[目的]研究不同生境茶园茶树根际土壤微生物群落的组成及多样性,识别影响茶树根际土壤微生物的主要驱动因素,为根际土壤微生物群落和茶树病虫害防治之间的关系研究以及土壤微生物的功能和开发利用提供理论依据.[方法]采用 Illumina-MiSeq 高通量测序技术对古茶园与现代有机茶园根际土壤微生物的群落组成和多样性进行探究,采用冗余分析对土壤养分与微生物之间关系进行探索.[结果]现代有机茶园根际土壤中阳离子交换量、有机质、腐殖质、氨氮、铵态氮、有效磷和水分高于古茶园,具有显著差异;不同茶园的优势细菌种群均为放线菌门、酸杆菌门和浮霉菌门,真菌种群均为子囊菌门、被孢霉门和担子菌门,除未明确分类地位的属以外,古茶园与现代有机茶园的优势菌属组成非常相似,但是每个菌属在不同茶园中的相对丰度都存在较大差异.冗余分析表明,阳离子交换量、有机质、腐殖质、氨氮和铵态氮是造成茶园根际土壤微生物群落结构与多样性差异的主要环境因子.[结论]现代有机茶园根际土壤养分与物种丰富度显著高于古茶园,不同茶园根际土壤中的优势菌属组成高度相似,但其丰度差异显著,与土壤养分呈现高度相关性.

为了减少农业生产中化学肥料的使用,本研究利用无机磷培养基对富磷的茶树(Camellia sinensis L.)根际微生物进行筛选,获得一株对磷酸三钙具有高效降解能力的真菌菌株JL-1,经鉴定为产红青霉(Penicillium rubens).通过检测菌株JL-1 在溶磷过程中发酵液的pH值、磷含量和有机酸含量变化发现,该菌株在无机磷培养基中,发酵液pH值与葡萄糖酸含量、pH值与磷含量以及葡萄糖酸与磷含量分别呈显著负相关、显著负相关和显著正相关,且在电子显微镜下观察到磷酸三钙颗粒表面存在被侵蚀痕迹,深入分析发现菌株JL-1 通过分泌葡糖糖酸实现侵蚀磷酸三钙与溶磷的目的.通过单因素试验、Plackett-Burman设计试验、最陡爬坡试验和中心组合试验等一系列试验对培养条件进行优化发现,菌株JL-1 溶解磷酸三钙的最佳碳源和氮源分别是葡萄糖和硫酸铵.葡萄糖含量、磷酸三钙含量和温度是影响菌株JL-1 溶磷能力的主要因素,在葡萄糖 29.8 g/L,磷酸三钙 7.1 g/L,温度 31.9℃的条件下,菌株JL-1 在无机磷培养基中的溶磷能力达到最佳,溶磷量达到 1 194.15 mg/L,是初始值的近 3 倍.在缺磷土壤中,该菌株能显著促进小麦(Triticum aestivum L.)生长,其根长、株高和总鲜重分别提高 57.9%、36.4%和 42.9%,进一步说明产红青霉JL-1 具有良好的解磷、促生功能.菌株JL-1 优良的溶磷特性与溶磷能力为其在生物肥料方向的开发和应用提供了参考.

茶树长期宿根连作会导致土壤酸化严重、土壤营养不平衡、根际土壤微生态结构恶化.研究生物质炭、羊粪对宿根连作茶树生长以及土壤微生物群落结构和功能的影响,探讨其对宿根连作茶树土壤环境的调节效果,可为宿根连作茶园土壤微生态的改善提供理论依据.本研究以宿根连作20年的茶园土壤为对象,利用Biolog技术和磷脂脂肪酸(PLFA)方法,研究施用生物质炭(40 t·hm-2)和羊粪替代部分化肥对连作茶树产量和品质、土壤化学性质、根际土壤微生物群落功能和结构的影响.结果表明:施用生物质炭、羊粪1年后酸化茶园土壤的pH和土壤养分显著提高,并提高了茶叶产量.与常规施肥相比,施用生物质炭、羊粪替代部分化肥处理显著提高了茶树根际土壤微生物的碳源代谢活性和微生物多样性,对胺类、碳水化合物和聚合物的相对利用有所增加.生物质炭和羊粪处理的根际土壤总PLFA含量分别比常规施肥处理提高了20.9％和47.5％,羊粪处理还显著降低了总饱和/总单一不饱和脂肪酸比例.生物质炭和羊粪可改善茶园土壤酸化状况和土壤肥力,对宿根连作茶树的生长具有促进作用,两种措施均不同程度地增加了土壤微生物的代谢活性和微生物量、提高了多样性指数、改善了微生物群落结构.施用生物质炭和羊粪可作为调节宿根连作茶园根际土壤微生态的有效措施.

以不同树龄铁观音茶树根际土壤为研究对象, 采用末端限制性片段长度多样性 (T-RFLP) 技术分析茶树不同树龄对土壤细菌多样性的影响.结果显示, 茶树根际土壤细菌Hae III和Msp I酶切产物的T-RFs片段数量及辛普森指数、香农威纳指数均随着茶树树龄增加呈现下降趋势.相关性分析结果表明, 与茶树树龄呈显著或极显著正相关的细菌T-RFs片段9个, 共34种细菌, 由10个纲组成, 按照功能可分成病原菌及与改善土壤质地、抑制病原菌、碳素循环、氮素循环、硫素循环等相关的微生物6大类, 其中病原菌占比达58.82％.与茶树树龄呈显著或极显著负相关的细菌T-RFs片段17个, 共38种细菌, 由12个纲组成, 按照功能可分成病原菌及与氮素循环、碳素循环、抑制病原菌、改善土壤质地等相关的细菌共5大类, 其中除病原菌外, 其余细菌占比达78.95％.综上所述, 随着茶树树龄增加, 茶树根际土壤细菌多样性及其功能发生了显著的变化, 结果可为后期细菌群落互作效应研究提供一定理论基础.

为探明不同年限茶园根际土壤真菌菌群结构及多样性的差别,采用MiSeq高通量测序方法分析5年、10年、25年和40年茶园根际土壤真菌的菌落组成、Alpha多样性、Beta多样性和组间差异性.结果显示,随着茶园年限增大,根际土壤pH值显著性降低;而土壤养分含量呈现先增后减趋势,其中25年茶园最高.不同年限茶园根际土壤真菌群落α多样性无显著差异,β多样性则5年与10年茶园相近,而25年和40年茶园相似.5年和40年茶园土壤中的优势菌目存在明显差异,其中粪壳菌目占5年茶园总菌群的20.93％,糙孢孔目占40年茶园总菌群的14.97％.此外,不同年限茶园根际土壤中差异性显著的菌种主要分布在粪壳菌纲和银耳菌纲.本研究表明,不同年限茶园根际土壤真菌物种组成丰富、结构差异明显;随着茶园年限的增加,茶树根际土壤肥力增加和真菌群落数量增加,有利于茶树生长代谢的真菌种群增多.

为揭示茶树根际土壤酸化对茶叶产量、品质的影响,以福建省安溪县9个乡镇茶园为研究对象,分析不同树龄茶树根际土壤的pH值、茶树鲜叶的产量和品质指标含量并分析土壤酸度与茶树树龄、茶树鲜叶的产量和品质的关系.结果表明,安溪县9个乡镇茶园中,37.67％的土壤已经酸化,10.03％的土壤适宜种植茶树.茶树树龄与其根际土壤pH值呈极显著负相关,即随着茶树树龄的增加,其根际土壤pH值呈现下降趋势.其次,9个乡镇茶园春茶、秋茶产量均与茶树根际土壤pH值呈极显著正相关,相关系数分别为0.912-0.952和0.898-0.973.此外,9个乡镇茶园茶叶品质指标——茶多酚、茶氨酸、咖啡碱均与茶树根际土壤pH值呈极显著正相关,相关系数分别在0.897-0.959、0.908-0.974和0.907-0.975之间.综上表明,随着茶树树龄的增加,茶树根际土壤酸度加剧,茶叶产量降低,茶叶品质呈现下降趋势.

[背景]根际促生菌可以促进植物生长、提高植物抗性.茶树根际具有特殊的根土微生物生境,可以获得具促生作用的有益微生物.[目的]探究4株茶树根际促生菌菌株的分类地位及促生作用,筛选优良的根际促生菌菌株.[方法]通过形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列同源性比对鉴定4株茶树根际促生菌,采用钼锑抗比色法测定溶磷量,通过比色法测定ACC脱氨酶活性、CAS法测定产铁载体能力、Salkowski法测定产IAA (Indoleacetic acid)的能力进行促生作用研究,通过盆栽实验测试白菜、空心菜、苋菜及水稻的株高及鲜重以分析促生效应.[结果]鉴定KKS-6-N1为放射型土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter),KKS-7-N7为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),GD3为Pseudomonas hunanensis,GD12为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus).固氮菌株KKS-6-N1可产铁载体;固氮菌株KKS-7-N7具有解磷及产铁载体能力,分泌的IAA含量高达101.29mg/L;解钾菌株GD3具溶磷能力,分泌的ACC脱氨酶酶活为8.09 pmol/(mg·h),相对铁载体含量为0.31;具固氮解钾性能的菌株GD12分泌的ACC脱氨酶活性为14.46 μmol/(mg·h).盆栽试验表明,4个菌株对白菜、空心菜、苋菜的株高和鲜重均有明显促进作用,尤以GD3效果更甚.[结论]茶树根际促生菌菌株Pseudomonas hunanensis GD3促生作用显著,具有开发成微生物菌肥的潜力.

为探究不同施肥处理对茶树根际微生物的影响,于2016年1月在苏州某茶园设置3个实验组:CF(传统化肥)、CF+BF(传统化肥+菌肥)、CK(对照),采用荧光定量PCR和扩增子高通量测序分别测定细菌的生物量和物种组成.实验数据表明:茶树根际优势细菌为厚壁菌门、变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门,平均相对丰度分别为33.51％、29.47％、12.18％、7.53％和5.68％;施用传统化肥后土壤中细菌含量显著增加(p＜0.05),达(7.37± 1.23)x 109 copies/g;CF+BF组与CK组没有显著差异;施肥组(CF,CF+BF)中细菌的物种数、辛普森多样性、香浓多样性和谱系多样性均显著低于对照组;CF组中芽孢八叠球菌属和CF+BF组中Chitinophagaceae含量显著增加,而两组中Ellin329含量显著低于对照组.本研究揭示了施肥方式与土壤细菌群落结构的关系,为合理施肥提供了理论依据.

土壤中绝大多数的磷以难溶态存在而不能被利用,溶磷微生物可以溶解难溶性磷,提高土壤的速效磷水平,从而促进植物生长.本研究利用盆栽实验测定从茶树根际分离的2株溶磷细菌对花生生长的影响,发现均具有显著促生效应,尤以HP9菌株表现更为明显.通过形态、生理生化试验及分子生物学方法进行鉴定,将HP9、HP10菌株分别鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)和坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus).研究2个菌株在不同碳氮源条件下的溶磷性,结果显示HP9菌株具有更强的溶磷能力,2个菌株溶磷的最优碳源均为葡萄糖,最优氮源则有明显差异,HP9菌株优先利用硝酸钾,而HP10菌株则以硫酸铵为氮源时溶磷量更高;进一步研究菌株的溶磷机制,相关性分析显示2个菌株培养液中的可溶磷含量与pH值呈显著负相关,GC-TOF-MS测定表明2个菌株代谢产物中产生的有机酸是其溶磷的重要原因,而产生的有机酸类型和含量的明显不同与菌株溶磷水平的差异有关,研究结果解析了芽孢杆菌属不同种菌株在溶磷机制上存在的多样性.

运用传统培养法和高通量测序技术研究不同植茶年限(5年、10年、20年)茶树根际土壤细菌的多样性、结构和组成,并分析茶树土壤理化性质与细菌群落的相关性,为改善茶树的土壤和提高茶树产量提供参考.结果表明:两种方法均指出不同植茶年限下的根际细菌群落结构存在显著性差异,5年和10年茶树细菌多样性显著高于20年茶树细菌;培养法得出厚壁菌门(Firmicutes)和芽孢杆菌属(Bacillus)为优势门属,高通量测序技术得出酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和Candidatus_Udaeobacter属为优势门属;总氮(TN)、总钾(TK)、总磷(TP)、pH是影响茶树细菌群落的关键理化因子;随着植茶年限增加,要采取措施防止土壤酸化,适当增施氮肥和磷肥.