不同施肥制度对南方旱地红壤微生物组结构和功能影响研究进展

土壤微生物组在促进土壤养分循环、提高土壤固碳能力和维持土壤肥力等方面具有重要的作用。红壤是我国南方重要的耕地资源,但其有机质含量低、水土流失严重,且面临着土壤酸化导致的活性铁铝增加、作物生长受限和微生物活性下降等严峻问题。我国近年来基于红壤旱地长期定位试验和短期培育试验开展了很多工作,在通过调控红壤微生物组以缓解土壤酸化、增加有机质含量和提高氮磷养分有效性方面取得了突破性进展。本文综述了红壤区农田土壤微生物组结构的主要驱动因素,回顾和比较了长期施用化肥、有机肥和有机无机配施等不同施肥制度对我国南方旱地红壤微生物组结构和功能影响的研究工作,阐述了有机培肥制度对红壤微生物群落多样性的积极效应;总结了配施有机肥在提高红壤有机碳周转功能类群和氮磷代谢功能类群丰度,促进红壤有机碳分解、维持有机质稳定和提高土壤氮磷养分有效性等方面的重要作用;探讨了高多样性微生物群落中关键特殊性代谢功能对驱动微生物群落装配和维持土壤生态功能稳定的作用。最后,对我国旱地红壤微生物组未来的研究方向进行了展望,强调了可以通过改进微生物培养策略、明确微生物组不同类群的功能特征和驱动因素、充分挖掘农业微生物组资源、开发调控红壤微生物组的微生物肥料产品和高效农业管理措施来提高红壤养分循环效率、促进有机质稳定和降低铁铝活性,充分发挥微生物组在红壤耕地资源可持续利用与农业绿色发展中的作用。     

白刺链霉菌(Streptomyces albospinus)CT205菌株发酵条件优化及其次生代谢产物性质研究

[目的]为了获得白刺链霉菌(Streptomyces albospinus)CT205菌株摇瓶发酵最佳配方和适宜的发酵条件,并初步研究其次生代谢产物的性质。[方法]通过碳、氮源单因子试验、正交试验和主要发酵条件优化试验,以菌浓度和抑菌圈大小为指标确定其最佳发酵培养基配方和发酵条件。通过GF254薄板层析、生物测定、紫外检测、稳定性试验,研究菌株CT205发酵产生的次生代谢产物性质。[结果]菌株CT205发酵最佳培养基配方:蔗糖20.0g·L-1,可溶性淀粉30.0g·L-1,蛋白胨2.0g·L-1,黄豆粉8.0g·L-1,MgSO4·7H2O0.5g·L-1,K2HPO4·7H2O0.5g·L-1,NaCl2.0g·L-1,CaCO33.0g·L-1;最佳发酵温度为28~30℃,初始pH8.0;CT205发酵产生的抗菌活性成分的Rf值为0.68,其在λ=258nm处有1个强紫外吸收峰。在不同温度(60、80和100℃)、紫外光照射不同时间(5、10和30min)处理下,活性成分的抗菌活性与对照相比变化不大,在用酸碱处理后,其抗菌活性比对照略有下降。[结论]获得了菌株CT205优化的发酵培养基配方及适宜的发酵条件,其次生代谢产物对热和紫外光均表现出较强的稳定性,但偏酸、偏碱的环境对其活性有一定的影响。     

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。     

香蕉枯萎病致病菌筛选及致病菌浓度对香蕉枯萎病的影响

【目的】通过筛选和鉴定香蕉枯萎病的致病菌株,之后接种不同浓度的病原菌孢子悬液,研究香蕉植株的发病程度,以期为香蕉枯萎病的田间诊断提供科学的理论依据。【方法】采用室内筛选和盆栽试验相结合的方法。【结果】从香蕉枯萎病病株的假茎基部分离筛选纯化获得了一株致病的尖孢镰刀菌菌株。盆栽回接该菌株35d后,有90%香蕉植株发病,香蕉死亡率高达70%,经鉴定确认该菌株为香蕉枯萎病致病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,FOC);本试验条件下,致病菌株的孢子悬液浓度为103CFU/g土时是香蕉枯萎病发病的临界浓度,当致病菌株的孢子悬液浓度不超过105CFU/g土时,香蕉枯萎病的发病指数随着病原菌孢子悬液浓度的加大而增加,当致病菌株的孢子悬液浓度超过105CFU/g土时,香蕉枯萎病的发病指数不再显著变化;香蕉根际土壤和土体土壤中的尖孢镰刀菌数量受致病菌株孢子悬液不同浓度的影响较大,接种病原菌孢子悬液不同浓度处理的根际土壤的尖孢镰刀菌数量是土体土壤尖孢镰刀菌数量的1.15—2.06倍,显著高于土体土壤尖孢镰刀菌数量。【结论】香蕉植株枯萎病是否发生与土壤本身的尖孢镰刀菌数量有关,发病程度高低决定于根际土壤中的尖孢镰刀菌数量,以上结果可为香蕉枯萎病的诊断提供科学的理论依据。     

西瓜和水稻根系分泌物中糖和氨基酸对西瓜枯萎病病原菌生长的影响

以不同抗性西瓜品种以及化感水稻品种为试验对象,对其根系分泌物中可溶性糖和游离氨基酸的含量和组成进行分析,并研究了氨基酸对西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)生长的影响。结果表明:西瓜根系分泌物中的可溶性糖含量及游离氨基酸的含量和种类显著多于水稻根系分泌物中的,而感病西瓜品种根系分泌物中的又显著多于抗病品种根系分泌物中的。与感病西瓜品种相比,抗病西瓜品种根系分泌物中不含酪氨酸,水稻根系分泌物中不含天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和精氨酸这9种氨基酸。综合西瓜专化型尖孢镰刀菌孢子萌发和产孢能力两项测定结果,供试的8种外源氨基酸中丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸为主要促菌氨基酸;甲硫氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸均促进西瓜专化型尖孢镰刀菌孢子萌发却抑制其孢子产生,而丝氨酸为抑菌氨基酸。因此,水稻、西瓜根系分泌物在糖和氨基酸含量及组成方面存在的显著差异,可以使连作条件下西瓜单作和西瓜/旱作水稻间作对根际微生物的养分供应不同,对其生长的影响也随之改变,这为阐释连作条件下西瓜单作发病严重而间作发病减轻的机制提供了科学依据。     

施用微生物有机肥对棉花抗病性相关酶活性的影响

报道了一种专性微生物有机肥(BOF)对棉花黄萎病的防治效果。在连续3季的盆栽试验中,施用该种微生物有机肥能够有效防治棉花黄萎病,尤其是在营养钵育苗土和大盆钵移栽土中都施用微生物有机肥的处理(BOF+BOF)防治效果最佳,三季的防治率依次分别为85.7%、75.0%和100.0%。棉花黄萎病爆发前期BOF+BOF处理植株体内过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性是对照的1倍以上。表明微生物有机肥通过提高植株体内防御性相关酶活性,进而提高棉花植株对黄萎病的抗性。     

2个不结球白菜品种硝酸盐累积差异的生理机制

采用0.5、2.0、5.0 mmol.L-1NO3-3个浓度和3.75 mmol.L-1NO3-与1.25 mmol.L-1NH4+混合浓度,对2个不结球白菜品种上海青(低硝酸盐累积品种)和亮白叶1号(高硝酸盐累积品种)进行水培试验,研究了供氮水平对硝酸还原酶活性(NRA)、硝酸盐含量和光合速率的影响。结果表明:不结球白菜硝酸盐含量存在品种和器官差异(P<0.05)。亮白叶1号硝酸盐含量高于上海青,不同器官硝酸盐含量从高到低依次是:叶柄、叶片、根系,硝酸盐含量随外界供NO3-浓度的增加而增加,部分供NH4+降低了硝酸盐含量;上海青NRA高于亮白叶1号(P<0.05),不同器官NRA从高到低依次是:叶片、根系、叶柄,叶片和根系的NRA随外界NO3-浓度的增加而升高,部分供NH4+降低了不结球白菜NRA;在全NO3-处理下上海青叶片光合速率显著高于亮白叶1号(P<0.05),提高NO3-浓度可在一定程度上促进光合速率,部分供NH4+使光合速率有所降低。总之,上海青比亮白叶1号具有更高的NRA和光合速率,使其具有更强的NO3-还原同化能力,从而减少了NO3-在体内的积累。     

阜阳市颍州区城郊菜地重金属污染调查与评价

通过室外采样和室内分析,对阜阳市颍州区城郊菜地土壤Pb、Cd、Ni、Cu、Cr、Zn等六种重金属的含量特征进行了研究,并利用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法对各种重金属的污染状况进行了评价。研究表明,研究区域菜地土壤中各种重金属含量的平均值均符合国家土壤环境质量标准要求,其中Pb、Ni、Zn含量平均值超出安徽省土壤背景值,其他重金属的平均值均未超过安徽省土壤重金属背景值。单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价表明,研究区域未受到污染,适合进行无公害生产。     

有机无机肥配施对麦-稻轮作系统土壤微生物学特性的影响

采用盆栽试验研究了不同比例有机无机肥配施对连续4茬麦-稻轮作后土壤微生物学特性的影响。结果表明,与对照相比,单施化肥处理促进了土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的增加,提高了土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶活性,降低了过氧化氢酶活性,提高了放线菌的数量,但对土壤细菌、真菌数量的影响不明显;有机无机肥配施处理的土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵、土壤酶活性及3大类土壤微生物数量显著高于单施化肥及对照处理;土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物熵和3大类微生物数量随着有机肥配施比例的提高而增加,以配施30%有机肥处理的最高;土壤酶活性综合指数以配施20%有机肥处理的最高。可见,化肥配施有机肥特别是配施中高量有机肥更有利于改善土壤微生物学特性,提高土壤生产能力。