微生物肥料研究及其在耕地质量提升中的应用前景

微生物肥料是农用生物制品的重要一员,在可持续农业发展和绿色农产品生产中具有极其重要的作用。近年来,我国微生物肥料研究与产业化发展迅速,微生物肥料产业基本形成,但也面临着不少制约因素。同时我国耕地质量形势不容乐观,应用微生物肥料是耕地质量提升的不可或缺的技术措施。综述了我国微生物肥料研究及产业化发展的现状以及在提升耕地质量上的应用前景,并指出了微生物肥料今后研究及产业化发展的重点方向。     

香蕉根际土壤原生动物群落特征及与枯萎病病原菌的关系

香蕉枯萎病由病原真菌尖孢镰刀菌4号生理小种引起,其根际微生物组是抵御病原菌入侵的关键屏障。根际原生动物群落在根际微生物群落调控以及植物健康方面有不可忽视的作用。利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析连作蕉园中植株发病前后根际土壤原生动物群落特征变化以及其与病原菌的相互关系。结果表明：相较于可培养细菌与真菌,原生动物的数量对病原菌的种群数量变化的影响更大;根际原生动物的群落多样性与丰富度都随植株生长而降低,且在发病植株中更低;抽蕾前后的健康与发病植株中根际原生动物群落结构存在显著差异;总体而言,吞噬型原生动物的相对丰度显著高于其他功能类型的原生动物,且在健康与发病植株中差异显著;吞噬型原生动物中与病原菌具有显著相关性的多为丝足虫门;在抽蕾期的健康植株中,丝足虫门的高丰度属中Group-Te与Cercomonas属与病原菌呈显著负相关;在抽蕾期的患病植株中,相对丰度较高的植物致病型原生动物Pythium属与病原菌呈显著正相关。综上所述,根际土壤中原生动物对病原菌的影响较大,在植株生长过程中,原生动物的群落特征发生改变,且在发病与健康植株中存在差异。与病原菌具有显著负相关的吞噬型原生动物,尤其是丝足虫门的部分高丰度属,可能会在防控香蕉枯萎病上产生一定潜力。     

生物有机肥对防治山药根茎腐病和促进山药生长的研究

为了探讨生物有机肥(BOF)对山药根茎腐病的防治效果和促生效果,在山药根茎腐病重发地块进行了田间小区试验.结果表明:施用生物有机肥的处理Tl(CK+450 kg/hm2 BOF)、T2(CK+750 kg/hm2 BOF)和T3(CK+1050kg/hm2 BOF)与CK相比,山药根茎腐病病斑的长度分别减小了65.1％、77.2％、78.0％,病斑所占的比例分别下降了67.6％、80.0％、81.7％,对山药根茎腐病有很好的防治效果;山药块茎的鲜重分别增加了15.2％、32.0％、37.1％,块茎长度分别增加了6.0％、11.3％、19.5％,块茎茎粗分别增加了10.9％、23.6％、50.9％,山药产量提高了15.3％、32.2％、37.3％;T1、T2和T3与CK相比,细菌的数量分别增加1.04、1.31、1.41倍、放线菌的数量分别增加1.09、1.18、1.71倍,真菌的数量分别减少了21.9％、46.9％、50.0％,从而改善土壤微生态环境.施用生物有机肥不仅可以明显减少山药根茎腐病的发生,同时对山药有较强的促生效果,具有广阔的应用前景.     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

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。     

施用有机无机复混肥对太湖平原乌泥土稻麦生长的影响

通过长期定位试验,于2009至2010年在苏南地区稻麦轮作体系下,研究以菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥为原料的有机无机复混肥及无机肥对水稻和小麦产量、不同时期功能叶叶绿素含量(SPAD值)和氮素利用率的影响。结果表明:各施肥处理的水稻和小麦产量均显著高于不施氮肥处理,其中以菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥为原料的有机无机复混肥处理的水稻产量分别比无机肥处理的水稻产量增加9.5%、16.2%和17.4%;3种有机无机复混肥处理的小麦产量显著高于无机肥处理(4 146.1 kg.hm-2),增产率为16.2%～20.3%。在水稻季和小麦季,3种有机无机复混肥处理的不同时期功能叶SPAD值及氮素利用率均不同程度高于无机肥处理或与无机肥处理持平。以中药渣堆肥为原料的有机无机复混肥处理,在稻麦轮作体系下能够获得比单施无机肥处理更高的小麦和水稻产量、功能叶SPAD值及氮素利用率。     

菜粕堆肥与无机肥配施对烤烟产量和品质以及土壤微生物的影响

通过大田试验,研究了不同比例的菜粕堆肥与无机肥配施(纯氮比例分别为0∶100、5∶95、10∶90、20∶80、30∶70)对烤烟产量和品质以及土壤微生物多样性的影响。结果表明:菜粕堆肥与无机肥配施后能获得与单施无机肥相近或较高的烤烟产量。与单施无机肥处理相比,配施处理上等烟比例提高了6%～10%。在不同菜粕堆肥与无机肥配施处理中,纯氮比例为10∶90的处理烤烟品质较好。随着菜粕堆肥替代比例的增加,烤烟根表细菌的数量逐渐增加,而真菌的数量则呈现先降低后增加的趋势,其中纯氮比例为20∶80的处理综合效果最好。综上所述,菜粕堆肥替代无机肥氮的比例为10%～20%时,既能保证烤烟产量,又能提高烤烟质量和改善土壤微生物多样性。     

生物有机肥对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防治的研究

通过盆栽试验,研究了生物有机肥(BIO)对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防治效果的影响。结果表明,1)香蕉植株移栽45 d后,施用BIO的处理香蕉植株地上部鲜重、干重、株高和假茎围分别比对照增加了31.9%~93.8%、5.9%~43.1%、43.9%~62.9%和12.3%~18.5%。2)香蕉苗移栽25 d时,施用BIO的香蕉植株根尖几丁质酶活性提高了2.64~12.88个酶活单位,显著高于对照;营养钵育苗施用BIO的处理,香蕉植株根尖β-1,3-葡聚糖酶活性显著地高于营养钵育苗未施BIO的处理,是其酶活的5.22~7.22倍。施用BIO的处理香蕉植株根尖和茎基部中胼胝质含量分别只有对照的59.7%~77.9%和47.6%~68.9%,显著低于对照处理。3)营养钵育苗施用BIO的处理,根际的细菌数量和放线菌数量分别比对照增加了1.56~1.76倍和1.11~1.55倍,而根际真菌数量却减少了19.2%~52.2%,根际尖孢镰刀菌的数量也大大减少。4)营养钵育苗施用BIO的处理,到香蕉植株移栽45 d时,香蕉植株枯萎病的病情指数未超过2.4,比对照降低47.8%~56.5%。上述结果表明,采用营养钵育苗和移栽时都施用BIO的方法种植香蕉,能显著地促进香蕉植株生长,有效地降低香蕉枯萎病的发病指数。     

ICP-MS及其联用技术在植物重金属分析中的应用研究进展

电感耦合等离子体(inductively coupled plasma,ICP)是20世纪80年代发展起来的无机元素分析技术,它具有高分辨率和灵敏度、低检出限、样品耗用少、可同时检测多元素等特点,被广泛地用于无机元素特别是金属元素的分析。ICP与质谱(mass spectrometry,MS)联用极大地促进了无机多元素分析技术的发展。本文综述了ICP-MS及其几种联用技术的原理与性能特点、排除光谱干扰的方法以及在植物重金属分析中的应用实例32篇,以期为植物重金属分析技术的研究提供有益参考。