柑桔根际土壤微生物种群动态及根际效应的研究

在柑桔根际土壤微生物的种群结构中，细菌占优势，最高达76871×10⁷个每克干土；真菌次之，达17549个每克干土；放线菌最少，达12462个每克干土。三种菌的根际效应非常显著，根际细菌最高约为对照的67.6倍，真菌约为12.4倍，放线菌约为26.9倍，柑桔中，温州密柑根际土壤细菌最多，年平均为6490×10⁷个每克干土；红桔的放线菌及真菌最多，年均分别为1326个每克干土及1728个每克干土。柑桔根际土壤微生物区系的种群结构和数量变动，受土壤理化性质的影响，并随树种、树龄、砧木及季节而变化。柑桔根部及根颈部对脚腐病、根腐病及线虫病的感病性和耐病性同柑桔同柑桔根际土壤微生物区系中，有益微生物与有害微生物的种类、数量及分布有密切的关系。柑桔根际土壤有益微生物有促进生长发育和保护的作用。     

设施栽培下香石竹不同植株状态根际土壤微生物类群变化分析

研究了云南香石竹不同生产基地的健康植株、始发病植株及枯死病植株的根际土壤微生物类群及其比值关系。结果表明:香石竹从健康向发病至枯死的变化过程,根际土壤细菌随着植株病害的加重而降低,而真菌、放线菌的变化则随着植株病害的加重而增加;根际土壤细菌与真菌比值(B/F)、细菌与放线菌比值(B/A)及好氧性细菌与厌氧性细菌的比值(Ae/An),可以作为评价香石竹栽培土壤健康状况及病害防治预报的参考指标。若B/F及B/A比值小于健康土壤数值,或Ae/An比值大于健康土壤数值,则预警该区域香石竹种植土壤存在发病的危险性。     

有机毒物甲磺隆胁迫下根际微生物种群生态的动态变化研究

运用根箱盆栽法进行定期测定土壤中微生物的数量,确定甲磺隆胁迫下,小麦根际土壤微生物种群生态的动态变化。表明甲磺隆胁迫下根际土壤中的细菌、真菌、放线菌数量均大于非根际土壤,并初步分离和鉴定了优势菌群。     

连作和轮作模式下花生土壤微生物群落不同微域分布特征

根际微生物区系失衡是作物连作障碍发生的重要原因,而不同的种植管理模式下作物极可能选择特定的根际微生物群落减缓或加重连作障碍。采用经典可培养技术和分子分类方法,分析连作和轮作体系下花生根表、根际及非根际土壤微生物群落变化规律及其与连作障碍之间的关系。结果表明:与轮作相比,连作栽培模式下花生荚果产量降低45.8%、根瘤数减少57.5%、植株生物量下降24.1%;相应的青枯病和根腐病病情指数分别增加至2.93倍和2.43倍。轮作和连作两种管理方式下,土壤细菌和真菌数量均呈明显空间分异规律,从"根表—根际—非根际"显著下降,尤其根表微生物数量是根际微域的2.83倍～329倍。进一步分析则发现,轮作和连作条件下花生根表微生物的数量差异最大,细菌约为1.06倍～3.28倍、真菌约为1.14倍～14.44倍,这种差异明显高于轮作和连作花生在根际和非根际微域上的差异,表明根表微生物群落受花生根系生理代谢活动影响最大,与连作障碍关系最为密切。针对可培养微生物菌群的分子鉴定则表明,轮作花生根表有益微生物主要包括假单胞菌(Pseudomonas sp.)、白地霉(Geotrichumcandidum),其比例明显高于连作,而连作花生根表的病原菌比例则明显高于轮作,包括踝节菌(Talaromyces sp.)、黑曲霉(Aspergillus niger)、粉红粘帚菌(Clonostachys rosea)和沙雷氏菌(Serratia sp.)等。这些结果表明连作种植模式有利于病原真菌在根表定殖,抑制了有益细菌的生长,可能是花生连作障碍下土传病害大幅上升的重要原因。     

崇明西红花根际土壤和球茎微生物多样性分析

为研究崇明西红花栽培地根际土壤和球茎中微生物多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对其微生物群落组成进行了比对分析。结果表明,西红花根际土壤和球茎中细菌和真菌在门类水平上菌群类别差异不显著,但在丰富度和多样性方面根际土壤明显高于球茎;在属和种水平上差异显著;在种水平上,根际土壤或球茎均有各自特有的细菌或真菌,且具有较高的相对丰度。西红花致病真菌瓶霉(Phialophora)和背芽突霉(Cadophora)在崇明西红花球茎大量存在。因此,推测西红花病害发生,除与土壤菌群相关外,与其内生细菌和真菌也紧密相关。本研究结果初步分析了崇明栽培地西红花根际土壤和球茎中微生物多样性及群落结构组成,为进一步筛选合适的崇明西红花栽培地土壤和种球杀菌剂提供了理论依据。     

作物土传真菌病害发生的根际微生物机制研究进展

土传病害是制约我国农业生产可持续发展的重要瓶颈。根际是作物养分高效利用的窗口,是植物-土壤-微生物相互作用的关键微域,也是土传病害发生发展的主要场所。在宏基因组学快速发展的今天,了解根际微生物与土传病害互作关系,有利于从微生物种群、功能代谢和抑病物质等研究找出防控土传病害的有效方法。本文综述了根际微生物与土传真菌病害的发生机制关系,探讨了土传病原真菌致害机理,并提出目前研究的不足和未来研究的重点。目前,我国农业生产中土传真菌病害发生严重,很多是由不同病原菌复合侵染的结果,其致害机理较为复杂。定向优化根际微生物群落结构提升植物根际微生态抗性,是防控土传病害途径之一,应加以重视。现有研究多偏向根际促生微生物,而忽视了根际有害细菌与病害发生和作物生长的关系。今后的研究应系统评估土传真菌病害的发生及危害程度、归类土传真菌病原菌类型、深入研究土传真菌病害发生的根际微生态机理以及研发土传真菌病害综合防控技术。     

乙草胺对玉米根际和非根际可培养微生物的影响

为探明土壤-植物系统中,田间施用量的乙草胺对玉米根际和非根际微生物数量的影响,采用田间试验及室内测试方法,在玉米苗期不同阶段测定了土壤中微生物量碳的变化,并进一步用平板稀释培养法研究了玉米根际和非根际土壤中细菌和真菌数量的变化。结果表明,乙草胺施用对玉米根际和非根际的土壤微生物群落均具有一定影响。可培养的根际细菌和真菌均呈现先抑制后刺激的变化,但与真菌不同,细菌受到的抑制作用时间较短,刺激作用时间较长;而本体土壤中可培养细菌和真菌则主要受到抑制作用,但是抑制作用的强度和持续时间差别很大。乙草胺对根际土壤微生物量碳可产生一定刺激作用,但影响并不显著;由于乙草胺施用对非根际土壤细菌和真菌的影响不同步并存在群落结构的补偿作用,从而维持了非根际土壤总体微生物生物量碳的基本稳定。     

避雨栽培及物候期对葡萄根际土壤微生物的影响

2017年2—8月,在四川省夹江县甘霖镇试验研究了葡萄避雨栽培模式和露地栽培模式及物候期对巨峰葡萄根际土壤微生物数量的影响。结果:栽培模式、物候期及两者的互作对葡萄植株根际土壤中的细菌、放线菌数量有极显著影响,但栽培模式与物候期的互作对真菌数量的影响不显著。两种不同栽培模式下不同微生物菌落数比较,细菌最多,放线菌次之,真菌最少;避雨栽培三大类群根际土壤微生物的菌落数均明显高于露地栽培;根际土壤细菌、放线菌的菌落数随葡萄物候期,呈现出先增加后减少的趋势,真菌的数量则从萌芽期至成熟期逐渐下降。     

返青前后草地早熟禾草坪根际微生物区系动态

根际是土壤-植物生态系统物质及能量交换的活跃界面,根际微生物不仅直接影响植物对水分、养分的吸收,而且也同时影响植物对不良环境的抵抗能力。利用选择性培养基对草地早熟禾（PoapratensisL.）返青前后根际与非根际的细菌、真菌以及放线菌类群进行分离测数,拟从根际及非根际土壤微生物区系动态变化方面来阐述草地早熟禾返青前后其根际微生态的变化规律。结果表明：（1）草地早熟禾草坪的返青后,根际及非根际细菌、真菌数量明显增加,但放线菌数量呈减少趋势;（2）无论返青前后或者根际以及非根际,细菌的数量都占整个土壤微生物量的绝大部分,细菌数量的变化代表了整个微生物类群数量的变化趋势,使得草地早熟禾返青后根际土壤由“真菌型”向“细菌型”转化;（3）返青前后,各微生物类群都表现出明显的根际效应。     

黄瓜连作土壤微生物区系变化研究

研究了黄瓜根部土壤主要微生物类群随连作茬次的反应,并着重用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测黄瓜根际未培养优势菌群的动态变化。结果表明:随着连作茬次增加,土壤可培养微生物数量减少,其中细菌数量降低更为明显,对连作表现出较高的敏感性,放线菌对黄瓜连作反应稍滞后,至第三茬时开始呈现降低趋势。黄瓜连作致使少数真菌种群富集,同时多种真菌类群数量减少,种群变化呈现单一化趋势,多样性水平降低。DGGE分析结果表明黄瓜连作引起根际Bacillus sp.、Pseudom onas sp.和另一未培养细菌种群数量减少,而同时引起Sphingom onas sp.类群数量增加。实验结果暗示,黄瓜连作破坏根部微生物种群生态平衡,使其多样性水平降低。     

灌水频率和施肥量对三七有效成分积累与发病率的影响

为探明灌水频率和施肥量对三七有效成分积累及发病率的影响。以2年生三七为试验对象，设置W1（3 d灌1次水）、W2（5 d灌1次水）、W3（7 d灌一次水）、W4（9 d灌1次水）4个灌水频率水平；F1（75 kg/hm2）、F2（150 kg/hm2）2个施肥水平；采用完全组合设计，共8个处理。结果表明，随着灌水频率的增加，三七光合速率、蒸腾速率、叶水势均呈先增加后减小趋势，在花期达到峰值，且W2处理均最大。不同处理的株高、茎粗、叶长及叶宽变化趋势大致相同且均在营养生长期大幅增加，在果期达到最大。W3F2处理下有效成分积累量最大（1084.93 mg/kg），特别是与W1F2相比，W3F2处理三七有效成分积累量极显著增加了61.10%。此外，随着灌水频率的增加，三七根腐病、黑斑病在高频率灌水W1处理条件下发病率最高（P<0.05），分别为15.79%、3.41%；干叶病发病率最低，仅为2.11%。综上所述，微喷灌施肥条件下低频灌水W3（7 d灌1次水）和高肥F2（150 kg/hm2）组合处理适宜三七叶片生长，且三七根中有效成分积累多，发病率低。本研究对优化三七水肥管理，实现三七绿色可持续发展具有重要理论及指导意义。     

广西靖西县田七种植业发展的现状与展望

从“靖西田七”作为广西名贵药材品牌出发,对靖西县田七种植业的现状、成因、面临的机遇及其恢复和发展的可能性进行综合评述。从“田七之乡”广西靖西县的区位优势、自然地理优势和政策优势出发,指出当前恢复和发展田七种植业的可行性和重要性,为靖西县田七种植业提供参考。     

不同氮素形态配比对三七根腐病的影响

为明确氮素形态及其配比对三七根腐病发生的影响,采用盆栽试验,研究了5种不同氮素形态配比(铵硝配比分别为0∶100、25∶75、50∶50、75∶25和100∶0)及尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染对三七[Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen]生长、有效成分以及抗性指标的影响。结果表明,不同氮素形态配比对三七生物量和皂苷含量无明显影响,铵态氮(${NH_{4}}^{+}-N$)可促进可溶性糖的累积;病原菌侵染使三七叶绿素、可溶性糖和黄酮含量降低,随着${NH_{4}}^{+}-N$比例的增加,病情指数增加,过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性升高,同时伴随酚类和木质素的累积。综上所述,低铵硝配比(特别是25∶75)有利于三七的生长,可降低三七病情指数,减轻三七根腐病的发生。本研究从氮肥施用层面为三七根腐病的防控提供了理论依据。     

基于病害高发期气象因子的三七病害发生率预测

准确预报病害发生率是提前应对三七病害、提高产量和品质的重要基础。该研究利用2018－2019年云南红河州三七种植基地内田间气象数据和病害发生率资料，采用主效应分析（Principal Components Analysis, PCA）来避免多元共线性的发生。以2018年和2019年的5－9月气象数据集作为训练集与验证集，以随机森林（Random Forest, RF）算法作为基础学习机构建初步预测模型，最后通过梯度下降算法（Gradient Descent, GD）进行优化。结果表明，通过主效应分析可知土壤温度与棚内湿度的皮尔逊相关系数在0.25～0.75之间，棚内土壤热通量和三七冠层上方土壤热通量与病害发生率呈负相关，其皮尔逊相关系数在-0.75～-0.25之间；通过随机森林获得的模型的均方根误差为0.23；通过梯度下降优化，代价函数收敛时值为241.003，并获得各个气象因子对三七病害高发期的病害发生率影响的权重，其中土壤温度正相关程度最大，权重为21.686，三七冠层上方的土壤热通量负相关程度最大，权重为-13.834。该研究结果在通过田间气象因子预测三七病害高发期的病害发生率上具备可靠的预测能力，可为降低三七病害的设施环境调控和智能化管理提供理论依据和技术支持。     

氯化钾抑制玉米茎腐病发生与土壤微生物关系初探

十二年的钾肥长期定位试验表明,氯化钾能够显著降低玉米茎腐病的发生率。为了探讨其机理,通过室内培养试验,研究了PDA培养基中添加氯化钾和土壤浸提液对禾谷镰刀菌(Fusarium.graminearum)生长速度的影响,分析了长期施用氯化钾条件下玉米各生育期根际真菌、细菌和放线菌数目的变化。结果发现,一定浓度的氯化钾不能直接抑制禾谷镰刀菌的生长;与不施氯化钾处理相比,施氯化钾处理的土壤浸提液对禾谷镰刀菌生长具有明显的抑制效果,表明土壤浸提液在病原菌与玉米互作中发挥一定作用。长期施氯化钾显著影响玉米生育前期根际土壤真菌和放线菌数目,对根际土壤细菌数目影响不明显,而且真菌数目与茎腐病的发生率呈显著负相关。各处理根际土壤真菌与放线菌数目差异显著时期正处于病原菌的主要浸染时期,因此,施氯化钾引起的玉米根际土壤微生物区系(尤其是真菌数目)的变化是抑制玉米茎腐病发生的机制之一。     

Genetic diversity and variation of saponin contents in Panax notoginseng roots from a single farm

Radix notoginseng, the root of Panax notoginseng (Burk.) F. H. Chen, has been widely used in traditional Chinese medicine. Its main components, saponins, have been reported to have many pharmacological activities. To test the general assumption that herbs of a single species planted and harvested from a single location are uniform in chemical and genetic makeup, chemical analysis and DNA fingerprinting were carried out. High-performance TLC together with HPLC analysis were used to analyze 17 randomly sampled 3-year-old roots from a single farm for the presence of six saponins. Five roots showed distinct chemical profiles with changed ratios of ginsenosides Rd/Rg1, Re/Rg1, or Rb1/Rg1. The same samples, together with some 1- and 2-year-old samples, were also subjected to fluorescent amplified fragment length polymorphism (AFLP) analysis, and their internal transcribed spacer 2 (ITS 2) regions were sequenced. Fluorescent AFLP analysis was found to be much more polymorphic than the ITS 2 sequence and showed clear evidence of genetic diversity within the tested population. In conclusion, genetic diversity and variation of saponin contents between individual P. notoginseng roots have been detected. We suggest that genetic diversity affects the contents of the six saponins. The saponin contents variation and genetic diversity were also found among P. notoginseng root samples collected from China and Singapore markets. Since variable saponin contents may affect therapeutic efficacy, combining the use of genetic profiling with chemical profiling will help ensure greater uniformity in the quality of P. notoginseng roots. The genetic and chemical diversity within a population also provides the opportunity for breeding new cultivars with more desirable chemical constituents.     

施肥对生土地谷子根苗生长及根际土壤酶和微生物种群的影响

以黄土母质性生土为供试土壤,采用盆栽试验,探讨了氮、磷、钾及有机肥对谷子生长发育的影响。结果表明:(1)磷是生土地土壤肥力形成与作物生长发育以及根际土壤酶系统和微生物系统形成的首要原始起动营养元素;(2)含磷的处理组合,谷子幼苗阶段地上下部生长均明显较不施磷的长势强,而单施氮和钾甚至不及不施肥的对照。氮、磷、钾对谷子根苗生长的影响顺序为磷氮钾;(3)进入谷子中后期生长阶段,氮素的作用,特别是氮、磷、钾对谷子株高及地上部干重的综合效果表现明显;(4)产量表现为含磷的处理组合,产量及产量结构均明显提高;(5)单施优质高量的有机肥对生土地根苗生长与产量形成具有当年立竿见影的效果;(6)发达的根系促进了根际微生物群落的迅速繁衍,提高了根际土壤酶的活性,有益于促进根-土系统向着熟化方向发展,使生土地上的谷子当年获得正常产量。     

Defoliation induces root exudation and triggers positive rhizospheric feedbacks in a temperate grassland

The facilitating effect of the exudation of carbon (C) compounds from roots on rhizospheric processes has been shown in controlled experiments; however, it still remains unclear how important this pathway of C from plants to the soil may be in energy and nutrient processes in grazed grasslands under natural conditions. Root exudation may be a particularly important C pathway in grazed grasslands and help promote positive feedbacks between large herbivores and plants. In this study we performed a ¹³C pulse-chase experiment on plots that were clipped or left unclipped in a mesic grassland in Yellowstone National Park. The dominant grass species in the plots was Poa pratensis and it was used to measure the effect of defoliation on root C exudation, the rhizospheric microbial community, and feedbacks on plant nutrient uptake over a time period of 24–72 h. Defoliation stimulated C exudation from roots by 1.5-fold, which concomitantly increased rhizospheric microbial biomass by the same factor. The facilitating effects of defoliation on rhizospheric processes resulted in positive feedback on soil inorganic N pools and leaf N content, which increased by 1.2- and 1.5-fold respectively. Changes in soil inorganic N pools during the experiment indicated that the effect of the C flush on the rhizospheric decomposer community of defoliated plants resulted in a 5-fold increase in rhizospheric daily net N mineralization rate. These findings demonstrate that in a natural grassland community defoliation-induced stimulation of C exudation stimulates rhizospheric N-mineralization which ultimately benefits defoliated plants. The results also indicate the important role that short-term root–rhizospheric microbe interactions play in the C and N processes in grazed grasslands.     

黄土母质生土当年施肥对谷类作物生产力与根际土壤营养及生物活性的影响

连续3年试验研究了黄土母质生土当年施肥对谷类作物生产力与根际土壤营养及生物活性的影响。结果表明:黄土母质生土当年施肥促进了作物根系生长、生产力增加,强大的根土系统又促进了微生物的繁衍、酶活性及土壤营养的提高。黄土母质生土的熟化利用过程需用地养地相结合,重视生物改土。本研究表明,高粱、玉米均可作为生土改良沃化的先锋作物,高粱根系强壮,入土深,生物量大;而玉米虽根重、最大根长、一级节根数低于高粱,但根际土壤微生物数量多,酶活性高。而黍子根系柔弱,根际土壤生物活性较低,与高粱、玉米相比,不宜作为生土改良的先锋谷类作物。黄土母质生土对外源的辅助能(当年施肥)反应十分敏感,施肥的增产效应与土壤培肥都十分显著。黄土母质生土熟化沃化过程既是一个生土培肥改良过程,也是一个物质能量(营养)投入转化过程,并经植物物质生产过程、土壤微生物分解矿化过程及土壤生物化学酶系统促进过程三者互动,共同构成根土苗微生物物质能量转化的生态系统。     

磷肥处理对烤烟生长生理及根系构型的影响

采用根箱栽培,研究了高 P、低P对烤烟生长生理及根系构型的影响,结果发现,烟株生长指标（株高、茎围、叶重、根重）、生理指标（烟叶净光合速率、硝酸还原酶活性、烟株根系活力）、根际土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌）均为高P处理大于低P处理。高P和低P处理烟株根系构型具有各自鲜明的发根特征和侧重点,高P处理根系构型优势在烟株发育后期的第三轮根以及一级侧根,而低P处理根系构型主要优势在第一轮根、第二轮根及总不定根。低P处理烟株不定根的生成量超过高P处理。