 碳源利用

不同套作模式对魔芋根际土壤微生物群落的影响

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南方农业 2024年第11期18卷 19-22页

作者：吴杨卢秋云姜学峰李永红彭俊文成都信息工程大学电子工程学院四川成都610225

采集不同作物(花椒、玉米)与魔芋套作后的土壤样品,通过ASV高通量测序方法分析根际土壤中的微生物信息,探究不同套作模式下魔芋根际微生物群落组成和多样性的差异。结果表明:不同栽培模式能影响土壤微生物的活性和多样性,表现在Chao1、... 详细信息

采集不同作物(花椒、玉米)与魔芋套作后的土壤样品,通过ASV高通量测序方法分析根际土壤中的微生物信息,探究不同套作模式下魔芋根际微生物群落组成和多样性的差异。结果表明:不同栽培模式能影响土壤微生物的活性和多样性,表现在Chao1、Ace和Shannon指数都出现差异,玉米-魔芋栽培模式下,增加了拟杆菌门和绿弯菌门的相对丰度;花椒-魔芋栽培模式下,增加了放线菌门的相对丰度。不同健康情况下的土壤微生物存在差异,患软腐病的花椒-魔芋套作增加了拟杆菌门和蓝藻菌门的相对丰度,正常的花椒-魔芋套作中,放线菌门相对丰度更大。

关键词：套作魔芋土壤微生物群落多样性丰度

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土壤微生物群落抵抗力和恢复力研究进展

生态学报 2023年第14期43卷 5674-5685页

作者：张彬刘满强钱刘兵梁山峰南京信息工程大学应用气象学院南京210044 南京农业大学资源与环境科学学院南京210095

人类活动的不断加剧使得土壤生态系统承受着环境干扰压力。土壤微生物受到环境干扰的响应程度(抵抗力)及恢复至原来状态的能力(恢复力)决定着土壤生态系统的可持续性。梳理和总结了土壤微生物群落对环境干扰的抵抗力和恢复力方面的研究... 详细信息

人类活动的不断加剧使得土壤生态系统承受着环境干扰压力。土壤微生物受到环境干扰的响应程度(抵抗力)及恢复至原来状态的能力(恢复力)决定着土壤生态系统的可持续性。梳理和总结了土壤微生物群落对环境干扰的抵抗力和恢复力方面的研究进展。首先,在介绍土壤微生物群落抵抗力和恢复力概念的基础上,阐述了通过评估微生物群落的结构和功能的变化来系统表征抵抗力和恢复力;随后,分析了最近十年(2012—2021年)有关文献,发现土壤微生物群落的结构和(或)功能在环境干扰后的恢复力总体较弱,但耕作、有机物料添加和轮作等农田管理措施下的响应趋势表现出一定的规律性;继而,从个体水平的休眠和胁迫忍耐、种群水平的生存策略、群落水平的多样性和相互作用以及生态系统水平的历史遗留效应等方面分析了土壤微生物群落抵抗力和恢复力的维持机制;最后,从功能性状、多功能性和植物⁃土壤微生物整体性对未来研究做出了展望,以期为构建土壤健康评价体系及预测环境干扰对土壤功能的影响提供科学依据。

关键词：土壤健康土壤微生物群落抵抗力恢复力干扰可持续性