植物根际微生物和酶活性对铅污染的响应

通过根际袋法土培试验研究了铅污染下不同植物根际微生物数量和酶活性变化。结果表明,随着土壤中添加Pb浓度升高,根际土壤微生物数量总的趋势增加,其所构成的三大类菌数的趋势也因植物根系环境的不同而有所区别:细菌数量增加,黑麦草和早熟禾根际土壤放线菌数量降低,翦股颖根际土壤放线菌数量呈现波动起伏;真菌数量均增加。4种植物根际土壤中过氧化氢酶活性、淀粉酶活性和中性磷酸酶活性与土壤铅含量都表现出负相关性,与淀粉酶活性负相关达到极显著,铅对黑麦草和狗牙根根际土壤脲酶活性表现出低浓度下激活高浓度下抑制,早熟禾和翦股颖根际土壤脲酶活性与土壤铅含量表现出正相关。     

不同入侵植物对本土植物根际土壤酶活性及微生物数量的影响

以紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、飞机草(Eupatorium odoratum)、一年蓬(Annual fleabane)、加拿大蓬(Erigeron canadensis)4种入侵植物及本土植物艾蒿(Artemisia argyi)根际土壤为对象,研究不同入侵植物对本土植物根际土壤理化性质、酶活性、微生物数量的影响并探讨其入侵机制.结果显示:4种入侵植物增加了本土植物根际土壤含水量、电导率,降低了土壤容重和pH,并且对土壤微生物量、酶活性及微生物数量表现为一定程度的增加效应;植物入侵改变了根际土壤养分利用策略,4种入侵植物显著增加了根际土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,却显著降低了根际土壤纤维素酶和硝酸还原酶活性,紫茎泽兰和飞机草根际土壤转化酶和酸性磷酸酶活性显著高于艾蒿,一年蓬和加拿大蓬根际土壤转化酶和酸性磷酸酶活性显著低于艾蒿,对根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异;4种入侵植物改变了土壤微生物结构,显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,抑制了真菌与放线菌数量,总体来说,4种入侵植物显著提高了微生物总数.相关性分析显示,除了土壤容重、电导率和总孔隙度,其他根际土壤理化性质均与土壤酶活性及微生物数量之间具有较强的相关性,表明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡,它们作为相互影响的整体表现出统一性和同步性.     

不同大豆根茬比对连作番茄生长发育及根际土壤环境的影响

研究不同比例大豆根茬施入后对番茄连作土壤根际土壤酶活性、土壤微生物群落结构、土壤养分和番茄生长、产量及果实品质的影响,探索作物根茬对连作障碍的缓解作用机制。以非连作土壤(CK)、番茄8a连作土壤(CS)及连作土壤中掺入2%大豆根茬(CSS1)、1%大豆根茬(CSS2)、0.5%大豆根茬(CSS3)为处理,通过大棚盆栽试验,测定定植后14d、21d、28d、35d和42d的番茄株高、茎粗,定植前和果实膨大期测定根际土壤酶活性、土壤养分含量和开花坐果期的土壤微生物群落结构,并测定果实产量和品质。连作条件下,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性降低,碱性磷酸酶活性升高,施入大豆根茬后,土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性都不同程度增加,CSS2处理的土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性显著高于CS处理;CSS1和CSS2处理的土壤细菌占总微生物数量比例、细菌/真菌的比值均不同程度增加,真菌数量和放线菌数量显著下降,其中CSS2处理的细菌数量、细菌/真菌的比值及总微生物数量显著高于CS;施入大豆根茬后,土壤全N、全P、全K、NO-3-N、NH+4-N、速效P、速效K的含量均有增加,以CSS1、CSS2处理的增加效果较明显;施入不同比例大豆根茬不同程度促进了番茄的茎粗生长;CSS2处理增加了果实可溶性糖和有机酸质量分数及番茄产量,降低了成熟果实硬度。综上所述,连作土壤内添入质量分数为1%的大豆根茬既能显著促进土壤酶活性提高,改善土壤微生物区系环境,促进土壤向细菌型转化,增加土壤养分质量分数,又能起到壮苗和提高番茄产量的效果。     

马铃薯/燕麦间作对根际土壤微生物数量的影响

在宁夏南部山区,通过田间小区试验,研究马铃薯/燕麦间作模式对根际土壤微生物数量的影响。结果表明,除苗期外,在其他生育时期,间作处理的根际土壤细菌数量均显著高于燕麦单作(OM)(P0.05);在块茎膨大期、收获期间作各处理根际细菌数量与马铃薯单作(PM)差异显著(P0.05),其他时期差异不显著(P0.05)。间作处理的根际土壤真菌数量在开花期显著高于OM(P0.05),与PM差异不显著(P0.05)。收获期不同间作方式下土壤微生物总量P4O2(马铃薯、燕麦行数比为4∶2)处理最大,显著高于PM和OM(P0.05)。收获期土壤微生物区系中细菌为优势种群(平均为84.77%),放线菌次之(平均为13.41%),真菌最少(平均为1.82%);间作处理的土壤微生物总量及细菌所占比例均高于单作。这表明合理间作在一定程度上可促进作物根际土壤微生物生长发育,表现出较单作更加明显的根际效应。     

樱桃根际生物活性因子动态变化初步研究

采用盆栽试验研究了樱桃根际土壤酶活性、微生物种群数量及速效性养分动态变化及其相互关系。结果表明:春梢旺长期脲酶活性、磷酸酶活性最高,根际效应显著,随生育期推进其活性及根际效应均逐渐减弱,而过氧化氢酶活性先上升后下降,表现为负向根际效应;细菌、放线菌及真菌数量变化在生长期内表现为低—高—低型,新梢停长期根际细菌、放线菌数量最多,但二者根际效应方向相反,落叶期真菌数量最多。生长季内速效性养分整体呈下降趋势,根际碱解氮亏缺明显,而根际速效磷、速效钾相对富集,这种作用亦随生育期推进逐渐减弱。根际土壤酶活性与土壤养分间相关性强,而微生物数量与土壤酶活性及土壤养分间相关性弱。     

苎麻根际和非根际环境的土壤比较研究

以6个不同苎麻品种地的土壤为材料,研究了根际和非根际环境的土壤养分、微生物数量、酶活性、pH值及其相关关系。结果表明,根际土壤中大部分的土壤养分、微生物数量、酶活性高于非根际土壤;相关性分析显示,非根际环境中达到显著相关的因子比根际土壤中多。     

不同作物根际微生物差异的研究

采用两米以下生土做试验(避免熟土影响试验),明显看出不同栽培作物根际微生物三大种群存在着较大的差异。一般根际三大微生物种群数量皆高的作物很少,多为某一种微生物数量较多。苗期微生物数量较少,随着生育进程根量的增加,气温的提高,微生物数量明显增加。施肥可以明显促进土壤微生物的繁衍,但不同作物不同菌类对施肥反应存在差异,其中真菌对施肥反应远不及细菌和放线菌反应敏感。不同作物以花生、小茴香根际放线菌对施肥反应不敏感,而甜菜施肥处理对细菌、真菌增加不多,但对放线菌数量影响很大。值得指出的是不同作物根际微生物对不同施肥种类的反应,与作物生长对不同施肥的反应几乎完全一致,即表现为NPK、NP综合施肥对微生物数量增加最为有效。相比之下,单施N、P、K远不及综合施肥的效果。这种现象可看作是肥料促进根土系统、根土系统促进微生物繁衍的过程。     

中药材根际和非根际土壤酶和微生物特征

以恩施州4种中草药黄连、黄柏、丹皮和木通的根际与非根际土壤为对象,对其根际与非根际土壤pH、土壤养分、土壤微生物和土壤酶活性(转化酶、脱氢酶、脲酶、FDA水解酶)进行对比分析。结果表明:4种药材短期种植中土壤有机质、速效钾、碱解氮均呈现出明显的根际聚集效应。土壤微生物及酶也表现为根际活性较高,根际土壤转化酶、脱氢酶、脲酶、FDA水解酶活性分别较非根际土壤高出113.7%、33.9%、55.5%、472.0%。土壤养分与生物活性主成分分析组成的土壤肥力信息系统较好地表征了土壤肥力水平的差异,获得的综合得分,计算的土壤总体酶活性指标(TEI)与土壤理化性质达显著或极显著正相关。且4种中草药根际土壤肥力水平综合得分及TEI值均高于非根际土壤。主成分分析综合得分和TEI可以较好地表征该地区中草药根际和非根际土壤肥力水平。     

杉木根际土壤特性的研究(Ⅱ)杉木根际的生物化学特性

本研究测定了浙江省一些林场内杉木林地杉木根际和非根际土壤的微生物数量和酶活性。结果指出,杉木根际和非根际土壤中的微生物以细菌为主,其中氨化细菌占有较大数量。杉木根际土壤的细菌、放线菌和真菌数量都显著地高于非根际土壤。脲酶、蔗糖酶、磷酸酶脱氢酶和纤维素酶活性也有同样趋势,但多酚氧化酶则相反。根际微生物数量和酶活性与土壤化学性质有关。杉木连栽显著地降低根际微生物数量和脱氢酶、纤维酶活性,但增大了多酚氧化酶活性。这表明降低了生物化学活性。而这又会引起根际养分不足和有毒物质积累,导致连栽杉木较低的生长速率。     

土壤管理模式对幼龄果园根际土壤养分和酶活性影响初探

初步研究了红壤幼龄果园根际与非根际土壤养分和酶活性的变化趋势.结果表明,根际土壤含水量大于非根际土壤,且果园生草区根际土壤含水量最大;根际土壤有机质含量都大于非根际土壤,套种绿肥区根际土壤有机质含量最大(25.5 g@kg-1),处理间差异显著;根际土壤的速效氮、磷含量高于非根际土壤;脲酶活性在绿肥套种区和清耕区根际和非根际土壤中有很大差异,多酚氧化酶活性在3个处理中变化都比较大,而酸性磷酸酶活性差异不明显.     

作物根际土壤有机磷的分组及有效性研究

采用玉米盆栽磷肥试验 ,用Bowman cole法对石灰性土壤中玉米根际和非根际土壤有机磷含量进行了分组研究 .结果表明 ,供试土壤中施入不同磷肥 ,可不同程度地提高土壤有机磷含量 ,不同处理有机磷含量提高顺序为K2 HPO4>SSP >CaMg P >FA ;土壤有机磷含量的提高均以中度活性有机磷为主 .玉米根际土壤有效磷、有机磷总量均低于非根际土壤的有机磷 .有机磷各组分中 ,中度稳定和高度稳定有机磷在根际土壤中的含量高于非根际土壤 ,变幅不大 ,但中度活性有机磷和活性有机磷在根际土壤中的含量显著低于非根际土壤 ,这些活性较强的有机磷可能比较容易发生矿化 ,供玉米吸收 .供试轻壤质土壤中有机磷各组分含量均高于轻粘质土壤     

秸秆还田对冬小麦品种百农矮抗58根际土壤微生物及土壤酶活性的影响

在大田条件下,以冬小麦百农矮抗58为试材,研究了秸秆还田对其根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响.结果表明,随着生育进程的推进,根际土壤微生物数量和土壤酶活性呈先升高后降低的趋势,其中以开花期表现较高.根际土壤微生物数量和土壤酶活性不同处理间表现为玉米秸秆还田翻耕＞玉米秸秆还田旋耕＞玉米秸秆清除旋耕.由此可知,应进一步...     

定植年限对小叶锦鸡儿灌丛及根际土壤养分与酶活力的影响

为了探讨小叶锦鸡儿在晋西北黄土丘陵区缺乏养分管理的环境下的生长状况,选取不同定植年限小叶锦鸡儿人工灌丛为研究对象,进行定植年限对灌丛及根际土壤养分及酶活力状况的影响研究.结果表明,小叶锦鸡儿随着定植年限的增加,地上部干物质绝对生长速率的峰值出现在10～20年间,20～30年间生长速率开始逐渐减小,但仍处于增长阶段;30～40年间,地上部干物质绝对生长速率出现负值,说明30年之后出现了灌丛枝、叶干枯退化现象.灌丛定植年限对根际土壤酸碱性并无明显影响.各定植年限灌丛土壤有机质和全氮含量均有明显的根际富集作用,定植年限对富集作用的影响无明显规律,没有表现出随定植年限的增加而出现显著的养分消耗现象;小叶锦鸡儿短期生长对磷的富集效应不明显,而长期则表现为根际土壤有效磷含量较非根际土壤高,出现有效磷在根际富集的现象;速效钾含量随着生长年限的增加呈逐渐降低趋势,且根际土壤显著高于根外土壤,以30年生小叶锦鸡儿灌丛的根际效应最为显著.土壤酶活性的变化呈现一定的阶段性,土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性在5～10年均处于快速增长期、10～20年处于缓慢提高期,20～30年处于缓慢降低期.因此,为了黄土高原植被的可持续利用,小叶锦鸡儿30龄时需要及时刈割平茬.     

不同质地土壤中Cd胁迫对灌浆期小麦根际环境的影响

通过网室盆栽试验,研究砂土、壤土、粘土3种质地土壤上不同w(Cd)胁迫对灌浆期小麦根际环境的影响,测定小麦根的形态生理指标(根长、根系活力)、根际土壤酶活性(土壤脲酶、土壤蔗糖酶)、土壤w(Cd)及其有效态w(Cd)、小麦根和籽粒w(Cd)。结果表明,当w(Cd)≤40mg/kg时,小麦根长、根系活力和土壤酶活性均高于对照;当w(Cd)≥60mg/kg时,小麦根系生长受到抑制,土壤酶活性均明显下降。对于不同质地土壤,壤土上小麦根长、根系活力及土壤酶活性较砂土和粘土高;对w(Cd)来说,土壤w(Cd)依次为壤土>粘土>砂土,土壤有效态w(Cd)为砂土>粘土>壤土,小麦根w(Cd)为砂土>壤土>粘土,籽粒w(Cd)为砂土>壤土>粘土。说明壤土和粘土对Cd的吸附性较高,土壤中Cd的可利用性较差,因而Cd从土壤迁移到植株中较少;而砂土对Cd的吸附能力最差,进入小麦植株中也最多。因此,在壤土和粘土上种植小麦可在一定程度上减轻Cd的胁迫作用,能有效缓解Cd对小麦的毒害,而在砂土上种植小麦,Cd胁迫作用则表现的较为突出。     

水稻根际土壤溶磷菌的分离、鉴定及对水稻的促生作用

【目的】为明确水稻根际溶磷菌株溶磷能力及其对水稻植株及根际土壤磷含量的影响。【方法】利用溶磷圈法从水稻根际土壤中分离获得具有较强溶解Ca3(PO4)2能力的2株细菌NDW1和NDW3,根据16S r DNA对菌株进行鉴定。以NBRIP为基础培养基,通过正交试验对2株菌株利用氮源、碳源及初始p H进行优化,鉴定菌株的吲哚乙酸(IAA)分泌量,研究溶磷菌对水稻的促生作用,以及对土壤速效磷和水稻幼苗全磷含量的影响。【结果】菌株NDW1和菌株NDW3分别被鉴定为Enterobacter sp.和Serratia sp.,2株菌株溶磷的最佳条件组合均为葡萄糖、蛋白胨及初始p H 6。2株菌株24 h内最高溶磷量分别为294.95和312.93μg·m L-1,且都可分泌IAA。土培和沙培条件下,溶磷菌NDW3对水稻株高、根长、最大叶长及地上干质量都有明显的促进作用,并且NDW3在2种种植条件下均显著增加了根际土壤速效磷及水稻植株全磷含量。【结论】从水稻根际土壤分离获得2株溶磷能力较好的细菌菌株Enterobacter sp.NDW1和Serratia sp.NDW3,菌株NDW3对水稻的促生作用强于菌株NDW1。     

不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分特征差异

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg（表示为0、10、20、30 mg•kg-1）条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理（不施磷、施磷10、20 mg•kg-1）条件下,高效品种根际土壤水溶性磷出现了亏缺,而施磷量较高（施磷30 mg•kg-1）时,其根际土壤水溶性磷则出现了富集。根际与非根际土壤无机磷组分浓度为Ca10-P＞O-P、Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P,且Ca10-P浓度占无机磷总量的50%以上。不施磷、施磷10 mg•kg-1,高效品种根际土壤中Ca2-P浓度是低效品种的1.22和1.23倍、1.31和1.59倍。低效品种根际土壤Al-P浓度在不施磷处理下是高效品种1.13和1.23倍。施磷量减少,不同磷效率小麦根际土壤均表现出O-P、Fe-P的减少。根际与非根际土壤4种有机磷组分中,以中活性有机磷浓度最高,其次为中稳性有机磷和高稳性有机磷,而活性有机磷的浓度最低。不施磷和施磷10 mg•kg-1处理,低效品种渝02321根际土壤活性有机磷浓度是高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的2.00与1.76倍、1.68与1.63倍。【结论】磷高效小麦具有较强的磷素积累、物质生产和水溶性磷吸收能力。低磷胁迫下,磷高效品种活化吸收Al-P、Ca-P、活性有机磷能力强于低效品种。     

一株色季拉山长鞭红景天根际溶磷菌的分离、鉴定及其低温适应性分析

[目的]从西藏色季拉山长鞭红景天根际土壤中分离筛选出溶磷菌株,为高寒植物根际促生菌的开发利用和丰富溶磷菌种质资源提供理论基础和科学依据.[方法]以长鞭红景天为研究物种,采用溶磷圈法从其根际土壤中分离溶磷菌,以钼锑抗比色法测定溶磷量进行复筛;筛选出溶磷效果最好的菌株,测定其产吲哚乙酸(IAA)、固氮促生特性,结合形态、生理生化特性和16S rRNA序列分析进行分类鉴定.以芽孢杆菌为对照,将芽孢杆菌和分离获得的溶磷菌株分别在4、10、15、20和30 ℃下培养7 d,研究其低温适应性.[结果]从长鞭红景天根际土壤中筛选出21株具有溶磷作用的菌株,其中PSB19菌株在PKO无机磷培养基上的溶磷圈直径/菌落直径(D/d)最高,液体溶磷量达392.15 μg/mL,具有产IAA和固氮特性,其在4和10℃的低温条件下生长良好.通过形态、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,将PSB19菌株归类于粘着箭菌(Ensifer adhaerens).[结论]PSB19菌株有较好的溶磷、产IAA和固氮特性及低温适应性,具有作为生物菌肥在农业生产及植被恢复等方面应用的潜力.     

大豆根际溶磷菌分离鉴定及溶磷过程中有机酸的分泌

【目的】明确吉林省地区大豆Glycine max根际溶磷菌的种类及溶磷特点。【方法】利用溶磷圈法筛选溶磷菌,16S rDNA序列测定和Vitek2生理生化系统对菌株进行分析鉴定。测定菌株生长量、溶磷量、培养基pH变化与有机酸的产生。【结果】从大豆根际土壤中分离获得4株溶磷菌株WJ1、WJ3、WJ5和WJ6。4个菌株分别属于假单胞菌属Pseudomonas sp.、肠杆菌属Enterobacter sp.、苍白杆菌属Ochrobacterum sp.和克雷伯菌属Klebsiella sp.。4株溶磷菌96 h内最大溶磷量分别为558、478、596和586μg·m L-1。甲基红试验和培养物p H测定结果表明:4个菌株在溶磷过程中可使培养物的pH下降,当p H小于4时,会明显阻碍菌株的生长。p H为5时,WJ1和WJ3的生长受到轻微的影响,WJ5和WJ6能正常生长。GC-MS对菌株在溶磷过程中产生的有机化合物的分析表明,4菌株均分泌多种有机酸,其中α-酮戊二酸在WJ1、WJ3和WJ6菌株溶磷过程中大量产生。【结论】4菌株具有较好的溶磷能力,溶磷过程中分泌有机酸种类不完全相同,有机酸的分泌造成培养基的p H降低,影响菌体生长,而菌体数量决定各菌株的溶磷量。     

间作小麦根际和土体磷养分的动态变化

 通过田间试验,研究比较了小麦与蚕豆间作和小麦单作环境条件下,小麦根际和土体速效磷养分的动态变化,探讨了小麦单作和小麦与蚕豆间作对小麦根际磷养分的影响。结果表明,单作小麦和间作小麦根际速效磷含量在各生育期呈先升高后降低的变化趋势,土体速效磷含量单作小麦在灌浆期最高,间作小麦在抽穗期最高。小麦蚕豆间作提高了拔节至灌浆期小麦根际速效磷含量,显著降低了成熟期根际速效磷含量和土体磷含量。拔节期、抽穗期、灌浆期小麦根际速效磷含量分别提高了6.81%,8.71%,12.95%,成熟期根际速效磷含量降低了21.11%     

不同栽培模式对设施黄瓜生长发育及土壤微生物数量的影响

采用小麦、燕麦、分蘖洋葱、白菜、芹菜分别与黄瓜进行伴生或套作栽培,研究不同栽培模式对黄瓜生长和根际可培养土壤微生物数量的影响.结果表明,各种栽培模式均能促进设施黄瓜生长,提高黄瓜产量;其中,燕麦处理的黄瓜产量最高,提高产量27.85%;其次是小麦处理,提高产量24.05%.各栽培模式均可提高黄瓜根际土壤细菌和放线菌数量,降低土壤真菌和尖镰孢菌数量.说明不同栽培模式均不同程度改善土壤微生态环境