长期施肥下红壤中类芬顿反应及其对碳储存的影响

以祁阳红壤长期定位试验站的施用有机肥和化肥的土壤为研究对象,结合不同孔径(1000μm、20μm和0.45μm)的原位微宇宙培养试验,通过高效液相色谱、高通量测序、同步辐射红外显微成像和X射线光电子能谱等技术手段研究了长期施肥处理对红壤中类芬顿反应的调控能力及其对红壤有机碳储存的影响。结果表明,长期施用化肥的红壤中H_2O_2、H O·及Fe(II)含量均显著高于长期施用有机肥。根系分泌物和微生物的参与也能够调控H_2O_2、H O·和Fe(II)含量,且H_2O_2和HO·含量呈线性关系。长期施用有机肥的红壤具有很好的H_2O_2缓冲性能,而长期施用化肥的红壤可能由于发生了退化(如土壤有机质含量低),H_2O_2缓冲性能较差。长期施用有机肥的红壤中微生物丰富度和多样性指数均显著高于长期施用化肥的红壤。植物根系和微生物的进入对长期施用有机肥的红壤中细菌群落结构影响较小,而对长期施用化肥的红壤中细菌群落结构影响较大。长期施用有机肥的细菌群落影响了土壤p H、可溶性有机碳、可溶性Fe和CO2释放;而长期施用化肥的细菌群落可能通过产生H_2O_2和还原态Fe(II)引发了土壤中的芬顿反应。根-土界面上黏土矿物(36 1 9c m-1)、脂肪碳(29 1 4c m-1)、羧酸碳(1 725 cm-1)、羟基碳(1 135 cm-1)的分布模式有较大差异,其中根系的出现增加了根-土界面上Fe(II)比例。综上,本文提出了有效增加亚热带红壤土壤有机碳的概念模型。     

菌根真菌协同死谷芽孢杆菌抑制棉花黄萎病

利用温室盆钵实验,双接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)地表球囊霉(Glomus versiforme)和死谷芽孢杆菌(Bacillus vallismortis, HJ-5),研究AMF协同HJ-5控制棉花黄萎病的效果,并通过液相色谱法、馏分平板对峙法探析协同抗病的原因。结果表明:与对照相比,AMF和HJ-5在控制棉花黄萎病方面具有协同增效的作用,发病率下降50.82%,地下部干重增加125.00%,根际HJ-5数量增加23.80%。液相色谱分析表明,HJ-5分泌伊枯草菌素(iturin A)和表面活性素(surfactin)2种抗病性脂肽类物质。双接种AMF、HJ-5,棉花根际伊枯草菌素和表面活性素含量分别比HJ-5单处理增加13.38%和11.27%。接种AMF促进了植株地下部生长和HJ-5在棉花根际的定殖,并分泌更多的抗病类物质,是AMF与HJ-5协同抗棉花枯萎病的重要机理。     

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。     

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。     

淹水条件下水稻田中磷的淋溶研究

采用地下垂直埋入钢管收集土壤淋溶液的方法，在江苏宜兴对水稻生长季节内稻田土壤中P向下迁移作了研究，重点主要集中在淋溶液中P的浓度、渗漏速度以及P的淋溶量测定几个方面。结果表明，在整个水稻生长季中淋溶液的溶解P与全P浓度均不高，溶解P的浓度维持在0．02mg／L以下，全P的浓度则在0．03-0．08mg／L之间；土壤直渗速度为0．53cm／天；本实验方法测得的淋溶量中，整个水稻生长季在施P量为30kg/hm^2的条件下，P的淋溶量为3．77kg/hm^2，其各土壤层次中土壤表层淋溶量所占比例最大，占各层总淋溶量的36％。     

半腐解秸秆覆盖下旱作水稻对15N的吸收和分配

 在模拟田间条件下的水泥池（微区）内，用半腐解秸秆覆盖旱作水稻，两个水平的15N标记尿素分别作基肥、分蘖肥和穗肥施用，研究了不同时期施用的15N在水稻各部位的分配、15N的利用率和土壤 植株系统的氮素平衡。结果表明植株氮素含量中来自肥料氮的百分比（Ndff%）、水稻对15N的吸收和利用率以及15N的土壤残留率因标记肥料的施用时期和用量的不同而有很大差异。分蘖肥的15N在水稻各部位中的Ndff%最高，而作为基肥施入的15N在水稻体内的Ndff%最低。植株对氮肥利用率的最低和最高值分别为5.58%和51.53%，氮肥的土壤残留率最低和最高值分别为13.81%和29.87%。     

生物有机肥对田间蔬菜根际土壤中病原菌和功能菌组成的影响

利用实时荧光定量PCR方法对田间条件下连作番茄和辣椒施用生物有机肥(BOF)和常规施肥(CK)的根际土壤微生物中青枯病原菌和功能菌群(固氮菌和荧光假单胞菌)的数量进行定量研究.结果表明:与CK相比,BOF处理的番茄和辣椒产量分别提高了26.0％和19.9％,青枯病发病率分别降低了41.5％和44.7％,番茄和辣椒植株根际土壤固氮菌数量分别增加了23.5％和25.8％、荧光假单胞菌数量分别增加了29.5％和20.2％、病原菌数量分别减少了73.2％和90.1％.生物有机肥能够调控根际微生物区系的组成,降低土传病害的发病率,促进作物健康生长;实时荧光定量PCR方法能够快速准确地检测根际土壤中功能微生物种群数量变化.     

施用生防菌菌剂与日光消毒和生物熏蒸相结合防治番茄根结线虫的研究

在温室条件下,研究了覆膜日光消毒、有机物料生物熏蒸和接种根结线虫拮抗菌Bacillus cereus X5对番茄生物量、根结线虫侵染以及根际土壤和土体土壤中微生物数量变化的影响。结果表明,对根结线虫滋生土壤进行覆膜日光消毒、生物熏蒸和接种拮抗菌的联合处理效果最佳,优于单一处理。联合处理的番茄生物量干重比对照增加了1.8倍;每株番茄根结线虫卵块数和每卵块的虫卵数量分别减少了190.4%和380.5%,对根结线虫的防治效果达到82.7%;根际土壤和土体土壤的细菌和真菌数量显著增加;土壤中根结线虫的数量显著减少。     

生物有机肥对甜瓜根结线虫病的田间防治效果研究

为研究生物有机肥对根结线虫的田间防治效果,在根结线虫发病严重的甜瓜田进行了田间试验。结果表明: 1）在仅施用无机肥的田块,根结线虫病发生严重,而在施用生物有机肥的田块,发病率降低,最高防治率达81.1%; 2）与对照相比,施用加入根结线虫拮抗菌X5的生物有机肥料使地上部鲜重增加,根系鲜重（根结量）减少; 3）施用生物有机肥可显著减少土壤中根结线虫二龄幼虫的密度和根中卵块的数量; 4）生物有机肥处理与常规肥料处理的土壤线虫DGGE图谱明显不同,分别归于两个聚簇,表明土壤线虫群落结构受到施用含根结线虫拮抗菌的生物有机肥影响。综上所述,施用生物有机肥能有效防治田间条件下根结线虫对甜瓜的危害。     

提高供磷可缓解砷对番茄的胁迫作用

环境和食品中砷标准提高后,砷污染及其有关的食品安全问题更加受到广泛的关注。磷对植物吸收和累积砷的影响及其作用机制仍有很大争论。本文利用水培试验,研究了0.025~1.0 mmol L-1范围内7个供磷水平下50μmol L-1AsO43-胁迫对微型番茄生长、砷和磷的吸收及两个磷酸盐转运体基因(LePT1和LePT2)表达的影响。在0.025~0.4 mmol L-1的缺磷条件下,砷对番茄的生长有明显抑制作用。在缺磷状态下,增加磷供应能显著减少番茄体内砷的浓度。约58%的砷累积在番茄根部,根部砷的浓度较地上部高10倍以上。砷抑制番茄对磷的吸收只出现在严重缺磷(0.025~0.05 mmol L-1)条件下。此外,外界砷的存在对LePT1、LePT2基因的表达影响不显著。从本文的结果来看,番茄吸收过程中的磷砷相互作用在缺磷条件下更明显,提高供磷水平可降低番茄体内砷含量,缓解砷对番茄的胁迫作用。