海藻酸钠固定化包埋对氨氧化细菌除氨效果的影响

以海藻酸钠作为氨氧化细菌的包埋固定载体,以固定化氨氧化细菌对氨氮的去除率为主要指标,研究氨氧化细菌的最佳包埋条件,并比较了未固定细胞与固定化细胞两种处理对水中氨氮去除效果的影响。结果表明,当海藻酸钠浓度为4%、CaC l2浓度为3%、包菌量为3.0 g L-1时,氨气去除率均超过80%,达到最佳包埋条件。与未固定细胞的处理相比,固定化细胞对温度、pH的变化以及有机物、有毒物质污染等环境变化表现出更强的适应能力。     

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。     

土壤微生物与有机物料对盐碱土团聚体形成的影响

为了研究不同来源的微生物群落和不同类型的有机物料对盐碱土团聚体形成的影响,采用土培实验,接种不同来源的微生物群落(青海盐碱土或黄棕壤制备土壤悬液)到盐碱土中,并添加腐熟的有机肥或半腐熟的有机物料(玉米秸秆和牛粪)。土样在常温下培养45、90 d后,测定土壤相关指标。结果表明,各处理之间,在pH值下降、土壤团聚体形成及微生物数量等方面,接种土著微生物及添加半腐熟有机物料处理(SS+MS-CD)的效果最好。该处理土壤pH值下降幅度最明显,与对照相比降低了0.6个单位,且土壤团聚体形成效果优于其他处理,形成了0.62%的大团聚体(2 mm),而其他处理均未形成2 mm的大团聚体,并增加了小团聚体(2~0.25 mm)的形成比例。该处理亦显著提高了土壤酶活性及土壤呼吸强度。实验结果为制备盐碱土改良措施提供了理论参考。     

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。     

有机(类)肥料与农业可持续发展和生态环境保护

随着我国农业和农村经济的快速发展,传统意义上的有机肥已经变成了固体有机废弃物而随地弃置,不仅浪费了大量的养分资源,更污染了我国的生态环境。本文总结了近年来我国有机(类)肥料研究与开发的主要进展,着重介绍有机(类)肥料产品的最新而成熟的生产技术以及施用技术,不仅为开展有机(类)肥料研究提供一些方向和思路,也为我国有机(类)肥料产业发展提供技术支撑,为发展我国可持续农业提供有效途径。     

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。     

有机肥料氮替代部分化肥氮对稻谷产量的影响及替代率

 【目的】试图探索出有机肥料氮替代化肥氮的最适替代率,为研制水稻专用有机无机复合肥奠定基础。【方法】试验在江苏省常熟市进行,采用田间试验研究4个氮用量下（0、180、240和270 kg?hm-2）有机肥料氮替代部分化肥氮对水稻（4007和常优1号）产量、氮肥利用率和土壤矿质态氮的影响。【结果】（1）与单施化学氮肥相比,氮用量为180 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或氮用量为240 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时,能够显著提高水稻的稻谷产量。两个水稻品种（4007和常优1号）的稻谷产量分别达到8 242～10 187 kg?hm-2和10 048～11 654 kg?hm-2;（2）与单施化肥相比,氮用量在180 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或氮用量在240 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时,两个水稻品种的氮素累积量分别为172.6～256.4 kg?hm-2、185.9～235.6 kg?hm-2,显著高于单施化学氮肥处理,此时,氮肥利用率也达最高,分别为36.6%～48.1%、34.3%～40.0%;（3）与单施化学氮肥相比,氮用量在180 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在15%～30%或者氮用量在240 kg?hm-2并且有机肥料氮的替代率在10%～20%时可以获得较为平稳的氮素供应过程。 【结论】有机肥料氮与化肥氮配施能获得比单施化学氮肥处理更高或持平的稻谷产量并有效地提高水稻的氮肥利用率。     

基于Web of science文献计量分析的青枯病研究进展

为了解青枯病研究领域中领先的科研机构、科研人员及其研究内容，并对未来的发展方向进行预测，以“Ralstonia solanacearum”、“Pseudomonas solanacearum”为主题词，对1985—2019年Web of Science核心数据库进行搜索，共检索到2 987 篇相关文献，并利用CiteSpace软件对所检索的青枯病英文文献进行分析。结果显示:美国、中国、法国和日本发文量较多，并且国家之间多有合作交流；法国国家农业研究院和美国威斯康星大学为该领域顶尖的研究机构，国内领先机构为南京农业大学；青枯病领域发文量较高的作者有Caitilyn Allen、Philippe Prior、Qirong Shen(沈其荣)、Stephane Genin等；通过关键词共现网络和突发性检测分析，明确当前研究热点方向为青枯菌的致病机理、根际微生物生态、植物-病原菌互作机制等。结合文献交叉引用分析推测未来研究方向包括抗病基因与抗病品种以及全球尺度下青枯菌的遗传多样性与致病多样性的挖掘，并通过多组学进一步阐明植物-病原菌互作和调控机制。     

高温和酶解处理水稻秸秆后植物促生物质的鉴定及其效果研究

【目的】 探究农业废弃物水稻秸秆对植物的促进作用,质谱鉴定并比较分析水稻秸秆高温浸提液以及酶解液中可能存在的小分子促生物质,验证这些物质对黄瓜生长的促进效果。【方法】 通过高温水浸提的方式,在温度115℃,浸提时间30 min的条件下制备水稻秸秆高温浸提液;通过硫酸铵沉淀法浓缩哈茨木霉菌NJAU 4742在以水稻秸秆为唯一碳源下液体发酵产生的胞外酶,并利用该胞外酶降解水稻秸秆,从而制备水稻秸秆酶解液,将水稻秸秆高温浸提液及酶解液稀释成不同倍数后,通过黄瓜水培试验验证其促生效果,基于UHPLC-QE-MS非靶标检测技术对其中的促生物质进行质谱分析,QE质谱仪在采集软件（Xcalibur 4.0.27,Thermo）的控制下,以信息相关采集模式对水稻秸秆高温浸提液以及酶解液进行一级、二级质谱数据采集,通过自主编写的R程序包（内核为XCMS）对原始数据进行峰识别、峰提取、峰对齐和积分等处理,然后与BiotreeDB（V2.1）自建二级质谱数据库匹配进行物质注释。最后通过黄瓜水培试验验证部分二级质谱鉴定物质的促生效果。【结果】 水稻秸秆高温浸提液和酶解液在适宜浓度下均能促进黄瓜幼苗生长,其中水稻秸秆酶解液在稀释100倍时对黄瓜有明显促生效果,与CK相比,经过酶解液处理的植株地上部干重、地下部干重和株高分别增加了52.64%、55.05%和21.43%,植株根尖数增加了31.95%;水稻秸秆高温浸提液在稀释50倍时促生效果最好,与CK相比,高温浸提液处理后的植株地上部干重、地下部干重和株高分别增加了44.16%、63.38%和55.56%,植株根尖数增加了64.44%。UHPLC-QE-MS非靶标检测技术结果表明,在水稻秸秆高温浸提液中鉴定出714种物质,在酶解液中鉴定出638种物质;基于二级质谱结果进一步分析发现,乙酰胆碱、左旋肉碱和肌醇可能是促生相关的功能物质;外源添加3种功能物质化学标准品的研究结果表明,3种物质均对黄瓜幼苗生长有显著的促进效果。1、10、100 μmol·L^-1浓度的乙酰胆碱均能促进黄瓜植株的生长,与CK 相比,1 μmol·L^-1浓度的外源乙酰胆碱使黄瓜地上部干重增加54.69%,根系干重增加了73.67%,黄瓜根尖数增加了130.5%;外源左旋肉碱在0.1和1 mmol·L^-1浓度下有利于黄瓜植株生长,与CK相比,黄瓜地上部干重分别增加了33.79%和30.19%,根系干重分别增加了44.97%和48.82%,黄瓜根尖数分别增加了41.8%和49.9%;在黄瓜水培体系中添加0.05、0.1 mmol·L^-1浓度的外源肌醇可以促进其生长,与CK相比,黄瓜地上部干重分别增加了36.66%和30.15%,根系干重增加了69.82%和51.78%,黄瓜根尖数分别增加了149.0%和96.7%。【结论】 水稻秸秆高温浸提液和酶解液均能显著促进黄瓜生长,LCMS分析结果及化学标准品添加试验表明高温浸提液和酶解液中乙酰胆碱、左旋肉碱和肌醇等小分子是关键性的功能物质,对黄瓜具有显著的促生效应。     

大豆粉和稻壳固液混合发酵产物的抗氧化特征

[目的]本文旨在通过解淀粉芽胞杆菌XZ-173固液混合发酵工艺生产出抗菌和抗氧化水解产物并研究其抗氧化特征。[方法]以大豆粉和稻壳等农副产品为原料30℃发酵60 h后,离心获得发酵液,再分别经过抽滤法和酸沉降法得到发酵粗提物(FCE)和表面活性剂粗品(SCP)。采用自由基清除和还原性测定研究FCE和SCP的各项抗氧化能力指标。[结果]SCP比FCE具有更好的表面活性和抗菌性,但FCE比SCP具有更好的抗氧化性。当质量浓度为2.0 mg·m L-1时,FCE对2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二胺盐(ABTS+)自由基、1,1-二苯基-2-苦肼基(DPPH)自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基清除率分别达到33.88%、40.07%、29.19%和88.50%;而SCP对这些自由基的清除率相对较低。与SCP相比,FCE还表现出较高的还原能力和总抗氧化能力。[结论]以大豆粉和稻壳为主要原料的微生物发酵产物能够抗多种过氧化物自由基,可作为天然活性添加剂用于食品和饲料新产品开发之中。