有机物料对植烟土壤养分、酶活性和微生物群落功能多样性的影响

  目的  为探究有机物料施用对土壤养分和生物学特性的影响。  方法  采用盆栽试验,研究了草炭、花生壳炭、蒸汽爆破烟梗和玉米秸秆对植烟土壤的影响,采用BIOLOG ECO平板培养技术分析了土壤微生物群落功能多样性。  结果  施用有机物料能够显著提高土壤有机碳、速效氮、速效磷和速效钾含量;汽爆玉米秸秆处理土壤MBC、MBN含量及脲酶、蔗糖酶活性提高幅度最大。BIOLOG分析结果表明,有机物料提高了土壤微生物AWCD和多样性指数。主成分分析结果表明,生物炭促进了以羧酸类和多聚物类物质为碳源的微生物的生长,汽爆玉米秸秆有利于以碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类和胺类物质为碳源微生物的生长。  结论  施用有机物料可提高植烟土壤养分含量,改善土壤微生态环境,其中以汽爆玉米秸秆效果最好。      

窖泥微生物、窖泥酶活性与窖泥养分相关性研究

对泸州老窖4种不同窖龄的窖泥进行研究,结果表明,窖泥中微生物数量规律、窖泥土壤水解N、速效K、有机质含量均为400余年窖龄>100余年窖龄>40余年窖龄>20余年窖龄。窖泥中土壤微生物与土壤酶活性间均呈正相关。通过各因子对窖泥中土壤微生物总数、土壤酶活性的通径分析发现:速效P、水解N、蔗糖酶和过氧化氢酶是影响微生物总数量的主要因子。     

不同养地方式对连作烤烟根际土壤微生物功能多样性的影响

以烤烟-水稻复种连作8年的土壤为研究对象, 通过田间定位试验, 研究冬闲、稻草回田、冬种紫云英回田等三种养地方式对烤烟根际微生态的影响。结果表明, (1) 土壤化感自毒潜力以冬闲养地方式烤烟根际土壤自毒作用最强, 其次是冬种紫云英, 稻草回田自毒作用最小。(2) 基于 BIOLOG平板法的微生物功能多样性研究表明, 冬闲利于以糖类、酚酸类物质为碳源的微生物生长; 稻草回田利于以胺类为碳源的微生物生长; 冬种紫云英回田利于以羧酸类、脂肪酸、氨基酸类为碳源的微生物生长。(3) 土壤微生物利用碳源的多样性指数: SIMPSON(J) 指数、SHANNON(H) 指数、SHANNON(HE) 均匀度指数、BRILLOUIN指数、McIntosh(Dmc) 指数, 均稻草回田处理高于冬闲和冬种紫云英, 说明稻草回田最有利于改善烤烟根际土壤微生物多样性。可见, 对改善土壤微生物群落多样性, 减少连作土壤的自毒作用, 稻草回田最好, 其次是紫云英回田, 冬闲最差。      

施用腐熟秸秆肥对烤烟根系土壤微生物和酶活性的影响

为了研究腐熟秸秆肥施用后对烤烟根系土壤中各种微生物数量及土壤酶活性的影响,设置化肥处理和腐熟秸秆肥两个处理,并在烟草生长的不同时期取土样,检测土壤中5种微生物数量和4种酶活性的变化。结果表明:施用腐熟秸秆肥增加了土壤磷酸酶和脲酶的活性,促进了土壤中磷和氮的转化和吸收。腐熟秸秆肥增加了土壤细菌、放线菌、硝化细菌和氨化细菌的数量,提高了土壤微生物种群的数量,明显改善了土壤生物特性。腐熟秸秆肥对土壤真菌数量、过氧化氢酶和转化酶活性影响较小。表明,腐熟秸秆肥可提高烤烟土壤酶活性和微生物数量,提高土壤生物活性。      

不同种类有机肥对植烟土壤微生物功能多样性的影响

为探究不同种类有机肥对植烟土壤微生物多样性的影响,通过长期定位试验研究了施用商品有机肥、农家肥（牛粪）和绿肥（光叶紫花苕子）对土壤微生物功能多样性和肥力的影响。结果表明,从烟株团棵期到采收后,微生物碳源利用能力呈现先升高后降低的趋势。与单施化肥相比,商品有机肥和农家肥处理烤烟团棵期的土壤微生物AWCD值分别提高了22.0%和31.0%,Mclntosh多样性指数显著提高了15.2%和18.0%。旺长期商品有机肥处理AWCD值和多样性指数均显著高于其他处理。有机肥处理的土壤活性有机碳和微生物量碳含量相比于单施化肥分别显著提高了19.9%~37.4%和11.9%~21.0%,以农家肥最为显著。有机肥均在一定程度上增加了土壤pH、土壤有机质、碱解氮和速效钾含量,其中以商品有机肥效果较为显著。相关性分析表明,土壤pH、速效钾与微生物功能多样性显著正相关。综合来看,以化肥配施商品有机肥效果最好。     

生物炭基肥对植烟土壤微生物功能多样性的影响

为探讨生物炭基肥对植烟土壤化学特性及微生物功能多样性的影响,通过大田试验,研究了施用不同量生物炭基肥（0、0.9、1.5、2.1 t·hm-2）后土壤养分和微生物群落功能多样性的变化。结果表明,添加生物炭基肥显著提高了土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）和微生物量氮（MBN）含量,较对照分别提高了23%~40%、8%~49%和49%~97%,降低了矿质氮含量,降低范围30%~49%。微生物功能多样性结果显示,生物炭基肥可以增强土壤微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加Shannon多样性指数（H）、Simpson多样性指数（D）和McIntosh多样性指数（U）,降低了Shannon均一性指数（E）。主成分和热图分析表明,单施化肥处理和增施少量生物炭基肥处理（0.9 t·hm-2）的土壤微生物碳源利用差异较小,随着生物炭基肥用量的增加,土壤微生物群落碳源利用的分异程度加剧。研究认为,施用生物炭基肥提高了植烟土壤肥力,增加了微生物碳源利用能力和功能多样性,施用量1.5 t·hm-2即可对烟田土壤养分及生物学特性有较好的改善作用。      

不同种类有机肥对植烟土壤生物学特性及烤烟产质量的影响

为探究有机肥施用对广元植烟土壤的改良效果,采用大田试验,以纯施化肥为对照,研究了配施菜籽饼肥（T1）、芝麻饼肥（T2）、农家肥（T3）、高碳基肥（T4）对植烟土壤酶活性、可培养微生物数量、根际土壤微生物碳代谢特征及烤烟产质量的影响。结果表明,施用有机肥能够提高移栽后60d土壤酶活性,增加土壤细菌、真菌、放线菌数量,明显提高烟叶产量、产值,协调化学成分,以T3农家肥处理提质增产效果最显著,产量、产值分别增加214.91 kg/hm2、7 225.39元/hm2。不同配施处理,以T1处理菜籽饼肥土壤蔗糖酶活性最高,较对照提高了74.03%,T3处理农家肥对提高土壤脲酶活性作用明显,较对照提高42.42%;有机肥施用明显提高土壤真菌和放线菌数量,且T3处理农家肥显著增加细菌、真菌、放线菌数量,与对照相比增幅分别为44.50%、100.79%、162.45%;施用有机肥能提高根际土壤微生物碳代谢活性,尤其是T3处理农家肥AWCD值、Shannon指数、Simpson指数高于其他处理,氨基酸类、羧酸类碳源利用率分别较对照提高49.26%、60.56%。综上,配施农家肥效果最好。     

微生物菌剂对植烟连作土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了微生物复合肥、摩西球囊霉、幼套球囊霉、根内球囊霉对烤烟连作土壤酶活性的影响.结果表明:1)微生物复合肥、摩西球囊霉和根内球囊霉处理的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,幼套球囊霉处理的脲酶和磷酸酶活性,CK的脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均在烤烟整个生育期中呈"升-降-升-降"的双峰变化趋势,且它们均在移栽后65 d和98 d时出现活性高峰.2)与CK相比,微生物复合肥、摩西球囊霉、幼套球囊霉均能不同程度地提高连作土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,而根内球囊霉只对连作土壤中蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性有明显的提高作用.综合评价不同微生物菌剂处理对烤烟连作土壤中4种酶活性的影响,认为微生物复合肥、摩西球囊霉改善烤烟连作土壤酶活性的效果较好,其次为幼套球囊霉和根内球囊霉.3)4种酶的相关分析显示,蔗糖酶与磷酸酶和过氧化氢酶与脲酶呈极显著正相关,脲酶与磷酸酶、蔗糖酶呈显著正相关,表明4种酶之间在酶促反应时存在着相互促进的作用.     

免耕对湘西烟田土壤微生物和酶活性及烟叶经济性状的影响

为明确免耕栽培对植烟旱地土壤微生物和酶活性的变化特征及对烟叶产量的影响,设置了免耕栽培、翻耕不中耕栽培、常规翻耕栽培田间试验。结果表明：（1）植烟土壤中细菌数量占大部分,其次是放线菌,真菌最少,细菌数量和微生物总活性在烤烟成熟期达到最大值,免耕对微生物数量的影响主要集中在0～5 cm表层土壤,随着土层加深,影响减小;（2）蔗糖酶活性在烤烟生长中后期最高,脲酶、磷酸酶活性在伸根期达到最高,免耕对土壤酶活性的影响集中在0～5 cm表层土壤,随土层加深,影响减小;（3）免耕栽培对烟叶产量、产值、均价及中上等烟叶比例等影响不显著。综合考虑土壤生态、经济效益,免耕栽培值得在湘西旱地植烟区推广。     

不同覆盖方式下烤烟根际土壤养分含量与酶活性的动态变化

研究了不同覆盖栽培方式对烤烟根际土壤养分含量及酶活性动态变化的影响,结果表明:覆盖处理相对裸地栽培在全生育期内都不同程度地提高了根际土壤速效氮、磷、钾和有机质的含量及根际土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性;其中,烟株生长前期覆盖地膜,后期揭膜覆秸这种方式全生育期内根际土壤养分变化较为符合烤烟生长的需肥规律,并且根际土壤过氧化氢酶活性的提高减轻了大田生育期内H2O2对烤烟的毒害,脲酶和蔗糖酶活性的变化不仅有利于烤烟生长前期土壤养分的转化吸收,而且有利于烤烟后期的正常成熟采收。     

微生物菌剂对烟草根结线虫及根际微生物群落多样性的影响

为寻找对烟草根结线虫病有良好控制效果的药剂,探究药剂施用对烟草根际土壤微生物群落的代谢情况,改善土壤微生态环境,以烟草品种红花大金元为试验材料,通过田间试验研究施用枯草芽孢杆菌、淡紫拟青霉、荧光假单胞杆菌、哈茨木霉和阿维菌素、阿维·丁硫对烟草根结线虫病病害控制、根际土壤微生物群落多样性变化及烟草生长的影响。结果表明,淡紫拟青霉、荧光假单胞杆菌能够分别达到89%、76%的防治效果。AWCD值、McIntosh指数、Simpson指数均显示土壤中增施微生物菌剂能够提高根际土壤微生物群落代谢能力,促进土壤微生物群落对碳源的整体利用,增强代谢活性。Pearson相关分析表明,根际土壤中微生物群落对31种碳源的代谢利用与病情指数呈负相关。土壤中添加微生物菌剂淡紫拟青霉、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞杆菌均能够控制烟草根结线虫病,增强土壤微生物群落多样性,促进烟株生长,淡紫拟青霉效果最好。淡紫拟青霉处理后通过提高根际土壤微生物对碳水化合物类（D-半乳糖酸-γ-内酯）碳源的代谢利用,达到对病情指数的有效调控。淡紫拟青霉处理除最大叶长外,株高、茎围、有效叶片数、最大叶宽均为最大增幅分别为44.91%、20.11%、11.78%、39.05%。     

不同前作对烟田土壤养分、酶活性及烤烟生长的影响

为明确不同前茬作物对土壤和烤烟生产的影响,采用田间试验研究了冬闲、绿肥和大蒜3种前茬处理对土壤养分、土壤酶活性、烤烟生长和烟叶质量的影响。结果表明：（1）与冬闲处理相比较,烤烟移栽时,前作种植大蒜与种植绿肥处理的土壤pH分别降低了0.48和0.46个单位;土壤速效钾分别增加了108.80和217.39 mg/kg;采收结束后,前作大蒜和绿肥处理的土壤有效磷、速效钾及可溶性有机碳含量显著升高,且绿肥效果显著大于大蒜;前作大蒜和绿肥处理提高了土壤蔗糖酶、脲酶活性,且绿肥效果大于大蒜处理。（2）前作大蒜处理烤烟生物产量移栽后30 d与冬闲处理相当,移栽后60 d显著高于冬闲处理;前作绿肥处理在移栽后30 d生物产量显著低于冬闲处理,但移栽后60 d显著高于冬闲处理;不同前作处理对烤烟氮素和钾素吸收的影响与对生物产量影响的趋势相一致。（3）前作种植大蒜和绿肥可以提高烟叶产量和产值,且绿肥效果高于大蒜,但需要注意的是种植绿肥导致烟叶氮含量增加,烟叶感官评吸质量明显下降。综上所述,前茬种植大蒜与绿肥均能在一定程度上改善烟田土壤条件、提高烟叶产量,绿肥还田后烤烟要适当减少施肥量。     

不同种类绿肥翻压还田对植烟土壤微生物量及酶活性的影响

为探讨绿肥作物改良土壤的生态作用,通过3年田间定位试验,研究了不同种类绿肥翻压对植烟土壤微生物量和酶活性的影响。结果表明,绿肥翻压能提高植烟土壤微生物量和酶活性。与冬闲相比,土壤基础呼吸提高了196.44%,细菌、真菌和放线菌数量分别提高了36.29%、82.88%和9.16%,蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶和脲酶活性分别提高了35.82%、10.57%、17.13%和15.89%。显然翻压绿肥对土壤微生物量的影响要大于土壤酶活性。不同绿肥之间,禾本科绿肥对土壤微生物量和土壤酶活性的影响最大,其次是豆科绿肥,十字花科绿肥的影响较小。因此,利用烟田冬季休闲时间种植绿肥后翻压还田,可改善烟田土壤环境,是实现烟叶生产可持续发展的一个重要措施。     

不同施肥措施对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响

通过两年盆栽试验,研究增施不同有机物料对植烟土壤生物学特性和速效养分的影响。结果表明,与纯施化肥相比,增施芝麻饼肥显著增加土壤碱解氮和速效磷含量,增施生物炭显著增加速效钾含量;增施腐熟秸秆土壤蔗糖酶活性显著提升12%,芝麻饼肥和生物炭处理脲酶活性均显著增加19%,生物炭处理过氧化氢酶活性显著增加27%。增施腐熟秸秆土壤微生物生物量碳最高,达到234.52 mg/kg,生物炭处理土壤微生物生物量氮最高,达到35.29 mg/kg。细菌为植烟土壤可培养菌中的优势菌,增施生物炭显著提升可培养细菌数量,增施腐熟秸秆显著提升可培养真菌和放线菌数量。总体来看,增施不同有机物料能改善土壤生物学特性,增加速效养分含量,从而改善植烟土壤质量。     

生物炭与有机肥配施对褐土烟田微生物功能多样性的影响

为实现褐土烟田土壤改良的目标,通过大田试验,以施用化肥为对照,研究了生物炭与芝麻饼肥、生物有机肥、动植物有机肥配施后土壤养分、微生物代谢功能和微生物数量的变化。结果表明,生物炭与有机肥配施能提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机碳含量,其中以配施生物有机肥提升作用最为明显,分别较对照提高28.18%、54.81%、46.72%和31.12%。与对照相比,生物炭配施3种有机肥均可以增强微生物的代谢活性,提升其对酚酸类、碳水化合物类碳源的利用能力。此外,生物炭与有机肥配施还降低了真菌数量,增加了土壤细菌、放线菌数量及细菌/真菌、放线菌/真菌比值。其中配施生物有机肥土壤细菌和放线菌数量分别较对照增加了192.45%、45.77%。因此,生物炭与有机肥配施能提高褐土土壤速效养分和有机碳含量,改善土壤微生物群落结构。综合来看,以生物炭与生物有机肥配施效果最好。     

应用高通量测序技术研究新疆产区葡萄果实、叶片及果园土壤微生物多样性

利用高通量测序技术分析中国新疆酿酒葡萄产区3?个葡萄园的土壤、葡萄叶片和酿酒葡萄中的微生物组成和多样性。结果表明从27?个样品中共得到1?043?102个高质量真菌序列代表,包括5?个菌门、237?个真菌菌属;共得到2?422?188?个高质量细菌序列代表,包括8?个菌门、314?个细菌菌属。无论是真菌还是细菌,土壤中微生物种类最为复杂、数量最多,其次是葡萄叶片和酿酒葡萄。土壤中真菌以Saccharomyces、Sordaria、Tetracladium和Geomyces为主,细菌以Arthrobacter、Kaistobacter和Skermanella为主;酿酒葡萄和葡萄叶片中真菌以Aureobasidium、Cryptococcus、Aspergillus和Sporospora为主,细菌以Pseudomonas、Sphingomonas和Adhaeribacter为主。葡萄园地理位置不同,微生物的多样性也存在差异。酿酒葡萄园复杂的微生物区系研究,对进一步开发产区特色微生物的筛选和利用提供了理论支持。     

秸秆生物炭对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响

为探讨秸秆生物炭在植烟土壤的应用效果,通过盆栽试验研究了不同生物炭添加量对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响。结果表明,土壤中添加适量生物炭（0.2%~1.0%）有助于烤烟的生长发育,表现为株高、叶面积及地上部茎、叶生物量的增加,而较高的添加量（5.0%）则有抑制作用;但烟株根系发育与此不同,其根系生物量与根冠比随生物炭添加量的增加而增加,其中以添加量5.0%时烤烟根系生物量及根冠比最高。此外,随生物炭添加量的增加,土壤有机碳及活性有机碳含量均呈增加趋势,但活性有机碳的增加效果没有总有机碳明显。土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均随生物炭添加量的增加有不同程度提高,过氧化氢酶活性则下降或变化不大。因此,生物炭施用对烤烟生长发育及土壤生物活性具有重要影响,由于生物炭与土壤的相互作用是一个长期过程,后续还需通过长期定位试验来系统研究其对烟草生长发育的正负效应及其内在机理。     

连作对不同类型植烟土壤化学性状、酶活性及细菌群落的影响

为探明不同类型植烟土壤对连作的响应差异,以云南的红壤、水稻土和紫色土为研究对象,分析烤烟连作5年土壤化学指标、酶活性和细菌群落特征的变化。结果表明,连作5年后,与轮作处理比较,水稻土和红壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量显著增加,pH、速效钾含量显著降低,紫色土仅速效钾含量显著增加,其他指标无明显变化。3种土壤的过氧化氢酶活性显著下降,脲酶活性不同程度增加,但紫色土增加不显著;水稻土的蔗糖酶活性显著下降,红壤和紫色土则变化不明显。3种类型土壤均以变形菌门、蓝细菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和拟杆菌门等5个菌门为优势菌群。连作5年后,不同类型土壤的细菌群落相对丰度与活性存在一定差异,其中紫色土的细菌群落结构组成与轮作处理最为相似,其ACE和Shannon指数在3种土壤中变幅较小。综合比较来看,烤烟连作对紫色土的主要生化指标微生物群落结构影响较小,说明紫色土对烤烟连作响应相对不敏感。     

不同施肥水平对甘蔗生长及根际土壤微生物的影响

为了探讨不同施肥水平对甘蔗生长和根际土壤微生物的影响,本研究建立了甘蔗原位观察试验基地,分析4个不同施肥水平下新植甘蔗根际土壤微生物的变化及甘蔗生长情况。研究结果表明:增大化肥用量并没有对大田甘蔗有效茎数、株高、茎径和实际产量造成显著的影响。但化肥的施用量会影响根际微生物种群,改变根系内生真菌的定殖率。在50%施肥水平上,甘蔗根系的丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)定殖率最高,达到54.97%,而在不施肥的处理中,深色有隔真菌(Dark Septate Endophyte,DSE)的定殖率最高,为19.53%。随着化肥用量的增加,土壤酸化,p H值降低。