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γ-聚谷氨酸对棉花生长与根际微生物的影响 被引量：4
1
作者 陶龙锦 张经博 +4 位作者 董正武 马晓东 涂永峰 赵冬梅 刘隋赟昊 《山西农业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期33-44,共12页
[目的]我国是一个农业大国,肥料利用率低下制约农业发展。如何提高肥料利用率成为我国农业发展的重要课题。γ聚谷氨酸(γPGA)因其特殊的分子结构,在提高肥料利用率方面显示了巨大潜力。因此γPGA的应用对实现农业和生态的可持续发展具... [目的]我国是一个农业大国,肥料利用率低下制约农业发展。如何提高肥料利用率成为我国农业发展的重要课题。γ聚谷氨酸(γPGA)因其特殊的分子结构,在提高肥料利用率方面显示了巨大潜力。因此γPGA的应用对实现农业和生态的可持续发展具有重要意义。本文旨在探究棉花植株生长及根际土壤微生物对γPGA的响应。[方法]通过盆栽实验,利用高通量测序技术分析各处理土壤微生物群落。[结果]稀释150倍的γPGA显著促进棉花生长,株高增幅45.49%、茎粗增幅13.14%、主茎叶数增幅51.88%、果枝数增幅300.75%。配施γPGA后,土壤全磷、铵态氮、速效磷、速效钾含量显著提高,且在棉花采摘后依旧维持较高水平。高通量测序结果显示γPGA配施化肥会降低细菌的ACE、Chao1、Simpson、Shannon指数,增加真菌的ACE、Chao1、Simpson、Shannon指数。配施γPGA的采后土壤中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度下降13.49%、放线菌门(Actinobacteriota)增加12.37%、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)增加30.08%、拟杆菌门(Bacteroidota)下降6.93%、子囊菌门(Ascomycota)下降15.35%、担子菌门(Basidiomycota)增加195.47%、被孢霉门(Mortierellomycota)下降10.49%。与单施化肥和蒸馏水对照相比,γPGA配施化肥后,土壤中各菌门依旧保持高相对丰度。群落功能表型结果显示,配施γPGA土壤微生物偏向需氧型和植物共生型。进一步的RDA分析表明,土壤全氮、全磷和全钾含量是影响微生物优势菌门的关键因子。[结论]γPGA能调节土壤微生物群落变化和促进作物生长,富集有益微生物,在作物采摘后依旧维持较高的土壤生物活性,有利于农业生产。 展开更多
关键词 植物生长 土壤微生物 高通量测序技术 功能表型 RDA分析
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γ-聚谷氨酸配施化肥对新疆棉田土壤微生物群落结构及功能的影响
2
作者 陶龙锦 张经博 +2 位作者 董正武 张雨思 刘隋赟昊 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3702-3722,共21页
【目的】长期大量施用化肥导致土壤退化及土壤微生物群落结构失衡。采用有机活性物质配施化肥,被认为是阻控土壤退化并维系微生物群落稳定性的重要策略。【方法】以棉花为供试作物,采用宏基因组学方法研究生物活性物质γ-聚谷氨酸(γ-po... 【目的】长期大量施用化肥导致土壤退化及土壤微生物群落结构失衡。采用有机活性物质配施化肥,被认为是阻控土壤退化并维系微生物群落稳定性的重要策略。【方法】以棉花为供试作物,采用宏基因组学方法研究生物活性物质γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)与化肥配施对棉田土壤微生物群落结构和功能的影响,试验共设计3个施肥处理组和1个不施肥对照组:单施化肥(NK)、化肥添加γ-PGA水溶液(YT)、化肥添加γ-PGA颗粒(GT)和不施肥(CK)。【结果】GT和YT处理的棉花生长状况和土壤养分含量显著高于NK和CK。微生物群落分析结果表明,γ-PGA配施化肥显著提高土壤微生物的丰度和多样性,而单施化肥处理对微生物多样性提高并不显著,同时γ-PGA的施加也改变了棉田土壤微生物群落组成,与NK相比,YT与GT的变形菌门的相对丰度减少9.70%-12.72%,拟杆菌门的相对丰度增加13.33%-20.90%,放线菌门的相对丰度增加8.09%-13.01%。此外,YT处理中丛植菌根真菌Rhizophagus的相对丰度增加了19.71%。功能基因分析表明,GT和YT处理显著提高了氨基酸生物合成、次生代谢生物合成和ABC转运蛋白等相关功能基因的丰度。【结论】施用γ-PGA对新疆棉田土壤微生物多样性及生态系统稳定性具有应用潜力。 展开更多
关键词 棉花 Γ-聚谷氨酸 宏基因组学 微生物群落 功能基因
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微粒聚谷氨酸配施化肥对棉花生长和土壤养分及微生物群落结构的影响 被引量：1
3
作者 陶龙锦 张经博 +4 位作者 董正武 马晓东 涂永峰 赵冬梅 刘隋赟昊 《山西农业科学》 2023年第9期996-1005,共10页
利用棉花盆栽试验,设置5个处理(P1(4.5 g微粒聚谷氨酸(γ-PGA)配施1 g化肥)、P2(3 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、P3(1.5 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、N(1 g化肥)和CK(不施肥)),通过分析棉花的农艺性状,并结合高通量测序技术,探究施用微粒γ-... 利用棉花盆栽试验,设置5个处理(P1(4.5 g微粒聚谷氨酸(γ-PGA)配施1 g化肥)、P2(3 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、P3(1.5 g微粒γ-PGA配施1 g化肥)、N(1 g化肥)和CK(不施肥)),通过分析棉花的农艺性状,并结合高通量测序技术,探究施用微粒γ-PGA配施化肥对棉花植株生长和土壤微生物群落结构的影响,以确定合理的配施剂量。结果表明,微粒γ-PGA配施化肥的棉花农艺性状优于单施化肥和不施肥,1.5 g微粒γ-PGA配施化肥效果最佳。在棉花生育期微粒γ-PGA配施化肥的土壤中全钾、铵态氮和有效磷的含量高于单施化肥和不施肥,在采后土壤中全钾、铵态氮、有效磷和有效钾含量保持较高水平。高通量测序结果表明,微粒γ-PGA配施化肥会引起微生物的丰富度和多样性的降低,但可以改善微生物群落结构,在采摘之后,土壤中的变形菌门、子囊菌门和被孢霉门的相对丰度都呈降低态势,而放线菌门、酸杆菌门和担子菌门的相对丰度则呈上升态势,与单施化肥和不施肥相比,大部分菌门依旧保持高的相对丰度。冗余(RDA)分析可知,土壤微生物优势菌门受包括全磷、全钾、有效磷、有效钾、酸碱度、有机质含量等多个关键因子的影响,随着时间的变化,微生物优势菌门受这些关键因子的影响也可能会有差异。微粒γ-PGA配施化肥可促进棉花的生长发育,虽会降低细菌和真菌群落的整体丰富度与多样性,但使微生物群落种类相对集中在部分有益菌群上,且在棉花采摘后依旧能维持较高的相对丰度,可改善土壤质量,维持较高的土壤生物活性,有利于农业生产。 展开更多
关键词 微粒聚谷氨酸 配施化肥 土壤微生物 高通量测序技术 相对丰度 RDA分析
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