不同土壤玉米根际挥发性有机物组成和微生物群落特征

【目的】土壤理化性质和微生物群落的差异显著影响玉米根际挥发性有机物 (volatile organic compounds,VOCs) 的产生和释放。对根际VOCs的深入研究有望为充分挖掘根际生物学潜力和根际调控做出积极贡献。【方法】采集山东德州、河北涞水、河北保定、江西南昌、河南孟津、河南商丘等6个地区的旱地耕层土壤进行为期两个月的玉米盆栽试验,利用顶空固相微萃取联合气相色谱–质谱联用检测技术对根际土壤挥发性有机物进行了分析鉴定,利用实时荧光定量PCR技术对根际细菌和真菌进行了定量分析,利用高通量测序技术对根际细菌16S和真菌ITS进行了测序。【结果】从6个旱地土壤中共检测出44种VOCs,主要是烷烃、烯烃、酯类、胺类、有机酸和芳香类化合物,其中多种化合物与植物或微生物的生长代谢密切相关。胺类化合物N-Benzyl-N-ethyl-p-isopropylbenzamide和D-2-Bromolysergic acid diethylamide在6个土壤中均被检出,占总量的54.2%;其次检出最多的是烷烃和烯烃,占总量的31.1%和7.6%。江西南昌土壤释放的VOCs在数量和丰富度上均显著高于其他土壤,且大部分为烷烃和烯烃类化合物;从河北保定土壤中检出了6种特有的有机酸和酯类化合物。供试6种土壤中,河南商丘和河北保定的细菌数量显著高于其他四个地方。南昌土壤真菌数量显著较高,但其细菌数量、丰富度和多样性均显著低于其他土壤。6种土壤中的主要细菌依次为Thaumarchaeota(奇古菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门) 和 Unclassified(未分类门),占总细菌群落的92.1%;主要真菌依次为Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门) 和 Chytridiomycota(壶菌门),占总真菌群落的98.3%。绿弯菌门仅在南昌土壤中占绝对优势,而南昌土壤中奇古菌门和变形菌门的相对丰度显著比其他地区少;子囊菌门在6种土壤中均为绝对优势真菌门。玉米根际释放的VOCs数量和丰富度与pH、硝态氮、细菌多样性和真菌多样性呈显著负相关 (P < 0.05),与铵态氮和真菌数量呈极显著正相关 (P < 0.01);与主要细菌门中的奇古菌门、变形菌门和酸杆菌门呈显著负相关 (P < 0.05),与绿弯菌门呈极显著正相关 (P < 0.01),但是与主要真菌门相关性不显著。【结论】理化性质不同的玉米根际土壤中,微生物群落结构与组成存在显著差异。pH是影响微生物生长的重要因素,酸性土壤中的真菌数量显著高于中性土壤,但是其细菌数量、微生物群落丰富度和多样性均显著小于中性土壤。VOCs的产生和释放受土壤、微生物和植物等众多因素的影响,土壤有机质含量越高、透气性越好、微生物数量越多时,释放的VOCs越丰富。     

硅对水稻生长、白叶枯病抗性及病程相关蛋白活性的影响

【目的】研究硅对水稻生长及病程相关蛋白活性的影响,进一步明确硅与水稻白叶枯病抗性的关系。【方法】以感白叶枯病的水稻品种日本晴（Oryza sativa L. cv. Nipponbare）为材料,在水培条件下,研究接种白叶枯病菌、施硅对水稻干物质累积的影响;接种病菌条件下,施硅与否对水稻叶片关键酶活性的影响及其与水稻白叶枯病抗性的关系。【结果】水稻接种白叶枯病菌后,植株地下部和地上部干物重均显著降低,但施硅处理,植株生物量及硅含量均显著升高。施硅处理水稻白叶枯病病情指数显著降低,与对照相比降低11.83%-52.12%,对白叶枯病的相对防御效果达16.55%-75.82%。叶片感染白叶枯病菌后,β-1, 3-葡聚糖酶活性和几丁质外切酶、内切酶活性均快速上升。β-1, 3-葡聚糖酶活性在感染白叶枯病菌的8 d内,施硅处理显著高于不施硅处理,接种后第8天达到最大值。整个试验过程中,加硅处理的水稻植株,叶片中几丁质外切酶、内切酶活性明显增加。【结论】施硅能促进水稻的生长,提高病程相关蛋白β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质外切酶及内切酶的活性,降低病情指数,显著缓解白叶枯病的危害,达到显著的防治效果。     

新型复合肥在大桃上的应用效果

为验证新型复合肥在大桃上的应用效果,为该产品的大面积推广提供一定的研究基础,本研究在北京市平谷区金海湖镇胡庄村设立试验点进行研究。通过测定施肥前后桃园的土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾含量和pH,以及不施肥、农户常规处理和新型复合肥处理后的单果重、单株留果数、产量、果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、投入产出比等指标,分析新型复合肥在大桃上的应用肥效。研究发现,施用新型复合肥(N 14%、P₂O₅ 9%、K₂O 26%)颗粒后,显著提高大桃的果实单果重、留果量和产量,提高桃果实硬度、可溶性固形物含量,显著降低桃可滴定酸含量,显著提高果实固酸比,显著改善果实的口感。施用新型复合肥能够显著提高农民的经济效益,建议大面积推广使用。