微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响
发布时间：2021-01-21 09:34
为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制,本研究楸树幼苗为研究对象,采用室内盆栽试验,设计0（CK）,10（T1）,15（T2）,20（T3）4种微生物菌剂施用量,测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下:（1）球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长,株高、地径、地上及地下生物量显著提高（P<0.05）,T2处理下促生效果最好。（2）施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性（P<0.05）。（3）球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成,提高细菌群落的丰富度和多样性,使土壤中β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度显著下降,α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）、δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）的相对丰度呈显著提高,可使土壤中鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）的相对丰度显著提高21.88%—103.56%（P<0....
【文章来源】：生态学报. 2020,40(21)北大核心
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
不同处理土壤中变形菌纲亚群的分布
从门的分类水平看,各处理细菌群落组成相似(图3)。主要包含变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮游菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)10个细菌门,约占全部细菌丰度的95%左右。其中各处理的变形菌门、酸杆菌门及放线菌门相对丰度在10%以上,为优势细菌门。变形菌门是最为优势的细菌门,主要包括β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)4个亚纲。施用球毛壳ND35微生物菌剂后,变形菌门的相对丰度有所下降,其4个亚纲的分布也发生了显著变化(图4)。其中β-变形菌纲、γ-变形菌纲的相对丰度呈下降趋势,尤其是T2、T3中β-变形菌纲的相对丰度比CK分别下降34.70%、37.22%(P<0.05),而α-、δ-变形菌纲的相对丰度呈显著增加趋势,分别从CK的7.72%、6.34%增加至10.68%—12.55%、7.69%—8.83%,T2中这两个细菌纲的相对丰度分别比CK增加62.59%和39.24%(P<0.05)。酸杆菌门是第二大优势细菌门,施用球毛壳ND35微生物菌剂后,它的相对丰度有所降低,尤在T2中下降了25.93%(P<0.05),这可能是其他细菌门的增加所致。放线菌门能产生种类繁多的胞外酶和次生代谢产物,促进土壤中动植物遗骸的腐烂,在生态系统中扮演着重要角色,它也是不同处理下的优势细菌门类。与CK相比,施用微生物菌剂可使其相对丰度提高7.21%—21.6%(P>0.05),这主要是由于菌剂的施用显著提高了土壤环境中有机质的含量。另外,还有部分细菌门的相对丰度发生显著了变化,与CK相比,T1、T2、T3中绿弯菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门的相对丰度分别增加21.30%—32.01%、28.56%—40.64%、50.04%—70.47%、2.22%—13.59%,其中绿弯菌门及厚壁菌门的相对丰度在T3中与CK差异显著(P<0.05)。从细菌属水平来看,根据物种注释和丰富度信息,选取相对丰度排名前30的细菌属进行分析(图5)。未施用微生物菌剂的土壤(CK)中固氮弧菌属(Azoarcus)、H16、苔藓菌属(Bryobacter)、Gaiella的相对丰度较高(>1%)。T1、T2处理的土壤中,RB41、地杆菌属(Geobacter)、固氮弧菌属(Azoarcus)、H16、Gaiella、unidentified-Rhodospirillaceae、类固醇杆菌属(Steroidobacter)的相对丰度较高(>1%),T3处理的土壤中,RB41、H16、Gaiella、unidentified-Rhodospirillaceae、类固醇杆菌属(Steroidobacter)、酸酐菌属(Acidibacter)的相对丰度较高(>1%)。另外,施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著增加土壤中某些功能菌株和有益菌株的相对丰度。例如,施用微生物菌剂后,土壤中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的相对丰度提高了21.88%—103.56%(P<0.05);芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度在T1、T2、T3处理中相比CK分别显著提高65.38%、66.28%、65.97%(P<0.05)。施用球毛壳ND35菌剂后,土壤中酸杆菌属(Acidibacter)相对丰度提高了12.76%—38.06%。由此可见,施用球毛壳ND35微生物菌剂,可显著引起土壤中细菌属水平群落组成的变化。
2.3.4 土壤细菌群落特征与土壤因子的相关性土壤微生物群落不仅受生物因素的影响,也会受到土壤中环境因子的影响。为探讨它们之间的关系,本研究选取不同处理下土壤的化学性质及酶活性作为环境因子,以优势细菌群落的相对丰度及其多样性指标作为物种数据,进行RDA分析(图6)。从图中可以看出,优势细菌群落的相对丰度主要与土壤中硝态氮、铵态氮、有机质含量高度相关,其中硝态氮、铵态氮、有机质含量对土壤中放线菌门、δ-变形菌纲、α-变形菌纲的分布具有正反馈效应,对β-变形菌纲、γ-变形菌纲、酸酐菌门、变形菌门的分布具有负反馈效应。土壤细菌群落的多样性和丰富度主要受土壤中硝态氮、铵态氮、有机质含量的影响,硝态氮、铵态氮、有机质含量的积累会提高土壤细菌群落的多样性。土壤酶主要来自植物根系分泌物、动植物残骸及微生物的代谢产物,因此土壤微生物群落的变化势必会对土壤酶活性产生影响。研究结果显示,土壤中α-变形菌纲、δ-变形菌纲及放线菌门的相对丰度对土壤酶活性呈正相关,其中α-变形菌纲的相对丰度与脲酶、磷酸酶活性高度正相关,δ-变形菌纲的分布与蔗糖酶活性高度正相关;而土壤中酸酐菌门、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、变形菌门的相对丰度与土壤酶活性呈负相关,其中过氧化氢酶活性与土壤中酸酐菌门、β-变形菌纲的分布高度负相关。综合分析可得,土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤优势细菌群落组成及多样性的主要环境因子,土壤中α-变形菌纲、δ-变形菌纲、酸酐菌门、β-变形菌纲的分布能够显著影响土壤的酶活性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高通量测序的连栽木麻黄根际土壤细菌群落变化研究[J]. 周柳婷,李建鹃,赵艳琳,罗扬,白莹,陈军,吴则焰,林文雄. 生态学报. 2020(08)
[2]不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物群落结构的影响[J]. 费裕翀,黄樱,张筱,张元明,曹光球,陈世品,兰思仁,王迪. 应用与环境生物学报. 2020(04)
[3]林下植被管理措施对杉木大径材林土壤细菌群落结构的影响[J]. 费裕翀,吴庆锥,路锦,季春杉,郑宏,曹世江,林开敏,曹光球. 应用生态学报. 2020(02)
[4]地黄连作对叶际细菌群落结构及多样性的影响[J]. 吴林坤,陈军,杨波,肖志刚,路翠红,王娟英,林文雄. 应用生态学报. 2019(10)
[5]复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤微生物和化学性质的影响[J]. 宋以玲,于建,陈士更,肖承泽,李玉环,苏秀荣,丁方军. 土壤. 2019(03)
[6]尿素配施木霉菌剂提高甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性[J]. 牛聪聪,耿国明,于雷,解群杰,廖晶晶,齐红岩. 植物营养与肥料学报. 2019(04)
[7]不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响[J]. 鲁凯珩,金清,曹沁,李珊珊,孙舒荣,蒋秋艳,金杰人,凌丽晨,符歆灏,杜萱,肖明. 上海师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[8]香蕉假茎生物炭对根际土壤细菌丰度和群落结构的影响[J]. 王明元,侯式贞,董涛,张敏瑜,刘建福,徐志周. 微生物学报. 2019(07)
[9]枯草芽胞杆菌菌肥对有机冬瓜根区土壤微生态的影响[J]. 王超,李刚,黄思杰,张弛,田伟,田然,王磊,席运官. 微生物学通报. 2019(03)
[10]基于高通量测序的黄河三角洲4种人工林土壤细菌结构及多样性研究[J]. 丁新景,黄雅丽,敬如岩,马风云,安然,田琪,陈博杰. 生态学报. 2018(16)
硕士论文
[1]球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗抗旱性及土壤肥力的影响[D]. 李金花.山东农业大学 2019
[2]球毛壳ND35菌株实时荧光定量PCR检测体系的建立及其在植物中的定殖检测[D]. 刘璇.山东农业大学 2012
本文编号：2990916
【文章来源】：生态学报. 2020,40(21)北大核心
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
不同处理土壤中变形菌纲亚群的分布
从门的分类水平看,各处理细菌群落组成相似(图3)。主要包含变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮游菌门(Planctomycetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、疣微菌门(Verrucomicrobia)10个细菌门,约占全部细菌丰度的95%左右。其中各处理的变形菌门、酸杆菌门及放线菌门相对丰度在10%以上,为优势细菌门。变形菌门是最为优势的细菌门,主要包括β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)4个亚纲。施用球毛壳ND35微生物菌剂后,变形菌门的相对丰度有所下降,其4个亚纲的分布也发生了显著变化(图4)。其中β-变形菌纲、γ-变形菌纲的相对丰度呈下降趋势,尤其是T2、T3中β-变形菌纲的相对丰度比CK分别下降34.70%、37.22%(P<0.05),而α-、δ-变形菌纲的相对丰度呈显著增加趋势,分别从CK的7.72%、6.34%增加至10.68%—12.55%、7.69%—8.83%,T2中这两个细菌纲的相对丰度分别比CK增加62.59%和39.24%(P<0.05)。酸杆菌门是第二大优势细菌门,施用球毛壳ND35微生物菌剂后,它的相对丰度有所降低,尤在T2中下降了25.93%(P<0.05),这可能是其他细菌门的增加所致。放线菌门能产生种类繁多的胞外酶和次生代谢产物,促进土壤中动植物遗骸的腐烂,在生态系统中扮演着重要角色,它也是不同处理下的优势细菌门类。与CK相比,施用微生物菌剂可使其相对丰度提高7.21%—21.6%(P>0.05),这主要是由于菌剂的施用显著提高了土壤环境中有机质的含量。另外,还有部分细菌门的相对丰度发生显著了变化,与CK相比,T1、T2、T3中绿弯菌门、拟杆菌门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门的相对丰度分别增加21.30%—32.01%、28.56%—40.64%、50.04%—70.47%、2.22%—13.59%,其中绿弯菌门及厚壁菌门的相对丰度在T3中与CK差异显著(P<0.05)。从细菌属水平来看,根据物种注释和丰富度信息,选取相对丰度排名前30的细菌属进行分析(图5)。未施用微生物菌剂的土壤(CK)中固氮弧菌属(Azoarcus)、H16、苔藓菌属(Bryobacter)、Gaiella的相对丰度较高(>1%)。T1、T2处理的土壤中,RB41、地杆菌属(Geobacter)、固氮弧菌属(Azoarcus)、H16、Gaiella、unidentified-Rhodospirillaceae、类固醇杆菌属(Steroidobacter)的相对丰度较高(>1%),T3处理的土壤中,RB41、H16、Gaiella、unidentified-Rhodospirillaceae、类固醇杆菌属(Steroidobacter)、酸酐菌属(Acidibacter)的相对丰度较高(>1%)。另外,施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著增加土壤中某些功能菌株和有益菌株的相对丰度。例如,施用微生物菌剂后,土壤中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的相对丰度提高了21.88%—103.56%(P<0.05);芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度在T1、T2、T3处理中相比CK分别显著提高65.38%、66.28%、65.97%(P<0.05)。施用球毛壳ND35菌剂后,土壤中酸杆菌属(Acidibacter)相对丰度提高了12.76%—38.06%。由此可见,施用球毛壳ND35微生物菌剂,可显著引起土壤中细菌属水平群落组成的变化。
2.3.4 土壤细菌群落特征与土壤因子的相关性土壤微生物群落不仅受生物因素的影响,也会受到土壤中环境因子的影响。为探讨它们之间的关系,本研究选取不同处理下土壤的化学性质及酶活性作为环境因子,以优势细菌群落的相对丰度及其多样性指标作为物种数据,进行RDA分析(图6)。从图中可以看出,优势细菌群落的相对丰度主要与土壤中硝态氮、铵态氮、有机质含量高度相关,其中硝态氮、铵态氮、有机质含量对土壤中放线菌门、δ-变形菌纲、α-变形菌纲的分布具有正反馈效应,对β-变形菌纲、γ-变形菌纲、酸酐菌门、变形菌门的分布具有负反馈效应。土壤细菌群落的多样性和丰富度主要受土壤中硝态氮、铵态氮、有机质含量的影响,硝态氮、铵态氮、有机质含量的积累会提高土壤细菌群落的多样性。土壤酶主要来自植物根系分泌物、动植物残骸及微生物的代谢产物,因此土壤微生物群落的变化势必会对土壤酶活性产生影响。研究结果显示,土壤中α-变形菌纲、δ-变形菌纲及放线菌门的相对丰度对土壤酶活性呈正相关,其中α-变形菌纲的相对丰度与脲酶、磷酸酶活性高度正相关,δ-变形菌纲的分布与蔗糖酶活性高度正相关;而土壤中酸酐菌门、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、变形菌门的相对丰度与土壤酶活性呈负相关,其中过氧化氢酶活性与土壤中酸酐菌门、β-变形菌纲的分布高度负相关。综合分析可得,土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤优势细菌群落组成及多样性的主要环境因子,土壤中α-变形菌纲、δ-变形菌纲、酸酐菌门、β-变形菌纲的分布能够显著影响土壤的酶活性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高通量测序的连栽木麻黄根际土壤细菌群落变化研究[J]. 周柳婷,李建鹃,赵艳琳,罗扬,白莹,陈军,吴则焰,林文雄. 生态学报. 2020(08)
[2]不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物群落结构的影响[J]. 费裕翀,黄樱,张筱,张元明,曹光球,陈世品,兰思仁,王迪. 应用与环境生物学报. 2020(04)
[3]林下植被管理措施对杉木大径材林土壤细菌群落结构的影响[J]. 费裕翀,吴庆锥,路锦,季春杉,郑宏,曹世江,林开敏,曹光球. 应用生态学报. 2020(02)
[4]地黄连作对叶际细菌群落结构及多样性的影响[J]. 吴林坤,陈军,杨波,肖志刚,路翠红,王娟英,林文雄. 应用生态学报. 2019(10)
[5]复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤微生物和化学性质的影响[J]. 宋以玲,于建,陈士更,肖承泽,李玉环,苏秀荣,丁方军. 土壤. 2019(03)
[6]尿素配施木霉菌剂提高甜瓜产量、品质及土壤微生物功能多样性[J]. 牛聪聪,耿国明,于雷,解群杰,廖晶晶,齐红岩. 植物营养与肥料学报. 2019(04)
[7]不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响[J]. 鲁凯珩,金清,曹沁,李珊珊,孙舒荣,蒋秋艳,金杰人,凌丽晨,符歆灏,杜萱,肖明. 上海师范大学学报(自然科学版). 2019(02)
[8]香蕉假茎生物炭对根际土壤细菌丰度和群落结构的影响[J]. 王明元,侯式贞,董涛,张敏瑜,刘建福,徐志周. 微生物学报. 2019(07)
[9]枯草芽胞杆菌菌肥对有机冬瓜根区土壤微生态的影响[J]. 王超,李刚,黄思杰,张弛,田伟,田然,王磊,席运官. 微生物学通报. 2019(03)
[10]基于高通量测序的黄河三角洲4种人工林土壤细菌结构及多样性研究[J]. 丁新景,黄雅丽,敬如岩,马风云,安然,田琪,陈博杰. 生态学报. 2018(16)
硕士论文
[1]球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗抗旱性及土壤肥力的影响[D]. 李金花.山东农业大学 2019
[2]球毛壳ND35菌株实时荧光定量PCR检测体系的建立及其在植物中的定殖检测[D]. 刘璇.山东农业大学 2012
本文编号：2990916
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