石漠化治理区不同优势树种根际土壤酶活性与土壤理化性质和微生物数量的关系

为探究石漠化治理区人工林根际土壤理化性质及微生物数量对土壤酶活性的影响,以通径分析法对建水县小关村石漠化治理区不同树种根际土壤酶活性与土壤理化性质、微生物数量关系进行研究。结果表明:不同树种的根际土壤理化性质指标、酶活性和微生物数量除速效磷和真菌数量外,均存在显著差异(P<0.05)。根际土壤酶活性与理化性质、微生物相关性显著。影响过氧化氢酶活性的重要因子是全钾、放线菌数量、pH;影响脲酶活性的重要因子是pH、放线菌数量、全氮;影响蔗糖酶活性的重要因子是pH、全钾、全氮。综合来看,石漠化治理区人工林根际土壤酶活性受根际土壤理化性质影响较大,受微生物数量影响较小。     

固氮菌肥料在有机蔬菜生产上的应用

1品种与类型按菌种及特性分为自生固氮菌肥料、根际联合固氮菌肥料和复合同氮菌肥料。自生固氮菌是在土壤里能固定空气中的氮．供给作物氮素营养．又能分泌激素刺激作物生长的微生物．根际联合固氮菌是既依赖根际环境生长．又在根际中固定空气中的氮气．对作物的生长发育产生积极作用的微生物．联合固氮微生物生活在植物的根内、根表．可以利用一些禾本科植物．尤其是植物根分泌的一些糖类繁殖、固氮．也能进行自生固氮。     

大蒜根际土壤微生物数量及酶活性动态研究

[目的]研究大蒜不同时期根际微生物数量及土壤酶活性的变化。[方法]以白皮蒜和紫皮蒜为试验材料,分别测定不同时期根际微生物数量及土壤脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性。[结果]各时期2个大蒜品种均促进了根际土壤中细菌、放线菌和真菌的生长,间接提高了根际土壤中脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性,从而促进了大蒜根际土壤中氮、磷等营养元素的周转与循环,为下茬作物生长提供了良好的微生态环境。[结论]该研究为大蒜作为一种良好的前茬作物的生态学研究提供理论依据。     

根际沉积碳与秸秆碳共存下作物与微生物氮素竞争机制及其调控

根际沉积碳与秸秆碳输入是植物-土壤-微生物交互作用的纽带,对土壤微生物群落结构和功能具有巨大的影响。然而,这些碳的输入会使氮素发生强烈的生物固持作用,造成土壤微生物与植物之间的氮素竞争。这不仅会对作物生长产生负面影响,而且会改变土壤有机碳氮的稳定性。国内、外前期的研究工作虽对秸秆还田后土壤有机质的周转情况有一定认知,但受传统研究方法局限,并未全面阐述植物源有机碳在作物与微生物氮素竞争以及在土壤微生物群落结构与功能演替过程中的驱动作用。在当前我国大力推荐秸秆全量还田的大背景下,理解全量秸秆还田下作物与微生物氮素竞争机制及其调控途径对建立合理的秸秆还田管理措施、改善土壤有机质稳定性并提高氮素利用率具有重大意义。本文综述了秸秆还田下作物与微生物间的氮素竞争规律,以及根际沉积碳与秸秆碳共存下根际激发效应的发生机制及其生态重要性,同时介绍了根际沉积碳与秸秆碳共存下植物和微生物间氮素竞争的关键微生物菌群研究的主流观点和方法,并提出根际沉积碳与秸秆碳共存下作物与微生物氮素竞争机制及其调控途径,以期为提升作物对氮素的吸收以及土壤中氮素的利用效率,减少传统化学肥料的施用,增加土壤有机质的稳定性提供理论基础。     

大蒜根际土壤微生物数量及酶活性动态研究

[目的]研究大蒜不同时期根际的微生物数量及土壤酶活性的变.[方法]以白皮蒜和紫皮蒜为试验材料,分别测定不同时期根际微生物数量,及土壤脲酶酸性磷酸活性。[结果]各时期2个大蒜品种均促进了根际土壤中细菌、放线菌和真菌的生长,间接提高了根际土壤中脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性,从而提高了大蒜根际土壤中氮、磷等营养元素的周转与循环,为下茬作物生长提供了良好的微生态环境。[结论]该研究为大蒜作为一种良好的前茬作物的生态学研究提供理论依据。     

间作紫花苜宿促进苹果园土壤氮循环的机制

【目的】为科学选择苹果园间作物及苹果栽培技术。【方法】以苹果砧木平邑甜茶为对象，设置清耕、间作紫花苜蓿的两种种植模式，分别对平邑甜茶和紫花苜宿根际土壤基本理化性质、土壤养分以及土壤氮循环相关酶活性进行测定，同时利用磷脂脂肪酸测序对土壤微生物生物量进行测定。【结果】结果表明，与清耕相比，间作紫花苜蓿降低根际土壤pH、含水量和N/P,提高根际土碱解氮、铵态氮、硝态氮、全磷、全钾含量；同时提高根际土固氮酶、亚硝酸还原酶、反硝化酶和微生物生物量，但降低脱氢酶活性和丛枝菌根真菌生物量。通过土壤-微生物相关性分析，pH、含水量、铵态氮和硝态氮对土壤酶活性影响最显著，固氮酶和脱氢酶对土壤微生物生物量影响最显著。【结论】间作紫花苜蓿能够通过提高苹果根际土壤微生物生物量与氮循环相关酶活性，促进土壤N循环，改良土壤N素供应。     

不同种植方式对苗期大豆、玉米根际土壤酶活性及微生物量碳、氮的影响

通过盆栽试验的方法,研究不同种植方式对苗期大豆、玉米根际土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性和微生物量碳、氮的影响,试验共设9个处理,分别在前茬作物为大豆、玉米和大豆-玉米混作的土壤上种植大豆、玉米和大豆-玉米混作。结果表明,①与大豆-玉米轮作相比,大豆连作降低了根际土壤多酚氧化酶和脲酶活性,玉米连作降低了脲酶活性而提高了过氧化氢酶活性,三种种植方式下蔗糖酶活性无显著差异。②与大豆-玉米混作相比,大豆连作和玉米连作都降低了根际土壤脲酶活性,提高了根际土壤蔗糖酶的活性,根际土壤多酚氧化酶的活性变化不明显。在前茬为玉米的土壤处理中,大豆-玉米混作的根际土壤过氧化氢酶活性显著低于单作大豆和单作玉米的处理。③大豆连作和玉米连作的土壤微生物量碳、氮均高于大豆-玉米轮作。在前茬为玉米的土壤处理中,大豆-玉米混作的土壤微生物量氮显著高于单作大豆和单作玉米的处理。④土壤微生物量碳与微生物量氮及其碳氮比都与土壤过氧化氢酶活性和多酚氧化酶活性呈显著相关或极显著相关。因此,不同的种植方式能够影响大豆和玉米的根际土壤酶活性和土壤微生物量碳、氮,但变化规律不尽相同。     

设施土壤连作障碍产生原因及防治方法综述

连作障碍是世界性难题,作物长期连作导致土传病害发生严重,影响作物的产量和品质,已成为制约现代农业可持续发展的重要限制因子。近年来,国内外学者对土壤连作障碍的产生机制和防治措施从多方面、多角度进行了研究。然而,受研究条件和研究基础限制,未能深入揭示连作障碍发生的真正原因。本文从土壤养分失衡、土传病虫害积聚、植物自毒和根际微生态系统失衡等方面系统阐述了连作障碍发生机制,从间作、轮作、嫁接和增施微生物肥料等方面系统总结了当前生产中连作障碍的防治措施,并提出土壤连作障碍的发生是由于连作作物的根系分泌物影响土壤微生物的群落结构和根际土壤微环境,根际土壤微生物群落结构和土壤微环境的改变造成土壤供应养分和水分能力的降低,最终造成作物产量降低、产品品质下降。     

放牧对冷蒿根际土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸的影响

为揭示放牧扰动对冷蒿Artemisia frigida根际土壤微生物量碳(MBC),微生物量氮(MBN)和基础呼吸等的影响,以内蒙古典型草原为对象,采用氯仿熏蒸浸提法和LI-7000 CO_2/H_2O分析仪,对轻度(LG)和重度(HG)放牧处理后的冷蒿根际土壤进行了MBC,MBN和基础呼吸及其相关性等研究。结果表明:随着放牧强度的增加,土壤MBC,MBN质量分数和基础呼吸速率均呈现先升高后降低的趋势,而且根际土壤值均高于非根际土壤,根际与非根际土壤中微生物量氮质量分数增加幅度高于微生物量碳;冷蒿根际土壤中MBC,MBN和基础呼吸速率与有机质、全氮、碱解氮、全钾呈显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关。这些土壤养分是影响MBC和MBN等的主要因素。表明放牧处理改变了冷蒿根际土壤中微生物量碳、氮质量分数及基础呼吸速率,轻度放牧能够促使冷蒿根际土壤微生物量和微生物基础呼吸速率显著增加,冷蒿根际能够缓解重度放牧对土壤微生物造成的影响。     

鱼腥草土壤养分与微生物特征分析

分析不同样地鱼腥草非根际和根际土壤的养分状况、微生物特性,以了解鱼腥草的土壤条件,提高栽培鱼腥草的品质。结果显示,不同样地鱼腥草非根际和根际土壤的养分、p H、酶活性、微生物生物量碳、氮,微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)以及其群落特征存在差异;鱼腥草根际土壤p H显著低于非根际土壤,而有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性,微生物生物量碳、氮,微生物总PLFAs含量,微生物群落的多样性和均匀度指数显著高于非根际土壤。微生物总PFLAs含量与碱解氮、有效磷、有机质、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶呈显著或极显著正相关;微生物生物量碳与有效磷和蔗糖酶呈显著极显著正相关;微生物生物量氮与有效磷、碱解氮、有机质和多酚氧化酶呈极显著正相关。结果表明,鱼腥草的广泛生长适应性,是鱼腥草的根系分泌物及其残体适合多种微生物生长繁殖,增强酶活性,促进土壤酶和微生物对有机质及氮、磷转化,提高土壤养分的有效性,改善根际土壤理化性质,有益鱼腥草适应不同的土壤条件。     

利用突变体揭示植物重金属镉抗性和积累机制的研究进展

重金属镉是土壤中毒性最强的污染物之一,不但严重影响植物生长发育,而且通过植物体内积累进入食物链危害人类健康。突变体不但是作物改良的重要资源,也是基因功能研究的基础材料。总结了利用各种突变体对植物镉抗性和积累的分子机理所做的研究和取得的丰硕成果,在此基础上提出了参考模式植物在作物上利用突变体开展作物抗镉、低积累机制及分子育种研究的策略,为作物抗镉和低积累品种的选育提供理论指导。     

Estimates on nitrogen uptake in the subsequent wheat by above-ground and root residue and rhizodeposition of using peanut labeled with 15N isotope on the North China Plain

Leguminous crops play a vital role in enhancing crop yield and improving soil fertility. Therefore, it can be used as an organic N source for improving soil fertility. The purpose of this study was to (i) quantify the amounts of N derived from rhizodeposition, root and above-ground biomass of peanut residue in comparison with wheat and (ii) estimate the effect of the residual N on the wheat-growing season in the subsequent year. The plants of peanut and wheat were stem fed with ¹⁵N urea using the cotton-wick method at the Wuqiao Station of China Agricultural University in 2014. The experiment consisted of four residue-returning strategies in a randomized complete-block design: (i) no return of crop residue (CR0); (ii) return of above-ground biomass of peanut crop (CR1); (iii) return of peanut root biomass (CR2); and (iv) return of all residue of the whole peanut plant (CR3). The 31.5 and 21% of the labeled ¹⁵N isotope were accumulated in the above-ground tissues (leaves and stems) of peanuts and wheat, respectively. N rhizodeposition of peanuts and wheat accounted for 14.91 and 3.61% of the BG¹⁵N, respectively. The ¹⁵N from the below-ground ¹⁵N-labeled of peanuts were supplied 11.3, 5.9, 13.5, and 6.1% of in the CR0, CR1, CR2, and CR3 treatments, respectively. Peanut straw contributes a significant proportion of N to the soil through the decomposition of plant residues and N rhizodeposition. With the current production level on the NCP, it is estimated that peanut straw can potentially replace 104 500 tons of synthetic N fertilizer per year. The inclusion of peanut in rotation with cereal can significantly reduce the use of N fertilizer and enhance the system sustainability.     

黄土高原地区农田土壤的硝态氮残留及其生态效应

根据文献资料，分析了黄土高原地区农田土壤残留氮素的形态、数量、分布、影响因素及其生态效应，提出了调控土壤氮素残留需进一步研究解决的问题。     

臭氧污染胁迫下植物营养生长及防护研究

近年来,全球臭氧高浓度区域不断增加,臭氧对植物影响的研究日益深入,从最基础的臭氧伤害现象研究发展到臭氧伤害机理研究、到臭氧伤害对植物体内元素的影响研究,为农田科学管理措施的制定和保证作物稳产高产提供了依据。综述了臭氧浓度升高对农作物体内营养元素影响的国内外研究以及植物臭氧防护研究进展,并指出我国在臭氧污染研究领域应深入研究的几个方面,以期促进大气环境变化条件下植物营养的研究,为科学施肥、合理耕作以保证粮食安全提供理论依据。     

农田土壤团聚体研究进展

土壤团聚体是土壤的重要组成部分,影响着土壤中养分和水分的含量及作物的生长状况,是土壤肥力和结构的重要指标。该文综合回顾了土壤团聚体的形成机制,团聚体胶结剂、农田管理措施对土壤团聚体的重要影响等方面的研究进展,发现并指出其中存在问题并为其进一步研究指出方向。     

植物分枝发育的调控机制

高等植物的分枝发育决定着植物地上株型系统,与植物生物量和作物产量密切相关。植物分枝发育受环境因素、遗传因素和植物激素多重调控。近年来通过对各种突变体的研究,人们对植物分枝发育调控机制的认识不断深入,克隆到了一系列重要基因。目前对于植物分枝发育调控机制的研究已成为作物分子遗传育种的重要依据。     

PAM·SAP及其复配对地温和小麦生长的影响

[目的]为干旱、半干旱区农田施用PAM和SAP用量和方法提供理论依据。[方法]通过温室盆栽方法,分析聚丙烯酰胺(PAM)、保水剂(SAP)以及复配对作物根区土壤温度和生长过程的影响。[结果]在0～5 cm层深的土壤中添加PAM和SAP,可以改善根系周边土壤温度,与对照相比,土壤温度最大降幅达2～3℃,但对于添加PAM和SAP后15～20 cm层深的土壤,受阳光辐射强度弱、土壤含水率高且水分堵塞土壤空隙的影响,土壤温度比对照的有所提高,而且由于PAM空间锁水比SAP点状锁水效果更好,PAM的恒温作用要强于SAP。在作物生长初期,PAM和SAP对植物水分的补给作用尤为明显,有效增加作物鲜重和地下干物质积累,地上鲜重、地下鲜重与对照相比高出1～3倍,地下干重与对照相比提高1～2倍。[结论]将PAM和SAP应用在利用地下部分的经济作物和地上部分水分含量较高的作物增产效果会更加明显。     

高粱耐盐分子生物学研究进展

盐害是影响植物生长和作物产量的主要因子之一,通过遗传改良提高植物的耐盐性是简单有效解决盐害的主要途径。综述了到目前为止筛选鉴定出的主要耐盐碱资源;耐盐碱基因（数量性状位点）的定位、克隆及通过基因工程技术进行耐盐基因在不同作物中的转移利用情况;并对高粱耐盐碱的研究前景进行了展望。以期为高粱等作物的耐盐碱改良研究提供理论依据,从而促进对土壤盐渍化影响农作物产量和质量的重大农业问题的解决。     

土壤中硫的转化及有效供给

随着氮磷钾肥用量的增大、复种指数及作物产量的提高,土壤硫的供给越来越成为提高农作物产量和改善其品质的限制因素。本文比较系统地介绍了目前国内外在土壤硫的形态、转化及其有效性方面的研究进展。尤其对土壤硫的生物转化做了比较详尽的评述。     

OPPORTUNITIES AND APPROACHES FOR MANIPULATING SOIL-PLANT MICROBIOMES FOR EFFECTIVE CROP NITROGEN USE IN AGROECOSYSTEMS

● Matching nitrification inhibitors with soil properties and nitrifiers is vital to achieve a higher NUE. ● Enhancing BNF, DNRA and microbial N immobilization processes via soil amendments can greatly contribute to less chemical N fertilizer input. ● Plant-associated microbiomes are critical for plant nutrient uptake, growth and fitness. ● Coevolutionary trophic relationships among soil biota need to be considered for improving crop NUE. Soil microbiomes drive the biogeochemical cycling of nitrogen and regulate soil N supply and loss, thus, pivotal nitrogen use efficiency (NUE). Meanwhile, there is an increasing awareness that plant associated microbiomes and soil food web interactions is vital for modulating crop productivity and N uptake. The rapid advances in modern omics-based techniques and biotechnologies make it possible to manipulate soil-plant microbiomes for improving NUE and reducing N environmental impacts. This paper summarizes current progress in research on regulating soil microbial N cycle processes for NUE improvement, plant-microbe interactions benefiting plant N uptake, and the importance of soil microbiomes in promoting soil health and crop productivity. We also proposes a potential holistic (rhizosphere-root-phyllosphere) microbe-based approach to improve NUE and reduce dependence on mineral N fertilizer in agroecosystems, toward nature-based solution for nutrient management in intensive cropping systems.