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黄土丘陵区退耕还林对土壤真菌群落的影响

环境科学 2023年第3期44卷 1758-1767页

作者：张蕾王强杨新月吕俊平太原师范学院经济与管理学院晋中030619 山西大学生命科学学院太原030006

退耕还林显著影响了黄土高原土壤细菌群落结构与组成特征.然而,作为土壤微生物群落的重要组成部分,黄土高原土壤真菌落结构与组成特征如何响应退耕还林并不十分清楚.以山西省右玉县贾家窑黄土高原缓坡丘陵为研究区域,以耕地(玉米地和糜... 详细信息

退耕还林显著影响了黄土高原土壤细菌群落结构与组成特征.然而,作为土壤微生物群落的重要组成部分,黄土高原土壤真菌落结构与组成特征如何响应退耕还林并不十分清楚.以山西省右玉县贾家窑黄土高原缓坡丘陵为研究区域,以耕地(玉米地和糜子地)和人工林地(沙棘林和柠条林)土壤为研究对象,通过18S rRNA高通量测序技术,研究了退耕还林对土壤真菌群落结构与组成特征的影响.结果发现,黄土高原丘陵区耕地和林地土壤中子囊菌门(Ascomycota)占绝对优势(61.03%~78.06%),毛霉门(Mucoromycota)次之(12.11%~17.13%),担子菌门(Basidiomycota)再次之(6.15%~18.42%),壶菌门(Chytridiomycota)等其余真菌门的相对丰度较低.退耕还林显著降低了子囊菌门的相对丰度而增加了担子菌门的相对丰度.属分类水平下,退耕还林显著影响了毛壳菌属(Chaetomium)、被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)和地舌菌属(Geoglossum)等的丰度.镰刀菌属(Fusarium)等植物病原性真菌在耕地土壤中被富集.非度量多维尺度分析(NMDS)和相似性分析(ANOSIM)结果表明,退耕还林显著影响了黄土高原丘陵区土壤真菌群落结构与组成.群落结构的差异与土壤理化性质的变化密切相关,特别是有效磷是影响土壤真菌群落结构和组成变化的主要驱动因子.研究结果能够为黄土丘陵退耕还林区植被恢复的生态效益评价提供丰富的数据和科学参考.

关键词：退耕还林土壤真菌群落高通量测序有效磷黄土丘陵区

稀土-重金属共污染土壤中真菌群落结构特征及主导影响因素

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环境科学 2023年第9期44卷 5145-5153页

作者：罗颖李敬伟袁浩包智华内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古自治区高等学校环境污染控制与修复重点实验室呼和浩特010051 内蒙古尚清环保科技有限公司呼和浩特010049 内蒙古自治区自然资源保护与利用研究中心呼和浩特010000 内蒙古大学生态与环境学院呼和浩特010070

稀土元素已被列为新兴污染物,稀土元素经常与重金属在土壤中富集,造成生态危机.稀土污染的生态效应已逐渐受到关注,但忽视了稀土与重金属共存的协同效应.了解稀土和重金属共污染土壤中真菌群落结构及主导影响因素,有助于制定土壤修复策... 详细信息

稀土元素已被列为新兴污染物,稀土元素经常与重金属在土壤中富集,造成生态危机.稀土污染的生态效应已逐渐受到关注,但忽视了稀土与重金属共存的协同效应.了解稀土和重金属共污染土壤中真菌群落结构及主导影响因素,有助于制定土壤修复策略,以减少或补救人类生产活动对环境的影响.目前,长期稀土和重金属污染对土壤真菌群落的影响尚不清楚.以包头稀土尾矿坝为研究区域,利用ITS1基因扩增子Illumina高通量测序分析稀土和重金属共污染土壤中真菌群落多样性和结构特征.结果表明,在共污染环境中,土壤环境变量的异质性决定了真菌群落在小范围内的分布,构成独特的生态位.污染土壤的真菌群落丰富度和多样性显著低于未污染土壤,且真菌群落组成差异明显.随机森林分析结果表明,TN是影响真菌群落丰富度和多样性的最主要因素,其次是稀土元素、重金属Zn和AK. CCA分析结果表明,重金属Zn是影响真菌群落结构的最关键因素.VPA分析结果显示,所检测环境变量能够解释土壤真菌群落变化93.3%的差异,土壤理化性质与污染因子(稀土和重金属)的综合效应解释了总差异的58.5%,二者单独解释的贡献度分别为13.5%和21%,污染因子的贡献度稍高于土壤理化性质;稀土和重金属的协同效应对总差异的贡献度为40.1%,各自的单独作用分别为21.8%和17.9%.因此,共污染环境中真菌群落结构和组成受土壤理化性质、稀土和重金属的共同调控,稀土和重金属的协同效应大于各自的单独作用,研究结果表明需要进一步加强土壤环境中稀土元素和重金属共污染的风险管控.

关键词：稀土元素(REEs) 重金属(HMs) 共污染土壤理化性质土壤真菌群落协同效应

藏沙蒿与多年生禾草混播对西藏沙化草地植被及土壤真菌群落特征的影响

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草业学报 2023年第6期32卷 45-57页

作者：刘欢董凯仁增旺堆王敬龙刘云飞赵桂琴甘肃农业大学草业学院草业生态系统教育部重点实验室甘肃兰州730070 西藏自治区农牧科学院草业科学研究所西藏拉萨850000

为了明确青藏高原沙化草地的最佳混播修复草种比例及修复过程中的植被-土壤生态环境效应,本研究在西藏沙化草地构建人工修复试验小区,设置了西藏原生种质藏沙蒿及多年生垂穗披碱草和细茎冰草不同比例混播处理,分别为AG1(4︰1︰2),AG2(4... 详细信息

为了明确青藏高原沙化草地的最佳混播修复草种比例及修复过程中的植被-土壤生态环境效应,本研究在西藏沙化草地构建人工修复试验小区,设置了西藏原生种质藏沙蒿及多年生垂穗披碱草和细茎冰草不同比例混播处理,分别为AG1(4︰1︰2),AG2(4︰2︰1),AG3(5︰1︰1),以未修复沙化裸地为对照(CK),同时以原位条件下天然草地(NG)做比较。种植试验开展3年后,测定植被生物量、土壤理化性质指标,同时采用ITS测序技术和FUNGuild功能预测的方法,研究土壤真菌的群落结构及功能的变化规律。结果表明:1)与未修复沙化土地相比,混播修复3年的各处理可使地上生物量(AGB)和地下生物量(BGB)提高3倍以上,并显著增加土壤含水量(WC)、有机质(OM)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量(P土壤真菌多样性最高,真菌群落结构与天然草地最相似。3)各沙化修复处理与NG间土壤中的担子菌门和被孢霉门存在显著差异(P土壤真菌门水平群落结构的主要环境因子,担子菌门的相对丰度与BGB和pH呈正相关,被孢霉门的相对丰度与BGB、AN和AP呈正相关。4)基于FUNGuild功能预测,所有土壤样品中检测出腐生、病理和共生3类营养型和5类交叉营养型功能菌群,其中病理型、腐生型、病理-腐生型、病理-腐生-共生型和共生型为主要的营养型。由此可见,藏沙蒿与多年生禾草垂穗披碱草和细茎冰草混播有提高沙化草地植物生物量的作用,三者按5︰1︰1混播的修复土壤效果最优,可以有效改善土壤养分和真菌丰富度,从而改变土壤真菌群落结构和功能。

关键词：生态修复土壤养分土壤真菌群落高通量测序

生物熏蒸配施微生物菌剂对西瓜连作土壤真菌群落结构的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第2期30卷 248-257页

作者：常芳娟张贵云张丽萍吕贝贝刘珍范巧兰姚众山西农业大学棉花研究所运城044000

土壤微生物区系变化引起的土传病害一直是制约西瓜产业健康发展的重要因素,为揭示土壤真菌群落对生物熏蒸及配施微生物菌剂的响应机制,本研究在连续种植两年的西瓜田设置生物熏蒸(R)、生物熏蒸配施微生物菌剂(RB)和空白对照(CK)处理,于... 详细信息

土壤微生物区系变化引起的土传病害一直是制约西瓜产业健康发展的重要因素,为揭示土壤真菌群落对生物熏蒸及配施微生物菌剂的响应机制,本研究在连续种植两年的西瓜田设置生物熏蒸(R)、生物熏蒸配施微生物菌剂(RB)和空白对照(CK)处理,于西瓜初花期采集土样,采用Illumina HiSeq高通量测序技术,分析生物熏蒸及配施微生物菌剂对连作西瓜土壤真菌群落组成和多样性的影响及其与土壤环境因子间的相关性。结果表明:与CK相比,R和RB处理均提高了土壤碱解氮、有效磷、速效钾、全氮及有机质含量,降低了土壤pH;Alpha多样性指数显示,R和RB处理显著降低了土壤真菌群落丰富度和多样性,表现为R土壤样本共获得794个OTU,其中含有一些未知真菌;在已知的真菌群落中,子囊菌门、担子菌门和被孢霉门为3个主要菌门,其相对丰度占总丰度的95.14%~96.17%;R处理增加了土壤中子囊菌门和担子菌门的相对丰度,RB处理提高了子囊菌门的相对丰度,显著降低了担子菌门的相对丰度;R和RB处理均显著提高了土壤中毛壳菌科和小囊菌科相对丰度,此外,RB处理显著增加了从赤壳科真菌相对丰度,并降低了柔膜菌科真菌相对丰度。聚类分析表明,RB处理与CK的真菌群落结构相似。RDA分析可知,有机质、全氮、速效钾和pH是驱动土壤真菌群落结构变化的关键因子。综上所述,生物熏蒸配施微生物菌剂不仅能够提高土壤质量,相比于单独生物熏蒸,还可提高土壤真菌群落丰度和多样性,调节西瓜连作土壤真菌群落结构向有益方向发展。

关键词：生物熏蒸微生物菌剂连作西瓜土壤真菌群落多样性

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马铃薯长期连作对土壤真菌群落特征的影响

干旱地区农业研究 2022年第4期40卷 185-191页

作者：胡新元谭雪莲孙小花谢奎忠柳永强甘肃省农业科学院甘肃省马铃薯种质资源创新工程实验室甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃省水资源高效利用重点实验室甘肃兰州730070 甘肃省农业科学院马铃薯研究所甘肃兰州730070

利用田间长期定位试验,2019年基于ITS高通量测序研究马铃薯/春小麦/碗豆轮作(R)、马铃薯连作1 a(C1)、3 a(C3)、5 a(C5)、7 a(C7)和9 a(C9)的土壤真菌群落结构的演替特征。结果表明:随着马铃薯连作年限的增加,土壤真菌菌群丰度和Chao1... 详细信息

利用田间长期定位试验,2019年基于ITS高通量测序研究马铃薯/春小麦/碗豆轮作(R)、马铃薯连作1 a(C1)、3 a(C3)、5 a(C5)、7 a(C7)和9 a(C9)的土壤真菌群落结构的演替特征。结果表明:随着马铃薯连作年限的增加,土壤真菌菌群丰度和Chao1显著增加,C7和C9马铃薯土壤真菌菌群丰度最高,R土壤真菌菌群丰度最低,C7和C9真菌群落的相似度较高,C7、C9处理与R处理的真菌群落相似度低,C1、C3、C5的真菌群落结构介于C7、C9与R之间;土壤真菌群落的相似度在纲水平上分为两类,C7和C9为一组,R、C1、C3、C5为一组;在不同连作年限的马铃薯农田土壤中,共检测到273个真菌属,其中有13个真菌属处理间差异显著,其中,青霉菌(Penicillium)在C5、C7和C9土壤中数量显著高于R,绿僵菌属(Metarhizium)在C5、C7、C9中相对丰度显著高于R、C1、C3,镰刀菌属(Fusaruim)在C5中相对丰度达最高,显著高于R、C1、C3以及C7、C9;马铃薯连作5 a后引起农田真菌群落分布发生变化。青霉菌、绿僵菌属在长期连作农田中大量富集,镰刀菌属数量下降,连作障碍程度趋于减缓。

关键词：马铃薯连作土壤真菌群落

免耕对不同麦玉轮作方式土壤真菌群落结构的影响

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干旱区资源与环境 2022年第4期36卷 142-148页

作者：田琨杨彩红甘肃农业大学林学院兰州730070

为探讨耕作及轮作方式对农田土壤真菌群落结构的影响,设置免耕、传统耕作2种耕作方式,以及小麦-玉米轮作、小麦/玉米间作、小麦-冬油菜-玉米轮作3种种植模式,共形成6个处理,测定土壤理化性质并采用ITsDNA高通量测序技术分析不同处理对... 详细信息

为探讨耕作及轮作方式对农田土壤真菌群落结构的影响,设置免耕、传统耕作2种耕作方式,以及小麦-玉米轮作、小麦/玉米间作、小麦-冬油菜-玉米轮作3种种植模式,共形成6个处理,测定土壤理化性质并采用ITsDNA高通量测序技术分析不同处理对土壤真菌群落的影响。研究结果表明:与传统耕作相比,免耕显著增加了土壤有机碳、全磷、全氮、硝态氮以及铵态氮含量,且在免耕小麦/玉米间作处理下更明显;对有效序列进行OUT聚类后共得到2065个OUTs,经注释划分为11个门,35个纲,92个目,171个科,312个属和628个种;在门水平上,子囊菌门、担子菌门是农田土壤的优势菌门,在纲水平上,粪壳菌纲和伞菌纲是农田土壤的优势菌纲。相对于其他处理,免耕小麦/玉米间作更有利于提高了处理子囊菌门、担子菌门和伞菌纲的相对丰度,其相对丰度分别是49.30%、22.65%和21.33%;Alpha多样性分析表明,免耕处理显著提高了土壤真菌丰富度,且各处理间差异性不显著;主坐标分析(PCoA)分析表明,免耕小麦-玉米-冬油菜轮作和免耕小麦-玉米轮作的土壤真菌群落具有很高的相似性,而传统小麦/玉米间作的土壤真菌群落与其他处理产生明显的分离效应。综上所述,免耕小麦/玉米间作更有利于改善土壤真菌群落结构和土壤理化性质,可以作为该研究区重点推广和应用的种植模式。

关键词：免耕土壤真菌群落土壤理化性质轮作方式

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高寒草地土壤真菌群落结构对春季休牧的响应

生态学杂志 2024年第6期 1703-1711页

作者：郑文贤李世雄赵文刘晶晶尹亚丽青海省畜牧兽医科学院青海大学畜牧兽医科学院

为明确春季休牧对中度退化高寒草甸植被特征、土壤理化性质和土壤真菌群落特征的影响，本研究在祁连山区高寒草地设置春季休牧和自由放牧两个处理，休牧结束后于牧草生长旺季，调查草地植物群落特征并采集土壤样本。结果表明，春季休牧... 详细信息

为明确春季休牧对中度退化高寒草甸植被特征、土壤理化性质和土壤真菌群落特征的影响，本研究在祁连山区高寒草地设置春季休牧和自由放牧两个处理，休牧结束后于牧草生长旺季，调查草地植物群落特征并采集土壤样本。结果表明，春季休牧后高寒草地植物群落多样性指数、均匀度指数和丰富度指数显著升高（P土壤有机碳和全钾含量显著增加（P土壤容重和pH显著降低（P土壤中子囊菌门的相对丰度增加，而被孢霉菌门的丰度下降；土壤真菌群落多样性指数在两处理间差异不显著；PCoA分析结果显示，主坐标1（PCo1）、主坐标2（PCo2）与主坐标3（PCo3）对真菌群落结构差异的解释率分别为17.58%、12.07%和11.51%，累计解释率为41.16%；真菌共现网络模块化分析发现，春季休牧处理下土壤真菌网络复杂性更高，土壤真菌群落更稳定。植被和土壤因子的方差分析结果显示，土壤含水量和植被地下生物量是影响真菌群落重构的两个主要调控因子。

关键词：春季休牧高寒草甸植物群落土壤理化性质土壤真菌群落

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三种混交林造林初期土壤真菌群落结构研究

生态学报 2024年

作者：杨慧琴向涌旗吕倩尹必然汤智韧张妍陈刚赖家明范川李贤伟四川农业大学林学院长江上游森林资源保育与生态安全国家林业与草原局重点实验室&长江上游林业生态工程四川省重点实验室

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能，但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。本研究通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混... 详细信息

土壤微生物是参与陆地生态系统生物地球化学循环过程的重要成员。造林可以显著影响土壤微生物群落结构与功能，但造林初期驱动的土壤理化因子变化对土壤微生物结构与功能的影响尚不清楚。本研究通过分析由珍稀乡土树种组成的三种新造混交林（BB：银杏Ginkgo biloba-桢楠Phoebe zhennan;CB：香椿Toona sinensis-红豆杉Taxus wallichiana-桢楠Phoebe zhennan;MB：鹅掌楸Liriodendron chinense-乐昌含笑Michelia chapensis-香椿Toona sinensis-玉兰Yulania denudata）表层（0—20 cm）土壤真菌群落组成、功能类群及其土壤理化因子，并以草灌化未造林地作对照（CK），研究土壤真菌群落结构和功能对不同林型造林初期的响应。结果表明：（1）不同林型土壤真菌群落丰富度、多样性指数高于CK，表现为MB>BB>CB>CK，主要受到土壤孔隙度、水解性氮的影响。（2）土壤真菌门水平优势类群在不同处理间无显著差异，其中子囊菌门占绝对优势，MB中的被孢霉门相对丰度显著高于CK(P土壤真菌群落结构与CK存在显著差异（P土壤容重及土壤碳氮比是影响真菌群落指示种的主要土壤理化因子；被孢霉门与水解性氮、碳氮比、全氮、非毛管孔隙度、含水率均呈正相关，与全钾呈负相关。（4）真菌群落主要以腐生营养型为主，病理营养型次之；造林后腐生营养型真菌相对丰度降低，而土壤腐生菌的相对丰度在BB与MB处理中反而显著增加（P真菌优势功能类群主要受到土壤pH、土壤孔隙度、土壤C/N、土壤有机质、全氮、全钾的影响。造林初期土壤真菌群落结构与功能类群发生了显著改变，阔阔混交林较针阔混交林变化更加明显，其中多种阔叶树混交林病原菌相对更高。

关键词：土壤真菌群落功能类群土壤理化性质造林初期混交林

农田土壤中真菌群落在时间序列对铬胁迫的响应机制

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第1期30卷 105-115页

作者：白雪赵鑫宇景秀清赵晓东燕平梅赵鹏宇太原师范学院榆次030619 山西农业大学太谷030800

为探究农田土壤中真菌群落在时间序列对铬胁迫的响应机制及演变特征,本研究以种植‘晋谷21号’谷子的土壤(偏碱性的褐土)为试验材料,并在铬处理(1 mmol∙L^(-1) Cr^(6+))前(CK)及处理后6 h(Cr_6 h)与6 d(Cr_6 d)分别取样,通过高通量测序... 详细信息

为探究农田土壤中真菌群落在时间序列对铬胁迫的响应机制及演变特征,本研究以种植‘晋谷21号’谷子的土壤(偏碱性的褐土)为试验材料,并在铬处理(1 mmol∙L^(-1) Cr^(6+))前(CK)及处理后6 h(Cr_6 h)与6 d(Cr_6 d)分别取样,通过高通量测序及数据统计分析,探究农田土壤中真菌群落在铬胁迫时间序列上的响应机制、群落构建驱动机制及功能预测分析。结果表明,铬胁迫时间序列上,农田土壤中真菌群落的组成结构差异显著,α多样性中的Shannon指数在Cr_6 d阶段显著下降(CK为4.17、Cr_6 h为3.81,Cr_6 d为3.23);土壤中真菌群落的构建主要由随机过程主导(beta NTI:−0.16,−0.71,−0.23);且随铬胁迫时间增长,群落分布更加广泛(迁移率m:CK为0.066、Cr_6 h为0.132、Cr_6 d为0.163),即迁移率增大,种间关系以共生为主,赤霉菌属、镰刀菌属、金孢子菌属等是共生网络中的关键菌种;功能预测分析表明铬胁迫时间序列上土壤中真菌群落以病原、腐生营养型为主,高丰度的镰刀菌属等表明土壤中可能存在病原菌污染。研究结果表明在铬胁迫时间序列上,土壤中真菌群落组分及组成结构变化显著,群落构建由随机过程主导且群落所受扩散限制减小,共生网络的种间关系复杂化。本研究通过铬胁迫处理农田土壤,模拟土壤微生物群落对胁迫的应激与反应过程,对重金属污染土壤的治理修复及推动可持续农业发展具有重要意义。

关键词：铬胁迫时间序列土壤真菌群落群落组成与结构群落构建