土壤线虫是地下生态系统的重要组成部分,关注其群落分布、组成结构、生态功能及其与周围环境互作机制的线虫生态学研究,一直是土壤生物学研究的热点.本文系统介绍了 土壤线虫多样性高和食性多样的特点,阐述了土壤线虫作为指示生物和模式生物的优点,及其在生物防治、生态系统功能和土壤健康表征上的作用.回顾了近年来国内在土壤线虫生态学方面的研究进展,包括分子生物学鉴定方法、对全球变化的响应、食物网结构功能、地上地下多样性关系和大尺度多样性格局等.探讨了土壤线虫生态学的发展趋势,重点评述了采用高通量测序技术进行线虫分类和定量研究的前景,建立通用分析平台推广土壤线虫研究的必要性,以及加强大尺度土壤线虫调查的重要性.

目的:了解南昌市土源性线虫病国家监测点病情监测结果，以科学制订南昌市寄生虫病防治策略。方法:2016 - 2020年在南昌市南昌县土源性线虫病国家监测点，每年调查不少于1 000人份3周岁以上常住居民的粪便样本和25份土壤样本，采用改良加藤厚涂片法检测人群土源性线虫虫卵，试管滤纸培养法进行钩虫虫种鉴定，透明胶纸肛拭法检测3 ~ 9周岁儿童蛲虫卵，并对土壤样本进行钩蚴和人蛔虫卵鉴定。结果:南昌市土源性线虫病国家监测点2016 - 2020年土源性线虫总感染率为0.93%（47/5 054），各年感染率分别为0.10%（1/1 000）、2.94%（30/1 021）、0.79%（8/1 008）、0.50%（5/1 002）和0.29%（3/1 023），钩虫、蛔虫和鞭虫感染率分别为0.42%（21/5 054）、0.02%（1/5 054）和0.49%（25/5 054），轻度感染者占97.87%（46/47）。人群分布特征显示，不同文化程度间土源性线虫感染率比较差异有统计学意义（χ 2 = 18.06， P = 0.001），不同性别、年龄、职业间感染率比较差异均无统计学意义（χ 2 = 0.92、2.01、13.60，均 P > 0.05），其中初中文化人群感染率最高（1.84%，24/1 301）。钩蚴培养显示，美洲钩虫占90.48%（19/21）；3 ~ 9周岁儿童蛲虫感染率、土壤钩蚴和人蛔虫卵污染率均为0。 结论:南昌市土源性线虫病国家监测点病情呈低度流行趋势，鞭虫和钩虫是今后南昌市重点关注土源性线虫虫种。

昆虫病原线虫是昆虫的专化性寄生天敌,可自主搜寻寄主、杀虫速度快、对环境友好安全,是一类重要的害虫生物防治因子,在害虫可持续治理中具有应用潜力.目前,昆虫病原线虫作为商品化的新型生物杀虫制剂在全球生产销售.然而,昆虫病原线虫的商品化需要高效的人工培养技术.由于昆虫病原线虫的专化性较强,一种成熟的商业化昆虫病原线虫人工培养技术需要根据线虫种类优化.除了优化现有技术,还需研发新的人工培养技术.本文综述了国内外昆虫病原线虫人工培养技术研究和应用的历史和现状,详细介绍了活体培养技术和离体培养技术,讨论了影响昆虫病原线虫产量的主要因素,强调了优化人工培养技术并降低培养成本的必要性.未来,随着人工培养技术的不断优化,在丰富了昆虫病原线虫商品化种类的同时,还可降低农业生产的经济损失,改良土壤环境,具有重要的经济和社会价值.

分解作用是农业生态系统养分循环的重要环节,也是影响农田土壤肥力和生产力的关键过程.土地利用方式不仅显著影响了农田中的土壤微生物和线虫等小型分解者群落的结构特征,还可能改变其生态功能,进而影响分解作用.但是,农业生态系统中的生境变化如何影响了分解作用速率仍不明确,不同土地利用方式下环境因子、土壤生物群落和分解作用之间的动态关系如何也不清楚.利用"茶包指数"量化了彭州市典型农区内农田、撂荒地、经济林和杂木林四种生境下的分解速率,并调查比较了各生境下的环境因子和土壤小型分解者群落结构和功能的差异.研究结果发现杂木林和撂荒地的分解速率最快,其次为经济林和农田.有乔木覆盖的生境中土壤小型分解者的丰度相对更高,食物网趋于成熟稳定.在人为管理更频繁的农田和经济林,共生和腐生真菌的丰度显著下降,地下食物网的连通性也弱于受干扰程度低的半自然生境,但病原菌的丰度也较低.土壤细菌是调控分解速率最重要的分解者类群;生境中地上植物丰富度的增加、土壤pH、容重和含碳量的升高均有助于加快分解速率.在彭州市推行农林间作模式,增加地上生境复杂度并合理进行人为管理能够更好地维持地下食物网复杂度和连通性,促进分解作用快速、彻底地进行,对维持土壤养分和健康,提高生产力具有重要意义.

为了解青藏高原高寒森林土壤线虫对海拔及林隙的响应,选取藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林为研究区,采用高通量测序技术分析森林内不同海拔和林隙下土壤线虫群落差异.结果表明:在研究区的急尖长苞冷杉林中,土壤线虫多样性随海拔降低而增加;林隙的线虫多样性略高于林内,但差异不显著;海拔变化显著改变土壤线虫群落结构,但林隙与林内线虫群落结构较为相似;刺嘴纲(Enoplea)和三矛目(Triplonchi-da)在该森林的中海拔(4292 m)占比最高;土壤含水量、磷含量(包括全磷和有效磷)和镍含量是影响土壤线虫多样性的主要因子,林隙导致的土壤重金属及养分变化则是影响土壤线虫群落结构的关键因子.

土壤线虫对高寒草甸生态系统功能有重要的指示作用,植物功能群丧失对土壤线虫群落的影响尚不清楚.本研究在青藏高原东部的高寒草甸生态系统中设置对照、保留豆科、保留禾状草、保留非豆科杂类草和去除所有植物功能群5个处理的地上部植物功能群去除实验,以探究植物功能群损失对土壤线虫群落的影响.结果显示:(1)去除植物功能群地上部对植物根系生物量和土壤线虫总密度影响不显著.(2)去除植物功能群地上部对线虫不同营养类群相对丰度影响显著.保留豆科处理下,食细菌线虫相对丰度整体最高,而植物寄生线虫相对丰度最低;保留杂类草处理下,植物寄生线虫相对丰度整体最高,而食细菌线虫相对丰度最低.(3)非度量多维尺度分析(NMDS)结果表明,去除不同植物功能群会导致土壤线虫类群产生差异,对土壤线虫群落结构产生显著影响.

20世纪80年代后期青藏高原进入暖湿时期,为探明青藏高原东缘气候暖湿化对高寒草甸土壤线虫群落的影响,2020年5月作者在四川西北阿坝藏族羌族自治州红原县境内设置了对照(CK)、增水50％(P50)、增温2℃(T2)、增水50％增温2℃(P50+T2)4种处理.2022年9月,对各处理样地的线虫群落组成、密度、多样性和营养类群,以及植物群落盖度、物种数、土壤理化性质进行调查.采用单因素方差分析和t-检验比较不同处理对土壤线虫群落的影响,并用冗余分析和相关性分析探索线虫群落与土壤理化性质和植物群落特征之间的关系.结果表明:(1)与对照相比,P50处理中线虫群落密度和多样性增加,但不显著;T2处理中螺旋属(Helicotylenchus)、类双胃属(Diplogsteroides)等37个属消失,群落密度、类群数和Shannon多样性显著降低,优势度显著增加;P50+T2处理中0-10 cm和10-20 cm土层的线虫密度分别显著增加和降低;(2)P50处理使0-10 cm土层的食真菌线虫、植物寄生线虫和捕食-杂食线虫密度增加,食细菌线虫密度下降;T2处理使0-10 cm土层各营养类群密度均下降,但植物寄生线虫和捕食-杂食线虫下降幅度大于食细菌线虫和食真菌线虫,使食细菌线虫和食真菌线虫的相对密度增加;P50+T2处理使0-10 cm土层食真菌线虫密度显著提高,10-20 cm土层食细菌线虫和植物寄生线虫密度显著降低;(3)线虫群落密度和多样性均与土壤湿度和植物盖度呈正相关,与硝态氮呈负相关.以上研究结果表明,不同类群线虫对水热变化的响应存在差异,增温对高寒草甸表层土壤线虫群落密度和多样性不利,而增水及水热同步增加有利于提高线虫群落密度.

镰刀菌(Fusarium spp.)和根结线虫(Meloidogyne spp.)都是植物的重要病原物,这两种病原物在寄主植物中存在着非常复杂的互作关系,可导致严重的植物土传病害.为探寻对番茄根结线虫病害具有高效防治作用的优良菌株,本研究以禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)为靶标病菌,采用平板稀释涂布法从多年种植番茄的设施大棚土壤中分离和筛选到一株抑菌效果较好的生防细菌菌株TMQ-KSL-1,根据形态特征、生理生化特性和16S rRNA基因测序对该菌株进行鉴定;测定不同浓度的发酵液及发酵上清液对根结线虫卵孵化率以及根结线虫二龄幼虫死亡率的影响,通过盆栽实验分析其发酵液对根结线虫病害的防治效果.结果表明,菌株TMQ-KSL-1具有较强的杀线虫活性,其发酵液和发酵上清液处理48 h线虫卵孵化抑制率分别为94.76％和90.72％;处理24 h番茄根结线虫二龄幼虫的校正死亡率分别为100％和97.37％;菌株TMQ-KSL-1发酵液100倍稀释液、200倍稀释液对番茄根结线虫病害防治效果分别为59.54％和12.14％,且100倍液处理防效与阿维菌素500倍液处理防效(61.56％)相当;地下鲜重分别提高了 90.95％、19.65％.因此,菌株TMQ-KSL-1具有防控番茄根结线虫病害的能力,具有市场开发应用前景.

在全球气候变化的影响下,干旱和半干旱地区的降水格局呈现出降雨强度增加、降雨频率减少但降雨总量不变的趋势.大气氮沉降作为另一个全球气候变化的重要因子,沉降速率逐年加剧,显著影响生态功能及过程.线虫是陆地生态系统中最主要的土壤生物,参与多种地下生态过程.线虫群落的多样性尤其是功能、系统发育多样性如何对降水格局的改变做出响应,以及氮沉降如何调节这些响应,目前仍不清楚.本研究利用中国科学院植物研究所多伦恢复生态学试验研究站长期模拟降水格局改变及氮沉降添加试验平台,开展了5个降雨强度(2 mm、5 mm、10 mm、20 mm、40mm)处理和氮添加(10gN·m-2·yr-1)对土壤线虫分类、功能和系统发育多样性的影响研究.结果表明,降水强度较强但频率较低可以提高线虫的分类α多样性、功能α多样性、系统发育α多样性;同时降低了分类β多样性和系统发育β多样性.然而,氮添加降低了中高强度降水处理下线虫的分类α多样性、功能α多样性、系统发育α多样性,同时提高了分类β多样性、功能β多样性和系统发育β多样性.土壤含水量和土壤微生物量碳含量是影响线虫功能及系统发育多样性的主要因素.本研究结果表明,由于全球气候变化,未来几十年降雨强度的增加可能有利于干旱和半干旱生态系统中的土壤线虫功能多样性和系统发育多样性.然而,在氮沉降严重的地区,这种正效应可能会被氮沉降导致的土壤环境的恶化所抵消.

地上植物资源向地下部输入被认为是调控土壤生物群落的关键因素,因为植物是几乎所有土壤生物的主要能量来源.然而,关于植物凋落物特性和多样性如何影响土壤微生物和微型动物的多样性和群落仍然知之甚少.本研究以土壤细菌和线虫为研究对象,通过盆钵试验,设置单一添加不同热带森林优势植物种凋落物,以及构建不同种凋落物混合的多样性梯度(1种、2种、4种和7种),探究不同植物凋落物本身特性及多样性对土壤细菌和线虫群落的影响.结果显示:(1)凋落物添加显著提高了土壤碳、氮、有效磷、有效钾含量,并显著增加了土壤pH值.(2)与对照处理(不添加凋落物)相比,添加单一植物种凋落物降低了细菌和线虫多样性.(3)与对照处理相比,单独添加不同植物种的凋落物对细菌和线虫群落均有显著影响.然而在不同凋落物添加处理之间,只有望天树凋落物处理与其他处理间细菌群落具有显著差异,其余处理间细菌和线虫群落差异均不显著.(4)凋落物多样性会显著影响细菌和线虫多样性及群落组成,具体表现为细菌和线虫多样性随凋落物多样性梯度增加而增加.相较于低的凋落物多样性处理(CK、1种、2种),高多样性条件下(4种和7种)细菌和线虫群落相似度更低.上述研究结果表明地上凋落物多样性不仅会直接影响土壤微生物群落,还将通过级联效应影响更高营养级别的土壤动物群落.研究结果对于深入理解植物与细菌和线虫多样性及群落的关系、热带森林中土壤养分斑块的聚集效应、生物多样性的维持机制,以及全球变化背景下植物多样性丧失对土壤生态系统的潜在影响等方面都提供了重要的理论参考价值.