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“日晒高温覆膜”技术由中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军研究员团队发明,主要用于防治韭菜地韭菜迟眼蕈蚊(俗称:韭蛆)。该技术在不添加任何化学药剂的情况下,在光照强度超过55000 Lux时仅使用一张厚度为0.10 mm的蓝色无滴膜便可将韭蛆的防治效果提高到100%,而且提高韭菜的产量。为了明确“日晒高温覆膜”技术对土壤微生物及土壤理化性质的影响,从而促进韭菜增产的机理,本试验项目在中国农业科学院蔬菜花卉研究所实验基地进行,选取土壤肥力和韭菜长势一致的两个田块,割除韭菜后设置覆膜(SF)和对照(SC)两个处理,按S型5点取样的方式分别对处理前、处理后第1天、第5天、第10天、第15天和第20天的土壤进行取样,采用高通量测序技术检测土壤样品中微生物多样性、宏基因组,并分析土壤样品中有机质、氮、磷、钾含量和pH值等理化性质,研究处理前后土壤样品中微生物多样性、宏基因组信息与土壤理化性质之间的关系。通过Illumina MiSeq高通量测序技术和理化性质结合分析得到的主要研究结果如下:(1)“日晒高温覆膜”技术可以使得土壤微生物群落多样性降低。通过对微生物种群分析得到高温覆膜处理组和对照组中土壤中优势菌门一致。且土壤样品SF1和SF2土壤微生物种群结构与其它土壤样品显著不同。SF1样品中的厚壁菌门(Firmicutes),梭菌属(Clostridia)丰度较高。以及SF2土壤样品中γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),假单胞菌科(Pseudomonadaceae)物种丰度较高。(2)明确了“日晒高温覆膜”技术能够促进土壤有益微生物种群。SF1土壤样品中有益微生物种群芽孢杆菌(Bacillus),拟杆菌门(Proteobacteria),绿弯菌门(Chloroflexi)以及厚壁菌门(Firmicutes)的丰度明显增加。(3)通过测得的地球理化性质,分析得到覆膜土壤中SF1样品中的水解性氮含量相对增加30.69%。土壤有机质在覆膜处理组SF1样品中相对增加6.45%,SF2样品相对减少4.16%,SF4样品相对减少3.58%,SF5样品相对减少8.23%。土壤中速效钾的含量在SF2样品与其对照组相比减少20.5%。对于土壤的酸碱度pH值,覆膜土壤略高于对照组在7.23-7.67范围内。(4)结合土壤理化性质分析结果,“日晒高温覆膜”技术处理土壤中水解性氮、全钾、全磷、速效磷、有机质以及温度6个理化因子对RDA1具有很高的贡献值。其中水解性氮、速效磷以及温度对土壤中微生物种群多样性的影响具有显著相关性。(5)通过宏基因组数据分析得到“日晒高温覆膜”技术处理后土壤微生物种群主要是细菌(89.13%),其次是古菌(1.45%)。(6)通过对4个代表土壤样品宏基因组测序分析得到,经过“日晒高温覆膜”技术处理的土壤中一些功能基因丰度产生变化,尤其是氮代谢通路以及甲烷代谢通路过程中所参与的酶基因丰度。氮代谢通路中土壤样品SF1以及SF2相关酶丰度是显著高于对照组。甲烷代谢通路中土壤样品SF1中相关酶丰度高于对照组,而SF2和SF5样品中相关酶丰度是低于对照组。(7)SF1样品在KEGG数据库功能注释得到的结果,新陈代谢(Metabolism)占76.45%,遗传信息处理(Genetic InformationProcessing)占8.52%,环境信息处理(Environmental Information Processing)占3.34%,生物体系统(Organismal Systems)占0.67%,生物体系统(Organismal Systems)占0.21%,其中经过“日晒高温覆膜”技术对土壤功能代谢有所影响。(8)通过抗性基因库注释得到亚硝化螺菌属(Nitrososphaera)在CARD基因库中的Function3 AT和Function4 ABS功能的贡献度很高。(9)由宏基因组分析得到,SF5样品与SFQ样品比对,该覆膜技术在功能菌属上无明显区别。本研究无论从微生物多样性、宏基因组信息和土壤理化性质均表明“日晒高温覆膜”技术有利于提高土壤有益微生物细菌丰度增加,促进有益微生物对土壤肥力的。最后可以恢复其原有的生态系统,这种环境友好型技术可持续推广。