刘杭:黑土区典型作物轮作和连作对土壤微生物群落结构的影响论文

刘杭:黑土区典型作物轮作和连作对土壤微生物群落结构的影响论文

本文主要研究内容

作者刘杭(2019)在《黑土区典型作物轮作和连作对土壤微生物群落结构的影响》一文中研究指出:土壤微生物是土壤生态系统重要的组成部分,在土壤有机物分解、养分循环和土传病害发生过程中发挥着引擎的作用。农田土壤微生物的群落结构主要受农田管理方式的影响,其中作物连作和轮作是重要的农田管理方式之一。在作物轮作和连作条件下,由于单一作物和多种作物组合后,土壤生态环境发生变化,导致土壤微生物的群落结构也产生相应的变化,进而影响土壤的生态功能。目前,关于作物长期连作对土壤微生物群落结构及相关功能微生物群落结构影响的系统研究鲜见报道。大豆、玉米和小麦是东北黑土区种植的主要旱地作物,因此,基于长达27年的田间定位试验开展黑土区三种典型旱地作物连作和轮作对土壤微生物影响的系统研究。采用Biolog、qPCR以及Illumina Miseq的方法系统研究了东北黑土区大豆、玉米和小麦在长期连作和轮作条件下土壤微生物的碳源代谢特征,土壤细菌、真菌、固氮菌和碱性磷酸酶基因群落结构的变化规律,以及潜在功能细菌和功能真菌的响应变化,主要结论如下:(1)大豆、玉米和小麦长期连作和轮作间的土壤微生物碳源代谢功能差异显著。三种典型旱地作物长期连作后显著降低了土壤微生物的代谢活性,大豆和小麦长期连作土壤微生物对糖类物质的利用率显著低于轮作,玉米长期连作土壤微生物对多聚物和胺类物质的利用率显著低于玉米轮作,三种作物之间土壤微生物群落对土壤碳源利用存在差异。(2)大豆、玉米和小麦长期连作后对土壤细菌群落结构产生显著影响。三种作物长期连作细菌的多样性显著降低,作物长期连作和轮作之间细菌群落结构差异显著,且三种作物之间的细菌群落结构的差异要大于长期连作和轮作之间的差异。三种作物长期连作显著降低了与C、N有关的优势功能细菌(Nocardioides、Pseudonocardia、Pseudolabrys、Nitrospira和Rhizobium等)的相对丰度。土壤pH是影响土壤细菌的丰度、多样性和群落结构的土壤因子。(3)大豆、玉米和小麦长期连作对土壤真菌群落结构的影响不同。大豆长期连作后真菌丰度显著高于大豆轮作,玉米长期连作后真菌丰度显著低于玉米轮作,而小麦长期连作后真菌丰度变化不显著。大豆长期连作真菌群落的多样性显著高于大豆轮作,作物长期连作和轮作之间真菌群落结构差异显著,三种作物之间的真菌群落结构的差异大于长期连作和轮作之间的差异。三种作物长期连作后属水平上的相对丰度有明显变化,三种作物长期连作的潜在致病菌(Fusarium、Cylindrocarpon和Gibberella等)的相对丰度显著高于轮作,大豆长期连作潜在的有益菌(Mortierella、Purpureocillium和Acremonium等)的相对丰度显著高于轮作,而在玉米和小麦长期连作潜在的有益菌(Purpureocillium、Metacordyceps和Metarhizium等)的相对丰度显著低于轮作。土壤pH是显著影响土壤真菌群落结构的土壤因子。(4)大豆、玉米和小麦长期连作和轮作之间固氮菌群落结构发生变化,三种作物之间的固氮菌群落结构也存在显著差异。大豆长期连作固氮菌丰度显著高于大豆轮作,而玉米和小麦长期连作固氮菌丰度显著低于玉米和小麦轮作。Proteobacteria和Bradyrhizobium为三种作物相对丰度最高的优势固氮菌门和菌属,玉米和小麦长期连作后Bradyrhizobium的相对丰度显著降低。土壤pH是影响固氮菌群落结构的主要土壤因子。(5)大豆、玉米和小麦长期连作后碱性磷酸酶基因在属水平上的群落组成发生明显变化。大豆长期连作后Afipia的相对丰度降低,玉米长期连作后Amycolatopsis和Acidovorax的相对丰度下降,小麦长期连作后Pseudomonas和Stenotrophomonas的相对丰度下降。三种作物长期连作之间的碱性磷酸酶基因的群落结构存在显著差异。

Abstract

tu rang wei sheng wu shi tu rang sheng tai ji tong chong yao de zu cheng bu fen ,zai tu rang you ji wu fen jie 、yang fen xun huan he tu chuan bing hai fa sheng guo cheng zhong fa hui zhao yin qing de zuo yong 。nong tian tu rang wei sheng wu de qun la jie gou zhu yao shou nong tian guan li fang shi de ying xiang ,ji zhong zuo wu lian zuo he lun zuo shi chong yao de nong tian guan li fang shi zhi yi 。zai zuo wu lun zuo he lian zuo tiao jian xia ,you yu chan yi zuo wu he duo chong zuo wu zu ge hou ,tu rang sheng tai huan jing fa sheng bian hua ,dao zhi tu rang wei sheng wu de qun la jie gou ye chan sheng xiang ying de bian hua ,jin er ying xiang tu rang de sheng tai gong neng 。mu qian ,guan yu zuo wu chang ji lian zuo dui tu rang wei sheng wu qun la jie gou ji xiang guan gong neng wei sheng wu qun la jie gou ying xiang de ji tong yan jiu xian jian bao dao 。da dou 、yu mi he xiao mai shi dong bei hei tu ou chong zhi de zhu yao han de zuo wu ,yin ci ,ji yu chang da 27nian de tian jian ding wei shi yan kai zhan hei tu ou san chong dian xing han de zuo wu lian zuo he lun zuo dui tu rang wei sheng wu ying xiang de ji tong yan jiu 。cai yong Biolog、qPCRyi ji Illumina Miseqde fang fa ji tong yan jiu le dong bei hei tu ou da dou 、yu mi he xiao mai zai chang ji lian zuo he lun zuo tiao jian xia tu rang wei sheng wu de tan yuan dai xie te zheng ,tu rang xi jun 、zhen jun 、gu dan jun he jian xing lin suan mei ji yin qun la jie gou de bian hua gui lv ,yi ji qian zai gong neng xi jun he gong neng zhen jun de xiang ying bian hua ,zhu yao jie lun ru xia :(1)da dou 、yu mi he xiao mai chang ji lian zuo he lun zuo jian de tu rang wei sheng wu tan yuan dai xie gong neng cha yi xian zhe 。san chong dian xing han de zuo wu chang ji lian zuo hou xian zhe jiang di le tu rang wei sheng wu de dai xie huo xing ,da dou he xiao mai chang ji lian zuo tu rang wei sheng wu dui tang lei wu zhi de li yong lv xian zhe di yu lun zuo ,yu mi chang ji lian zuo tu rang wei sheng wu dui duo ju wu he an lei wu zhi de li yong lv xian zhe di yu yu mi lun zuo ,san chong zuo wu zhi jian tu rang wei sheng wu qun la dui tu rang tan yuan li yong cun zai cha yi 。(2)da dou 、yu mi he xiao mai chang ji lian zuo hou dui tu rang xi jun qun la jie gou chan sheng xian zhe ying xiang 。san chong zuo wu chang ji lian zuo xi jun de duo yang xing xian zhe jiang di ,zuo wu chang ji lian zuo he lun zuo zhi jian xi jun qun la jie gou cha yi xian zhe ,ju san chong zuo wu zhi jian de xi jun qun la jie gou de cha yi yao da yu chang ji lian zuo he lun zuo zhi jian de cha yi 。san chong zuo wu chang ji lian zuo xian zhe jiang di le yu C、Nyou guan de you shi gong neng xi jun (Nocardioides、Pseudonocardia、Pseudolabrys、Nitrospirahe Rhizobiumdeng )de xiang dui feng du 。tu rang pHshi ying xiang tu rang xi jun de feng du 、duo yang xing he qun la jie gou de tu rang yin zi 。(3)da dou 、yu mi he xiao mai chang ji lian zuo dui tu rang zhen jun qun la jie gou de ying xiang bu tong 。da dou chang ji lian zuo hou zhen jun feng du xian zhe gao yu da dou lun zuo ,yu mi chang ji lian zuo hou zhen jun feng du xian zhe di yu yu mi lun zuo ,er xiao mai chang ji lian zuo hou zhen jun feng du bian hua bu xian zhe 。da dou chang ji lian zuo zhen jun qun la de duo yang xing xian zhe gao yu da dou lun zuo ,zuo wu chang ji lian zuo he lun zuo zhi jian zhen jun qun la jie gou cha yi xian zhe ,san chong zuo wu zhi jian de zhen jun qun la jie gou de cha yi da yu chang ji lian zuo he lun zuo zhi jian de cha yi 。san chong zuo wu chang ji lian zuo hou shu shui ping shang de xiang dui feng du you ming xian bian hua ,san chong zuo wu chang ji lian zuo de qian zai zhi bing jun (Fusarium、Cylindrocarponhe Gibberelladeng )de xiang dui feng du xian zhe gao yu lun zuo ,da dou chang ji lian zuo qian zai de you yi jun (Mortierella、Purpureocilliumhe Acremoniumdeng )de xiang dui feng du xian zhe gao yu lun zuo ,er zai yu mi he xiao mai chang ji lian zuo qian zai de you yi jun (Purpureocillium、Metacordycepshe Metarhiziumdeng )de xiang dui feng du xian zhe di yu lun zuo 。tu rang pHshi xian zhe ying xiang tu rang zhen jun qun la jie gou de tu rang yin zi 。(4)da dou 、yu mi he xiao mai chang ji lian zuo he lun zuo zhi jian gu dan jun qun la jie gou fa sheng bian hua ,san chong zuo wu zhi jian de gu dan jun qun la jie gou ye cun zai xian zhe cha yi 。da dou chang ji lian zuo gu dan jun feng du xian zhe gao yu da dou lun zuo ,er yu mi he xiao mai chang ji lian zuo gu dan jun feng du xian zhe di yu yu mi he xiao mai lun zuo 。Proteobacteriahe Bradyrhizobiumwei san chong zuo wu xiang dui feng du zui gao de you shi gu dan jun men he jun shu ,yu mi he xiao mai chang ji lian zuo hou Bradyrhizobiumde xiang dui feng du xian zhe jiang di 。tu rang pHshi ying xiang gu dan jun qun la jie gou de zhu yao tu rang yin zi 。(5)da dou 、yu mi he xiao mai chang ji lian zuo hou jian xing lin suan mei ji yin zai shu shui ping shang de qun la zu cheng fa sheng ming xian bian hua 。da dou chang ji lian zuo hou Afipiade xiang dui feng du jiang di ,yu mi chang ji lian zuo hou Amycolatopsishe Acidovoraxde xiang dui feng du xia jiang ,xiao mai chang ji lian zuo hou Pseudomonashe Stenotrophomonasde xiang dui feng du xia jiang 。san chong zuo wu chang ji lian zuo zhi jian de jian xing lin suan mei ji yin de qun la jie gou cun zai xian zhe cha yi 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)的刘杭,发表于刊物中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)2019-10-08论文,是一篇关于黑土区论文,轮作论文,连作论文,土壤微生物论文,高通量测序论文,中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)2019-10-08论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所)2019-10-08论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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