加热消毒设备处理西瓜重茬基质工艺优化及栽培效果

为解决西瓜重茬基质再生利用障碍问题,降低基质栽培经济成本,该研究设计研发了一台利用导热油夹套加热,高温消毒处理重茬基质的设备。从节能和病原菌杀灭的角度,优化该设备的运行参数,获得重茬基质消毒技术。通过对再生基质栽培后西瓜枯萎病发病情况和尖孢镰刀菌数量的调查,验证该技术在田间尺度上的应用效果。试验结果表明:西瓜基质栽培前后容重和孔隙度变化显著,全氮、速效氮、速效钾显著(P0.05)下降33.0%、40.3%和33.5%,但仍在适宜栽培范围,再次利用需补充养分,而病原菌(尖孢镰刀菌的数量)显著增加是限制重茬基质再利用的主要障碍因子。利用该消毒设备对西瓜重茬基质消毒的最佳运行参数为:单次进料量为3 m3,基质含水率为40%,高温(70℃)消毒2.0～2.5h。田间验证试验显示,连茬种植西瓜后,经消毒处理的重茬基质枯萎病发病率与新基质无差异,分析基质中病原菌数量发现,经过高温处理后重茬基质中尖孢镰刀菌数量与新基质处理无差异,均显著低于未经消毒处理。此外,西瓜采收后的生长指标(植株干质量、单果质量和产量)均与新基质无差异。因此,基于导热油外加热的消毒设备处理西瓜重茬基质工艺达到了很好的灭菌效果,满足西瓜生产需求。整个工艺的经济成本为42.25～53.50元/m3,可以控制在新基质价格的6%以内。在农业生产中具有很好的应用前景。     

土壤消毒结合施用生物有机肥对西瓜病土改良效果的影响

选取西瓜枯萎病发病严重的大棚,设置5个处理:对照、棉隆熏蒸、棉隆熏蒸后种植西瓜过程中施用不同次数生物有机肥,研究棉隆消毒土壤及配合不同生物有机肥施用次数对土壤理化和生物学性质及西瓜枯萎病发病率的影响。结果表明:棉隆熏蒸土壤后,施用生物有机肥虽未减缓尖孢镰刀菌增长速率、降低西瓜枯萎病发病率,但显著增加了土壤细菌和真菌数量,改变了细菌和真菌群落结构。此外,施用生物有机肥会降低土壤pH,过量施用会导致土壤NO–3累积、盐分增加。从改良土壤微生物群落结构和避免NO–3累积及土壤盐渍化加重角度出发,种植西瓜过程中生物有机肥最佳施用方式为移栽时施用1次+种植过程中追施1～2次。     

不同栽培条件下蔬菜塑料大棚土壤尖孢镰刀菌数量的变化

应用尖孢镰刀菌选择性培养基,调查了太湖地区不同蔬菜品种、不同栽培年限、不同栽培方式及不同土壤深度的蔬菜塑料大棚土壤中尖孢镰刀菌数量的变化情况。结果显示,栽种黄瓜的土壤中尖孢镰刀菌数量达1.6×104cfug-1干土,显著大于栽种芹菜和茄子的土壤。随着栽培年限的增加,土壤中尖孢镰刀菌数量有增加的趋势,连作4a土壤中尖孢镰刀菌数量比连作1a土壤增加了22%。与有土栽培相比,基质槽培土壤中尖孢镰刀菌数量较少,仅1.1×104cfug-1干土,基质栽培可能是国内今后蔬菜塑料大棚的发展方向之一。随着土层深度的增加,土壤中尖孢镰刀菌数量逐渐降低,尖孢镰刀菌很少从表层土向下迁移。这些结果为蔬菜塑料大棚土壤的可持续利用提供了一些初步的微生物学依据。     

发酵床垫料栽培基质重复利用对辣椒生长和基质性状的影响

以发酵床垫料为主要原料的有机基质作为栽培基质,采用槽式栽培方式,研究其在辣椒种植上的应用效果以及种植不同茬次辣椒后基质理化和微生物学性状的变化情况;并研究该有机基质的重复利用效果。结果表明:基质栽培的辣椒与土壤对照相比,在株高、根长、整株鲜重和产量方面均无显著差异,且用完1茬的旧基质继续种植第2茬辣椒不影响其产量。种植第1茬辣椒后对基质理化性状影响最大,其中,EC值、速效氮和速效钾含量与新基质相比变化最为显著,分别降低了81.17%、92.15%和85.16%,种植2茬辣椒后基质理化性状与1茬时相比变化不显著。Real-Time PCR结果表明:连续种植2茬辣椒对基质中细菌数量影响不大,而真菌数量1茬后显著降低,2茬后真菌数量与1茬时相比差异不显著。PCR-DGGE结果表明种植第1茬辣椒明显改变了基质中细菌和真菌群落结构,并能明显提高真菌的群落多样性,但种植第2茬辣椒对基质中细菌和真菌多样性影响较小,细菌和真菌群落结构与1茬时相比变化不大。     

棉隆熏蒸与微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控研究

通过田间试验评估了土壤熏蒸和微生物有机肥联用对西瓜枯萎病的防控效果及对西瓜产量与品质的影响。试验设置3个处理:对照(CK)、棉隆熏蒸结合普通有机肥处理(OF)、棉隆熏蒸结合微生物有机肥处理(BOF)。结果发现:与CK相比,BOF处理和OF处理均显著降低西瓜枯萎病发生率,病害防治效果分别为65.8%和54.1%;BOF处理还显著增加连作西瓜产量(增幅达33.4%),提高西瓜中心糖含量(增幅达15.9%)和糖酸比(增幅达13.4%)。棉隆熏蒸处理土壤细菌和真菌数量均显著低于CK,尖孢镰刀菌数量下降3个数量级;土壤脲酶、蔗糖酶、荧光素二乙酸酯酶活性以及土壤微生物碳源利用多样性指数、均一性指数较CK均显著降低。棉隆熏蒸后施用有机肥可使土壤微生物数量、土壤酶活性及微生物碳源利用多样性逐步恢复,其中BOF处理土壤微生物数量和酶活性恢复速度和强度更大、病原菌数量及病原菌与真菌数量比最低、微生物碳源利用多样性指数最高。结果表明,利用棉隆对连作西瓜土壤熏蒸20 d能显著减少病原菌数量,配合施用微生物有机肥,能快速改善土壤微生物区系和恢复土壤酶活性,降低枯萎病的发生,并有效促进西瓜生长,提高西瓜产量及品质。     

香蕉根围土壤尖孢镰刀菌与养分特征及相关性

拟通过分析香蕉种植土壤中尖孢镰刀菌数量与养分含量,阐明香蕉枯萎病发生流行时土壤中尖孢镰刀菌与养分的特征及其相互关系,为香蕉枯萎病的防控提供一定的理论依据。在我国及老挝15块香蕉园中分别随机采集9个罹患枯萎病与9个未患病植株根围土壤样品,应用实时荧光定量PCR与土壤农化分析技术,测定了270个土壤样品中尖孢镰刀菌数量与养分含量。结果表明,患病香蕉根围土壤中尖孢镰刀菌的数量显著高于未患病土壤,每克干土中lg转化后的平均拷贝数为5.5;而患病与未患病植株土壤各养分指标之间几乎无显著差异。各养分指标在土壤中含量分布规律各不相同,其中仅有机质与全磷的含量呈正态分布,土壤pH、全氮及锌的含量呈偏正态分布。蒙特尔检验结果表明,土壤整体养分含量与尖孢镰刀菌数量显著相关。各养分与尖孢镰刀菌的斯皮尔曼相关性分析进一步发现,土壤pH、铁、锰、铜、锌的含量与土壤中尖孢镰刀菌的数量呈显著负相关关系。此外,不同酸性程度及不同有机质含量土壤中尖孢镰刀菌与各养分的相关性分析发现,在弱酸性蕉园土壤（pH > 6.0）中,土壤尖孢镰刀菌的数量与铁、锰、铜的含量显著负相关;而在有机质含量未严重缺乏（SOM > 1%）的土壤中,土壤尖孢镰刀菌的数量与土壤pH及铁、锰、铜、锌的含量呈现显著负相关关系。在我国及老挝香蕉产区蕉园土壤普遍呈现酸化趋势,患病香蕉植株根围土壤中尖孢镰刀菌数量上升,而尖孢镰刀菌与土壤pH及微量元素,尤其是铁、锰、铜、锌的含量呈负相关关系。     

基因宏阵列和荧光定量PCR方法对西瓜枯萎病害土壤中尖孢镰刀菌的快速检测和定量

采用基因宏阵列(Macroarray)和荧光定量PCR(Real-time PCR)的方法,对引起西瓜枯萎病害的病原菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)进行了快速监测和快速绝对定量,并且对实验条件进行了优化和摸索。结果显示,在西瓜枯萎病害发病较为严重的处理N-+P-和N-+P+的根际土壤中,Macroarray检测到强烈的阳性信号,表明尖孢镰刀菌的大量存在,同时荧光定量PCR的结果也表明在这两个处理的根际土壤中尖孢镰刀菌数量最多,分别为每g土壤8.89×105和2.24×105个拷贝数;而在未发生枯萎病害的处理N++P-和N++P+中,Macroarray未检测到阳性信号,根际土壤中尖孢镰刀菌数量分别为每g土壤6.23×103和3.28×103个拷贝数;而四个处理的土体土壤中尖孢镰刀菌的数量均维持在每g土壤102～103个拷贝数,Macroarray未检测到阳性信号。与传统检测方法如病原菌的分离培养、平板稀释计数等相比,上述分子生物学方法对病原真菌的检测和定量更为准确快速、省时省力。     

沼液处理对连作西瓜枯萎病发生、产量及品质的影响

利用沼液防治土传病害是实现沼液高值利用重要途径。以西瓜优佳018为材料,采用田间试验方式,研究等氮磷钾养分下,沼液结合覆膜、闷棚等综合防治措施,对西瓜连作土壤中尖孢镰刀菌数量的削减效果以及对西瓜产量及品质的影响。结果表明:水或沼液结合覆膜、闷棚等处理连作土壤20天,能有效降低土壤中尖孢镰刀菌的数量,其中沼液处理降低幅度更大。处理期间,沼液和水处理土壤温度、湿度显著高于对照。沼液处理减缓了西瓜枯萎病大面积发生的时间,前期(西瓜移栽后的45天内)西瓜枯萎病发病率和病情指数均显著低于水处理和对照,开花期之后发病率大幅提高,因而西瓜收获时沼液处理与对照发病率无显著差异,但病情指数显著低于对照。与对照和水处理相比,沼液处理西瓜产量、商品果产量、维生素C含量均显著提高,而硝酸盐含量降低,但沼液处理西瓜含糖量低于对照。以上表明,利用沼液处理西瓜连作土壤能有效增加西瓜产量,提升品质,并对枯萎病的发生有一定的延缓作用。     

硝/铵营养对香蕉枯萎病尖孢镰刀菌生长的影响

通过室内平板培养,研究了不同硝/铵配比的氮源,以及不同的pH对香蕉枯萎病尖孢镰刀菌生长的影响。结果表明: 1）在所有不同硝/铵配比处理中,低pH（pH=4）均抑制尖孢镰刀菌的生长。在相同pH值条件下,100%铵态氮处理中尖孢镰刀菌的生长受到明显抑制,其菌落直径均小于4 cm; 2）在不同浓度铵处理后,尖孢镰刀菌的生长在铵态氮大于5 mmol/L时受到强烈的抑制; 3）通过模拟植物细胞壁被尖孢镰刀菌侵染并穿透的过程中发现,尖孢镰刀菌在100%铵态氮处理下不能穿透赛璐膜。本研究结果说明,铵态氮能够控制香蕉尖孢镰刀菌的生长,并抑制其侵染穿透寄主细胞壁。     

土壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌生长的影响

为了探索土壤环境因素对致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)存活和生长繁殖的影响,通过设定环境温度、土壤含水量和土壤p H等,研究了这些因素对尖孢镰刀菌西瓜专化型(FON)和黄瓜专化型(FOC)生长繁殖的影响。结果发现,致病性尖孢镰刀菌在21℃~30℃范围内能快速繁殖,而在45℃条件下则无法生长;土壤含水量为20%时该菌繁殖速度最快,而含水量为5%时则受到明显抑制;p H 4~5.5的偏酸性土壤适宜尖孢镰刀菌繁殖,而p H为中性或以上土壤均不利于该菌生长。结果表明,高温、干旱和碱性是减轻土壤中致病性尖孢镰刀菌繁殖的有利环境因素,通过创造相应环境条件,可以控制枯萎病的发生或蔓延。     

西瓜枯萎病生防细菌的筛选

从６个土壤标本中分离得１５个细菌菌株,其中Ｂ１１、Ｂ１４、Ｂ１９、Ｂ２４等４个菌株为芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）,它们对西瓜枯萎病菌有较强的抑制作用。经室内和田间初步防治试验测定,它们对西瓜枯萎病有较好的防治效果。     

高锰酸钾消毒后增施木霉菌肥对连作土壤微生物环境及再植平邑甜茶幼苗生长的影响

【目的】 研究了连作苹果园土壤经高锰酸钾处理后增施木霉菌肥对连作土壤再植平邑甜茶幼苗及土壤微生物环境的影响,以期为减轻苹果连作障碍提供理论依据与技术支持。 【方法】 以盆栽苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,以27年老龄苹果园土壤为对照 (CK),设置木霉菌肥处理 (T1)、高锰酸钾消毒处理 (T2) 以及高锰酸钾和木霉菌肥联用处理 (T3),通过实时荧光定量 (q-PCR)、末端限制性片段长度多态性 (T-RFLP) 等技术研究了各处理对连作土壤微生物环境的影响,同时对平邑甜茶幼苗的生理特征、抗氧化酶活性以及光合相关参数进行了测定。 【结果】 木霉菌肥处理 (T1)、高锰酸钾处理 (T2) 以及两者的联用处理 (T3) 均能促进平邑甜茶幼苗生长,其中以两者联用处理 (T3) 的促进效果最为显著。9月份取样分析结果表明,T3处理的平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别比T1处理提高了34.0%、30.9%、34.9%、33.7%,比T2处理提高了22.5%、23.0%、21.7%、17.3%。同时T3处理平邑甜茶幼苗的根呼吸速率、SOD、POD、CAT活性、光合作用强度相比T1、T2处理也有了显著提高。此外,T3处理还更好地优化了土壤微生物环境,具体表现为T3尖孢镰刀菌 (Fusarium oxysporum)、层出镰孢菌 (Fusarium proliferatum) 基因拷贝数分别较CK降低了69.7%、64.4%,明显优于T2处理的50.0%、49.7%以及T1处理的29.8%、29.3%。T-RFLP图谱的主成分分析 (PCA) 发现,T3处理最大程度地改变了连作土壤真菌群落结构,更有利于减轻苹果连作障碍。 【结论】 高锰酸钾与木霉菌肥联用能更好地降低苹果连作土壤中致病真菌数量,改变连作土壤真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗抗氧化酶活性,促进平邑甜茶幼苗的生长。      

拮抗菌强化的生物有机肥对西瓜枯萎病的防治作用

由西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)引起的西瓜枯萎病是导致西瓜生产毁灭性损失的土传病害,当前对该病尚无有效的防治措施.为了探索该病的生物防治效果,本研究从土壤中分离筛选西瓜枯萎病的拮抗菌,制成生物有机肥,通过温室盆栽试验检验防病效果,并对与拮抗相关的拮抗菌葡聚糖酶进行分子生物学检测.从不同土壤中分离纯化到对西瓜枯萎病菌有潜在拮抗作用的细菌172株,通过平板对峙法筛选出抑菌率在60％以上的拮抗细菌13株,从中挑选出2株抑菌率最高的菌株Cy5和CR38,分别用其与已腐熟的有机肥制成生物有机肥BIO5和BIO38.盆栽试验结果表明,BIO5在防病和促进西瓜生长方面表现优于BIO38.与对照相比,BIO5和BIO38对西瓜枯萎病的相对防治率分别为75％和25％.BIO5处理植株的株高、地上部鲜重、地上部干重分别比对照增加64.8％、63.0％和50％.施用生物有机肥还能显著改变根际土壤的微生物组成.BIO5处理根际土壤的细菌和枯草芽孢杆菌数量分别比对照增加48.5％和61.1％,真菌和尖孢镰刀菌的数量比对照分别下降52.1％和70.2％.分子生物学分析表明,菌株Cy5属于Paenibacillus jamilae菌株,并含有类似于P.polymyxa的β-1,3-1,4-葡聚糖酶.本研究结果说明,拮抗菌强化的生物有机肥对西瓜枯萎病有防治潜力.     

黄瓜连作土壤高温处理对根结线虫和枯萎病的影响

[目的]设施黄瓜连作导致根结线虫和枯萎病发生普遍且严重,利用夏季温室休闲期高温闷棚是解决上述土传病害安全而有效的途径之一。本试验模拟高温闷棚,研究不同温度处理连作土壤根结线虫和枯萎病的变化,旨在为利用太阳光进行温室高温消毒提供理论支撑。[方法]本试验以连作1~19茬‘津优30’黄瓜品种的土壤为试材,首先探明不同连作茬次黄瓜的根结线虫和枯萎病发生程度以及土壤中二者病原物种群数量的动态变化,然后对发病较重的第17茬连作土壤分别进行45℃、50℃、55℃和60℃的高温处理,最后测定比较不同温度处理后的土壤中病原物数量变化,并对高温处理后的土壤进行栽培试验,测量和比较两种病害的发生程度及植株各项生长指标。[结果]随着黄瓜连作茬次的增加,土壤中根结线虫和枯萎病菌的种群数量均增加,两种病害也逐茬加重,至第17茬两种病害的发病程度及其对应病原物的数量均达最高(或次高)水平;对第17茬黄瓜连作土壤进行45℃~60℃的高温处理,随着温度的升高,土壤中的根结线虫和枯萎病菌的数量均减少,当处理温度达55℃时可完全杀灭土壤中根结线虫,达60℃时可同时杀灭枯萎病菌;用高温处理的连作土壤栽培黄瓜秧苗,其根结线虫病和枯萎病的发生程度均随着处理温度的升高而减轻,当处理土壤的温度达到50℃和60℃以上时,根结线虫病和枯萎病分别被完全控制;另外,用60℃处理的连作土壤定植黄瓜,其后期植株生长指标和壮苗指数也显著优于对照。[结论]土传病害随连作茬次增加而加重主要是缘于土壤中病原物积累,定植前对土壤55℃以上的高温处理,可有效减少乃至完全杀灭土壤中根结线虫和枯萎病菌,从而减轻或杜绝两种病害的发生。     

西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH_3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10%以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。     

Microbial dynamics and natural remediation patterns of Fusarium‐infested watermelon soil under 3‐yr of continuous fallow condition

Long‐term monoculture of watermelon results in inhibited growth and decreased crop yields, possibly because of imbalance in microbial ecology caused by accumulation of the pathogen in soil. This results in serious problems in the economics of watermelon production. We investigated the build‐up of Fusarium in soil under watermelon cultivation and changes over 3 yr of fallow in a microcosm. We focused on changes in the microbial community of Fusarium‐infected soil, including the diversity of the microfloral species composition, and species abundance. Long‐term monoculture of watermelon leads to changes in microbial diversity and community structure. The microbes most readily cultured from infested soil were suppressed by watermelon wilt pathogen Fusarium oxysporum f. sp. niveum (FON). Of 52 isolated and identified culturable microbes, 83.3% of bacteria, 85.7% of actinomycetes, 31.6% of fungi and 20.0% of Fusarium sp. were inhibited by FON on bioassay plates. Prior to fallowing, infested soil was a transformed ‘fungus‐type’ soil. After 3 yr of fallow, the infested soil had remediated naturally, and soil microbial diversity recovered considerably. Abundance of dominant bacterial populations was increased by 118–177%, actinomycetes, fungi and FON were decreased by 23–32, 33–37 and 50%, respectively. The ratio of bacteria: actnomycetes: fungus: Fusarium sp. in infested soil changed from 24 000:100:4:1 prior to fallow to 57 000:100:3.5:1 after fallowing, nearer to the 560 000:400:8:1 ratio of healthy soil not used for watermelon cultivation. This suggests the ‘fungus‐type’ soil was converting to ‘bacteria‐type’ soil and that disrupted microbial communities in infested soil were restored during fallow.     

不同种植模式配施生物有机肥对香蕉枯萎病的防治效果研究

采用完全随机区组试验,研究添加了生防菌株解淀粉芽孢杆菌的生物有机肥在不同耕作模式下对香蕉生长和香蕉枯萎病防治效果的影响。结果表明,在不同种植模式下,施用生物有机肥对香蕉株高、茎围的影响与施用等价格化肥相比无显著差异。施用生物有机肥和采用套作模式均能降低香蕉枯萎病病情指数,其中以香蕉\韭菜套作配施生物肥处理效果最好,在香蕉植株移栽121 d时,其病情指数较香蕉净作配施化肥处理低54.2%。在本试验条件下,与香蕉单作配施化肥相比,香蕉\韭菜套作配施生物有机肥能显著提高根际土壤中可培养细菌数量(p0.05),同时显著降低尖孢镰刀杆菌数量(p0.05)。相关分析表明,土壤中尖孢镰刀杆菌数量与土壤根际可培养细菌数量成显著负相关关系(p0.01),与病情指数成显著正相关关系(p0.01)。     

三种不同利用方式土壤上黄瓜根际微生物群落差异

蔬菜塑料大棚是一种高度集约化利用的设施农业类型,在太湖地区一般由原来的稻麦(或油菜)轮作或露地蔬菜改变而来。稻麦(或油菜)轮作或露地蔬菜改为蔬菜塑料大棚后,土壤养分高度累积,出现了次生盐渍化和酸化的现象[1-2]。可能受土壤酸化和次生盐渍化的影响,蔬菜塑料大棚土壤