杂交粳稻的氮素利用率及根际微生物

选用新品种是提高水稻产量及其品质的重要技术措施之一。     

杨树苗根系特性及根际土壤微生物多样性对施用味精废浆的响应

[目的]探讨味精废浆有机肥对杨树根系特性及根际土壤微生物多样性的作用效果,为杨树苗的培育和造林以及味精废浆有机肥的推广应用提供理论依据和技术指导。[方法]以一年生欧美I-107杨树苗为试材,通过盆栽模拟方式,研究CK(不施肥)、CF(单施化肥)、CM(味精废浆)和CM+CF(味精废浆和化肥各提供50%的氮)等处理对杨树苗根系构建水平、根系吸收面积、根际土壤微生物多样性指数及地径、苗高生长的影响。[结果]施用味精废浆显著促进了杨树苗根系的生长,尤其增加了毛细根的数量及在根体系中的比例。同CF相比,CM+CF处理显著增加了根系的总吸收面积和活跃吸收面积,增幅分别为76.39%和121.48%;同时,CM+CF处理的微生物多样性指数达最高值,并显著高于其它处理。此外,该处理还明显促进了杨树苗地径、苗高的生长,其中地径分别较CK,CF和CM处理显著提高45.30%,22.62%和10.78%,苗高分别显著提高42.21%,20.65%和11.46%。[结论]味精废浆有机肥与化肥配施有助于改善杨树苗根系特性,并提高根际土壤微生物多样性指数,进而促进杨树苗生长。     

间作分蘖洋葱对番茄氮素吸收和根际土壤微生物多样性的影响

  【目的】  间作分蘖洋葱能缓解番茄连作障碍,提高番茄养分吸收。本研究通过解析间作分蘖洋葱条件下番茄根际土壤中氮吸收和微生物多样性的变化,旨在揭示间作对番茄氮营养改善的生物学机制。  【方法】  设计田间和盆栽两个试验,田间试验设番茄单作、分蘖洋葱(农安)与番茄间作和分蘖洋葱(五常)与番茄间作共3个处理,测定番茄的生长指标、氮吸收量及产量,阐明间作对番茄养分吸收、分配及产量的影响。盆栽试验设番茄单作、分蘖洋葱(五常)单作、分蘖洋葱与番茄间作及无苗对照等4个处理。对番茄及分蘖洋葱的根际土壤中铵态氮、硝态氮含量及土壤酶活性测定,并采用Miseq高通量测序技术分析土壤细菌和真菌多样性变化,旨在阐明间作对根际土壤养分环境的影响。  【结果】  1) 间作后,番茄株高显著增加,番茄产量提高了8.49%～16.92%。2) 间作分蘖洋葱两品种番茄各测定指标表现为相似的变化规律。间作60天,番茄干重显著增加,间作后番茄干物质向根分配指数降低,而向地上分配指数增加,其中向茎叶分配指数降低,而向果分配指数增加。间作90天,均显著提高了氮养分向根和茎分配,而降低了氮养分向叶中分配。3) 间作37天后,番茄根际土壤中铵态氮含量显著增加,硝态氮含量显著降低,间作改变土壤铵态氮和硝态氮比例,促进了番茄的氮吸收。番茄根际土壤中脲酶和脱氢酶活性显著高于单作和无苗对照,间作分蘖洋葱根际土壤脱氢酶活性显著高于单作和无苗对照。4)间作分蘖洋葱处理提高了放线菌纲、拟杆菌纲 、黄杆菌纲、绿菌纲、绿弯菌纲、厌氧绳菌纲、异常球菌纲、芽孢杆菌纲、梭菌纲、柔膜菌纲、浮霉菌纲、α-变形菌纲、丰佑菌纲的丰度,其中间作分蘖洋葱提高了番茄根际土壤芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等细菌的相对丰度。间作提高了番茄根际土壤青霉菌属(Penicillium)、曲霉菌属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)等真菌的丰度,但却降低了散囊菌属(Eurotium)和梭孢壳属(Thielavia)的丰度。间作番茄根际土壤微生物菌群结构的改变可能是促进番茄氮养分吸收的关键因素之一。  【结论】  间作两种分蘖洋葱均增加了番茄株高和干重,间作提高了番茄的氮吸收量和产量,降低了氮养分向叶中分配,而升高了氮养分向根和花果中分配,提高氮的利用。同时,间作分蘖洋葱通过改变番茄根际土壤细菌和真菌菌群结构,改善了土壤氮有效性,促进了番茄的氮吸收,为番茄产量的提高奠定了营养基础。     

施用牛粪对土壤-油菜系统氮素组分的影响

大理是我国南方地区发展奶业最早的地区之一,伴随着奶牛养殖业的快速发展,奶牛粪便已成为洱海流域农业面源污染的重要来源。通过在洱海流域内设置2年田间定位试验,研究施用牛粪对土壤-油菜系统氮素转化的影响,为洱海流域畜禽粪便资源化还田利用提供理论依据。在大理洱海流域水稻-油菜水旱轮作模式下,设置不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、化肥与牛粪配施(NPK+S)、牛粪施用(2S)、倍增牛粪施用(4S)五种处理的田间小区试验,研究施用牛粪对油菜季土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、可溶性有机氮(DON)、微生物量氮(SMB-N)和全氮(TN)的影响,及对油菜地上部氮素养分吸收利用的情况。施用牛粪处理的土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮含量均低于化肥单施处理,微生物量氮高于化肥单施处理,施用牛粪可减控土壤可溶性氮素流失,提高土壤微生物氮库容量,但不同牛粪施用量处理间差异较小,牛粪与化肥配施效果最好,牛粪施用对提高和保持土壤全氮含量的效果随时间延长,其效果显著,相比CK提高土壤全氮含量8.74%~13.69%,相比NPK提高9.53%~14.53%。牛粪施用处理相比化肥单施能提高油菜籽粒的吸氮量,提高幅度达8.51%~17.96%,倍增牛粪施用相比牛粪施用未能提高油菜籽粒吸氮量,仅提高油菜秸秆的吸氮量。综合土壤肥力和油菜产量,洱海流域油菜季较优施肥方式是牛粪与化肥配施,能提高油菜氮收获指数,促进氮养分向油菜籽粒转移,增加经济产量,同时能提高和保持土壤微生物量氮和全氮含量,增强土壤供氮能力。     

味精废浆对西瓜根际土壤生物学特征的影响

为了探讨味精废浆与化肥配施对西瓜根际土壤环境的作用效果以丰乐一号西瓜为试材,通过大田试验,利用平板计数法和末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术,研究了T1(尿素提供100%的氮)、T2(味精废浆和尿素分别提供10%和90%的氮)、T3(味精废浆和尿素分别提供30%和70%的氮)和T4(味精废浆和尿素各提供50%的氮)等处理对西瓜根际土壤微生物数量、微生物量碳和氮、根系分泌物及细菌群落结构多样性的影响。结果表明:与T1处理相比,T3处理显著增加了根际土壤细菌数、放线菌数、微生物总量及微生物量碳、氮含量,而对真菌数的影响较小,其中细菌数、微生物量碳和氮含量分别增加53.59%、39.80%和45.59%;明显提高了根际土壤中根系分泌物含量。同T3处理相比,T2和T4处理对根际土壤微生物数量及根系分泌物含量的影响较小。此外,T3处理的细菌群落结构的丰富度及多样性指数最高,分别比T1处理提高91.79%和97.31%,差异达显著水平(p0.05);同时也明显高于T2处理,但与T4处理差异不显著。综合分析认为,配施味精废浆可有效改善西瓜根际土壤的微生态环境,而味精废浆与化肥的搭配比例是关键因素。     

蚯蚓粪对杨树幼苗根系特性及氮素利用率的影响

通过盆栽试验,研究了CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)和VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对一年生欧美I—107杨根系形态特征、根系吸收面积及氮素利用率的影响。结果表明,与CF处理相比,VC+CF处理显著提高了杨树幼苗的根系总根长、比根长、根系表面积、根系体积和根尖数,而根系直径却明显降低,其中根系总根长分别比CK,CF和VC处理提高161.70%,52.80%和14.79%;同时,VC+CF处理还显著提高了根系总吸收面积、活跃吸收面积和根、茎、叶干物质量以及氮、磷、钾养分吸收量,并且使氮素利用率达到59.07%,分别比CF和VC处理提高57.35%和27.09%。此外,施肥对杨树幼苗地上部的增长速度明显快于根系。同VC+CF处理相比,VC处理对杨树苗根系形态特征、根系吸收面积及氮素利用率的影响较小。综合分析认为,蚯蚓粪与化肥配施对杨树幼苗的根系特性改善和养分吸收作用效果最佳。     

连作西瓜的根际土壤酶活性和微生物多样性

以山东大鹏西瓜基地0,3,9,15 a的西瓜根和根际土壤为研究对象,采用野外调查和实验室分析方法分析连作对西瓜根际土壤酶活性和微生物多样性的影响。结果表明:随着连作年限的增加,土壤有机质和氮磷钾含量递减,连作第15年有机质及有效氮磷钾含量最低。在同一生长时期内,连作年限越长,西瓜根系活跃吸收面积和总吸收面积最低,根际土壤酶活性呈现先递增后下降的趋势,并且根际土壤酶活力幼苗期 < 抽蔓期 < 结果期。在连作前期土壤中可培养微生物代谢活力递增,连作后期微生物代谢活力递减,且连作越久土壤中微生物群落多样性降低,均匀度先增加后降低。相关性分析表明,土壤中过氧化氢酶（p < 0.05）、磷酸酶（p < 0.05）、蔗糖酶（p < 0.01）、速效磷（p < 0.05）、速效钾（p < 0.05）与真菌具有正相关性;脲酶与细菌正相关（p < 0.01）,与碱解氮负相关（p < 0.01）;过氧化氢酶（p < 0.05）、碱解氮（p < 0.01）与放线菌具有显著正相关。综上所述,连作0～9 a,土壤微生物代谢活力和酶活性增强,养分流失较小;连作9 a后,土壤养分流失严重,土壤酶活性和微生物代谢活力显著降低,产生连作障碍,说明减少连作年限可使西瓜优质丰产并且可持续发展,反之影响西瓜正常生长生产,损害经济效益。     

氮素营养水平对小麦根际微生物及土壤酶活性的影响

在大田高产栽培条件下．研究了不同施氮水平对豫麦49-198根际微生物和土壤酶活性的影响。结果表明：豫麦49-198根系土壤蛋白酶活性和脲酶活性随生育时期推进均呈先上升后下降的变化趋势．蛋白酶活性、脲酶活性分别在拔节期和返青期达到最大值。在同一生育时期内，随着施氮水平的提高，蛋白酶活性呈先增加后降低的变化趋势．其中以N2（180kg／hm^2）处理的蛋白酶活性最高，但N4（360kg／hm^2）处理的蛋白酶活性仍大于对照N1（0kg／hm^2）；脲酶活性随施氮水平的提高呈上升趋势．以N4（360kg／hm^2）处理的脲酶活性最大。根际微生物总量随生育时期推进呈先增加后下降的趋势，在孕穗期达到最大值．开花期略有降低；在同一生育时期．随着施氨水平的提高，根际微生物数量呈先增加后下降的趋势，以N3（270kg／hm^2）处理的根际微生物总量最高．且各处理之间的差异都达到了显著水平。     

施用牛粪对侧柏根际土壤微环境特征的影响

为探讨施用牛粪、对侧柏根际微域的作用效果,通过盆栽试验,研究了CF(单施化肥)、CM(牛粪)和CM+CF(牛粪和化肥各提供50%的氮)等处理对侧柏根际土壤微生态环境特征的影响。结果表明:同CF处理相比,CM+CF处理明显提高了根际土壤中根系分泌物的含量,其中氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量分别提高26.01%、56.38%和24.16%;显著增加了根际土壤中腐殖酸和胡敏酸的含量,并提高了胡/富,其中胡敏酸含量分别比CK、CF和CM处理高出84.62%、56.52%和6.40%。不同施肥处理对根际土壤的理化性状亦产生了较大影响,CM+CF处理降低了根际土壤的pH值,提高了根际土壤的EC值、阳离子代换能力和饱和持水量。此外,CM+CF处理还显著增加了根际土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和交换性Ca的含量,而对交换性Mg的影响差异不显著。与CM+CF处理相比,CM处理对侧柏根际微域的影响较小。综合分析认为,牛粪与化肥配施能够更有效地改善侧柏根际区域的微生态环境。该研究为侧柏园林绿化提供理论依据和技术支持。     

氮素形态对中后期小麦根际土壤氮转化微生物及酶活性的影响

采用盆栽方法研究了硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对豫麦34不同生育期根际土壤氮素转化相关微生物及酶活性的影响。结果表明,土壤氮素转化不同微生物生理类群活性及酶活性差异显著,其活性大小顺序为:反硝化细菌硝化细菌脲酶蛋白酶亚硝化细菌氨化细菌。反硝化细菌、硝化细菌、蛋白酶、亚硝化细菌及氨化细菌活性从拔节期开始逐渐升高,于花后14天达到最大值,之后开始下降;脲酶活性在拔节期最高,逐渐降低,至花后14天最低,之后又略有回升。氮素形态对小麦根际土壤氮素转化微生物及酶活性的影响因生育期、微生物生理类群而异。综合比较分析表明,铵态氮促进土壤有机氮的分解利用,促进氨转化为NO3-,抑制反硝化作用引起的氮素损失,酰胺态氮次之,硝态氮最差。