不同商品有机肥大量及中微量养分释放规律研究

  目的  探讨不同有机肥中多种养分的释放规律,有利于合理利用有机肥资源和培肥土壤。  方法  本研究采用恒温静水培养法,研究了以牛粪（COM）、猪粪（PM）、鸡粪（CHM）、秸秆（SC）和中药渣（CMR）为主要原料制作的5种商品有机肥以及生物质炭（BC）共6种有机物料的大量和中微量养分释放规律。并通过Langmuir方程拟合养分释放曲线。  结果  各处理在静水中养分的释放速率具有阶段性,整体表现为前期快、后期慢。培养至28 d时,CHM和BC中的氮累积释放率较高,分别为75%和58%;各处理的速效磷累积释放率较低,只有20% ~ 30%;速效钾的累积释放率普遍较高（54% ~ 91%）,其中CHM最高。各处理的中微量元素释放差异明显。BC处理同时具有最高的Mg和Mn累积释放量,CHM处理下的Cu、Zn和B累积释放量显著高于其他处理,而COM处理下的Ca累积释放量是所有处理中最高的。Langmuir方程能较好地拟合养分释放曲线（预测值与观测值显著正相关性;P < 0.05）,拟合结果进一步证实了上述养分释放规律。  结论  有机肥种类影响不同养分的释放,CHM是较好的培肥选择,针对特定的养分需求,需要选择合适的有机物料,研究结果可为土壤培肥选择合适的有机肥料提供参考。     

西瓜根系分泌酸性磷酸酶对有机肥营养的响应

有机肥营养对西瓜品质具有提升效果,但根系对有机肥中养分的吸收机制尚不完全清楚,尤其对磷素的利用机制。本研究关注西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性对有机肥施用的响应。采用模拟西瓜根系分泌物的方法研究有机酸对有机肥中可溶性全磷和有效磷含量的影响;采用砂培的方法,研究有机肥中的磷替代化肥磷时西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性的响应;采用田间试验研究有机肥替代化肥以及有机肥不同施用量对西瓜根际酸性磷酸酶活性、西瓜磷营养、产量和品质的影响。结果表明,有机肥中水浸提可溶性全磷含量为6.9 g?kg~(-1),可溶性无机磷含量为525.1 mg?kg~(-1),可溶性全磷中无机磷占7.6%,有机磷占92.4%,可溶性有机磷需经过水解后才能被根系吸收。有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜根系和根际土壤酸性磷酸酶活性均显著提高,西瓜茎、叶中磷含量提高。施用三倍有机肥时西瓜根际土壤有效磷含量和西瓜产量提高。因此,有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜通过提高根系分泌酸性磷酸酶的活性而提高利用有机磷的能力。     

高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

不同梨砧木对缺铁胁迫的生理响应差异研究

【目的】 旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。 【方法】 以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ (湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ (郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefolia) 、山梨 (黑龙江山梨HS-Pyrus ussuriensis) 幼苗为试材,进行水培试验。以Hogland营养液为基础,在其他养分含量不变的情况下,设两个Fe水平1和40 μmol/L,分别代表缺铁胁迫和正常供铁。在砧木幼苗培养21天后,测定了幼苗活性铁和全铁元素含量、根系构型及各部位不同种类有机酸的含量。 【结果】 缺铁胁迫下,杜梨Ⅰ茎叶中活性铁/全铁比例是杜梨Ⅱ的2.80倍和2.94倍, 是山梨的3.29倍和2.05倍,其叶中的活性铁和全铁积累量分别达到15.71 mg/plant和78.82 mg/plant。缺铁胁迫下,杜梨Ⅱ和山梨的倒一叶叶绿素含量下降幅度显著高于杜梨Ⅰ。三种梨砧木幼苗体内柠檬酸含量最高,其次是苹果酸,这两种酸占有机酸总量的74.8%以上。与正常供铁相比,缺铁胁迫下山梨根和叶中苹果酸含量提高了4.70和1.69倍,分别达到0.96 mg/g和4.80 mg/g,显著高于杜梨Ⅰ和杜梨Ⅱ,而杜梨根和叶中的柠檬酸含量较高,尤其是杜梨Ⅰ品种,达到4.02 mg/g和11.98 mg/g。 【结论】 三种梨砧木对铁的吸收和运输存在较大差异。杜梨Ⅰ根系吸收能力较强,根和叶中活性铁含量及积累量均较高,因而耐缺铁。缺铁胁迫下,两种杜梨根系中主要合成柠檬酸而山梨主要合成苹果酸,可能是山梨对缺铁敏感的机制之一。      

典型畜禽粪便配伍食用菌菌渣堆肥研究

[目的]研究三种典型畜禽粪便工厂化高温好氧堆肥过程中物理化学参数的动态变化规律,为典型禽畜粪便和食用菌菌渣废弃物有机肥料化提供理论依据。[方法]本研究分别以新鲜牛粪、猪粪和鸡粪配以2倍质量(DW)的食用菌菌渣进行堆肥试验,研究了堆肥过程中温度、pH值、铵态氮、硝态氮和发芽指数等理化指标的动态变化规律。[结果]堆肥过程中牛粪、鸡粪和猪粪处理在55 ℃以上的持续时间均超过15 天,堆体温度均超过70 ℃。堆肥结束时,猪粪、鸡粪、牛粪处理的pH值分别为7.59、7.81、7.48,符合腐熟堆肥pH值在 5.5 ~ 8.5的一般标准,种子发芽指数(GI)均大于80%,总养分(N+P2O5+K2O)分别为4.31%、5.01%、4.57%,只有鸡粪处理满足有机肥养分标准(NY525-2012)。堆肥过程中各处理铵态氮含量逐渐下降,硝态氮含量逐渐增加,至堆肥结束时牛粪、鸡粪和猪粪处理铵态氮的减少量分别为45.6%、29.2%、33.9%,而相应地硝态氮含量分别增加到2.59 g kg-1、2.57 g kg-1、2.15 g kg-1。[结论]本研究结果可为适度规模养殖场的畜禽粪便进行堆肥处理提供一定的理论依据。     

长期施肥对水稻根系有机酸分泌和土壤有机碳组分的影响

本研究以江西省红壤研究所水稻土长期定位试验田(始于1981年)为对象,分析了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、有机无机配施(NPKM)3种施肥措施对水稻根系有机酸分泌速率及土壤有机碳组分的影响。结果表明:NPK和NPKM处理水稻根系分泌有机酸总量均显著高于CK处理(P0.05,下同),其中NPKM处理最高,提高了54.78%;相对于CK处理,NPK处理水稻根系酒石酸分泌速率显著增加,提高了82.63%,NPKM处理的草酸与苹果酸分泌速率显著增加,分别增加了69.93%、110.98%,而NPK和NPKM处理的柠檬酸分泌速率分别降低了36.57%与40.57%。与CK处理相比,NPKM处理土壤有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳与可溶性有机碳均显著增加,而NPK处理却无显著变化;可溶性有机碳结构的进一步分析表明,NPKM处理促进了可溶性有机碳中类胡敏酸和类富里酸物质的累积,在可溶性有机碳中所占比例分别为31%、44%,NPK处理可溶性有机碳结构无明显变化;CK和NPK处理中可溶性有机碳的有机物来源主要是植物与微生物的混合源,而NPKM处理主要是微生物代谢所分泌的产物。     

施用氨基酸有机肥对黄瓜产量及土壤生物学性状的影响

[目的]养殖场病死畜禽的无害化、资源化处理是减少环境污染、保障养殖业良性发展而亟需解决的关键问题之一。高温酸解病死畜禽制成的氨基酸液与普通有机肥复配制成氨基酸有机肥是实现病死畜禽无害化、资源化利用的重要途径之一。本研究旨在评估氨基酸有机肥对黄瓜产量及土壤生物学性质的影响。[方法]采用实时荧光定量PCR等技术手段,研究连续施用氨基酸有机肥对设施黄瓜产量、土壤理化性质、氮素循环微生物数量及土壤酶活性的影响。[结果]田间试验结果表明:与不施肥对照相比,氨基酸有机肥处理、单施化肥、施用鸡粪有机肥处理黄瓜分别增产48.2%、29.5%和30.6%。与不施肥对照相比,氨基酸有机肥处理能显著提高土壤pH值和铵态氮、硝态氮、有效磷的含量,而与其他施肥处理间差异较小。氨基酸有机肥处理土壤的氨氧化细菌数量显著高于不施肥对照,但显著低于其他施肥处理;反硝化nirK基因数量显著高于不施肥对照,而显著低于施用鸡粪有机肥处理;nirS基因数量显著高于不施肥对照及单施化肥处理。氨基酸有机肥处理土壤的过氧化氢酶及磷酸酶活性显著高于其他施肥处理和不施肥对照;脲酶活性显著高于不施肥对照但低于其他施肥处理;蔗糖酶活性显著高于不施肥对照且与其他施肥处理无显著差异。[结论]施用氨基酸有机肥可改善土壤理化性质,增强土壤生物肥力,提高根系可吸收利用的速效养分及游离氨基酸含量,增加黄瓜产量。     

熏蒸条件下有机肥部分替代化肥对西瓜生长及养分利用的影响

基于田间大棚试验,采用等量养分原则,分析生物有机肥、蚯蚓粪、鸡粪等不同有机肥部分替代化肥对西瓜生长、产量、品质以及养分利用的影响。结果表明,与单施化肥相比,有机肥部分替代化肥均不同程度提高了西瓜叶绿素含量、光合性能、产量及品质,其中以蚯蚓粪与化肥配施效果最佳,其光合性能显著高于单施化肥,产量提高了33.63%,可溶性糖、可溶性蛋白及维生素C含量分别增加了14.07%,14.47%和17.52%。有机肥部分替代化肥施肥处理的肥料利用率高于单施化肥,土壤养分元素依存率低于单施化肥,以蚯蚓粪配施化肥作用效果最为显著,氮、磷、钾肥利用率分别为26.02%,5.67%和29.89%,土壤氮、磷、钾素依存率分别为20.96%,20.32%和31.55%。熏蒸处理的西瓜枯萎病发病率整体低于未熏蒸处理,其中熏蒸条件下蚯蚓粪部分替代化肥施肥处理西瓜发病率最低,仅为4.76%。     

基于文献计量分析的镰刀菌枯萎病研究进展解析

镰刀菌枯萎病是一种由尖孢镰刀菌引起的、毁灭性极强的真菌作物病害,为探索镰刀菌枯萎病的相关研究进展及热点,对尖孢镰刀菌枯萎病进行了引文分析。以"Fusarium wilt"(镰刀菌枯萎病)进行主题搜索,在ISI Web of Science数据库核心集搜索1985—2019年的相关文献共4 873篇,采用CiteSpace可视化软件进行引文分析,通过合作、共现、共被引等网络分析,研究镰刀菌枯萎病的研究热点和前沿趋势。根据发文量统计分析发现:美国、中国和印度在本领域发文量排名前三位,而中介中心性指标分析则表明荷兰、美国和印度文献重要性位列三甲,我国位居前10并表现出积极上升趋势。引文分析的关键词突发性检测发现"induction(诱导)"、"geneticdiversity(遗传多样性)"、"pathogenicity(致病性)"是近十年的重要热点;文献共被引聚类分析表明解淀粉芽孢杆菌、系统抗性、非致病性尖孢镰刀菌等方面为本领域的研究前沿。随着枯萎病研究层次的不断深入,未来研究将会集中在微生物防控、抗病育种、根系-病原菌-有益菌互作机制等方向;此外,多组学技术的应用必将有利于解析镰刀菌枯萎病发病机制,为镰刀菌枯萎病基础研究与防控应用提供理论和技术支持。     

基于Web of Science文献计量的我国节水农业研究态势分析

为了解我国节水农业领域的最新研究热点和发展趋势,借助Web of Science(WOS)核心合集数据库,以“节水农业”为主题进行高级检索,选取1990—2021年中国学者发表的3 775篇文献,利用CiteSpace、VOSviewer、HistCite可视化分析软件,从年发文量、学科分布、发文期刊、研究机构、研究学者、主要研究热点及其变化趋势等指标进行计量分析。结果表明:1)从1990—2021年,我国节水农业领域文献的数量整体呈上升趋势;2)所涉及的学科以水资源学为主,占文献总数的28.9%;3)发文量前三的学术期刊为Agricultural Water Management、Water和Journal of Cleaner Production;4)发文的主要研究机构有中国科学院、中国农业大学以及西北农林科技大学;5)引文分析的关键词突发性检测发现开垦、华北平原、沟灌及增氧灌溉是近五年的重要研究热点。总而言之,我国节水农业研究已有大量基础,在作物高效用水机理、农业用水精量调配与控制、水肥一体化等方面取得了一定的进展,但在水肥一体化智能控制及其对作物、土壤、环境、社会等综合效应等方面的研究仍有待加强。随着科技的发展和社会的进步,未来节水农业将向着更加智能化、精准化的水肥一体方向发展,融合信息化技术,增加水肥施用的科学性,打造智慧农业。