含PGPR菌株LZ-8生物育苗基质的研制与促生效应研究

根际促生细菌(PGPR)与普通育苗基质联合形成生物育苗基质,能够有效促进PGPR菌株的根际定殖,从而增强菌株促生效果的发挥。本研究以辣椒和番茄两种经济作物为供试材料,采用拌土的方式向基质中添加PGPR菌株LZ-8发酵液形成生物育苗基质,研究了该生物基质对这两种作物苗期的促生效果及种苗移栽后大田产量的增加情况。结果表明:含PGPR菌株的生物育苗基质对辣椒和番茄苗期均具有显著的促生效果,其中苗期辣椒和番茄的株高、茎粗、叶面积、鲜重和干重分别比对照高出22%、15.9%、33.6%、21.84%、31.25%和26.8%、29.4%、62%、72.7%、83.3%;生物基质所育种苗移栽至大田后显著增加了辣椒和番茄的产量,分别比对照增产22%和11%。     

mVOCs在根际免疫中的研究进展及思考

由土传病原菌引起的作物病害频发制约着世界农业的可持续发展。以根际微生物群落这一生物屏障为核心的根际免疫在抵御土传病原菌入侵中发挥着至关重要的作用。除竞争营养、产生抗生物质等外,根际微生物还通过分泌易挥发性有机物（Microbial volatile organic compounds,mVOCs）与病原菌、其他土著微生物以及宿主植物互作,以更好地适应根际环境和发挥抑病功能。由于具有作用浓度低、可在水-土-气等多界面自由迁移和长距离传播等优势,mVOCs日益成为根际免疫领域机理研究和产品开发的热点。本文首先介绍mVOCs参与土壤抑菌性的发现过程,系统梳理抑制土传病原菌的mVOCs及分泌源——有益微生物。其次,从抑制土传病原菌生长和致病、调控微生物群落互作以及激发植物抗性3个方面阐述mVOCs提升根际免疫的作用机理。随后,总结mVOCs在防控土传病害中的应用现状,并分析影响mVOCs产生和作用效果的土壤生物和非生物因素。最后,提出与根际免疫相关的mVOCs研究思考,呼吁关注mVOCs在根际免疫领域的理论和实践价值。关键词：微生物易挥发性有机物;土传病害;根际免疫;微生物生态     

一种评价稻秆降解菌分解能力的方法

[目的]探究一种评价稻秆降解菌分解能力的新方法。[方法]以10株秸秆降解细菌为材料,研究其在羧甲基纤维素钠平板上的水解圈以及其在纯稻秆粉为碳源的液体发酵培养基中的纤维素和半纤维素酶活力与稻秆相对降解率(RDR)的关系。[结果]菌株在羧甲基纤维素钠平板上的水解圈直径(D)、水解圈-菌落直径比(D/d)、纤维素和半纤维素最大酶活力与RDR均未达到显著关系(P>0.05);液体发酵培养1周内每天的纤维素和半纤维素酶活力与RDR没有显著线性关系。而菌株在液体发酵培养1周内的累积纤维素酶活力、累积半纤维素酶活力与RDR成显著正相关(P<0.05);培养1周内累积纤维素半纤维素酶活力与RDR达到极显著水平(P<0.01)。[结论]说明采用单个累积酶活力和总累积酶活力(纤维素酶和半纤维酶)能够更好地评价菌株对稻秆的实际降解能力,可作为秸秆降解菌降解能力的评价指标。     

促进草酸青霉降解秸秆的表面活性剂效果研究

为了提高秸秆降解效率,本文探究了不同种类表面活性剂对秸秆降解菌降解秸秆的作用,并筛选出效果最佳的表面活性剂。首先筛选获得一株降解玉米秸秆能力较强的菌株——草酸青霉Z7-6;其次在液体发酵条件下,考察4种表面活性剂（两个浓度）对草酸青霉Z7-6降解玉米秸秆效果及产纤维素类酶的影响;最终通过固体发酵验证表面活性剂的效果。结...     

降解玉米秸秆真菌复合菌系的构建及其降解效果评价

  【目的】  秸秆的木质纤维素含量丰富、结构复杂，在自然界中降解较慢，增加秸秆降解菌剂中菌株的多样性有利于提升还田秸秆的降解效果。探究菌株多样性水平和组成影响复合菌系秸秆降解的效果及原因，为复合菌系在秸秆降解中的应用提供理论支撑。  【方法】  通过富集驯化培养，从玉米秸秆还田土壤中筛选具有秸秆降解能力的真菌，从中挑选5株高效秸秆降解真菌进行基因间隔区序列 (ITS) 测定和物种鉴定，明确其分类地位。通过全组合构建菌株多样性为1～5的复合菌系，分别检测复合菌系的秸秆相对降解率及其滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶活性，利用方差分析和相关性分析等方法研究菌株多样性和组成对复合菌系玉米秸秆降解效果及其纤维素酶活性的影响。  【结果】  共筛选获得了15株具有秸秆降解能力的真菌，其中5株真菌的秸秆降解效果好、纤维素水解能力强。经ITS序列鉴定和系统发育分析，发现5株降解真菌的遗传差异较大，Z7-6、F7-5、F4-3、L1-1和J2-5分别与草酸青霉 (Z7-6: Penicillium oxalicum)、烟曲霉 (F7-5: Aspergillus fumigatus)、哈茨木霉 (F4-3: Trichoderma harzianum)、白囊耙齿菌 (L1-1: Irpex lacteus) 和木贼镰刀菌 (J2-5: Fusarium equiseti) 的ITS序列相似度均超过99.95%。全组合复配结果表明，复合菌系的秸秆降解能力和纤维素酶活力均高于各单一菌株，且随着菌株多样性水平的增加而提高。滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶的活力越强，复合菌系对玉米秸秆的降解效果越好，而其秸秆相对降解率主要取决于滤纸酶和纤维素内切酶的活性。抽样效应分析发现，不同菌株对复合菌系的秸秆降解效果、滤纸酶和纤维素内切酶活性的影响不同。不含菌株F7-5的复合菌系降解效果显著优于含有该菌株的组合，以Z7-6 (P. oxalicum)、F4-3 (T. harzianum)、L1-1 (I. lacteus) 和J2-5 (F. equiseti) 组合F1的玉米秸秆降解效果最佳、酶活性最高。  【结论】  秸秆降解复合菌系的构建过程需要同时考虑多样性效应和抽样效应，增加降解菌的多样性有助于增强秸秆的降解效果。本研究筛选获得的复合菌系F1在玉米秸秆降解中具有潜在的应用前景。     

西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH_3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10%以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。     

含复合菌群生物育苗基质的研制及其育苗效果

[目的]开发含复合菌群生物制品或农业投入品,对于促进作物增产具有重要意义,本文旨在利用分别具有拮抗病原菌、解磷、产生长素能力的菌株,研制含根际促生菌菌群的生物育苗基质,以期为育苗基质产业的发展提供技术支撑。[方法]以本实验室经过广泛田间试验验证,且具有促生及抗土传病害功能的解淀粉芽胞杆菌SQR9为核心菌株,筛选出与之无拮抗效应的产生长素和具解磷能力的菌株;采用Biolog全自动微生物鉴定系统测定菌株对不同碳源利用能力,通过碳源重合关系确定菌种组合;通过育苗和盆栽试验评估含复合菌群生物育苗基质的育苗效果。[结果]经过筛选,与菌株SQR9对峙无拮抗圈的溶磷菌株分别为Y40、Y2和NJAU-3;产吲哚乙酸(IAA)菌株分别为NJAU-5、L-60、NJAU-69和NJAU-84。利用碳源重合关系,构建4种菌株组合2个、3种菌株组合6个和2种菌株组合4个。2季苗盘试验及2季盆栽试验结果均表明,微生物碳源利用重合数与植物促生效果呈显著负相关关系,含菌株SQR9、Y2和L-60与含菌株SQR9、Y2和NJAU-84这2个含复合菌群功能型生物育苗基质,在黄瓜前期育苗效果和后期盆栽效果均优于单菌处理及不添加功能菌普通育苗基质(对照)。[结论]结合拮抗效应测定和碳源利用重合关系,能够有效筛选出高效菌群组合,最终确立含3种菌株的2组复合菌群SQR9+Y2+L-60和SQR9+Y2+NJAU-84为研制生物育苗基质的最佳组合。     

灌溉消毒水源对香蕉植株生长和可培养微生物数量的影响

[目的]探究灌溉消毒水源对香蕉植株生长和可培养微生物数量的影响,以期为香蕉枯萎病的防控提供新的思路和方法。[方法]首先通过灌溉水消毒试验获得最优的消毒剂及其使用浓度,再进一步采用盆栽试验,探究草地土壤和香蕉连作土壤上灌溉消毒水源对病原菌和其他可培养微生物数量及香蕉植株生长的影响。[结果]相比于过氧化氢和氨水,次氯酸钠具有最优的病原菌消毒效果,原液稀释4 000倍后病原菌消毒效率仍为100%。灌溉消毒水源能有效改善香蕉植株的生长状况,与灌溉含病原菌水源相比,灌溉消毒水源处理中香蕉植株的株高、茎粗、叶面积、植株鲜质量和植株干质量在草地土中分别高出7.57%、15.96%、30.89%、21.36%和61.58%,在蕉园土中分别高出12.10%、29.58%、32.15%、51.18%和63.60%;灌溉含病原菌水源导致尖孢镰刀菌在土体、根际和根内显著富集,在草地土壤和连作蕉园土中的病原菌数量分别为灌溉消毒水源处理的2.32、3.26、3.13倍和1.68、2.53、1.62倍;同时,灌溉消毒水源提高了土体土壤细菌和真菌数量的比值(B/F),改变了土壤和香蕉根际可培养微生物的群落结构。[结论]灌溉含病原菌水源加快了病原菌在香蕉根际的传播和富集,通过灌溉水消毒能够有效减缓病原菌富集,控制病原菌的传播,研究结果为枯萎病的综合防控提供了新思路。     

添加酸解氨基酸对植物源废弃物好氧堆肥品质及其应用效果的影响

  【目的】  探究添加酸解氨基酸 (AA) 对不同植物源废弃物堆肥进程、氮素损失阻控、堆肥品质和产品效果的影响。  【方法】  分别向3种含碳量不同的植物源废弃物 (中药渣、木薯渣和蘑菇渣) 中添加5%、10%和15% (体积质量比) 的酸解氨基酸,以不添加酸解氨基酸处理作为对照,监测堆肥过程中的温度和理化指标。堆肥结束后,以辣椒和茄子作为供试作物进行盆栽和大田试验。盆栽试验以不施肥和施化肥为对照,试验处理包括9个堆肥产品及其添加促生菌 (解淀粉芽孢杆菌SQR9) 制备的生物有机肥产品,共24个,调查了不同处理辣椒和茄子的生物量和生理指标。田间试验以不施肥和施化肥为对照,以盆栽效果最佳的堆肥产品及其制备的生物有机肥单施、两个产品分别与化肥配合,共14个处理,调查了辣椒和茄子的生长状况。  【结果】  添加酸解氨基酸延长了中药渣和木薯渣堆肥的高温期持续时间,而蘑菇渣堆肥的高温期持续时间随酸解氨基酸添加量的增加而减少。酸解氨基酸加入后,3种原料堆体的pH均有所下降,且整体上酸解氨基酸添加量越多,pH下降越显著。酸解氨基酸明显促进了3种原料堆肥中纤维素、半纤维素和总碳的分解,且促进效果和氮磷钾养分积累量随着酸解氨基酸添加量的增加而提高。此外,酸解氨基酸加入后由于引入H+,使堆体的电导率有小幅上升。盆栽试验表明,3种有机物料堆肥均以添加10% AA制成的有机肥最佳,且能显著提高辣椒植株的鲜重、干重、株高、茎粗和叶绿素含量,添加促生菌后进一步提高了堆肥的效果。以10% AA处理的有机肥及其生物有机肥进行大田试验,中药渣有机肥中,生物有机肥处理为辣椒田间处理最佳,生物有机肥加化肥处理为茄子田间处理最佳;木薯渣有机肥处理中,生物有机肥处理在辣椒和茄子田间试验中均为最佳处理;蘑菇渣有机肥处理,生物有机肥加化肥处理在辣椒和茄子大田试验中各项指标均为最优;表明10% AA处理的有机肥配合功能菌株施用能促进作物生长、提高作物产量,整体效果显著优于空白和化肥处理。  【结论】  添加酸解氨基酸能够降低堆肥pH,减少堆肥过程中的氮素损失,延长堆肥高温期的持续时间,提高有机碳降解效率及氮磷钾相对含量;该堆肥与功能菌株配伍制成的生物有机肥,与等养分化肥处理相比,可以显著提高作物的生物量和产量。     

木质纤维降解复合菌剂促进堆肥腐熟研究

利用工厂化高温好氧堆肥方式,探究了具有高效降解木质纤维能力的微生物复合菌剂分别对纯秸秆和秸秆畜禽粪污混合物堆肥效率的影响。以纯秸秆和猪粪秸秆混合物为原料,设置空白对照、单菌处理和复合菌处理,评估堆肥过程中不同堆体温度、含水量、pH、有机质含量、发芽指数和养分等理化指标的变化对堆体腐熟效率的影响。结果表明,无论何种堆肥原料,相比空白和单菌处理,复合菌处理堆体均升温速率最快,高温期温度最高,后熟期降温最快。堆肥过程中,各处理p H无显著差异,变化趋势基本一致;各处理发芽指数(GI)不断提高,纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理均在第25天高于接单菌处理,至堆肥结束时,接复合菌处理的发芽指数分别为93.45%和98.67%;随堆肥的进行,各处理有机质含量均处于下降趋势,至堆肥结束时,所有处理的有机质含量均高于450 g/kg;各处理的全氮、全磷、全钾含量在堆肥结束时比堆肥初始均有所增加,至堆肥结束时,以纯秸秆和秸秆粪污混合物为原料的接复合菌处理的总氮和总磷含量均显著高于其他处理。综上,相比于不添加外源菌和添加单一菌株,高效木质纤维降解复合菌剂的添加,能够有效促进堆肥的腐熟,提高堆肥效率。