2023, Vol. 44
2. 河南省焦作市生态环境局武陟分局, 焦作 454000
2. Wuzhi Sub-Bureau of Jiaozuo City Ecological Environment Bureau, Department of Ecology and Environment of Henan Province, Jiaozuo 454000, China
畜牧业作为农业农村经济的重要支柱, 为保障畜产品市场有效供给和促进农民增收做出了重要贡献.近年来, 随着集约化养殖场的发展, 畜禽粪便的排放量日益增长.畜禽粪便中含有大量的碳、氮、磷和钾等营养元素, 是农业可持续发展的宝贵资源.Chen等[1]研究发现有机粪肥是植物可用养分和有机物的宝贵来源, 有助于提高土壤肥力.尽管畜禽粪便还田在改良土壤结构、提高作物产量和品质等方面具有十分明显的优势, 但由于畜禽粪便酸碱度较低和含有一定数量的病原微生物、抗性基因和重金属物质, 会对土壤质量、农产品和地下水安全产生深刻影响[2~4].文献[5]指出应加强畜禽粪便还田区的日常监测, 及时掌握有害物质含量, 严防还田环境风险.因此, 深入认识畜禽粪便还田对土壤质量的影响具有重要意义.
土壤微生物是土壤肥力的重要组成部分, 在维持土壤生态功能中扮演着重要角色, 同时是评价土壤质量和生产力的重要指标[6~8].土壤微生物是陆地生态系统物质循环的驱动者, 也是土壤肥力形成和持续发展的基础.土壤微生物群落的结构和功能可以反映土壤质量状况, 也可以反映不断变化的环境条件[9].土壤微生物数量和群落结构的变化能够直接或间接影响着土壤肥力和土地生产力[10~15].因此, 开展畜禽粪便还田区土壤微生物群落特征研究, 能够揭示土壤质量对畜禽粪便还田的响应机制, 为建立科学的还田制度和实现土壤的可持续利用提供科学依据.
畜禽粪便还田对土壤物理、化学和生物性质产生了深刻影响.Jiao等[16]研究发现, 施用猪粪能有效地增加土壤氮、磷和有机质等养分含量.路杨等[17]研究发现, 猪粪和秸秆还田能够降低耕层土壤容重, 增加田间持水量和总孔隙度.Liu等[18]研究发现, 施用鸡粪能够提高土壤酶活性, 降低土壤中铅的浓度, 促进植物生长.目前, 有关畜禽粪便的研究主要集中在其资源化利用[19~21]、还田条件下土壤中重金属[22~24]、抗生素[25, 26]和病原菌等污染风险评价方面[27, 28], 且粪便以猪粪[29, 30]和鸡粪[31, 32]为主, 而有关牛粪还田对土壤微生物群落特征的影响研究报道相对较少.因此, 本文以牛粪还田区土壤为研究对象, 通过野外调查和室内分析, 基于稀释平板计数和高通量测序技术, 探讨了牛粪还田区土壤微生物群落特征及其影响因素, 以期为深入认识牛粪还田对土壤质量的影响提供数据支撑.
1 材料与方法 1.1 研究区概况研究区位于河南省焦作市武陟县(34°56′~35°10′N, 113°10′~113°39′E), 地处河南省西北部和焦作市东南部, 黄河和沁河的交汇处.武陟县属暖温带大陆性季风气候, 四季分明, 夏季高温多雨, 冬季寒冷干燥, 多年平均气温为14.4℃, 多年平均降水量为575.1 mm, 无霜期为211 d.土壤类型以黄河泛滥冲积所形成的砂土和砂壤土为主[33], 种植制度为冬小麦-夏玉米一年两熟.农业耕作土壤主要为潮土, 畜牧业产值占农业总产值的一半以上.
1.2 样品采集及分析方法 1.2.1 土壤样品采集以牛粪还田区(NR-M)和对照点(NR-C)为研究区, 牛粪还田区(NR-M)施肥方式为表土撒施, 施入量约为1.9 kg·m-2.在研究区农田内随机布设3个采样点, 每个采样点采取3个重复, 采集层位为0~20 cm.在去除土壤样品中的石子和细根等杂物后, 置于无菌自封袋中.每个样品被分成3部分：一部分样品置于液氮中保存, 以待土壤微生物群落组成的测定; 一部分样品经风干-过筛后, 以待土壤理化性质的测定; 一部分样品置于冰箱冷冻保存, 以待土壤微生物数量的测定.同时, 在研究区内采集牛粪, 采取3个重复, 混匀, 装入无菌EP管中, 放置液氮中保存, 以待牛粪微生物群落组成的测定.
1.2.2 土壤理化性质和微生物数量的测定土壤pH、含水量和有机质的测试方法分别为电位法、烘干法和重铬酸钾容量法-稀释热法[34], 土壤总磷、氨氮和硝氮的测试方法分别为钼锑抗比色法、靛酚蓝比色法和酚二磺酸比色法[35].
土壤细菌数量(牛肉膏蛋白胨琼脂培养基)、真菌数量(马丁-孟加拉红培养基)和放线菌数量(改良高氏一号培养基)的测定均采用平板表面涂布计数法[36].
1.2.3 微生物群落组成的测定微生物群落组成的测定是由上海派森诺生物科技有限公司完成.
微生物组总DNA提取：首先采用Mag-bind Soil DNA Kit(Omega)试剂盒提取样品中的微生物DNA, 之后采用NanoDrop NC-2000分光光度计(Thermo Scientific, 美国), 在260 nm和280 nm处分别测定DNA的吸光值及DNA的浓度, 并用1%的琼脂糖凝胶电泳检测DNA的质量.调整DNA溶液浓度, DNA工作液保存于4℃, 储存液保存于-20℃.
PCR扩增：土壤样本对于16S rRNA基因可变区V5-V7进行扩增, 使用细菌特异性引物799F(5′-AACMGGATTAGATACCCKG-3′)和1193R(5′-ACGTCATCCCCACCTTCC-3′)进行PCR扩增.牛粪样本对于16S rRNA基因可变区V3-V4进行扩增, 使用细菌特异性引物338F(5′-ACTCCTACGGGAG GCAGCA-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTW TCTAAT-3′)进行PCR扩增.扩增后所有样本进行凝胶回收纯化, 针对目标条带进行割胶回收, 得到纯化的样本; 然后进行各样本定量, 利用FLX800T酶标仪(BioTek, 美国)对各个样本定量; 最后采用标准的Illumina TruSeq DNA文库制备实验流程构建所需的上机文库, 进行高通量测序分析.
1.3 数据处理与统计分析所有数据分析运用SPSS 26.0软件和派森诺基因云平台(https://www.genescloud.cn/home)进行处理.在Illumina MiSeq测序平台得到下机数据, 利用QIIME2平台(2019.4)中的DADA2插件[37], 对原始序列数据进行引物切割、质量过滤、去噪和合并, 并去除嵌合体, 得到特征序列ASVs, 对比SILVA数据库(Release 132)进行分类学注释[38], 根据最低样本序列量的95%进行抽平.使用Venn diagrams包绘制韦恩图[39].利用非度量多维尺度(NMDS)分析, 基于Bray-Curtis距离算法, 衡量不同分组样本间群落组成的差异性, 采用相似性分析(Anosim)进行检验[40, 41].通过QIIME2平台(2019.4)对样本组间的门水平和属水平分类单元丰度进行统计比较[42].通过独立样本T检验法分析不同分组样本门/属水平下土壤微生物组成的差异性, 通过相关性分析研究土壤微生物群落组成与土壤性质之间的关系, T检验和相关性分析均采用SPSS 26.0软件完成.
2 结果与分析 2.1 牛粪还田区土壤理化性质含量与微生物数量牛粪还田区(NR-M)与对照点(NR-C)土壤理化性质特征和微生物数量如表 1和表 2所示.由表 1可知, 与对照点相比, 牛粪的施用提高了土壤氨氮(AN)、总磷(TP)和有机质(OM)的含量, 分别高出了0.04、0.11和0.05倍.由表 2可知, 与对照点相比, 牛粪的施用增加了土壤细菌、真菌和放线菌的数量, 分别高出了1.44、4.09和0.34倍.
|
表 1 牛粪还田区与对照点的土壤理化性质特征1) Table 1 Characteristics of soil physicochemical properties in cow manure application site and control site |
|
|
表 2 牛粪还田区与对照点的土壤微生物数量/cfu·g-1 Table 2 Quantity of soil microorganisms in cow manure application site and control site/cfu·g-1 |
2.2 牛粪还田区土壤微生物ASVs数目
牛粪还田区(NR-M)与对照点(NR-C)土壤微生物ASVs数目如图 1所示.从中可知, 牛粪还田区与对照点土壤微生物ASVs数共计29 014个, 其中共有ASVs数为3 590个, 约占总数的12.37%.牛粪还田区特有的土壤微生物ASVs数为12 930个, 约占44.56%; 对照点特有的土壤微生物ASVs数为12 494个, 约占43.06%.
|
图 1 牛粪还田区和对照点土壤微生物ASVs数目 Fig. 1 Number of soil microbial ASVs in cow manure application site and control site |
基于ASV水平的牛粪还田区(NR-M)与对照点(NR-C)土壤微生物群落β多样性的NMDS分析结果如图 2所示.从中可知, NMDS的stress系数小于0.2, 表明图中反映的样本差异结果是非常可靠的.牛粪还田区的9个土壤样品均分布在第一和第三象限, 对照点9个土壤样品均分布在第二和第四象限, 表明不同研究区之间土壤微生物群落结构发生了变化.Anosim结果表明(表 3), 不同研究区之间土壤微生物群落结构具有显著性差异, 进一步验证了NMDS的分析结果.由此可见, 牛粪还田导致土壤微生物群落结构发生了显著变化.
|
图 2 ASV水平下的土壤微生物群落β多样性的NMDS分析 Fig. 2 NMDS analysis of soil microbial community β diversity at ASV level |
|
|
表 3 基于Anosim分析获得的组间差异1) Table 3 Differences between groups based on Anosim analysis |
2.4 牛粪还田区土壤微生物群落组成
牛粪还田区(NR-M)与对照点(NR-C)土壤微生物群落在门和属分类水平下的相对丰度和差异性分析分别见图 3和图 4所示.由图 3(a)可知, 在门水平下, 牛粪还田区与对照点土壤微生物群落均以变形杆菌门(Proteobacteria)为主, 其次是放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi), 它们占相对丰度的70%以上.与对照点相比, 牛粪还田区土壤微生物群落组成中变形杆菌门(Proteobacteria)的相对丰度提高了4.4%, 而放线菌门(Actinobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度分别降低了4.6%和1.7%.由图 3(b)可知, 在属水平下, 牛粪还田区与对照点土壤微生物群落均以Subgroup_6属、MND1属、Rokubacteriales属、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和Gaiella属的相对丰度较高.与对照点相比, 牛粪还田区土壤微生物群落组成中PLTA13属的相对丰度提高了0.98%, 而鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和Gaiella属的相对丰度分别降低了1.14%和1%.
|
图 3 土壤微生物群落组成的相对丰度 Fig. 3 Relative abundance of soil microbial community composition |
|
图 4 牛粪还田区与对照点土壤微生物群落组成差异 Fig. 4 Differences in soil microbial community composition between cow manure application site and control site |
由图 4(a)可知, 在门分类水平下, 芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和内生菌门(Entotheonellaeota)的相对丰度在牛粪还田区与对照点之间存在显著性差异(P＜0.05).由图 4(b)可知, 在属水平下, 变形杆菌门中的鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、PLTA13属、MSB-4B10属、盐单胞菌属(Halomonas)和CCD24属, 放线菌门中的Gaiella属和节杆菌属(Arthrobacter), 厚壁菌门中的芽孢杆菌属(Bacillus), 内生菌门中的Entotheonellaceae属的相对丰度在牛粪还田区与对照点土壤之间存在显著性差异(P＜0.05).
2.5 土壤微生物群落组成与土壤性质之间的相关性牛粪还田区(NR-M)土壤微生物群落组成与土壤性质之间的相关系数如表 4所示.从中可知, MND1属、芽球菌属(Blastococcus)、硝化螺菌属(Nitrospira)、芽孢杆菌属(Bacillus)和酸杆菌属(Acidibacter)的相对丰度与含水量之间呈现显著相关性(P＜0.05), Gitt-GS-13属和MB-A2-10属的相对丰度与含水量之间呈现极显著相关性(P＜0.01).芽球菌属(Blastococcus)的相对丰度与放线菌数量之间呈现显著相关性(P＜0.05), MND1属、Rokubacteriales属、硝化螺菌属(Nitrospira)和MSB-4B10属的相对丰度与放线菌数量之间呈现极显著相关性(P＜0.01).由此可见, 土壤含水量和放线菌数量是影响牛粪还田区土壤微生物群落组成的关键因子.
|
|
表 4 属水平下牛粪还田区土壤微生物群落组成与土壤性质之间的相关性1) Table 4 Correlation between soil microbial community composition and soil properties in cow manure application site at the genus level |
2.6 牛粪微生物与土壤微生物之间的比较
属水平下牛粪微生物与牛粪还田区(NR-M)和对照点(NR-C)土壤微生物之间的比较如表 5所示.从中可知, 与对照点相比, 牛粪还田区土壤微生物中侏囊菌属(Nannocystis)、Planifilum属、假单胞菌属(Pseudomonas)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)和梭状芽孢杆菌属(Clostridium)的相对丰度较高, 并且新增出现了土芽孢杆菌属(Geobacillus)、赖氨酸芽胞杆菌属(Lysinibacillus)、链球菌属(Streptococcus)、甲基暖菌属(Methylocaldum)和藤黄单孢菌属(Luteimonas).而上述菌属均在牛粪中被检测出.
|
|
表 5 属水平下牛粪微生物与土壤微生物的比较1) Table 5 Comparison between cow manure microbes and soil microbes at the genus level |
3 讨论 3.1 牛粪还田区土壤微生物群落组成及其影响因素
本研究中, 与对照点土壤相比, 牛粪还田增加了变形杆菌门(Proteobacteria)的相对丰度, 而减小了放线菌门(Actinobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度.表明不同菌门对有机肥施用的响应存在差异.粪便施用后, 土壤有机碳和养分含量的增加, 为作物生长提供了营养元素, 提高了根系的生理活性, 从而影响了与根际效应关系密切的变形杆菌门, 导致其相对丰度的增加[43].与之不同的是, 刘平静等[44]认为土壤有机质含量与放线菌门和芽单胞菌门的相对丰度呈负相关关系.分析其原因可能为该门细菌对有机肥的施用非常敏感, 有机肥的施用会抑制其生长和繁殖, 导致其相对丰度减少.此外, 部分菌门(Gemmatimonadetes、Entotheonellaeota)和部分菌属(Sphingomonas、PLTA13、MSB-4B10、Halomonas、CCD24、Gaiella、Arthrobacter、Bacillus、Entotheonellaceae)的相对丰度在牛粪还田区与对照点土壤之间存在显著性差异(P＜0.05).由此可见, 牛粪还田显著影响了土壤微生物群落组成特征.
已有研究表明, 土壤性质对土壤微生物丰度及群落多样性具有显著影响[45, 46].本研究发现, 影响牛粪还田区土壤微生物群落组成的重要因素是土壤含水量和放线菌数量.Sheik等[47]研究表明, 土壤含水量是影响微生物群落组成的重要因子, 这与本文的研究结果是一致的.这可能是由于土壤含水量在调节微生物碳氮循环方面发挥重要作用, 土壤微生物群落对土壤含水量的变化较为敏感[48].另外, 土壤放线菌在有机质的分解中占主导地位, 参与有机质分解和腐殖质形成分解过程.牛粪施入增加了土壤中有机质含量, 促进了放线菌的繁殖以及分解作用, 从而导致其对土壤微生物群落有较强的影响作用[49, 50].
本研究中, 牛粪还田区土壤的优势菌属为Subgroup_6属、MND1属、Rokubacteriales属、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和Gaiella属.彭玉娇等[51]研究表明, 在猪粪还田土壤中, Bryobacter属、Chujaibacter属和乳杆菌属(Lactobacillus)为优势菌属; 在鸡粪还田土壤中, Chujaibacter属、Romboutsia属和Acidipila属为优势菌属.谭骏等[52]研究表明, 在土壤中施入蚯蚓粪后, 芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和Vicinamibacterales属为主要优势菌属.由此可见, 不同粪便类型是影响土壤微生物群落组成的重要因素.分析其原因应为, 畜禽粪便还田会影响土壤微生物的分解代谢, 不同粪便由于成分不同, 其影响存在差异[53].牛粪还田区土壤微生物对碳水化合物、氨基酸、脂类、醇类和有机酸等的分解代谢能力相对较低, 进而影响土壤微生物数量和群落结构使其产生差异[12].
3.2 牛粪施用对土壤病原菌的影响畜禽粪便施入土壤后, 除了能够为土壤提供大量的营养元素外, 它含有的微生物也会进入到土壤环境中.本研究发现, 对照点和还田区土壤中共检测出913个菌属, 牛粪中共检测出228个菌属, 三者共有15个菌属.表明牛粪中的微生物进入土壤后, 其中大部分微生物是不能在土壤中存活的.这是因为牛粪微生物主要由肠道菌群组成, 由于土壤和肠道的环境条件不同, 同时它们与土著微生物相比, 在土壤环境中的竞争力不强, 导致大部分牛粪微生物无法在土壤中生存[54].
值得注意的是, 牛粪施用增加了假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度, 这与Kang等[55]的研究结果是一致的.假单胞菌属为革兰氏阴性杆菌, 能够引起人和动物的类鼻疽病, 导致败血症或休克.另外, 牛粪施用也增加了梭状芽孢杆菌属(Clostridium)和链球菌属(Streptococcus)的相对丰度.梭状芽孢杆菌属(Clostridium)为革兰氏阳性梭状杆菌属, 主要存在于土壤、动物肠道和腐败物中, 能够引起破伤风等疾病.链球菌属(Streptococcus)是常见的化脓性球菌、广泛存在于动物粪便以及自然界、引起各种化脓性炎症、猩红热、丹毒、新生儿败血症、脑膜炎、产褥热以及链球菌变态反应性疾病等.由于牛肠道中的革兰氏阳性菌以梭菌和杆菌为主, 在牛粪被还田后, 革兰氏阳性梭状芽孢杆菌能够在土壤中继续存活[56], 从而导致其在土壤中的相对丰度增加.因此, 牛粪还田引发的潜在生物污染风险值得引起人们足够的重视.
通过相关性分析对病原菌与非病原菌之间的关系进行研究(见表 6).结果发现, 假单胞菌属(Pseudomonas)的相对丰度与TRA3-20属的相对丰度之间呈现显著正相关性(P＜0.05), 与bacteriap25属的相对丰度之间呈现显著负相关性(P＜0.05).梭状芽孢杆菌(Clostridium)的相对丰度与PLTA13属(P＜0.05)、NB1-j属(P＜0.01)、CCD24属(P＜0.05)、Thauera属(P＜0.01)、OM190属(P＜0.05)和Azoarcus属(P＜0.01)的相对丰度之间呈现显著正相关性, 与67-14属(P＜0.01)、Arthrobacter属(P＜0.01)和Subgroup_7属(P＜0.05)的相对丰度之间呈现显著负相关性.链球菌属(Streptococcus)的相对丰度与Pirellula属和Subgroup_17属的相对丰度之间呈现显著负相关性(P＜0.05).由此可见, 病原菌和非病原微生物之间存在着复杂的相互作用关系, 这主要是因为微生物的代谢物可分泌到环境中, 诱导它们相互作用, 从而产生协同、拮抗或中立的作用结果[57].一方面, 部分非病原微生物和病原菌是拮抗关系, 能够抑制其生长; 另一方面, 部分非病原微生物能够促进病原菌的生长, 因为它们能够利用病原菌的代谢物, 这种共生关系能够增加它们对土壤中营养物质的获取[58, 59].
|
|
表 6 属水平下病原菌与非病原菌之间的相关性1) Table 6 Correlation between pathogenic and non-pathogenic bacteria at the genus level |
4 结论
(1) 与对照点相比, 牛粪还田区土壤微生物群落β多样性发生了显著变化.
(2) 牛粪还田增加了变形杆菌门(Proteobacteria)的相对丰度, 而减少了放线菌门(Actinobacteria)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)的相对丰度.
(3) 牛粪还田显著改变了土壤微生物群落中的鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、PLTA13属、MSB-4B10属、盐单胞菌属(Halomonas)、CCD24属、Gaiella属、节杆菌属(Arthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)和Entotheonellaceae属的相对丰度(P＜0.05).
(4) 影响牛粪还田区土壤微生物群落组成的重要因素是土壤含水量和放线菌数量.
(5) 大部分牛粪微生物不能够在土壤中存活, 但牛粪还田增加了假单胞菌属(Pseudomonas)和梭状芽孢杆菌属(Clostridium)等病原菌的相对丰度, 并且引入了新的病原菌链球菌属(Streptococcus), 对土壤质量存在一定的生物污染.
| [1] | Chen L, Li F, Li W, et al. Organic amendment mitigates the negative impacts of mineral fertilization on bacterial communities in Shajiang black soil[J]. Applied Soil Ecology, 2020, 150. DOI:10.1016/j.apsoil.2019.103457 |
| [2] |
冉继伟, 肖琼, 黄敏, 等. 施肥对农田土壤抗生素抗性基因影响的整合分析[J]. 环境科学, 2022, 43(3): 1688-1696. Ran J W, Xiao Q, Huang M, et al. Impacts of fertilization on soil antibiotic resistance genes across croplands: a meta-analysis[J]. Environmental Science, 2022, 43(3): 1688-1696. DOI:10.13227/j.hjkx.202105113 |
| [3] | Kamilaris A, Prenafeta-Boldú F X. Examining the perspectives of using manure from livestock farms as fertilizer to crop fields based on a realistic simulation[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2021, 191. DOI:10.1016/j.compag.2021.106486 |
| [4] | Chung W J, Chang S W, Chaudhary D K, et al. Effect of biochar amendment on compost quality, gaseous emissions and pathogen reduction during in-vessel composting of chicken manure[J]. Chemosphere, 2021, 283. DOI:10.1016/j.chemosphere.2021.131129 |
| [5] | 刘一明. 强化监管切实提高畜禽养殖粪污资源化利用水平——两部委解读《关于进一步明确畜禽粪污还田利用要求强化养殖污染监管的通知》[J]. 中国食品, 2020(15): 20-22. DOI:10.3969/j.issn.1000-1085.2020.15.002 |
| [6] | Chen D L, Wang X X, Zhang W, et al. Persistent organic fertilization reinforces soil-borne disease suppressiveness of rhizosphere bacterial community[J]. Plant and Soil, 2020, 452(1-2): 313-328. DOI:10.1007/s11104-020-04576-3 |
| [7] |
黄龙, 包维楷, 李芳兰, 等. 土壤结构和植被对土壤微生物群落的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2021, 27(6): 1725-1731. Huang L, Bao W K, Li F L, et al. Effects of soil structure and vegetation on microbial communities[J]. Chinese Journal of Applied & Environmental Biology, 2021, 27(6): 1725-1731. DOI:10.19675/j.cnki.1006-687x.2020.08001 |
| [8] |
杨文娜, 余泺, 罗东海, 等. 化肥和有机肥配施生物炭对土壤磷酸酶活性和微生物群落的影响[J]. 环境科学, 2022, 43(1): 540-549. Yang W N, Yu L, Luo D H, et al. Effect of combined application of biochar with chemical fertilizer and organic fertilizer on soil phosphatase activity and microbial community[J]. Environmental Science, 2022, 43(1): 540-549. DOI:10.13227/j.hjkx.202105279 |
| [9] | Kracmarova M, Uhlik O, Strejcek M, et al. Soil microbial communities following 20 years of fertilization and crop rotation practices in the Czech Republic[J]. Environmental Microbiome, 2022, 17(1). DOI:10.1186/s40793-022-00406-4 |
| [10] |
魏艳晨, 陈吉祥, 王永刚, 等. 荒漠植物珍珠猪毛菜根际土壤细菌多样性与土壤理化性质相关性分析[J]. 中国农业科技导报, 2022, 24(5): 209-217. Wei Y C, Chen J X, Wang Y G, et al. Analysis of bacterial diversity in the rhizosphere soil of salsola passerina and its correlation with the soil physical and chemical properties[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2022, 24(5): 209-217. |
| [11] | Pan H, Chen M M, Feng H J, et al. Organic and inorganic fertilizers respectively drive bacterial and fungal community compositions in a fluvo-aquic soil in northern China[J]. Soil and Tillage Research, 2020, 198. DOI:10.1016/j.still.2019.104540 |
| [12] | Megyes M, Borsodi A K, árendás T, et al. Variations in the diversity of soil bacterial and archaeal communities in response to different long-term fertilization regimes in maize fields[J]. Applied Soil Ecology, 2021, 168. DOI:10.1016/j.apsoil.2021.104120 |
| [13] | Yang Q L, Zheng F X, Jia X C, et al. The combined application of organic and inorganic fertilizers increases soil organic matter and improves soil microenvironment in wheat-maize field[J]. Journal of Soils and Sediments, 2020, 20(5): 2395-2404. DOI:10.1007/s11368-020-02606-2 |
| [14] |
吴宪, 王蕊, 胡菏, 等. 潮土细菌及真菌群落对化肥减量配施有机肥和秸秆的响应[J]. 环境科学, 2020, 41(10): 4669-4681. Wu X, Wang R, Hu H, et al. Response of bacterial and fungal communities to chemical fertilizer reduction combined with organic fertilizer and straw in fluvo-aquic soil[J]. Environmental Science, 2020, 41(10): 4669-4681. |
| [15] | Dai X L, Song D L, Zhou W, et al. Partial substitution of chemical nitrogen with organic nitrogen improves rice yield, soil biochemical indictors and microbial composition in a double rice cropping system in south China[J]. Soil and Tillage Research, 2021, 205. DOI:10.1016/j.still.2020.104753 |
| [16] | Jiao H C, Yin Q, Fan C H, et al. Long-term effects of liquid swine manure land surface application in an apple orchard field on soil bacterial community and heavy metal contents in apple (Malus pumila Mill.)[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2021, 28(36): 49613-49626. DOI:10.1007/s11356-021-14181-1 |
| [17] |
路杨, 隋丽, 周佳玲, 等. 生猪养殖粪污与秸秆混合还田对吉林省土壤肥力与玉米产量的影响[J]. 东北农业科学, 2022, 47(4): 48-51. Lu Y, Sui L, Zhou J L, et al. Effects of swine manure and straw mixed return on soil fertility and maize yield in Jilin province[J]. Journal of Northeast Agricultural Sciences, 2022, 47(4): 48-51. |
| [18] | Liu L, Li J W, Wu G H, et al. Combined effects of biochar and chicken manure on maize (Zea mays L.) growth, lead uptake and soil enzyme activities under lead stress[J]. PeerJ, 2021, 9. DOI:10.7717/peerj.11754 |
| [19] |
李永双, 孙波, 陈菊红, 等. 纳米膜覆盖对畜禽粪便好氧堆肥进程及恶臭气体排放的影响[J]. 环境科学, 2021, 42(11): 5554-5562. Li Y S, Sun B, Chen J H, et al. Effects of nano-membrane on aerobic composting process and odor emission of livestock manure[J]. Environmental Science, 2021, 42(11): 5554-5562. |
| [20] |
吴浩玮, 孙小淇, 梁博文, 等. 我国畜禽粪便污染现状及处理与资源化利用分析[J]. 农业环境科学学报, 2020, 39(6): 1168-1176. Wu H W, Sun X Q, Liang B W, et al. Analysis of livestock and poultry manure pollution in China and its treatment and resource utilization[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2020, 39(6): 1168-1176. |
| [21] | Awasthi S K, Kumar M, Sarsaiya S, et al. Multi-criteria research lines on livestock manure biorefinery development towards a circular economy: from the perspective of a life cycle assessment and business models strategies[J]. Journal of Cleaner Production, 2022, 341. DOI:10.1016/j.jclepro.2022.130862 |
| [22] |
穆虹宇, 庄重, 李彦明, 等. 我国畜禽粪便重金属含量特征及土壤累积风险分析[J]. 环境科学, 2020, 41(2): 986-996. Mu H Y, Zhuang Z, Li Y M, et al. Heavy metal contents in animal manure in China and the related soil accumulation risks[J]. Environmental Science, 2020, 41(2): 986-996. |
| [23] | Wang N Y, Wu X, Liao P, et al. Morphological transformation of heavy metals and their distribution in soil aggregates during biotransformation of livestock manure[J]. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2021, 32. DOI:10.1016/j.bcab.2021.101963 |
| [24] | Chen X M, Du Z, Guo T, et al. Effects of heavy metals stress on chicken manures composting via the perspective of microbial community feedback[J]. Environmental Pollution, 2022, 294. DOI:10.1016/j.envpol.2021.118624 |
| [25] | Li J J, Yang H Z, Qin K N, et al. Effect of pig manure-derived sulfadiazine on species distribution and bioactivities of soil ammonia-oxidizing microorganisms after fertilization[J]. Journal of Hazardous Materials, 2022, 423. DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.126994 |
| [26] |
张小红, 陶红, 王亚娟, 等. 银川市农田土壤中四环素类抗生素的污染特征及生态风险评估[J]. 环境科学, 2021, 42(10): 4933-4941. Zhang X H, Tao H, Wang Y J, et al. Pollution characteristics and risk assessment of tetracycline antibiotics in farmland soil in Yinchuan[J]. Environmental Science, 2021, 42(10): 4933-4941. |
| [27] | Nag R, Russell L, Nolan S, et al. Quantitative microbial risk assessment associated with ready-to-eat salads following the application of farmyard manure and slurry or anaerobic digestate to arable lands[J]. Science of the Total Environment, 2022, 806. DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.151227 |
| [28] | Steffan J J, Derby J A, Brevik E C. Soil pathogens that may potentially cause pandemics, including severe acute respiratory syndrome (SARS) coronaviruses[J]. Current Opinion in Environmental Science & Health, 2020, 17: 35-40. |
| [29] | Ren J H, Liu X L, Yang W P, et al. Rhizosphere soil properties, microbial community, and enzyme activities: short-term responses to partial substitution of chemical fertilizer with organic manure[J]. Journal of Environmental Management, 2021, 299. DOI:10.1016/j.jenvman.2021.113650 |
| [30] | Wang C, Ning P, Li J Y, et al. Responses of soil microbial community composition and enzyme activities to long-term organic amendments in a continuous tobacco cropping system[J]. Applied Soil Ecology, 2022, 169. DOI:10.1016/j.apsoil.2021.104210 |
| [31] | Zhang D Q, Cheng H Y, Hao B Q, et al. Fresh chicken manure fumigation reduces the inhibition time of chloropicrin on soil bacteria and fungi and increases beneficial microorganisms[J]. Environmental Pollution, 2021, 286. DOI:10.1016/j.envpol.2021.117460 |
| [32] | Zhao X, Shen J P, Shu C L, et al. Attenuation of antibiotic resistance genes in livestock manure through vermicomposting via Protaetia brevitarsis and its fate in a soil-vegetable system[J]. Science of the Total Environment, 2022, 807. DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.150781 |
| [33] | 梁艳花. 武陟县花生生产气候条件及病虫害防治[J]. 河南农业, 2021(8): 12-13. |
| [34] | 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社, 2000. |
| [35] | 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. (第三版). 北京: 中国农业出版社, 2000. |
| [36] | 许光辉, 郑洪元. 土壤微生物分析方法手册[M]. 北京: 农业出版社, 1986. |
| [37] | Bolyen E, Rideout J R, Dillon M R, et al. Reproducible, interactive, scalable and extensible microbiome data science using QⅡME 2[J]. Nature Biotechnology, 2019, 37(8): 852-857. |
| [38] | Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: improved data processing and web-based tools[J]. Nucleic Acids Research, 2013, 41(D1): D590-D596. |
| [39] | Zaura E, Keijser B J F, Huse S M, et al. Defining the healthy "core microbiome" of oral microbial communities[J]. BMC Microbiology, 2009, 9. DOI:10.1186/1471-2180-9-259 |
| [40] | Clarke K R. Non-parametric multivariate analyses of changes in community structure[J]. Australian Journal of Ecology, 1993, 18(1): 117-143. |
| [41] | Warton D I, Wright S T, Wang Y. Distance-based multivariate analyses confound location and dispersion effects[J]. Methods in Ecology and Evolution, 2012, 3(1): 89-101. |
| [42] | White J R, Nagarajan N, Pop M. Statistical methods for detecting differentially abundant features in clinical metagenomic samples[J]. PLoS Computational Biology, 2009, 5(4). DOI:10.1371/journal.pcbi.1000352 |
| [43] | Lazcano C, Gómez-Brandón M, Revilla P, et al. Short-term effects of organic and inorganic fertilizers on soil microbial community structure and function: a field study with sweet corn[J]. Biology and Fertility of Soils, 2013, 49(6): 723-733. |
| [44] |
刘平静, 肖杰, 孙本华, 等. 长期不同施肥措施下塿土细菌群落结构变化及其主要影响因素[J]. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(2): 307-315. Liu P J, Xiao J, Sun B H, et al. Variation of bacterial community structure and the main influencing factors in Eum-orthic Anthrosols under different fertilization regimes[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2020, 26(2): 307-315. |
| [45] |
吴春晓, 高小峰, 闫本帅, 等. 长期施肥对黄土高原梯田土壤养分特征和微生物资源限制的影响[J]. 环境科学, 2022, 43(1): 521-529. Wu C X, Gao X F, Yan B S, et al. Effects of long-term fertilization on soil nutrient characteristics and microbial resource restrictions in a terrace on the loess plateau[J]. Environmental Science, 2022, 43(1): 521-529. |
| [46] | Semenov M V, Krasnov G S, Semenov V M, et al. Long-term fertilization rather than plant species shapes rhizosphere and bulk soil prokaryotic communities in agroecosystems[J]. Applied Soil Ecology, 2020, 154. DOI:10.1016/j.apsoil.2020.103641 |
| [47] | Sheik C S, Beasley W H, Elshahed M S, et al. Effect of warming and drought on grassland microbial communities[J]. The ISME Journal, 2011, 5(10): 1692-1700. |
| [48] |
费裕翀, 黄樱, 张筱, 等. 不同有机肥处理对紫色土油茶林土壤微生物群落结构的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2020, 26(4): 919-927. Fei Y C, Huang Y, Zhang X, et al. Effects of different organic fertilizer treatments on the soil microbial community structure of a Camellia oleifera plantation in a purple soil area[J]. Chinese Journal of Applied & Environmental Biology, 2020, 26(4): 919-927. |
| [49] |
张海晶, 王少杰, 罗莎莎, 等. 不同秸秆还田方式对土壤微生物影响的研究进展[J]. 土壤与作物, 2020, 9(2): 150-158. Zhang H J, Wang S J, Luo S S, et al. Research advances in the impact of different straw returning ways on soil microorganisms[J]. Soils and Crops, 2020, 9(2): 150-158. |
| [50] | Köninger J, Lugato E, Panagos P, et al. Manure management and soil biodiversity: towards more sustainable food systems in the EU[J]. Agricultural Systems, 2021, 194. DOI:10.1016/j.agsy.2021.103251 |
| [51] |
彭玉娇, 崔学宇, 秦杰文, 等. 不同有机肥对沙田柚果园土壤细菌群落结构的影响[J]. 黑龙江农业科学, 2021(3): 15-22. Peng Y J, Cui X Y, Qin J W, et al. Effects of different organic fertilizers on soil bacterial community in Shatian pomelo orchard[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences, 2021(3): 15-22. |
| [52] |
谭骏, 黄河, 汤薇, 等. 蚯蚓粪有机肥对土壤微生物群落的影响[J]. 江苏农业科学, 2021, 49(20): 228-233. Tan J, Huang H, Tang W, et al. Effect of earthworm manure organic fertilizer on soil microbial community[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2021, 49(20): 228-233. |
| [53] | Chen G L, Yuan J H, Chen H, et al. Animal manures promoted soil phosphorus transformation via affecting soil microbial community in paddy soil[J]. Science of the Total Environment, 2022, 831. DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.154917 |
| [54] | Zhang Q P, Liu J G, Guo H B, et al. Characteristics and optimization of dairy manure composting for reuse as a dairy mattress in areas with large temperature differences[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 232: 1053-1061. |
| [55] | Kang Y J, Hao Y Y, Xia D, et al. The effects of pig manure application on the spread of tetracycline resistance in bulk and cucumber rhizosphere soils: a greenhouse experiment[J]. Canadian Journal of Microbiology, 2017, 63(7): 563-572. |
| [56] | Semenov M V, Krasnov G S, Semenov V M, et al. Does fresh farmyard manure introduce surviving microbes into soil or activate soil-borne microbiota?[J]. Journal of Environmental Management, 2021, 294. DOI:10.1016/j.jenvman.2021.113018 |
| [57] | Du J F, Li Y, Ur-Rehman S, et al. Synergistically promoting plant health by harnessing synthetic microbial communities and prebiotics[J]. Iscience, 2021, 24(8). DOI:10.1016/j.isci.2021.102918 |
| [58] | Ho A, Angel R, Veraart A J, et al. Biotic interactions in microbial communities as modulators of biogeochemical processes: methanotrophy as a model system[J]. Frontiers in Microbiology, 2016, 7. DOI:10.3389/fmicb.2016.01285 |
| [59] | Li M, Pommier T, Yin Y, et al. Indirect reduction of Ralstonia solanacearum via pathogen helper inhibition[J]. The ISME Journal, 2022, 16(3): 868-875. |