天麻-冬荪轮种模式的生态效益研究

天麻是一种特殊的异养型药用植物,在栽培天麻的过程中,受连作障碍等因素的影响,种过天麻的菌材及土地常被废弃,造成了资源的极大浪费。该文结合天麻、冬荪的种植特点和前人在生态农业相关研究的经验,分析了天麻、冬荪的生态适应性特征,归纳了天麻-冬荪轮种的技术要点;持续对天麻-冬荪轮种模式的推广面积、菌材消耗量、市场销售情况等问题进行跟踪调查,从菌材利用率、单位面积土地资源的附加值、生态环境保护、劳动成本及经济效益等方面对天麻-冬荪轮种模式的生态效益进行分析,并根据天麻和冬荪的生态习性、收种时令、消耗菌材成分的差异性、微生物生态等方面阐明天麻-冬荪轮种的技术原理。天麻-冬荪的轮种既实现了药材和食用菌的双产,减少旧菌材的资源浪费,也使能量从营养供给型真菌向食药用型真菌的转换,保障了天麻种植过程中的生态循环利用。     

天麻-冬荪轮种模式对土壤微生物群落结构的影响

天麻-冬荪轮种模式是贵州产区采用的一种新型种植模式,但是天麻-冬荪的种植对土壤微生物群落结构的影响尚不清楚。因此,该研究采集未种植天麻土壤为对照(CK),分别采集天麻块茎际土壤(GE)、蜜环菌菌索区际土壤(AGE)、天麻-冬荪轮作后的白鬼笔Phallus impudicus菌丝区际土壤(PI),采用ITS和16S rDNA高通量测序技术对土壤真菌和细菌的群落组成进行测定分析。结果表明,通过OTU聚类和主成分(PCA)分析发现,AGE和GE土壤微生物聚为一类,PI和CK土壤微生物聚为一类;与CK相比,AGE和GE土壤微生物的多样性和丰度均显著增加;而与AGE和GE相比,PI土壤微生物的多样性和丰度均降低。物种注释表明,与CK相比,AGE和GE土壤中担子菌门Basidiomycota、酸杆菌门Acidobacteria、绿弯菌门Chloroflexi的丰度明显减少,而子囊菌门Ascomycota、接合菌门Zygomycota、变形菌门Proteobacteria丰度明显增加;与AGE和GE相比,PI则与之相反,PI与CK土壤微生物丰富度较为相似。此外,蜜环菌与冬荪菌共培养表明冬荪菌可以明显抑制蜜环菌的生长。由此推测,冬荪菌对土壤微生物群落结构的影响表现为通过抑制蜜环菌的生长,从而使土壤微生物群落结构得以恢复。     

天麻褐腐病病原菌的分离鉴定及致病性研究北大核心CSCD

褐腐病是天麻种植生产上的高发病害,但其病原菌尚不明确。该文从77份感染褐腐病天麻块茎中分离纯化病原菌,通过致病性试验、形态和分子鉴定明确病原菌,比较了各病原菌的致病力及其对天麻营养菌的抑制作用。结果显示,在褐腐病害天麻块茎样本中共分离获得119株真菌,其中,土赤壳属真菌的分离频率最高,为42.01%。经致病性验证表明有6株真菌的致病特征与田间自然发病症状一致。形态和分子鉴定结果显示,该6株真菌分属于粪壳菌纲丛赤壳科土赤壳属真菌Ilyonectria cyclaminicola和I.robusta;2类真菌均能产色素、分生孢子和厚垣孢子,其中I.cyclaminicola的生长速度显著高于I.robusta。致病力比较结果显示,接种I.cyclaminicola所形成的病斑显著大于I.robusta接种组,提示I.cyclaminicola对乌天麻的致病力高于I.robusta。对峙培养结果显示,I.cyclaminicola和I.robusta均能够显著抑制蜜环菌的萌发及菌索的生长;蜜环菌亦能抑制病原菌的生长,且I.cyclaminicola受抑制程度小于I.robusta。该研究首次揭示了I.cyclaminicola和I.robusta是天麻褐腐病的致病菌。     

天麻种植对土壤微生物群落结构的影响分析

目的:分析不同生境种植天麻前后土壤微生物的群落结构变化,探讨土壤微生物对种植天麻的响应程度。方法:对贵州大方和安徽金寨未种植天麻土壤(CK1和CK2),采收前天麻块茎周围土壤(GE1和GE2)和蜜环菌菌索周围土壤(AGE1和AGE2)进行ITS和16S rDNA测序分析。结果:PCA主成分分析说明与对照土壤相比,种植天麻后土壤微生物发生较大改变。测序结果分析发现种植天麻使得土壤中真菌和细菌OTUs数目均有一定的增加。与对照土壤相比,贵州大方种植天麻后的土壤真菌和细菌群落的多样性及丰度均呈增加的趋势;安徽金寨种植天麻后的土壤真菌的多样性及丰度变化不大,土壤细菌群落丰度增加。二者土壤中土赤壳属Ilyonectria,硝化螺菌属Nitrospira的相对丰度显著升高,红菇属Russula的相对丰度显著降低;贵州大方土壤中镰刀菌属Fusarium,被孢霉属Mortierella的相对丰度显著增加。结论:种植天麻后土壤微生物平衡被打破,并且土赤壳属Ilyonectria,镰刀菌属Fusarium等病原微生物丰度增加,推测与天麻病虫害有一定的相关性。     

人参根际真菌群落多样性及组成的变化

连作障碍导致人参减产减收,影响人参产业的可持续发展。土壤真菌群落参与关键生态过程,其多样性及组成的变化与连作障碍相关。该研究采用高通量测序技术,分析人参根际土壤真菌群落多样性及组成的变化,阐述人参栽培模式对根际微生态的影响,为克服连作障碍提供策略。与森林土壤相比,人参根际土壤微生物多样性增加,且随着种植年限的增加,多样性增加趋势下降;真菌群落Sordariomycetes,Alatospora,Eurotiomycetes,Leotiomycetes,Saccharomycetes,Mucorales,Pezizomycetes的丰度增加。皮尔森相关分析表明,土壤理化指标影响人参根际真菌群落的丰度,pH与Dothideomycetes和Alatospora的丰度显著相关,有效钾含量与Dothideomycetes,Alatospora,Mucorales的丰度显著相关,土壤总氮含量与Sordariomycetes,Mucorales的丰度显著相关。结果表明,施肥是影响人参根际微生态的关键因素之一,优化施肥体系是克服人参连作障碍的有效途径之一。     

基于病虫害综合防治的人参连作障碍消减策略

连作障碍制约参地资源,严重威胁人参产业的可持续发展。栽培地土壤理化性状劣变、化感物质累积、农残及重金属增加、养分失衡、根际微生态系统失调和土传病害增加等是导致人参连作障碍的重要因子,其中病虫害是关键因素之一。人参栽培过程中病虫害种类较多,已报道的病害有40多种,连作参地土传病虫害尤为严重。该文综述近年来人参栽培中主要病虫害及其防治途径,试图从病虫害防治方面提出人参连作障碍的消减策略,为人参连作问题的解决提供参考。     

天麻褐腐病与土壤微生物菌群结构的关联分析

目的:研究褐腐天麻与土壤微生物菌群的组成及变化,阐述天麻种植过程中天麻褐腐病与土壤微生物菌群之间的关系,为揭示天麻褐腐病的原因提供理论基础。方法:采用内转录间隔区(ITS)和16S rDNA高通量测序技术,分别对健康、褐腐天麻及其周际土壤中真菌和细菌的微生物多样性、群落组成结构、群落结构相似性进行分析。结果:与健康组相比,褐腐天麻及其土壤中真菌和细菌分类单元(OTUs)数目均有增加,且土壤中真菌、细菌丰富度和多样性显著增高,褐腐天麻真菌多样性显著降低,细菌多样性显著增高。在属分类水平上,健康天麻及其周际土壤中的优势真菌属为被孢霉属Mortierella,该属在褐腐天麻及其土壤中分别减少7.62%和15.75%,优势细菌属为慢生根瘤菌属Bradyrhizobium和Burkholderia-Paraburkholderia;褐腐天麻及其周际土壤中的优势真菌属为土赤壳属Ilyonectria,优势细菌属分别为沙雷氏菌属Serratia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium。结论:褐腐天麻与其周际土壤中真菌菌群具有极高相似度,说明土壤微生物真菌群落变化在一定程度上造成天麻褐腐病的发生,其中褐腐天麻真菌群落组成中致病真菌土赤壳属Ilyonectria成为优势菌属,推测该菌属可能含有天麻褐腐病的致病菌。     

乌天麻的病害调查及其鉴定分析

真菌性病害是限制乌天麻产业健康发展的一个重要因素,乌天麻真菌性病害防治是当前天麻生产上极为关注的问题。该研究通过调查统计贵州大方以及云南小草坝主要乌天麻种植基地的乌天麻绝收率、烂窖率及乌天麻病害发生率,对我国当前的乌天麻病害情况做了详细的调研,结果发现乌天麻病害部位主要是从麻体顶芽、箭麻与母麻连接处开始侵染,造成乌天麻病害发生率达到6%～17%,产量下降率达10%～30%;从18个较典型的病害乌天麻样本中分离出23株优势真菌,通过对这23株优势真菌进行菌落形态、菌丝形态、孢子形态的观察以及遗传特征鉴定,最终鉴定将其确定为13个种,分属于5个门,7个属。其中真菌分离频率最高的是木霉属的哈茨木霉Trichoderma harzianum和土赤壳属的Ilyonectria sp.及I.destructans,分离频率分别达到22.22%,16.67%,16.67%。该研究首次从病害天麻中分离出土赤壳属的Ilyonectria sp.及I.destructans,可能是导致天麻土传病害的主要病原菌,而哈茨木霉T.harzianum作为天麻生防菌来防治病害具有一定潜能,可为乌天麻真菌性病害防控技术的研发提供理论依据。     

甘草不同种植模式与土壤微生态关联性的研究

目的:了解甘草不同的种植模式对土壤微生物的影响。方法:以甘草规模化种植基地为研究对象,检测和分析轮作、连作种植模式下,其土壤中微生物类群及数量变化。结果:不同种植模式对土壤微生物的数量影响差异显著,随着种植年限增加甘草土壤微生物明显降低,甘草与棉花、小麦轮作土壤微生物数量较连作地显著提高;各土壤总微生物数量变化均为细菌〉真菌〉放线菌;随着土层深度增加三大微生物数量呈逐渐降低趋势。结论:轮作能够提高甘草地土壤微生物数量,对改善土壤理化性质、提高土壤肥力具有重要意义。     

天麻种植旧菌材的资源再利用探索北大核心CSCD

解决种植天麻产生旧菌材的资源浪费问题。该研究基于生产实际,进一步探索了冬荪菌循环利用天麻旧菌材的机制,并考察了蜜环菌分泌物对冬荪菌及6种大宗食用真菌的化感作用,测定降解天麻旧菌材相关酶的活性,以筛选适应性较广的食用真菌。研究发现,冬荪菌能有效降解天麻旧菌材中的纤维素、半纤维素和木质素;蜜环菌的纤维素酶活力显著高于冬荪菌,冬荪菌的木质素过氧化物酶、多酚氧化酶和木聚糖酶活力显著高于蜜环菌,是蜜环菌和冬荪菌利用菌材中不同部位和成分来吸收碳源、形成生态位差异的重要原因。但是,在天麻旧菌材屑上,冬荪菌的生长速度明显受到抑制;蜜环菌的分泌物对冬荪菌及其他食用菌有化感作用,并且这种化感作用与化感物质的浓度有关;通过筛选,发现30%以下的蜜环菌液对香菇和木耳的生长发育影响不明显,表明对蜜环菌的化感作用具有较高抗性;分析发现这2种食用菌中的胞外木质素过氧化物酶、多酚氧化酶和木聚糖酶活力与冬荪菌相当,纤维素酶活力高于冬荪菌。该实验可以更进一步进行小范围的生产试验验证。     

黄连须根浸提液对土壤微生物及酶活性的影响

黄连Coptis chinensis是大量使用的中药材,连作障碍严重。试验在供试土壤中加入不同浓度的黄连须根浸提液(REC),研究了它们对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,在加入REC的土壤中,微生物碳氮量显著降低,细菌和放线菌比对照降低约60%,但真菌增加3倍左右。自生固氮菌、磷细菌、钾细菌、硝化细菌和氨化细菌均显著减少,说明土壤固(供)氮、溶磷、解钾、促生等功能受到抑制。REC对土壤酶活性的影响表现出多样性,提高转化酶活性,降低脲酶活性,对脱氢酶活性无显著影响,妨碍了土壤生物化学反应的有序进行。此外,REC减少微生物标记性磷脂脂肪酸(PLFAs)种类,降低PLFAs总量,提高真菌/细菌PLFAs比值,说明REC在抑制细菌繁殖生长的同时,相对的增加了真菌数量,致使后续作物容易发生真菌病害。REC还显著降低土壤微生物群落的多样性和均匀度指数,说明加入REC恶化了土壤生态环境,使微生物种群减少,密度降低。因此,在黄连生长过程中,根系分泌的化感物质可能改变土壤微生物种群结构,造成连作障碍。     

三七不同间隔年限种植土壤氮、磷、钾含量动态变化规律研究

目的：研究三七不同间隔种植年限对土壤氮、磷和钾元素的影响。方法：对文山州马白、马塘、古木和盘龙4个三七道地产区新土、间隔5年土和连作土3种种植模式下土壤总氮、磷、钾和有效氮、磷钾含量进行动态测定。结果：土壤全氮、磷和速效氮、磷含量变化均表现为间隔5年土 >连作土 >新土;3种间隔种植模式土壤除全氮含量无显著季度变化外,其他三者均呈倒“V”型,含量峰值出现于2010年4月;土壤全钾含量变化无显著差异,但速效钾含量变化表现为新土 >连作土> 间隔5年土,季度变化规律与速效氮、磷一致;4个监测地3种间隔种植模式下土壤全氮、磷、钾及速效氮、磷、钾含量变化均不同。3种间隔种植模式土壤中全磷和速效磷含量具有显著相关性,但其他2种元素无显著相关性。新土、间隔5年土和连作土速效氮、磷、钾比例分别为1：0.4：2.4,1：0.4：1.4,1：0.4：2.0。结论：连作造成了三七种植土壤磷素的相对富集和钾素的相对亏缺,进而造成的土壤氮、磷、钾比例失衡为产生连作障碍的诱因之一。加强三七种植土壤氮、磷、钾最佳比例研究,从而进行配方施肥为消减连作障碍重要手段。     

5种土壤改良剂对连作天麻和蜜环菌生长及土壤微生物的影响北大核心

目的:探究5种不同土壤改良剂对连作天麻和蜜环菌生长及根际微生物群落结构的影响,筛选缓解天麻连作障碍的土壤改良剂。方法:采用随机抽样调查法,统计各处理天麻和蜜环菌的生长情况,利用Illumina MiSeq测序平台,分析各处理土壤微生物真菌群落结构。结果:5种土壤改良剂(A.石灰;B.腐殖酸肥;C.枯草芽孢杆菌剂;D.哈茨木霉菌剂;E.抗重茬菌剂)均能降低母麻腐烂指数9.07%~63.60%,其中改良剂B、C、D和E能够提高天麻产量59.71%~424.83%,降低天麻感病指数34.29%~82.86%。改良剂B和D能促进蜜环菌的健壮程度和菌索粗度,5种改良剂能增加蜜环菌干重4.49%~83.06%,提升蜜环菌侵染指数4.90%~24.82%。5种改良剂对连作天麻生长的改善效果为D>E>C>B>A,促进连作天麻窝穴中蜜环菌生长由强到弱的顺序为D>B>C>A>E。天麻根际微生物研究中,改良剂A和E施用后土壤中真菌多样性增加,改良剂A、B和D可以增加真菌的丰富度,改良剂D和E与天麻正茬的真菌群落结构相似度高,改良剂C和E能降低天麻根际土壤中致病菌的丰富度,5种改良剂对天麻根际土壤真菌群落结构的改善效果为D>E>B>C>A。结论:5种土壤改良剂中,哈茨木霉菌剂对缓解天麻连作障碍效果最佳,其次是抗重茬菌剂,石灰效果最差。     

三七不同间隔年限种植土壤中、微量元素动态变化规律研究

目的：研究三七不同间隔种植年限对土壤有效态中、微量元素的影响。方法：对文山州马白、马塘、古木和盘龙4个三七道地产区新土、间隔5年土壤和连作土壤3种种植模式下土壤有效钙、镁、锰、铜、锌和硼含量进行动态测定。结果：三七连做土壤除钙、镁外,其他微量元素及间隔5年土壤全部中、微量元素含量均显著高于新土;间隔5年土壤除硼外其他元素含量均显著高于连做土;土壤有效锰、铜和硼含量受种植模式影响,而锌、钙和镁不受影响;3种种植模式下土壤有效铜和钙含量及连作土有效锌含量季度变化不显著,但有效硼含量随种植时间的增加而增加;新土和间隔5年土壤有效锌含量也随种植时间延长而上升;有效锰和镁含量在次年4月达到峰值,至取样结束降至最低;同新土相比,间隔5年土壤有效锰和铜所占比例增幅分别为29%,114%,镁和硼所占比例降幅分别为18%,38%,锌和钙所占比例变化不显著;连做土壤锰、铜和硼所占比例增幅分别为50%,120%,22%,锌、钙和镁等无显著变化。结论：连作不能引起土壤中、微量元素养分亏缺,而诱发连作障碍,但其造成的三七种植土壤中、微量元素养分比例失衡应为产生连作障碍的原因之一。     

Illumina高通量测序揭示黄连根腐根际土壤真菌群落组成及多样性

目的对黄连根腐病病株及健株根际土壤真菌种群组成、丰富度及多样性进行分析。方法利用Illumina高通量测序技术来分析黄连根腐病病株及健株根际土壤真菌种群组成、丰度和多样性。用Spearman分析土壤理化性质和土壤真菌丰富度前35个属的相关性进行分析。结果高通量测序共获得106 267个有效标签(effective tags),主要分为子囊菌门、接合菌门、担子菌门、球囊菌门、壶菌门和Neocallimastigomycota。健株和病株土样真菌种群多样性差异不显著。病株土样中,子囊菌门、担子菌门和壶菌门的相对丰度显著高于健株土壤;而接合菌门、球囊菌门和Neocallimastigomycota在病株土样的相对丰度则显著低于健株土样。在属水平上,病株土壤中镰刀菌属的相对丰度显著高于健株土样。Spearman分析结果表明,镰刀菌属与pH值和速效磷的含量呈显著正相关,与碱解氮的含量呈显著负相关。结论土壤理化性质的改变与土壤真菌多样性变化相关。     

不同地块人参根区土壤微生物群落组成及其多样性分析

目的:分析土壤微生物群落组成及其多样性与土壤理化性质的相关性,揭示不同地块人参锈腐病发病率与土壤微生态差异的关系。方法:以人参根区土壤为研究对象,采用高通量测序技术,对农田健康、农田病重、林地健康、林地病重等4组人参根区土壤细菌的16S r RNA基因序列和真菌ITS序列进行测序。结果:人参根区土壤微生物细菌OTU数量大于真菌,说明细菌群落占主导地位;影响土壤微生物群落组成的重要因素是土壤p H和交换性铝;细菌中黄单胞菌属Xanthomonadaceae可能是导致本研究中病重组发病较重的原因之一;无论农田还是林地,真菌中的土赤壳属Ilyonectria的病原菌在病害组的相对丰度均显著高于健康组,其可能是导致土壤微生态失衡、土壤质量下降,进而引起人参锈腐病发生的主要原因。结论:揭示了健康和病害人参根区土壤微生物群落组成多样性的差异,阐明了土壤质量与土壤微生物差异之间的关系,为人参种植中科学合理选地奠定理论基础。     

人参及西洋参栽培土壤微生物种群遗传多样性的RAPD分析

目的研究不同年生人参、西洋参栽培土壤中微生物种群结构差异。方法采用RAPD技术对采集自吉林省抚松县的18份人参、西洋参根际土和根围土中的微生物种群结构进行遗传多样性分析。结果 栽培年限对根际土及根围土中的微生物种群结构有显著影响;人参和西洋参栽培土壤中的微生物种群结构也存在差异;寄主植物对土壤微生物种群结构的影响表现有根际效应。结论人参或西洋参根系分泌物对土壤微生物的定向选择压力可能是造成土壤微生物种群遗传多样性变化的主要原因之一,人参或西洋参栽培土壤中微生物种群结构变化是导致土壤生态功能紊乱以及连作障碍形成的关键因子。     

连作西洋参根际真菌群落差异及其在土壤药剂处理后的初步分析

目的:分析连作西洋参根际真菌群落的特点及土壤药剂处理对其的影响,探讨西洋参生长与根际真菌区系的相关性以及西洋参连作障碍的土壤生态机制.方法:采用田间随机区组实验,选择种植过4年以及连续育苗2次每次2年的老参地土壤连作西洋参,另设碳素肥加低毒化学农药及植物源农药对老参地土壤进行消毒处理,调查各处理组西洋参的生长及病害发生情况,同时采用稀释平板法分离根际真菌,以Shannon-Wiener指数(H'),Margalef丰富度指数(Ma)和Pielou均匀度指数(J)作为真菌群落多样性的测度.结果:与未种过参的新地相比,重茬种植的西洋参秋季存苗数、根重均明显降低,根病指数显著升高(P＜0.05),根际真菌数量降低50％ ～ 63％,多样性指数(H')降低39％～43％,群落构成的变化主要表现为青霉属及曲霉属真菌的比例增大.根际土壤真菌的多样性指数与西洋参根病指数呈显著负相关(r=-0.970,P=0.006).碳素肥加低毒化学农药菌线威处理老参地土壤,对提高重茬西洋参的存苗数及根重有较好的效果,一定程度提高根际真菌多样性.结论:重茬西洋参根际真菌数量和多样性降低,群落构成发生变化.碳素肥加菌线威处理对连作西洋参生长具有较好的改善作用.     

不同环境栽培对天麻土壤理化性质、微生物、代谢物的影响

目的 研究不同生境栽培天麻对土壤理化性质、微生物及代谢物的影响,为后期天麻多环境种植提供科学依据。方法 采集不同栽培环境天麻块茎际土壤：应用土壤农化分析方法、平板菌落计数法和气相色谱飞行时间质谱法（GC-TOF-MS）非靶标代谢组学等方法分析土壤养分、微生物的数量与代谢物的差异。结果 土壤理化性质分析表明,土壤含水率以杂木林最高;土壤pH,速效钾,有效磷含量以杂木林下最高,电导率、全氮、碱解氮、有机质含量以松林最高;土壤微生物数量分析表明,可培养微生物依次为细菌、放线菌和真菌,其中杂木林的细菌数量、微生物总量最多;荒坡地的真菌、放线菌数量最多;土壤中的细菌/真菌（B/F）最大的为松林、最小的为荒坡地;土壤代谢组结果表明,杂木林（Z组）,松林（S组）,荒坡地（HD组）中的土壤代谢物组成和数量各有不同;S组-Z组,HD组-Z组,HD组-S组通过正交偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）比较后,分别筛选到18,35,24种差异代谢物,再通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集得到5条,9条,13条代谢通路。相关性分析表明,土壤理化性质和土壤微生物数量及代谢组存在显著的因果关系。结论 天麻在不同环境种植后,其土壤理化性质、微生物数量及代谢物变化有显著差异,其种植适宜度为杂木林>松林>荒坡;土壤理化性质与土壤微生物数量是驱动土壤代谢物变化的重要影响因素,这表明栽培环境调控土壤理化特征和微生物特征是维持天麻-土壤-微生物共生系统的重要机制。     

轮作用于药用植物土传病害防治的研究进展

土传病害是影响药材生产的重要因素,轮作是控制土传病害的有效措施。合理轮作能够抑制病原微生物的繁殖和传播,增加拮抗菌的数量,增加根际微生物的多样性,以及形成适宜的生长环境,增强植物的抗病能力。根际病原菌的数量、拮抗菌的种类和数量、微生物种群多样性等指标对评价轮作效果具有重要意义。通过对轮作机理的深入研究,能更好地保证中药材的优质、高产。