胡麻连作对土壤细菌群落的影响

采集种植1、2 a和3 a的胡麻土壤,利用高通量测序技术对不同胡麻连作年限土壤细菌群落进行测定,旨在揭示不同连作年限对胡麻土壤细菌群落结构和多样性的影响.结果表明:连作3 a土壤样本细菌OTU数目最多,为1773条,细菌群落丰度指数(Chao指数1759.07和Ace指数1741.89)最高,而细菌群落多样性(Shan...     

不同种植年限对特殊药材土壤化学性质和微生物多样性的影响

以不同种植年限特殊药材根际土壤为材料,采用IlluminaNovaSeq高通量测序法和常规分析方法,分析了种植年限(0 a, 1 a, 4 a, 24 a)对根际土壤化学性质及微生物群落多样性的影响。结果表明：连续种植24 a后,土壤电导率、硝态氮含量显著高于其他种植年限。特殊药材连作对土壤细菌α-多样性指数均无显著影响,但土壤细菌丰富度和多样性减少;连续种植24 a真菌α-多样性指数中ACE指数、Chao1指数显著高于种植1 a,真菌丰富度和多样性增加。细菌群落Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)为优势菌门,Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)、Xanthomonadaceae(黄单胞菌科)相对丰度随着种植年限增加呈明显上升趋势,未知菌属RB41、Lysobacter(溶杆菌属)相对丰度呈下降趋势。土壤真菌群落Mortierellomycota(被孢霉门)、Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门)为优势菌门,Mortierella(被孢霉属)相对丰度随种植年限增...     

山西临汾小麦—玉米轮作田土壤微生物多样性分析

为明确山西省临汾市小麦—玉米轮作田土壤微生物多样性,采用高通量技术对该市洪堡国家试验基地小麦—玉米轮作田土壤微生物细菌16S r RNA和真菌ITS区进行了序列测定,并分析了土壤微生物群落特征。结果表明,获得细菌OTUs 522个,真菌OTUs 397个。物种分类显示,细菌隶属于21门46纲83目140科190属;其中,放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为土壤细菌中的优势种群,相对丰度分别为25.21%和25.20%。真菌隶属于7门20纲43目79科142属;其中,子囊菌门(Ascomycota)为优势种群,相对丰度为66.81%。     

不同连作年限硒砂瓜土壤细菌群落结构特征

应用高通量测序技术对宁夏中卫地区不同连作年限硒砂瓜土壤细菌群落结构和多样性进行研究,旨在揭示不同连作年限对硒砂瓜土壤细菌群落结构的影响。结果表明:随着连作时间的增加,细菌多样性指数和丰富度指数逐渐增加。从5份不同连作年限硒砂瓜土壤样本中共获得39门、98纲和620属的细菌;优势门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria);随着连作时间的增加,放线菌门、酸酐菌门丰度先增加后降低,变形菌门丰度逐渐降低,绿弯菌门丰度呈先降低后增加又降低现象;优势纲分别为放线菌纲(Actinobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、芽单胞菌纲(Gmmatimonadetes)、杆菌纲(Bacilli)、热原体纲(Themomicrobia)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria);优势目为norank_c_Acidobacteria、芽孢杆菌目(Bacillales)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)、根瘤菌目(Rhizobiales)。RDA分析表明,有机质、速效磷是硒砂瓜连作土壤细菌群落组成的主要影响因子。研究表明,引起硒砂瓜连作障碍发生主要因素不是由于土壤理化性质变化引起的,而是随着连作时间的增加,放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、厚壁菌门等有益微生物丰度下降造成的。     

种稻年限对盐渍化土壤理化性质和细菌群落多样性的影响

为了解盐渍化土壤长期种稻引起土壤微生物和理化性质的变化特征,选取了种植水稻0、1、6、12、21 a的田块,用旱地(种植玉米)土壤作对照,利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同种稻年限土壤细菌群落结构的特征,并分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。结果表明:变形菌门、拟杆菌门、放线菌门是所有样点土壤细菌群落的优势种类,其中,变形菌门占总量的36.39%～53.20%,γ-变形菌纲相对丰度在0 a种稻的土壤中显著高于其他样点(P0.05)。变形菌门相对丰度在种稻1 a的土壤中含量较高,达到45.26%;拟杆菌门的相对丰度在种稻12 a和21 a土壤中较高,分别为20.25%和20.44%;放线菌门相对丰度在0 a土壤中显著高于其他样点(P0.05),为17.90%。在属水平,布赫纳氏菌属是所有样点的优势属。α多样性指数结果显示:种稻12 a的土壤细菌群落多样性和丰富度都显著低于其他样点,分别低于对照17.06%、85.73%、82.88%。土壤理化性质测定结果表明:全氮和硝态氮在旱地土壤中含量最高;微生物碳和电导率在种稻12 a的土壤中最低,低于对照101.89%、23.25%;有机碳在21 a种稻土壤中含量最高,高于对照29.03%;pH值在21 a种稻土壤中最低,低于对照组1.05%。Pearson相关性分析表明:微生物量碳和土壤电导率对细菌多样性指数的影响显著。冗余分析结果表明,土壤电导率值、微生物碳和硝态氮是影响盐渍化稻作土壤细菌群落结构的主要因子。研究表明,随着种稻年限的延长土壤细菌群落和理化性质发生显著变化,土壤生境呈明显的改善趋势。     

茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材，但连作障碍严重制约了其产业发展，轮作是生产上最常用且有效的缓解措施。本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香，通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果，并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制。结果表明，茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗率。土壤细菌分析表明，茴香轮作后土壤细菌群落发生了明显改变。细菌的丰富度增加，相对丰度>1%的优势菌门变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria的相对丰度呈增加趋势。属水平上，轮作茴香使66个属的相对丰度显著增加，其中相对丰度>0.2%的优势菌属有14个；30个属的相对丰度显著降低，其中优势菌属有8个，总体上看相对丰度显著增加的属多于显著降低的属。在相对丰度显著增加的优势菌属中包含常见的拮抗菌属假单胞菌属Pseudomonas和芽孢杆菌属Bacillus细菌。本研究也分离到2株假单胞菌和1株芽孢杆菌对三七根腐病菌腐皮镰刀菌Fusarium solani和Monographella cucumerina具有明显的拮抗活性。因此，轮作茴香可以改善三七连作土壤细菌群落结构，增加土壤中拮抗细菌的丰度，提高三七的存苗率。生产上利用茴香与三七轮作对缓解连作障碍具有一定潜力。     

长期施用绿肥对小麦玉米间作土壤微生物的影响

利用Biolog微平板法和高通量测序技术，研究小麦玉米间作条件下，不同长期施肥处理土壤微生物对不同碳源的利用差异以及土壤微生物群落在门、属水平上的变化，探明长期施用绿肥对土壤微生物群落多样性及代谢功能的影响。结果表明：长期施用绿肥可显著提高土壤有机质、速效磷和速效钾含量，降低土壤pH值，增强土壤微生物碳源代谢能力。不同施肥条件下，放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)为土壤优势菌群，绿肥处理的放线菌门丰度最高(29.94%),农家肥处理最低(22.95%);秸秆还田处理的变形菌门丰度最高(22.32%),对照处理最低(18.85%);酸杆菌门(Acidobacteriota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)在各个处理中的相对丰富度较高，分别为13.39%～19.71%、10.85%～14.56%、3.54%～12.98%。长期施用绿肥有效提高了土壤放线菌门、厚壁菌门、芽孢杆菌属(Bacillus)以及假节杆菌属(Pseudarthrobacter)的丰度，降低了酸杆菌门的丰度，增加了土壤微生物种群数量。综...     

生物有机肥对核桃园土壤细菌群落结构的影响

为了探究生物有机肥对核桃园土壤细菌群落的影响,采用16s rRNA高通量测序技术,研究了不施肥(CK)、常规施肥(TN)和施生物有机肥(TB)3个处理土壤细菌群落多样性和结构组成。结果表明,TB处理中土壤有机质、全氮、全磷比CK处理分别提高了46.3%、30.6%和50.8%。TB处理α-多样性指数均为最高,而TN处理中香浓指数和ACE指数较CK处理分别降低了0.5%和1.2%。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势类群,共占细菌总量的85.2%～90.6%。鞘脂单细胞菌属(Sphingomonas)和节杆菌属(Arthrobacter)为主要属,其相对丰度在TB处理较CK处理分别增加了17.6%和56.6%,较TN处理分别增加了51.5%和104.3%。冗余分析结果表明,环境因子解释了细菌群落变化的94.6%,土壤有机质、碱解氮和速效钾含量是造成核桃园土壤细菌群落结构差异的主要原因。     

轮作小麦消减胡麻连作障碍的效应研究

为探讨轮作小麦对胡麻连作障碍的消减作用,通过田间试验研究了轮作小麦对胡麻株高和产量的影响,并通过测定土壤酶活性和土壤水提液化感作用,探寻消减连作障碍的机制。结果表明:重茬种植胡麻导致连作障碍现象突出,表现为连作3 a时株高、出苗率、千粒重和单株产量分别降低14.0%、7.75%、33.8%和43.2%,而第二年轮作小麦可以消减连作障碍,使下茬胡麻株高和产量保持在胡麻连作1 a水平,分别为69.7 cm和1.43 g·株~(-1)。轮作小麦后土壤过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶活性分别为2.41 mL·g~(-1)·h~(-1)、2.32 mg·g~(-1)·d~(-1)和9.04 mg·g~(-1)·d~(-1),与连作1 a胡麻地土壤酶活性无显著性差异,但连作将使部分土壤酶活性发生较大变化,表现为连作2a后土壤过氧化氢酶、土壤脲酶、碱性磷酸酶的活性分别降低至2.16 mL·g~(-1)·h~(-1)、8.18 mg·g~(-1)·d~(-1)和2.01 mg·g~(-1)·d~(-1),表明轮作小麦可通过保持部分土壤酶活性消减连作障碍,从而利于下茬胡麻生长。与胡麻连作相比,轮作小麦使土壤水提液对胡麻种子萌发和幼苗生长的化感自毒作用减弱,并表现出综合化感效应为0.21%的促进作用,使发芽指数(46.0)、发芽势(92.0%)、活力指数(3.36)、根长(8.35 cm)及根重(23.17 mg)等指标与CK和TC1处理下无显著性差异,而连作加剧土壤水提液自毒作用,对胡麻种子萌发和幼苗生长的抑制作用增强,且综合化感效应随连作年限增加分别降低至-8.61%和-17.01%,表明轮作小麦可以通过影响土壤自毒作用消减胡麻连作障碍。综上所述,胡麻重茬种植将导致明显的连作障碍,合理轮作小麦有利于维持胡麻地土壤酶活性、降低土壤自毒作用,从而消减胡麻连作障碍的发生。     

秸秆还田对水稻根际微生物多样性和水稻纹枯病发生的影响

为探究稻麦轮作模式下秸秆还田对水稻根际微生物多样性与水稻纹枯病发生的影响，本研究采用Illumina测序技术结合生物信息学比较分析了秸秆还田与不还田处理的水稻根际微生物群落多样性差异，并采用实时荧光定量PCR （real-time fluorescent quantitative PCR，RT-qPCR）对这2种稻田土壤中水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani含量进行测定，并采用随机五点取样法调查稻田中水稻纹枯病发病率和病情指数。结果表明，秸秆还田后水稻根际细菌群落Chao1丰富度指数和Shannon多样性指数均有所增加，分别增加14.42%和4.39%，其中前者增幅显著；根际真菌群落Chao1丰富度指数降低29.60%，而Shannon多样性指数略有增加，增加5.96%；在门水平上，秸秆还田和不还田处理的水稻根际土壤优势细菌门均为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门和酸杆菌门，优势真菌门均为子囊菌门、接合菌门和担子菌门；在属水平上，秸秆还田处理的硝化螺旋菌属和芽胞杆菌属相对丰度分别比不还田处理的显著增加96.11%和106.19%；在水稻孕穗期秸秆还田土壤中水稻纹枯病菌含量比不还田处理的显著增加120.20%；秸秆还田后水稻纹枯病发生加重，病情指数比不还田处理的增加18.10%~45.41%。     

凝胶基保水缓释尿素的稳定性

利用共聚法将保水剂和尿素共聚制成一种凝胶基保水缓释尿素肥料,并用热分析法、土壤培养及紫外老化法,结合红外光谱及电子显微镜、吸水倍率考察凝胶基保水缓释尿素的稳定性。热分析结果表明,保水缓释尿素的热稳定性与其材料合成中尿素/保水剂比有关,其配比为0.54∶1和0.44∶1时热稳定较佳。吸水倍率测试表明,保水缓释尿素在土壤培养中释放尿素后,保水剂仍保持吸水、保水特性。红外光谱和电镜观察解析表明,凝胶基保水缓释尿素既释放尿素,又交换吸附了土壤养分和盐分。紫外老化实验结果反映出保水缓释尿素形态及颜色发生了变化,但红外光谱解析表明其保水材料化学结构未改变,仍保有吸水保水和养分缓释的功能。因此,实验合成的凝胶基保水缓释尿素是具有一定稳定性的吸水保水功能的缓/控释肥料,其尿素/保水剂比为0.54∶1和0.44∶1较合理。     

黄淮海平原灌区节水高效耕作制度构建

黄淮海地区是我国重要的粮食产区,平均复种指数为150%,小麦-玉米一年两熟加春播作物组成的两年三熟制为该区域的主要种植制度。受水资源限制,部分地区复种指数呈现下降趋势,严重影响了区域粮食安全。发展节水高效耕作制度成为解决区域粮食安全和生态安全的重大科技问题。介绍了山东农业大学在小麦-玉米周年节水高效耕作制度和春播作物覆盖节水耕作制度两个方面的最新进展：前者重点介绍秸秆还田与高效耕作、高杆喷灌水肥一体化、肥水耦合、测墒补灌等生物节水与农艺节水的技术创新与集成;后者重点介绍多功能生物降解地膜的研制与花生、马铃薯等覆盖节水增产技术体系。在此基础上,提出黄淮海地区耕作制度的发展方向与技术需求(采取深松与秸秆还田技术相结合、深松与高杆喷灌结合、废弃物还田、合理灌水与施用氮肥相结合、地膜覆盖技术等),以期为黄淮海平原灌区粮食安全和生态安全提供战略支撑与技术支持。     

欧李内生促生菌分离、鉴定及促生、耐盐碱特性

为获得欧李(Cerasus humilis)根系优良内生促生菌,以欧李根系为研究材料,采用组织匀浆法分离纯化可培养内生细菌,测定其固氮、解磷、溶磷、合成植物生长素IAA(吲哚乙酸)和耐盐碱特性,并通过16S rRNA序列系统发育分析进行初步鉴定.结果显示:分离的7株菌均表现出一定的促生潜力,菌株固氮酶活性在50.64～...     

盐碱胁迫下藜麦种质幼苗生理特性及耐盐碱性评价

以藜麦为研究对象，使用盆栽育苗法，设置0(CK)、150、300 mmol·L^-1 3个混合盐碱(NaCl∶NaHCO₃=1∶1)浓度处理，通过测定幼苗鲜质量、干质量及叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量、抗氧化酶活性等生长及生理指标，研究盐碱胁迫对10份藜麦(Q1～Q10)种质幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随盐碱胁迫程度加剧，幼苗的株高、根长较对照有少量增高，Q1的150 mmol·L^-1和300 mmol·L^-1处理较CK增高3 cm,而鲜质量相较CK有明显的下降趋势，在300 mmol·L^-1至150 mmol·L^-1减少0.19 g;叶片叶绿素含量中的Q6由CK的2.7 mg·g^-1在150 mmol·L^-1时上升至4 mg·g^-1,在300 mmol·L^-1时下降至2 mg·g^-1;Q1的可溶性糖由CK的30.8 mg·g     

基于SPEI和时空立方体的中国近40年干旱时空模式挖掘

利用1980—2019年中国612个气象站点逐月降水量和温度数据计算多尺度标准化降水蒸散指数(SPEI),根据中国气温条件划分7大地理分区并结合时空立方体、时空热点分析、时空聚类和时空异常值来探究中国近40年多尺度标准化降水蒸散指数SPEI的时空分布特征。结果表明:(1)通过干旱频率的计算,发现轻度干旱和极端干旱最为严重的地区为内蒙古草原地区,严重干旱和中度干旱在西北荒漠地区最为严重。(2)通过时空立方体展示出中国旱情在时空分布上差距较为显著,西北地区最为严重,其次是西南的西部地区和华北的北部地区;(3)对我国近40年SPEI 12的时空热点进行分析可得我国旱情的时空趋势,其中冷点地区和热点地区各有2个,热点主要分布在华中和东北地区的西部,冷点主要分布在华中的中部地区;4)对多尺度SPEI进行局部异常值分析得到,年尺度的华南西部和华中、华南湿润亚热带地区的中部呈低-低聚类,说明该地全年旱情相对更严重。     

莴笋根部促生菌筛选与促生特性测定

为获得莴笋(Lactuca sativa)根部优良促生菌株,为后续研制微生物接种剂(菌肥)提供优良菌种,以莴笋根系为对象,利用选择性培养基分离、筛选莴笋根系溶解有机溶磷、无机溶磷细菌和固氮细菌,测定其溶磷能力、固氮能力、分泌植物生长激素能力以及对植物病原菌的拮抗能力;对性能优良的菌株进行16S rDNA分子生物学鉴定。研究表明:莴笋根部分离到25株溶磷菌株,其溶解无机磷能力为60.83～290.66μg·mL~(-1)(菌株PGBA2溶磷量最高,为290.66μg·mL~(-1)),溶解有机磷的能力普遍较低,为8.12～71.87μg·mL~(-1);分离出固氮菌株20株,固氮酶活性为8.37～371.54 nmol·h~(-1)·mL~(-1)(GNB6固氮酶活性最强,为371.54 nmol·h~(-1)·mL~(-1));分离筛选分泌植物生长激素(IAA)菌株14株,分泌量为0.78～5.29μg·mL~(-1)(MGBD1分泌IAA的能力最强,为5.29μg·mL~(-1));菌株MGNB4、MGBC3、PGBA2对黄瓜枯萎病(Fusarium oxysporum)有抑菌作用,抑菌率达到50%以上。对9株优良PGPR菌株进行分子生物学鉴定,菌株MGBC2、MGBC3、PGBA2为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus),菌株MGNB3、MGNB4为华夏氏肠杆菌(Enterobacter huaxiensis),菌株MGBD1为铜绿假单胞菌(Pseudomonas brassicacearum),菌株GND5为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株GNA6为气泡微细菌(Microbacterium aerolatum),菌株GNB6为放射型根瘤菌(Rhizobium radiobacter)。     

一种播补一体化新型马铃薯播种机的设计与试验

现有马铃薯漏播补偿方案普遍需附加补偿种箱及单独设置补偿排种通道，导致系统结构复杂、补偿种薯落点偏差较大。为此，本研究提出了基于单向离合器的播补一体化马铃薯播种机新方案。该方案排种链轮正常播种使用地轮动力，而补偿状态在单向离合器协调下转移至补偿专用电动机，补偿完成后则继续恢复至地轮。基于此，在计算所需时间内，采用后一取种勺上的种薯直接追赶前一缺种位置的追赶式补偿方案，可以使补偿种薯也在原排种通道中运动，独立的补偿种薯专用通道不再需要，从而使系统结构简化、可靠性提高。样机田间试验表明，所采用的红外辐射排种监测系统误判率不超过1‰，系统平均自然漏播率对排种速度不敏感，漏播补偿成功率随着排种链速度的增加而快速降低，但即使达到正常排种链速最高值0.8 m·s^-1，依然有平均74%以上的漏播能被成功补偿，系统平均最终漏播率不足平均自然漏播率的1/4，漏播补偿作用效果明显。     

播期对江苏省冬小麦产量及其构成的影响

以江苏省冬小麦播期为主要研究对象，利用近20年冬小麦大田播期试验数据相关文献，按照晚播天数、品性、区域、年代进行分组，利用Meta分析方法定量研究了播期变化对江苏省冬小麦产量及其产量构成的影响。结果表明：近20年江苏省冬小麦的播期随时间的推移总体呈现出延迟的趋势，约5.5 d·10a^-1，苏北和苏南地区冬小麦均在晚播18~22 d开始出现减产趋势，苏中地区冬小麦在晚播23~27 d开始出现减产趋势；整体上江苏省晚播13~17 d左右的冬小麦有显著增产效应，增产达3.1%（95%置信区间0.4%～5.8%），晚播18~22 d及以上时，冬小麦产量开始呈现减产趋势。随着年代不断向后推移，晚播的减产效应出现的越来越早。2000—2010年，晚播23~27 d开始出现减产趋势；2011—2017年，晚播18~22 d开始出现减产趋势；（弱）春性冬小麦从晚播18~22 d开始出现减产效应，（半）冬性冬小麦从晚播8~12 d开始出现减产趋势，冬小麦的选择偏于春性化。Meta分析的数据中，冬小麦穗数对产量的影响更大（P＜0.05，R²＝0.3166）。适当晚播是江苏省稳定冬小麦产量，适应气候变化的有效手段，其主要是通过影响晚播小麦穗数进而影响冬小麦产量。     

自走式青稞联合收获打捆一体机参数优化与试验

为进一步研究提升自走式青稞联合收获打捆一体机工作性能,结合课题组前期研究基础与试验结果,以样机前进速度、纹杆-杆齿组合滚筒转速、脱粒间隙和打捆装置主动带轮转速为自变量,籽粒破碎率、碎芒率和成捆率为响应值,依照Box-Behnken试验设计原理,采用四因素三水平响应面分析方法,分别建立了各因素与籽粒破碎率、碎芒率和成捆率之间的数学模型,并对各因素及其交互作用进行分析。结果表明：4个因素对籽粒破碎率影响的主次顺序为纹杆-杆齿组合滚筒转速、脱粒间隙、样机前进速度和打捆装置主动带轮转速;对碎芒率影响的主次顺序为纹杆-杆齿组合滚筒转速、样机前进速度、脱粒间隙和打捆装置主动带轮转速;对成捆率影响的主次顺序为打捆装置主动带轮转速、脱粒间隙、纹杆-杆齿组合滚筒转速和样机前进速度。该一体机最佳工作参数为：样机前进速度为1.95 m·s^-1,纹杆-杆齿组合滚筒转速为864 r·min^-1,脱粒间隙为13 mm,打捆装置主动带轮转速为600 r·min^-1。田间验证试验表明,自走式青稞联合收获打捆一体机作业的籽粒破碎率均值为1.32%、碎芒率均值为97.58%、成捆率为98.36%,表明在优化工作参数条件下一体机能够降低青稞在机械化收获过程中的籽粒破碎,解决了青稞机械化收获中不易碎芒、秸秆回收劳动强度大的难题。