石灰联合碳铵熏蒸对连作香蕉生长和根际微生物群落结构的影响

摘 要：由于长期连作导致香蕉枯萎病大量爆发，造成香蕉种植面积锐减，已严重影响海南香蕉产业的发展，因而急需寻求能够缓解或克服香蕉连作障碍的有效措施。本实验旨在探究使用绿色土壤熏蒸剂对长期连作蕉园的香蕉枯萎病的防控效果，特别是对植株生长发育、土壤化学性质和根际微生物区系的影响。田间试验共设置两个处理：石灰碳铵熏蒸处理（LAB）和对照处理（CK）。结果表明: LAB处理可以显著降低香蕉枯萎病发病率，与CK处理相比两季分别降低40%和46.62%，显著增加香蕉亩产量，与CK处理相比两季分别增产45.56%和75.99%。LAB处理可以显著提高土壤pH，改善土壤酸化，使酸性土壤维持中性水平，同时，增加土壤有机质含量，并且显著提高土壤速效磷（两季分别提高28.33%和89.14%）和速效钾含量（23.92%和38.67%）。并且LAB处理明显改变香蕉根际微生物群落结构，可以显著降低变形菌门和子囊菌门相对丰度，显著增加放线菌门等相对丰度，同时显著降低病原菌镰刀菌属相对丰度，并且显著提高部分土壤拮抗菌属的相对丰度，如链霉菌属、红球菌属和曲霉属。因此，石灰碳铵熏蒸有效改善香蕉根际微生物群落结构，有效防控香蕉枯萎病的发生并促进其植株生长。     

Influence of summer legume residue recycling and varietal diversification on productivity,energetics, and nutrient dynamics in basmati rice–wheat cropping system of western Indo-Gangetic Plains

A field experiment was conducted on summer mungbean residue recycling (SMBRR) and basmati rice–wheat cropping system (BRWCS) at New Delhi, India. The SMBRR enhanced the system productivity and net returns by ～19.1% and 22.1% compared to summer fallow (SF) with highest magnitude under genotypic sequence of P 2511/HD 2967. Two genotypes each in basmati rice (PB 1 and P 2511) and wheat (HD 2967 and HD 2733) responded well to SMBRR with respect to grain yield efficiency index (GYEI) ≥ 1.0. SMBRR also registered ～13.5% higher microbial biomass carbon (MBC) than SF. Soil organic carbon (SOC) storage also increased by ～6.8% in 0–30 cm soil layer. The rice–wheat–summer mungbean system produced significantly highest energy efficiency compared to the rice–wheat–summer fallow system with highest values under genotypic sequence of P 2511/HD 2967 as a result of better yield expression. Overall, SMBRR with suitable genotypic sequence improved the system productivity, profitability, and nutrient dynamics in BRWCS, which are vital for long-term sustainability of this system.     

连作植烟土壤具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应评价

为科学评价连作植烟土壤中具有显著积累特征的两种酚酸的化感效应,丰富现有连作障碍机理,以烤烟品种K326为试验材料,基于前期田间实测结果设置不同浓度梯度(间苯三酚:0.20、1.00、5.00 mg·kg^-1,对羟基苯甲酸0.02、0.10、0.50 mg·kg^-1)进行盆栽试验。结果表明,两种酚酸物质均显著抑制了烤烟种子萌发。间苯三酚抑制了幼苗根系的生长,且浓度越大抑制作用越强;对羟基苯甲酸对幼苗根系生长的影响表现出“低促高抑”的浓度效应。随着间苯三酚浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,而过氧化物酶(POD)活性呈下降趋势;随着对羟基苯甲酸浓度的增加,叶片SOD、CAT和POD活性均呈先升后降趋势。此外,两种酚酸物质均降低了烤烟幼苗叶片叶绿素含量,增加了丙二醛(MDA)含量。随着处理时间的延长,胁迫作用趋势相同。由此可知,间苯三酚和对羟基苯甲酸不同程度地抑制了烤烟幼苗的生长,且存在浓度效应。间苯三酚表现为抑制作用,浓度越高抑制作用越强;对羟基苯甲酸浓度≤0.10 mg·kg^-1时表现为促进作用,>0.10 mg·kg^-1时表现为抑制作用。对羟基苯甲酸较间苯三酚具有更强的生物毒性。本研究可以丰富植烟土壤连作障碍机理,为今后连作障碍调控提供理论依据。     

华北平原不同种植制度对粮食作物氮素利用和土壤氮库的影响

冬小麦-夏玉米一年两熟是华北平原粮食作物的主要种植制度，存在氮肥利用率低、土壤氮素过量累积问题。为探索华北平原氮素高效利用的适宜种植制度，采用15N示踪技术，基于3 a田间定位试验，对一年两熟冬小麦-夏玉米的常规水氮和优化水氮、两年三熟冬小麦-夏玉米-春玉米与冬小麦-夏大豆-春玉米及一年一熟春玉米3种种植制度的作物产量、15N利用率、氮素去向和土壤氮库表观平衡进行研究。结果表明，两年三熟的冬小麦-夏玉米-春玉米产量为32 248.52 kg/hm2，分别比一年两熟和一年一熟提高22.16%和52.88%；15N利用率为33.36%，比一年一熟提高26.12%。3种植制度的氮肥去向最高为土壤残留，其次为作物吸收和损失，两年三熟冬小麦-夏玉米-春玉米的作物吸氮量最高为151.82 kg/hm2，土壤氮库表观盈余量为21.22 kg/hm2，显著低于其他种植制度。综合分析，冬小麦-夏玉米-春玉米两年三熟在稳产高产和提高氮素利用率上具有可持续的潜力，是华北平原未来较为理想的种植制度。     

马铃薯与玉米复合种植对土壤化感物质及土壤细菌群落结构的影响

为探究马铃薯与玉米复合种植对化感物质积累与细菌群落结构的影响,分析轮作、间作缓解连作障碍的机制,本研究以马铃薯连作、玉米连作、马铃薯||玉米间作、马铃薯-玉米轮作第8年的土壤为对象,利用GC-MS测定土壤中化感物质含量,并采用Illumina Miseq高通量测序技术对土壤细菌16Sr DNA V4-V5区域进行测序,分析土壤中细菌多样性和群落结构的变化,并对化感物质和优势菌属进行相关性分析。结果表明:玉米连作和马铃薯连作会导致化感物质的积累,玉米连作土壤积累了更多的油酸、亚油酸、花生酸、木焦油酸等脂肪酸,马铃薯连作土壤积累了更多的硬脂醇、二十烷醇等脂肪醇类物质。轮作降低了大部分化感物质的积累,间作降低的化感物质种类相对轮作较少。不同种植方式下土壤细菌群落结构发生了显著变化,相对于连作,间作和轮作Ace指数和Chao指数显著升高。在门水平上,轮作土壤放线菌丰度显著高于马铃薯连作土壤,间作土壤拟杆菌门丰度显著低于玉米连作土壤,两种连作土壤中酸杆菌门丰度都较轮作显著升高。在属水平上,一些有益细菌如节杆菌属、溶杆菌属等在复合种植土壤中相对丰度更高。通过相关性分析发现土微菌属、小梨形菌属与脂肪醇类物质呈显著正相关,黄杆菌属、溶杆菌属、微杆菌属等与脂肪酸类物质呈显著负相关。马铃薯与玉米复合种植降低了化感物质在土壤中的积累,从而抑制了土壤细菌丰度的降低,提高了有益菌属丰度,消减了连作障碍。     

春甘薯—秋白菜复种栽培技术规程

为了解决石家庄地区春甘薯—秋白菜生产中品种不配套、栽培技术不规范、病虫害较为严重等问题,充分发挥甘薯节水抗旱、营养均衡、祛病保健,白菜营养丰富、品质柔嫩、口味颇佳的独特优势,特编写了《春甘薯—秋白菜复种栽培技术规程》,详细规范了春甘薯—秋白菜复种栽培的基础条件、茬口安排、品种选择以及春甘薯栽培、秋白菜复种的技术要点。确保了每667 m^2春甘薯产量在2000 kg以上,大白菜产量在4000 kg以上,每667 m^2种植效益比传统模式增加1000元。为种植春甘薯、秋白菜的菜农和蔬菜生产企业提供了技术支撑。     

自毒物质对羟基苯甲酸降解细菌ZH2的分离与应用

自毒物质是造成植物连作障碍的主要因子,研究旨在筛选能够降解土壤中自毒物质的细菌。采用选择性分离方法从土壤中筛选自毒物质对羟基苯甲酸降解菌;结合形态特征、生理生化特征和16S rRNA测序鉴定菌种;采用紫外分光光度法测定菌株降解对羟基苯甲酸能力,并通过盆栽实验验证解毒效果。结果表明,分离到1株有降解对羟基苯甲酸能力的菌株,编号ZH2,经鉴定为绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)。在纯培养条件下,当对羟基苯甲酸浓度为5 mg/mL时,ZH2能在培养72 h时将其降解97%。盆栽条件下,当基质中对羟基苯甲酸浓度为10 mg/g时,ZH2能有效缓解对羟基苯甲酸对黄瓜的生长抑制作用。该研究从土壤中分离到能够降解对羟基苯甲酸的绿针假单胞菌,具有应用于连作障碍防控的潜在价值。     

生物炭对连作草莓光合特性及光响应的影响

为了寻求缓解草莓连作障碍的有效途径，以佐贺清香草莓品种为试验材料，盆栽条件下在连作8 a草莓的土壤中分别添加质量分数为0%、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的小麦秸秆生物炭，研究不同生物炭用量对草莓光合响应参数的影响。结果表明，连作土壤中添加生物炭的量影响了草莓的光合生理，添加一定量的生物炭在一定程度上可以缓解连作障碍。当生物炭添加量为0.30%时，草莓具有更大的光合潜力，其叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别比不添加生物炭对照提高37.20%、85.57%和55.14%，差异显著。随着生物炭添加量的增加，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量表现为先升高然后降低的趋势，且均在生物炭添加量为0.30%时达到最大值。表观量子效率和最大净光合速率的变化趋势与叶绿素含量表现一致，表现为0.30%生物炭处理时最高，且分别比对照增加16.62%和32.29%；而当生物炭用量继续增加时，光合作用受阻，且0.30%生物炭处理对弱光的利用能力最强。与不添加生物炭相比，0.15%和0.30%生物炭处理呼吸效率升高，0.45%和0.60%生物炭处理草莓呼吸效率降低。生物炭添加量为0.30%时光补偿点最低。相关性分析表明，叶绿素a含量能较好地反映草莓最大净光合速率的大小，而总叶绿素含量值则能很好地反映草莓在强光下进行光合作用能力的大小。综上，添加一定生物炭，有利于草莓光合色素的合成，提高了光合能力，有助于草莓干物质的积累，在连作土壤中添加0.30%生物炭时最有利于缓解连作障碍对草莓光合生理的影响，叶绿素能较好地反映草莓的光合作用能力，这对草莓设施生产管理具有一定的指导意义。     

玉米根系分泌物缓解连作花生土壤酚酸类物质的 化感抑制作用

为探讨玉米//花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤中酚酸类物质化感作用的影响机制，采用二氯甲烷提取了玉米抽雄期根系分泌物，添加到含有不同浓度的连作花生根系分泌物中主要的三种酚酸类物质（肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸）混合物的土壤中，研究了土壤微生态环境变化情况。结果表明，酚酸类物质对土壤微生物量、微生物活性、酶活性及养分含量均存在化感抑制作用，且浓度越高，抑制作用越强（P＜0.05）。整个培养时期，添加玉米根系分泌物均增加了酚酸类物质处理土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量，以低浓度处理增幅较大，分别平均增加7.58%、6.73%、7.72%和4.90%；降低了酚酸类物质对土壤各指标的化感指数，其中低浓度酚酸类物质处理土壤微生物量碳氮、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低21.57%、21.19%、 26.32%和20.95%。3次取样，酚酸类物质的化感作用呈先增强后降低的趋势，各处理在第10d达到最强；而玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5d最强，随后呈减弱趋势。玉米根系分泌物可在一定程度上缓解酚酸类物质对土壤微生态环境的化感作用，为玉米//花生间作缓解花生连作障碍技术提供了理论依据。     

黄土高原马铃薯不同连作年限土壤 理化性质及微生物特性

以黄土高原旱作区马铃薯不同连作年限土壤为研究对象，采用空间代替时间序列方法，对撂荒（CK₁）、小麦/豌豆/马铃薯轮作（CK₂）、连作2 a、连作4 a和连作6 a等不同连作年限的土壤容重、结构分维、总有机碳、酶活性与微生物数量及变化规律进行研究。结果表明：(1）不同处理土壤容重差异显著，连作6 a土壤容重最小；(2）连作可以改变土壤中不同粒级团聚体的比例，各处理中＞4 mm粒径的土壤含量最高；(3）马铃薯长期连作显著降低土壤有机碳含量，连作6 a土壤总有机碳含量较撂荒降低14.27%； (4）马铃薯主要生育期内土壤转化酶、过氧化氢酶变化动态呈“S”型曲线，脲酶呈“M”型变化趋势，3种酶活性与土壤肥力因子均呈极显著正相关，与土壤容重呈极显著负相关；(5）细菌是连作土壤中优势菌，真菌和放线菌也占一定比重；细菌、真菌和放线菌数量在0～10 cm土层显著高于10～20 cm土层；马铃薯长期连作显著降低土壤微生物数量，群落结构随连作年限明显改变。