生物炭对酸化茶园土壤性状和细菌群落结构的影响

  【目的】   生物炭作为一种高效、绿色、多功能的土壤调理剂受到了广泛关注，但生物炭对酸化茶园土壤改良的长期效应还缺乏了解。研究施用生物炭5年后对茶园土壤性状和细菌群落结构的影响，为生物炭在酸化土壤改良上的合理应用提供科学依据。   【方法】   茶园生物炭田间试验在福建安溪县进行，茶园种植年限超过7年，茶树品种为铁观音，土壤为黄壤 。试验设生物炭施用量0、2.5、5、10、20和40 t/hm2共6个水平，一次施入土壤，5年后调查了茶园土壤pH、电导率 (EC)、可溶性有机碳含量、细菌群落结构变化及它们间的相关关系。   【结果】   施用生物炭5年后，茶园土壤pH提高了0.16～1.11个单位，可溶性有机碳含量提高了52.6%～92.3%，EC值降低了1.85%～47.77%，其中施用10～40 t/hm2生物炭处理的pH值均显著高于0～5 t/hm2处理。施用生物炭5年对土壤性质的改变，进一步影响了细菌群落结构，细菌群落Chao指数、ACE指数表现为随生物炭施用量增加而增加得趋势，Shannon指数呈现先增加后降低的趋势。施用生物炭促进了适宜酸中性或弱碱性环境的节杆菌属、硝化螺旋菌属、黄色杆菌科细菌相对丰度的增加，降低了嗜酸性细菌如酸杆菌属细菌的相对丰度。细菌群落结构与环境因子的关联分析表明，施用0～10 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受pH、EC环境因子的影响较大；施用20～40 t/hm2生物炭处理细菌群落结构受土壤可溶性有机碳等环境因子的影响较大；其中硝化螺旋菌属、α-变形菌门、酸杆菌属、康奈斯氏杆菌属等的相对丰度与土壤pH、EC值间具有显著相关性。   【结论】   在酸化茶园施用生物炭5年后，土壤pH、EC和可溶性有机碳含量发生了显著变化，增加了细菌群落多样性指数，且适宜酸中性或弱碱性环境的细菌丰度增加，嗜酸性细菌丰度降低；其中施用0～10 t/hm2生物炭的处理土壤pH、EC是显著影响细菌群落结构的环境因子，施用20～40 t/hm2生物炭的处理土壤可溶性有机碳含量是显著影响细菌群落结构的环境因子。     

PGPR菌剂对辣椒的促生效应及根际土壤细菌的响应研究

研究田间条件下PGPR菌剂灌根对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构的影响,为深入探究PGPR菌剂的田间促生机制提供理论依据。以4株PGPR菌株制成PGPR菌剂,对辣椒进行灌根,并采用Illumina-MiSeq平台对辣椒根际土壤细菌V3-V4区进行Paired-end测序,结合细菌及功能菌群数量、辣椒产量指标,比较分析菌剂灌根配施全量化肥(PGPR-CF1)、菌剂灌根配施80%化肥(PGPR-CF2)和全量化肥(CK)处理后对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构特征的影响。结果表明:PGPR菌剂灌根后辣椒根际土壤细菌及包含固氮、解磷及解钾等功能菌群的数量显著提高,且物种丰度和多样性均高于对照,细菌优势度则表现为PGPR-CF1和CK组高于PGPR-CF2。所有土样共得到有效序列573 896条,在相似水平为97%下聚类分析得到OTUs数分别为2 153个(CK)、2 337个(PGPR-CF1)、2 358个(PGPR-CF2);各处理辣椒根际土壤中的优势门为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门,相对丰度总占比分别为83.7%(PGPR-CF1)、79.55%(PGPR-CF2)和79.77%(CK)。PGPR菌剂灌根后增加了伯克霍尔德氏菌目、芽孢杆菌目、鞘脂单胞菌目等的相对丰度,降低了芽单胞菌目、酸杆菌目的相对丰度。Pearson指数表明,辣椒产量和单果重与根际土壤细菌多样性和丰度正相关。研究显示,PGPR菌剂处理,可以提高根际土壤细菌和功能菌群的数量,同时影响了物种多样性和群落结构,并促进了辣椒增产。     

薄膜扩散梯度（DGT）技术在环境微界面物质运移过程研究中的应用

土壤、沉积物、水体和生物体之间的接触和作用形成了多种环境微界面。这些环境微界面是物质迁移转化的重要场所,而高度时空异质性的界面特征使得对其中化学反应信息的捕捉变得极其复杂且困难。薄膜梯度扩散(DGT)技术以其原位测量元素生物有效态和高空间分辨率等优势,适用于研究化学异质性的界面过程。本文系统总结了DGT技术在环境微界面的物质运移过程研究中的应用现状,包括以下3方面内容:一是一维物质浓度测定;二是二维化学分布成像;三是与薄膜扩散平衡技术(DET)、平衡式孔隙水采样器(Peeper)和平面光极(PO)等技术联用同步获取多种溶质分布信息。现有研究证据表明,DGT适合在亚毫米(几十至几百微米)至毫米尺度研究环境微界面营养盐和污染物运移的生物地球化学过程,并可与其他化学成像技术结合研究物质跨界面运移的驱动因子和动力学特征。最后,在DGT技术发展与应用场景扩展等方面提出了几点展望。     

百脉根单宁对3月龄湖羊生长性能和瘤胃发酵性能的影响

试验研究百脉根单宁对湖羊生长性能和瘤胃发酵性能的影响和百脉根的饲喂价值。在相同能量和蛋白水平下,分别饲喂以苜蓿燕麦混合干草(A组)、百脉根(B组)、百脉根+PEG(C组)为粗饲料的饲粮。结果显示:A、B、C三组的平均日增重没有显著差异(P0.05),A组的干物质、酸性洗涤纤维、粗蛋白表观消化率显著低于B组和C组(P0.05),B组和C组的干物质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗蛋白质的表观消化率没有显著差异(P0.05)。B组的氨氮浓度、总挥发性脂肪酸、乙酸、丙酸、丁酸浓度显著低于A组和C组(P0.05)。B组的pH值显著高于A组和C组(P0.05)。结果表明,百脉根中单宁对百脉根的营养物质消化没有显著影响,但会降低瘤胃的挥发性脂肪酸的浓度。百脉根的营养物质的表观消化率高于苜蓿和燕麦混合干草,有较高的饲喂价值。     

磷供应水平对盆花月季'仙境'生长和品质的影响

以盆花月季'仙境'为试材,采用根部浇灌方式,设置0(P0)、10 (P10)、20(P20)、30(P30)g·柱-14个磷供应水平,研究了磷水平对盆花月季'仙境'根系生长、不同器官氮磷养分吸收、叶片SPAD值以及开花品质(花朵数量、花径、花朵干质量等)的影响,以期为月季养分管理提供参考依据.结果 表明:磷不同供应水平明显改变了'仙境'的根系形态,P20和P30处理较P0和P10处理,总根长增加了81％～111％,总根表面积扩大了133％～196％,细根总长度增加了95％～119％.植株不同器官(新生叶片、新生枝条和根系)生物量和氮、磷养分积累量表现出与根系生长类似的趋势.与P0和P10处理相比,P20和P30处理单株花朵数量增加128％～206％,叶片SPAD值增加16％～21％.与对照P0相比,P10、P20和P30花径分别增加12％、19％和24％.植株总根长与总氮和总磷吸收量表现出显著的正相关关系.综上所述,盆花月季'仙境'对不同磷供应水平表现出高度的根形态可塑性,适宜的磷供应水平促进根系生长和养分吸收,提高开花数量和品质.     

余甘子多酚微波-热水浸提工艺的优化及其pH稳定性

以余甘子鲜果为原料,采用微波-热水浸提法提取余甘子多酚,通过单因素与正交试验优化最佳提取工艺,同时探究pH对提取液中多酚稳定性的影响。结果表明,余甘子多酚的最佳提取工艺为:微波功率640 W处理3 min,料液比1∶20(质量体积比),浸提温度50℃,浸提时间6 min,与传统的热水浸提相比,总酚提取量、黄酮提取量、DPPH自由基清除能力及FRAP铁还原能力分别提高了50.26%、21.41%、38.36%、18.38%。相关性分析结果表明,余甘子提取液中总酚、黄酮含量与DPPH自由基清除能力、FRAP铁还原能力之间有显著相关性(P0.05)。pH稳定性研究结果表明,随着pH的增加,余甘子提取液中总酚含量、FRAP铁还原能力和DPPH自由基清除能力均先升高后降低,而黄酮含量在不同pH下差异不显著(P0.05)。HPLC分析结果表明,不同酚类物质在不同的pH条件下稳定性不同,大多在酸性或弱酸性条件下较稳定。     

有机无机肥配施对烤烟根际土壤养分含量的影响

为贵州黔西南烟区烤烟平衡施肥提供理论依据,采用田间试验方法,研究有机肥与无机肥不同配施比例对烤烟根际土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量的影响。结果表明:整个大田期,不同处理烤烟根际土壤pH变化总体呈先降后升趋势,100%无机肥、87.5%无机肥+12.5%有机肥和75%无机肥+25%有机肥处理根际土壤pH较施肥前基础土样分别下降0.42、0.20和0.01,50%无机肥+50%有机肥和100%有机肥处理较施肥前分别升高0.11和0.15;有机质含量总体呈上升趋势,至烟叶采收结束时100%无机肥、87.5%无机肥+12.5%有机肥、75%无机肥+25%有机肥、50%无机肥+50%有机肥和100%有机肥处理较移栽前有机质含量分别提高7.75%、8.14%、8.14%、8.53%和8.91%;碱解氮含量增幅随着有机肥用量的增加而增大,50%无机肥+50%有机肥和100%有机肥处理达最大,显著高于其余处理,至烟叶采收结束时各处理碱解氮含量趋于稳定,且差异不显著;速效钾含量总体呈先升后降趋势,栽后60d时100%无机肥与87.5%无机肥+12.5%有机肥处理显著高于其余处理,其余处理间差异不显著;有效磷含量有机肥与无机肥配施处理增幅大于100%无机肥和100%有机肥处理,至烟叶采收结束时100%无机肥、87.5%无机肥+12.5%有机、75%无机肥+25%有机肥、50%无机肥+50%有机肥和100%有机肥处理较施肥前分别提高53.00%、92.40%、81.10%、87.30%和60.00%。     

不同作物间作对烤烟根际土壤细菌群落组成及功能的影响

为连作障碍的生态调控提供技术支撑,采用IonS5~(TM)XL测序平台进行细菌16sRNA高通量测序分析,研究单作烤烟及其与甘薯、丹参和大豆间作对烤烟根际土壤细菌群落组成及功能的影响。结果表明:不同作物间作烤烟根际土壤48份样品16sRNA的V_3～V_4区测序共获得3 667 900条有效序列,平均每个样品得到76 415条有效序列,质控有效率达93.77%,以97%的一致性将可分类单元(OTUs)聚类得到6 584个OTUs;间作烤烟根际细菌群落的丰富度提高,多样性降低;烤烟根际土壤细菌主要由44个子功能组成,其中包括水化合物代谢、氨基酸代谢、膜运输、翻译、复制与修复和能量代谢等,表现出功能上的丰富性。间作降低烤烟根际土壤细菌的整体代谢能力和遗传信息处理能力。     

江西省耕地土壤pH值和养分状况调查

按中国第二次土壤普查推荐的土壤养分和pH值的分级标准，对2014年江西省5个不同区域(赣南、赣北、赣中、赣西、赣东北)的94个县(市)具有代表性的4 188个耕地土壤的养分和pH值的测定数据进行比较分析，探明江西省耕地土壤养分及pH状况。结果表明：江西省耕地土壤pH值平均为5.3，偏酸性；赣南、赣北耕地土壤有机质质量分数均值分别为28.5、25.8 g/kg，属中等水平，而赣中、赣西和赣东北土壤有机质质量分数均值分别为31.9、33.9、31.1 g/kg，属较丰富水平；赣南土壤碱解氮质量分数均值为144.4 mg/kg，属较丰富水平，其他4个区域的均值均高于150 mg/kg，属丰富水平；赣南、赣中土壤有效磷质量分数均值分别为21.8、21.6 mg/kg，属较丰富水平，其他3个区域的属中等水平；5个区域土壤速效钾质量分数均值均在50～100 mg/kg，属较缺乏水平。可见，江西省耕地土壤酸化严重，养分极不平衡。     

红壤区肥液浓度对涌泉根灌水氮运移特性的影响

为提高红壤区涌泉根灌水氮利用效率,通过室内肥液入渗试验,研究了不同肥液浓度(0,10,20,35,60 g/L)条件下涌泉根灌土壤的入渗能力、湿润锋运移距离、土壤水分分布以及铵态氮和硝态氮的运移特性,并建立了红壤涌泉根灌土壤累计入渗量及湿润锋在竖直向上、竖直向下和水平方向的运移距离与肥液浓度的关系模型。结果表明:土壤累计入渗量、湿润锋运移距离以及湿润体内水分和氮素的分布均受到肥液浓度的影响。在同一入渗时刻,土壤累计入渗量及湿润锋运移距离随肥液浓度的增大而增大,且与入渗历时均呈幂函数关系;在灌水结束时,相同土层深度内,肥液浓度越大,土壤含水率就越大,土壤中铵态氮和硝态氮的浓度也越大,且与铵态氮相比,硝态氮的分布范围更广。随着肥液再分布的进行,土层内最大含水率位置逐渐下移,且土壤含水率的分布也更加均匀;土壤中铵态氮和硝态氮浓度的变化趋势不同,浅层中铵态氮的浓度逐渐降低,而硝态氮的浓度先降低后增加;深层中铵态氮的浓度先增加后降低,而硝态氮的浓度逐渐增加。该研究成果可为进一步研究红壤区涌泉根灌肥液入渗氮素运移及转化提供理论参考。