文章题目:Drought reduces peanut yield indirectly through regulating soil nematode
community in a manipulative field experiment in central China
期刊:Applied Soil Ecology:
影响因子:4.8
发表时间:2024
关键词:干旱,线虫群落,花生产量,线虫网络。
参考文献:Luo, Y., Zhou, X., 2010. Soil respiration and the environment. Academic Press,Burlington, MA, USA, pp. 35–59. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-088782-
8. X5000-1.
1. 研究背景
● 近几十年来,干旱变得越来越频繁,对作物的生长和生产造成了极大的危害。
● 干旱是农作物产量的直接限制因素。由于土壤线虫对土壤水分的依赖,干旱也可能极大地影响土壤线虫群落,间接降低作物产量。然而,人们对土壤线虫在这一过程中的调节作用知之甚少。
2. 科学问题
● 文章探讨了土壤线虫群落和花生产量沿实验干旱梯度的变化。
3. 实验材料与方法
实验设计
● 样本采集:该实验在中国河南省开封市农林科学院((34◦46′36′′N,114◦16′33′E,海拔60 m)的试验田进行。
● 实验处理:设置3种土壤水分处理:(1)作物最佳土壤含水量,75%土壤持水能力作为对照(C),(2) 50%土壤持水能力作为中度干旱(MD)处理,(3)25%土壤持水能力作为重度干旱(SD)处理。每个处理重复3次行170天的处理。
● 线虫丰度测定:在立体显微镜下使用计数室测定每个样品中的线虫总丰度。然后我们随机取下线虫并制作载玻片。使用DIC显微镜(400倍)对每个样品中遇到的前100个线虫个体进行属级鉴定。
● 土壤PH测量:使用离散自动分析仪进行测量。
● 数据分析:对数据进行正态性和方差齐性检验,采用单因素ANOVA分析干旱对线虫群落、生态指数和非生物土壤特性的影响。使用R的“psych”软件包计算线虫群落可能的成对Spearman等级相关性,使用Gephi 0.9.2进行可视化。
4. 结果与讨论
● 干旱改变了土壤线虫的营养类群组成。中度干旱处理和重度干旱处理都大大降低了绝对和相对的细菌丰度,增加了相对的植物寄生虫丰度。
● 线虫通道比率随着土壤干旱程度的增加而显著降低,土壤越干旱,线虫活动强度越低。
● 土壤湿度可以直接影响花生产量(r = 0.37),并影响土壤pH值和线虫营养类群,从而间接调节产量。
图1 。不同处理下土壤线虫丰度(a)、营养类群绝对(b)和相对丰度(c)、Shannon多样性指数(d)、均匀度指数(e)和线虫通道比(f)的平均值(±SE, n = 6)。在单因素ANOVA中,不同小写字母表示处理间差异显著,P = 0.05。C,对照;MD,中度干旱;SD,严重干旱;Ba,细菌捕食者;Fu,食真菌动物;PP,植物寄生虫;OP,杂食性捕食者。
图2。不同处理下的土壤线虫网络(a-c)和线虫群落的区系分析(d)。红线的边缘表示正相互作用,蓝线的边缘表示负相互作用。C,对照;MD,中度干旱;SD,严重干旱;Ba,食菌者;Fu,食真菌者;PP,植物寄生虫;OP,杂食掠食者。(对于本图图例中提到的颜色的解释,请读者参考本文的网络版。)
图3。2个花生品种不同处理下花生产量(a)、土壤pH值(b)和土壤NO−3-N (c)的平均值(±SE, n = 3)。在t检验中,星号表示两个品种在P = 0.05水平上差异显著。在单因素方差分析中,
不同小写字母表示处理间在P = 0.05水平上差异显著。C,对照;MD,中度干旱;SD,严重干旱。
图4。连接多个驱动因素与花生产量的结构方程模型。模型拟合结果:χ2= 8.391, df = 6, P = 0.211, CFI = 0.966, RMSEA = 0.153。箭头上的数字为标准化路径系数。箭头的宽度表示因果影响的强度。实线和虚线箭头分别表示显著和非显著路径。红线和蓝线分别表示正向和负向关系。与响应变量相关的R2值表示由其他变量解释的变异。SM,土壤湿度;Ba,细菌捕食者;Fu,食真菌者;PP,植物寄生虫;OP,杂食掠食者。(对于本图图例中提到的颜色的解释,请读者参考本文的网络版。)