微生物在尾矿废弃地土壤发育、营养物质循环、有毒物质降解等生态恢复过程中发挥重要作用.采用Illumina Mi Seq测序的方法,分析中条山十八河尾矿废弃地不同恢复阶段(1-45年)的细菌群落结构,并结合植物群落、土壤理化性质和土壤酶活性,...微生物在尾矿废弃地土壤发育、营养物质循环、有毒物质降解等生态恢复过程中发挥重要作用.采用Illumina Mi Seq测序的方法,分析中条山十八河尾矿废弃地不同恢复阶段(1-45年)的细菌群落结构,并结合植物群落、土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与功能变化的调控机制.结果表明,不同恢复年限的尾矿坝,土壤理化性质、土壤酶活性和植物群落结构发生梯度变化.在这一环境梯度下,不同恢复年限的细菌群落结构具有显著差异,其中优势细菌主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteri)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes).细菌群落组成与环境因子和植物群落多样性显著相关.细菌优势科的相对丰度主要与重金属(Cu、Mn、Pb、Zn)含量相关,鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)的相对丰度与重金属(Cd、Cu、Pb、Zn)含量极显著正相关.恢复45年、15年的土壤中细菌多样性最高,且群落组成相似,恢复1年的土壤中细菌丰度较高,而多样性最低.本研究表明,土壤理化因子、重金属含量和植物群落结构是造成土壤中细菌群落结构变化的关键因素;鞘脂单胞菌科对重金属具有一定的耐受性,因此可作为重金属污染区域生态恢复的理想菌种.展开更多
旱育秧是水稻高产栽培中的关键技术之一,具有省水、省种、省工、省肥、增产、早熟等特点。本研究采用大田试验,通过比较旱育秧与水育秧根际土壤生态因子及细菌群落多样性的变化,并结合地上部秧苗的形态特征,探讨旱育壮秧形成的根际生态...旱育秧是水稻高产栽培中的关键技术之一,具有省水、省种、省工、省肥、增产、早熟等特点。本研究采用大田试验,通过比较旱育秧与水育秧根际土壤生态因子及细菌群落多样性的变化,并结合地上部秧苗的形态特征,探讨旱育壮秧形成的根际生态学特性。研究结果表明,旱育方式下秧苗株高较水育秧苗矮32.31%,但植株地上部干重、根长、根干重、根冠比、白根数分别提高3.02%、21.99%、18.93%、15.10%、200.00%。根际土壤生态因子监测表明,旱育秧土壤含水量为15%-17%;与水育秧相比,土壤p H降低7.94%,电导率提高244.62%,温度上升2-3℃。旱育秧根际土壤中的磷酸单酯酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分别比水育秧高166.66%、518.85%、131.98%、102.70%、84.36%,但硝酸盐还原酶活性却下降72.95%,这有利于土壤物能转化,提高土壤养分的有效性,表现为土壤有机质、硝态氮、铵态氮、速效钾、有效磷含量分别比水育秧高89.27%、320.11%、56.95%、50.85%、184.75%。细菌16S r DNA测序表明旱育秧苗根际土壤细菌Chao1指数和香农指数显著高于水育秧。菌群分析发现,旱育栽培下变形菌门α-变形菌纲和γ-变形菌纲,拟杆菌门,绿弯菌门,硝化螺旋菌门,酸杆菌门,芽单胞菌门,浮霉菌门和放线菌门比例上升,而厚壁菌门,变形菌门β-变形菌纲的比例下降。对土壤细菌优势群落的功能分析发现,旱育秧能够显著促进根际与土壤养分转化密切相关的硝化细菌、固氮菌、氨氧化菌、光合细菌、解磷菌、解钾菌的繁殖。同时,旱育秧根际土壤中与根系生长密切相关的根际促生菌的数量也显著提高。可见,旱育秧栽培方式通过控制土壤中水分的含量,调控秧苗根际土壤p H、电导率和温度,改善土壤生态环境,增强了根际土壤中与营养转化循环相关的优势菌群的数量比例,进而有利于健壮秧苗的形成。展开更多
文摘微生物在尾矿废弃地土壤发育、营养物质循环、有毒物质降解等生态恢复过程中发挥重要作用.采用Illumina Mi Seq测序的方法,分析中条山十八河尾矿废弃地不同恢复阶段(1-45年)的细菌群落结构,并结合植物群落、土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与功能变化的调控机制.结果表明,不同恢复年限的尾矿坝,土壤理化性质、土壤酶活性和植物群落结构发生梯度变化.在这一环境梯度下,不同恢复年限的细菌群落结构具有显著差异,其中优势细菌主要有变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteri)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes).细菌群落组成与环境因子和植物群落多样性显著相关.细菌优势科的相对丰度主要与重金属(Cu、Mn、Pb、Zn)含量相关,鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)的相对丰度与重金属(Cd、Cu、Pb、Zn)含量极显著正相关.恢复45年、15年的土壤中细菌多样性最高,且群落组成相似,恢复1年的土壤中细菌丰度较高,而多样性最低.本研究表明,土壤理化因子、重金属含量和植物群落结构是造成土壤中细菌群落结构变化的关键因素;鞘脂单胞菌科对重金属具有一定的耐受性,因此可作为重金属污染区域生态恢复的理想菌种.
文摘旱育秧是水稻高产栽培中的关键技术之一,具有省水、省种、省工、省肥、增产、早熟等特点。本研究采用大田试验,通过比较旱育秧与水育秧根际土壤生态因子及细菌群落多样性的变化,并结合地上部秧苗的形态特征,探讨旱育壮秧形成的根际生态学特性。研究结果表明,旱育方式下秧苗株高较水育秧苗矮32.31%,但植株地上部干重、根长、根干重、根冠比、白根数分别提高3.02%、21.99%、18.93%、15.10%、200.00%。根际土壤生态因子监测表明,旱育秧土壤含水量为15%-17%;与水育秧相比,土壤p H降低7.94%,电导率提高244.62%,温度上升2-3℃。旱育秧根际土壤中的磷酸单酯酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分别比水育秧高166.66%、518.85%、131.98%、102.70%、84.36%,但硝酸盐还原酶活性却下降72.95%,这有利于土壤物能转化,提高土壤养分的有效性,表现为土壤有机质、硝态氮、铵态氮、速效钾、有效磷含量分别比水育秧高89.27%、320.11%、56.95%、50.85%、184.75%。细菌16S r DNA测序表明旱育秧苗根际土壤细菌Chao1指数和香农指数显著高于水育秧。菌群分析发现,旱育栽培下变形菌门α-变形菌纲和γ-变形菌纲,拟杆菌门,绿弯菌门,硝化螺旋菌门,酸杆菌门,芽单胞菌门,浮霉菌门和放线菌门比例上升,而厚壁菌门,变形菌门β-变形菌纲的比例下降。对土壤细菌优势群落的功能分析发现,旱育秧能够显著促进根际与土壤养分转化密切相关的硝化细菌、固氮菌、氨氧化菌、光合细菌、解磷菌、解钾菌的繁殖。同时,旱育秧根际土壤中与根系生长密切相关的根际促生菌的数量也显著提高。可见,旱育秧栽培方式通过控制土壤中水分的含量,调控秧苗根际土壤p H、电导率和温度,改善土壤生态环境,增强了根际土壤中与营养转化循环相关的优势菌群的数量比例,进而有利于健壮秧苗的形成。
