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秸秆与有机无机肥配施对潮土关键微生物及小麦产量的影响 被引量：2
1
作者 郭伟 周云鹏 +4 位作者 陈美淇 李丹丹 王青霞 周谈坛 赵炳梓 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1134-1146,共13页
秸秆与化肥和鸡粪配施改变了土壤微生物群落结构及微生物间的相互作用关系,但这种变化与小麦产量间的关系尚不清楚。依托7年长期定位试验,选取5个施肥处理:不施化肥+秸秆离田(N0S0)、不施化肥+秸秆还田(N0S)、常规施化肥+秸秆离田(NS0)... 秸秆与化肥和鸡粪配施改变了土壤微生物群落结构及微生物间的相互作用关系,但这种变化与小麦产量间的关系尚不清楚。依托7年长期定位试验,选取5个施肥处理:不施化肥+秸秆离田(N0S0)、不施化肥+秸秆还田(N0S)、常规施化肥+秸秆离田(NS0)、常规施化肥+秸秆还田(NS)和施化肥+秸秆还田+鸡粪替代20%氮肥(NSM),研究不同施肥方式对细菌-真菌共现网络中微生物组成的影响,以及关键微生物与小麦产量间的相关关系。结果表明,与N0S0处理相比,NS0、NS和NSM处理的小麦籽粒产量分别提升539.20%、611.56%和676.56%,而N0S处理无显著变化。细菌和真菌群落组成均可分成显著不同的3组,分别为N0S0+N0S、NS0以及NS+NSM,即微生物群落组成在是否施用化肥之间显著不同;相同施用化肥情况下,在是否有施用有机物料之间显著不同。将重要性由高到低排序,导致不同处理细菌群落结构变化的主要土壤理化性质是有效磷(AP)、电导率(EC)、微生物生物量氮(MBN)、土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)和颗粒有机碳(POC),导致不同处理真菌群落结构变化的主要土壤理化性质是EC、MBN、ROC、POC、AP和SOC。细菌-真菌共现网络中,两个关键模块(模块1和模块4)与小麦产量变化显著相关。NS+NSM处理提升了模块4中与小麦产量正相关的类诺卡氏菌属(Nocardioides)、纤维单胞菌属(Cellulomonas)、Pir4_lineage、金孢子菌属(Chrysosporium)、无茎真菌属(Acaulium)和裂壳菌属(Schizothecium)等有益菌的相对丰度,它们可降解纤维素和木质素、促进养分转化和循环或抑制病原菌生长;并显著降低了模块1中与小麦产量负相关的葡萄穗霉属(Stachybotrys)、无色穗孢属(Achroiostachys)和Fusicolla的相对丰度,它们为不利于土壤健康和作物生长的植物病原真菌。因此,化肥配施秸秆及化肥配施秸秆和鸡粪利于关键有益微生物增加及病原真菌减少,关键微生 展开更多
关键词 秸秆还田 有机肥 细菌-真菌共现网络 关键微生物 小麦产量
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基于共现网络的关键微生物对秸秆还田土壤小麦产量的影响 被引量：5
2
作者 邱丽丽 李丹丹 +1 位作者 张佳宝 赵炳梓 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期491-502,共12页
秸秆施用对作物产量影响效应不一致的机理尚不清楚,可能与秸秆施用诱导的土壤关键微生物群落组成及其丰度变化对产量影响的机理挖掘不够深入有关。选择红壤和黄褐土进行小麦盆栽实验,设置不同秸秆施用水平(S0、S10、S30,分别为0、10、30... 秸秆施用对作物产量影响效应不一致的机理尚不清楚,可能与秸秆施用诱导的土壤关键微生物群落组成及其丰度变化对产量影响的机理挖掘不够深入有关。选择红壤和黄褐土进行小麦盆栽实验,设置不同秸秆施用水平(S0、S10、S30,分别为0、10、30 g·kg^(-1)土),基于细菌-真菌共现网络评估微生物生态集群、酶活性、化学性质对秸秆施用下小麦产量的影响。结果表明,施用秸秆显著提升了两种土壤的速效养分、可溶性有机碳、微生物生物量碳含量及土壤酶(淀粉酶、转化酶、多酚氧化酶、脲酶、酸性磷酸酶、脱氢酶)活性,但红壤上小麦产量随着秸秆施用量增加显著增加,而黄褐土上则随着秸秆施用量增加而显著降低。与S0相比,红壤中S10和S30处理的籽粒重和地上部生物量分别提升33%~44%和73%~85%,黄褐土中则分别降低22%~25%和55%。共现网络中两个关键生态集群的丰度、酶活性、土壤化学性质的共同正效应影响了红壤小麦产量变化,而关键生态集群丰度对黄褐土小麦产量变化有更大的正效应。秸秆施用显著增加了红壤中与小麦产量正相关的Aspergillus丰度,显著降低了黄褐土中与小麦产量正相关的Bacillus、Burkholderia、Basidiobolus丰度。综上,秸秆施用后红壤中关键有益微生物丰度增加、酶活性增强、化学性质改善叠加作用使小麦产量提升;而黄褐土上小麦产量降低主要与关键有益微生物丰度降低有关,其效应超过化学性质和酶活性的改善。以上结果暗示关键微生物丰度的改变对秸秆还田土壤上作物产量变异有重要影响。 展开更多
关键词 秸秆还田 细菌-真菌共现网络 关键微生物 酶活性 小麦产量
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盐酸四环素长期暴露对序批式反应器性能、微生物酶活性及微生物群落的影响
3
作者 齐维毅 王倩芝 +6 位作者 楚光玉 陈文正 张雨乔 刘甲滕 高畅 鲁帅领 高孟春 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期88-98,共11页
本文研究了0.5 mg/L盐酸四环素(TC)长期暴露对序批式反应器(SBR)性能、脱氮酶活性、抗氧化酶和微生物群落的影响。结果表明,SBR中有机物去除能力和氨氧化能力随运行时间的延长而降低,在反应器运行第70天时,COD去除率从97.10%降低至70.33... 本文研究了0.5 mg/L盐酸四环素(TC)长期暴露对序批式反应器(SBR)性能、脱氮酶活性、抗氧化酶和微生物群落的影响。结果表明,SBR中有机物去除能力和氨氧化能力随运行时间的延长而降低,在反应器运行第70天时,COD去除率从97.10%降低至70.33%,NH_(4)^(+)-N去除率从99.24%降低至67.44%,出水NO_(3)^(-)-N逐渐降低,SBR内没有出现NO_(2)^(-)-N积累。TC长期暴露降低了氨单加氧酶(AMO)、亚硝酸盐氧化酶(NOR)、硝酸盐还原酶(NR)和亚硝酸盐还原酶(NIR)等脱氮酶活性,增加了活性氧(ROS)的相对产生量、乳酸脱氢酶(LDH)相对释放量和部分抗氧化酶的相对活性。进水中加入TC后,微生物的丰富度、多样性和均匀性均降低,硝化菌属(Nitrospira)和反硝化菌属(Zoogloea、Thauera、Dechloromonas、Dokdonella、Hyphomicrobium和Pseudomonas)的相对丰度发生变化,微生物群落和关键微生物具有显著性差异,从而影响了SBR的脱氮性能。 展开更多
关键词 盐酸四环素 微生物酶活性 微生物群落 LEfSe分析 关键微生物
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微生物群落对河流底泥中锑含量变化的响应 被引量：2
4
作者 阳涅 孙晓旭 +3 位作者 孔天乐 孙蔚旻 陈泉源 高品 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期609-618,共10页
锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染... 锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染河流底泥为研究对象,利用地球化学参数分析、高通量测序和统计分析等方法,研究Sb污染河流底泥中Sb的浓度分布规律及其对河流底泥微生物群落的选择性影响。结果表明,随着与Sb冶炼厂排水口距离的增加,河流底泥中Sb浓度逐渐降低,这可能是微生物还原产生的Sb(III)在厌氧环境下易与铁锰化合物结合形成沉淀所导致的。基于随机森林分析发现,Sb是塑造河流底泥微生物群落结构的主要因素,河流底泥微生物多样性随Sb浓度的降低而呈现逐渐增加的变化趋势。通过LEfSe差异分析可知,Sb是河流底泥微生物群落结构组成演变的关键驱动因子,在不同Sb污染环境下富集了差异微生物。结合共现网络分析,发现栖泥沼杆菌属Paludibacter和糖发酵菌属Saccharofermentans是Sb污染河流底泥中的核心微生物,其相对丰度与Sbtot、Sb(III)浓度呈显著正相关,表明这些关键微生物对Sb生物地球化学循环发挥重要作用,尤其对调控Sb的还原过程具有重要潜力。 展开更多
关键词 锑 河流底泥 微生物群落 关键微生物 共现网络分析 锑还原菌
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长期不同施肥模式对农田黑土微生物群落构建的影响 被引量：18
5
作者 高威 王连峰 贾仲君 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期1437-1448,共12页
高强度集约化农业管理模式影响土壤微生物区系及其功能。围绕我国典型黑土生态环境重点野外科学观测试验站36年的长期不同施肥管理土壤:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)和有机-无机肥配施(MNPK),研究了土壤肥力和微生物呼吸... 高强度集约化农业管理模式影响土壤微生物区系及其功能。围绕我国典型黑土生态环境重点野外科学观测试验站36年的长期不同施肥管理土壤:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)和有机-无机肥配施(MNPK),研究了土壤肥力和微生物呼吸,并通过高通量测序技术和微生物群落构建模型探讨了长期不同施肥模式对土壤功能微生物演替的环境驱动机制。结果表明:长期施肥提升了土壤肥力,如土壤有机碳、全氮、有效磷含量以及微生物活性。不同施肥管理模式土壤微生物呼吸活性存在显著差异,由大到小依次为MNPK、OM、NPK和CK。与CK(以C计,186.9μg·g^(-1))相比,MNPK处理土壤微生物呼吸(以C计,228.7μg·g^(-1))增幅高达22.4%。差异物种分析(LEfSe)表明,NPK和MNPK处理具有相似的指示物种,主要为Dyella marensis、Bacillus megaterium和Herbaspirillum sp.,OM处理则主要包括Bacillus acidiceler和Bacillus megaterium。长期施肥刺激了氨氧化细菌(Nitrosospira)生长,NPK处理氨氧化细菌丰度增加3.61倍,而黑土中氨氧化古菌和亚硝酸盐氧化细菌的优势类群分别为Nitrososphaera和Nitrospira。微生物共存网络分析表明,MNPK处理土壤微生物的关联度最为紧密,其正向网络关联度占比高达99.6%,显著高于NPK处理的78.4%和OM处理的97.4%。βNTI分析表明,长期施肥导致微生物类群定向富集而强化了群落组装的确定性过程,且MNPK处理确定性过程占比最高。结构方程模型(SEMs)进一步分析表明,长期施肥模式土壤肥力提升与微生物区系活性呈显著正相关,其解释度>90%。上述结果表明,长期施肥显著刺激功能菌生长,改变土壤微生物区系,提升土壤肥力,且MNPK处理对土壤肥力及其功能稳定性的提升,明显优于NPK和OM处理。研究结果可为确立更为完善的农田黑土施肥管理制度提供科学依据。 展开更多
关键词 黑土 长期施肥 高通量测序 微生物群落构建 关键微生物功能群
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稻田土壤碳循环关键微生物过程的计量学调控机制探讨 被引量：17
6
作者 吴金水 葛体达 祝贞科 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1006-1017,共12页
稻田生态系统碳循环是我国陆地生态系统碳循环的重要组成部分,微生物驱动的稻田土壤碳循环(输入、分配、稳定等过程)的生物地球化学过程是土壤碳循环过程研究的核心。目前,对稻田土壤碳循环过程及其机制的认识缺乏基于生态化学计量学层... 稻田生态系统碳循环是我国陆地生态系统碳循环的重要组成部分,微生物驱动的稻田土壤碳循环(输入、分配、稳定等过程)的生物地球化学过程是土壤碳循环过程研究的核心。目前,对稻田土壤碳循环过程及其机制的认识缺乏基于生态化学计量学层面的研究。因此,系统解析耦合化学—生物—环境要素的稻田土壤碳循环的关键过程是深入研究当前面临的诸多土壤生物化学问题(如土壤碳循环与土壤肥力、温室气体减排等)的科学瓶颈。在综合分析计量学的基本内涵与土壤计量学发展需求的基础上,论述了稻田土壤有明显区别于其他土壤类型的土壤发生学和生物化学特点,重点评述了稻田土壤碳循环的3个主要过程的研究进展,包括:1稻田土壤新鲜有机质转化、矿化的关键微生物过程计量;2典型水稻土CH4产生的关键微生物过程计量;3典型水稻土微生物CO2光合同化功能的计量。在此基础上,探讨了土壤生物化学过程统计学和数学模型在土壤计量学研究中的应用,并提出了稻田土壤碳循环关键微生物过程的计量学特征研究的发展趋势和科学问题展望。期望能够通过这些探讨对推动我国该研究领域的基础理论建设和新技术发展有所贡献。 展开更多
关键词 稻田土壤 碳循环 化学计量学 关键微生物过程 耦合机制
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典型农田土壤中丛枝菌根真菌-根际细菌互作及与氮磷利用的关系 被引量：11
7
作者 唐浩琪 张娜 +1 位作者 孙波 梁玉婷 《微生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1117-1129,共13页
在农业生态系统中,土壤微生物是土壤-作物系统养分循环的重要驱动力,其中丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)能够促进作物对养分的吸收,适应逆境胁迫。【目的】进一步揭示AMF和根际细菌群落的跨界网络互作,挖掘与作物氮磷利... 在农业生态系统中,土壤微生物是土壤-作物系统养分循环的重要驱动力,其中丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)能够促进作物对养分的吸收,适应逆境胁迫。【目的】进一步揭示AMF和根际细菌群落的跨界网络互作,挖掘与作物氮磷利用显著相关的关键微生物类群,揭示关键类群的生态网络特征。【方法】利用Illumina测序技术对3种典型农田旱地土壤(黑土、潮土和红壤)中AMF和根际细菌群落结构进行分析;构建互作网络并利用偏冗余分析、相关性分析探究了与氮磷利用相关的潜在关键类群。【结果】3种土壤中AMF与根际细菌均以正相互作用为主。不同土壤中AMF与根际细菌互作关系差异明显,在红壤中跨界互作最为密切,其中球囊霉属真菌(Glomus)与根际细菌中的放线菌(Actinobacteria)和变形菌(Proteobacteria)之间的交互作用最多。而在黑土中主要体现为根际细菌的界内互作。与氮磷利用率显著相关的关键微生物类群主要属于球囊霉属真菌、放线菌和α变形菌。【结论】典型旱地土壤中AMF与根际细菌的正相互关系对作物氮磷利用有潜在促进作用,关键类群在有机质和养分贫乏的红壤中可能起到更重要的作用。 展开更多
关键词 丛枝菌根真菌-细菌网络互作 氮磷利用 关键微生物类群
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湖南省油茶良种根际微生物区系分析
8
作者 董文统 田诗义 +5 位作者 叶佳伟 潘忠飞 袁德义 周道顺 刘慧敏 邹锋 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1050-1059,共10页
【目的】为了弄清湖南省油茶主栽良种根际微生物区系特征,筛选出关键差异微生物菌群,为油茶林土壤生物菌肥研发提供参考。【方法】利用高通量测序技术和OTU分析等方法,对湖南省油茶良种‘华硕’(HS)、‘华鑫’(HX)、‘湘林210’(XL210)... 【目的】为了弄清湖南省油茶主栽良种根际微生物区系特征,筛选出关键差异微生物菌群,为油茶林土壤生物菌肥研发提供参考。【方法】利用高通量测序技术和OTU分析等方法,对湖南省油茶良种‘华硕’(HS)、‘华鑫’(HX)、‘湘林210’(XL210)以及普通油茶(CK)根际土壤微生物多样性及差异进行了分析,同时测定了油茶根际土壤理化性质及酶活性,运用冗余分析方法,探讨土壤因子与根际微生物之间的关系,并进行核心菌群的筛选。【结果】①油茶良种根际微生物数量的排序均为HS>HX>XL210>CK。铁、铜、总有机碳、铵态氮、β-葡萄糖苷酶是影响土壤细菌多样性的主要因子,全钾、电导率、植酸酶是影响土壤真菌多样性的主要因子。②油茶良种与对照存在显著性差异的微生物为Microscillaceae、那提普斯壳科Natipusillaceae、Leotiomycetes。【结论】差异微生物可作为人工合成菌群的核心候选成员,为油茶林土壤生物菌肥的研发奠定了基础。 展开更多
关键词 油茶 良种 根际微生物 关键微生物区系
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微生物介导的热融湖碳循环关键过程研究进展
9
作者 许茜 效存德 +3 位作者 冯雅茹 杜志恒 王磊 魏志强 《地球科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期470-482,共13页
极地超常的变暖引起多年冻土不断退化并形成热融湖,该过程释放温室气体与气候变暖形成正反馈。微生物在碳循环不同环节均发挥着重要作用,理解热融湖中微生物对碳循环的调控机制,对于应对未来气候变化具有重要意义。综述了热融湖微生物... 极地超常的变暖引起多年冻土不断退化并形成热融湖,该过程释放温室气体与气候变暖形成正反馈。微生物在碳循环不同环节均发挥着重要作用,理解热融湖中微生物对碳循环的调控机制,对于应对未来气候变化具有重要意义。综述了热融湖微生物参与的关键碳循环过程:梳理了热融湖形成过程和形成后微生物群落组成与分布;对有机碳分解、产甲烷和甲烷氧化等过程中涉及的主要微生物类群进行了总结;凝练了微生物对碳循环的调控机制及受环境变化的影响机制与要素。基于已有研究,得出如下认识:(1)多年冻土融化形成热融湖主要以陆生有机质为主,一些营养物质如磷酸盐、植物纤维素和亮氨酸残基等生物聚合物从陆地进入水体。(2)在多年冻土融化形成热融湖过程中,随着温度和通气条件的改善,有机质及各种生物聚合物可利用性增加了微生物功能基因多样性,提高了微生物对有机碳的分解潜势。温度、底物、溶解氧等和微生物群落的变化引起微生物代谢途径等的改变,从而影响了甲烷产生、甲烷氧化及固碳等过程,最终影响碳循环。(3)为了加深对热融湖中微生物介导碳循环过程的理解,提出了未来研究的方向:借助宏基因组技术及室内培养实验更加清晰地揭示微生物对碳循环各个过程的调节机制,加强不同环境条件下热融湖碳排放的野外观测,探索利用微生物来减轻气候变化的负面影响。 展开更多
关键词 多年冻土 热融湖 关键微生物过程 温室气体
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芝麻香型白酒堆积过程中关键功能微生物变化的研究 被引量：3
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作者 陈向田 《酿酒》 CAS 2018年第6期39-41,共3页
为了进一步明确芝麻香型白酒酿造体系中关键功能微生物的演变规律,针对芝麻香型白酒独特的堆积工序,跟踪其细菌、酵母及霉菌总体的生长状况,并对堆积工序的酒醅常规指标进行了分析。研究表明:堆积工序是细菌和酵母进一步丰富和强化的过... 为了进一步明确芝麻香型白酒酿造体系中关键功能微生物的演变规律,针对芝麻香型白酒独特的堆积工序,跟踪其细菌、酵母及霉菌总体的生长状况,并对堆积工序的酒醅常规指标进行了分析。研究表明:堆积工序是细菌和酵母进一步丰富和强化的过程,正是基于该类微生物的生长代谢,致使堆积温度升高,酸度增大,这为芝麻香型白酒的特征香气物质前体物的合成奠定了基础。 展开更多
关键词 芝麻香型白酒 堆积工艺 关键功能微生物
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