秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同时期土壤酶活性及细菌群落结构的影响

  【目的】  通过研究秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同生育期土壤酶活性和细菌群落结构的影响，揭示土壤细菌群落对不同施肥措施的响应规律，为调节土壤养分，提高作物产量，改善土壤生物功能提供科学依据。  【方法】  基于河南农业科学院原阳试验基地5年连续定位试验，选取不施肥 (CK)、单施化肥 (氮肥基追比1∶1，N)和秸秆全量还田下氮肥基追比1∶1 (SN1)、1∶1.5 (SN2) 和1∶2 (SN3) 共5个处理，于2016年夏玉米抽丝期和收获期采集0—20 cm土壤样品，采用常规方法测定土壤基础理化性质，采用荧光微型板酶检测技术测定土壤酶活性，采用Illumina Miseq高通量测序方法测定土壤细菌群落结构。  【结果】  秸秆还田下氮肥基追比对玉米产量及氮肥利用率产生明显影响，相比于N处理，SN1处理显著增产9.98%；SN1和SN2处理氮肥利用率分别提高9.83、5.10个百分点。在夏玉米抽丝期和收获期，相比于N处理，秸秆还田下各氮肥运筹处理不同程度地提高了土壤pH、有机碳、全氮和速效钾含量，其中均以SN1处理增幅最为明显。在玉米抽丝期，除土壤磷酸酶外，SN1处理土壤酶活性均为最高；SN1处理对收获期土壤β-葡萄糖苷酶、纤维二糖甘酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性的促进最明显。细菌群落除抽丝期SN1与CK处理Shanno指数显著高于N处理而Simpson指数显著低于N处理外，其余处理间差异不显著。各施肥处理下门水平和纲水平的主要优势种群均为变形菌门、放线菌门和α-变形菌纲和放线菌纲。线性判别效应分析 (LEfSe) 显示，不同生育期比较，抽丝期最大LDA（linear discriminant analysis) 值为酸杆菌纲，收获期为芽单胞菌纲；而同一生育期各处理间比较，抽丝期各处理最大LDA值均为变形菌门的α-变形菌纲，收获期均为γ-变形菌纲。典范对应分析表明，抽丝期土壤pH (P = 0.002)、有机质含量 (P = 0.004) 和收获期土壤pH (P = 0.03)、硝态氮 (P = 0.036)、速效钾 (P = 0.044) 含量对细菌群落结构产生显著影响。  【结论】  土壤pH、有机碳、硝态氮和速效钾含量是影响细菌群落结构变化的主要因素。秸秆还田条件下，氮肥运筹显著影响土壤酶活性和细菌群落结构，氮肥基追比为1∶1时可显著提升土壤养分含量和酶活性，提高δ-变形菌纲、绿弯菌纲和TK10 (未分类) 相对丰度，从而更有效地促进秸秆分解和转化，发挥有机质调节土壤养分释放、减少养分损失的作用，最终提高玉米产量和氮肥利用率。     

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。     

广西某奶牛场乳房炎病原菌的流行调查

【目的】探索奶牛乳房炎的流行情况,分析病原菌的分布、变化及其规律,进一步阐明其引发病因,为本病的防治提供参考。【方法】通过临床诊断、加州乳房炎测试法(CMT)、革兰氏染色、菌液PCR、基因测序等方法,对某奶牛场奶牛乳房炎的发病率、及病原菌种类况以药物治疗情进行分析。【结果】临床型奶牛乳房炎的年平均发病率为8.3%,其隐性乳房炎乳占总乳区的40%。奶牛场长期使用头孢噻呋钠,林可霉素,庆大霉素,青霉素,链霉素等抗生素进行治疗,治疗效果不明显。乳房炎中分离得到的假丝酵母菌和毕赤酵母菌分别占真菌中的73.1%和25%,其中热带念珠菌占38.5%;大肠杆菌和链球菌分别占细菌中的22.7%和9.1%。【结论】该奶牛场的奶牛乳房炎的年发病率及隐性乳房炎乳较高,真菌比细菌感染率要显著,这可能与长期使用抗生素治疗、气候和牛场环境等因素密切有关。     

甘蓝型油菜千粒重与农艺及品质性状的相关性

为大籽粒高产优质油菜品种的选育提供理论依据,以649份甘蓝型杂交油菜组合和813份甘蓝型常规油菜品系为材料,调查试验材料的植株农艺性状表现,分析千粒重与植株农艺性状及品质性状的相关性。结果表明:甘蓝型油菜的角果长度随千粒重增加呈极显著增加趋势,但一次分枝数、单株角果数均极显著减少;甘蓝型常规油菜品系的千粒重与单株产量、收获系数呈极显著正相关,但杂交油菜组合的千粒重与单株产量、收获系数的相关性极小;与千粒重5g的相比,千粒重≥5g的甘蓝型油菜株高、有效分枝位、一次分枝数、单株角果数及角粒数等性状呈明显减小趋势,而角果长度增大。千粒重与含油率、油酸呈极显著正相关,但与硫苷、亚油酸、亚麻酸均呈极显著负相关,与蛋白质含量的相关性不显著。甘蓝型油菜育种需协调改良千粒重、角果数和角粒数等多个产量构成因子,才能有效提高油菜品种的单产水平;千粒重的提高对油脂和油酸含量无不利影响。     

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。     

不同生态环境下甘蔗组合的生长表现和适应性

以2017—2018年组配的119个甘蔗组合为材料,分别在广西的南宁、崇左、来宾同时开展组合评价试验,基于锤重性状进行联合方差分析和遗传参数估计,并采用回归分析和AMMI模型对组合进行稳定性分析。结果表明:不同的组合、环境及组合与环境互作在锤重间的差异均达到了极显著水平(P0.01);3个试验点锤重的广义遗传率均属于中等偏低水平;崇左、来宾试验点的锤重变异系数较大,南宁试验点的锤重变异系数较小;643、404、575、972、636、144、YC95、1470、755、409、701、832、YC37、579等组合表现出高产、稳产和适应性广的特性;结合锤重和组合入选率综合分析,组合449、YC127、796、YC44、533、570、YC123、391、546、403、YC90、252在南宁试验点的表现为锤重和组合入选率较高;组合643、212、YC61、432、903、YC95、YC44、368、YC83、YC127、YC112、701、411、YC90、YC123在崇左试验点的表现为锤重和组合入选率较高;组合643、404、449、144、403、YC48在来宾试验点的表现为锤重和组合入选率较高。     

淡水水体中细菌总数检测方法研究

研究了细菌总数的定义、其对环境的危害,梳理了当前国内外对淡水水体中细菌总数的标准限值要求及国内外标准中细菌总数的检测方法,不同的细菌总数检测方法中,培养基、培养温度、培养时间、培养基倾倒温度存在细微差异。     

不同黑臭程度水体底泥细菌群落多样性及组成分析

采用高通量测序技术对不同黑臭程度水体底泥细菌群落结构进行测定,分析底泥理化因子与细菌群落组成的关系。结果表明:不同黑臭程度水体底泥细菌优势菌门均由Proteobacteria、Chloroflexi和Bacteroidetes组成,其中重度黑臭水体底泥Proteobacteria相对丰度高于轻度黑臭水体底泥,而Bacteroidetes呈相反趋势;黑臭水体底泥中存在丰富的潜在除臭菌,在重度黑臭水体底泥中相关功能菌总相对丰度高于轻度黑臭水体;重度黑臭水体底泥中细菌群落多样性明显较低且相似性较差。冗余分析(RDA)及相关性分析表明,不同黑臭程度水体底泥细菌群落α-多样性与底泥铵态氮、总氮、有机质含量呈显著负相关,而与总磷、溶解氧含量表现出正相关关系,溶解氧是影响Proteobacteria和Bacteroidetes相对丰度的主要因素。     

石灰岩山地4种林分空气细菌动态变化及其影响因素分析

为探索石灰岩山地不同林分类型中空气细菌的动态变化规律及其影响因素,筛选出抑菌效果较好的林分,选取徐州石灰岩山地4种典型林分为试验材料,采用自然沉降法研究林分中细菌含量的季节变化和日变化,同步监测温湿度、风速、PM2.5和空气负离子浓度,分析空气细菌含量及其之间的关系。试验结果表明:(1)细菌含量季节性变化表现为春季秋季夏季冬季,除冬季日变化呈现"早晚低,中午高"的变化趋势,其他季节表现为"早晚高,中午低";(2)不同林分类型空气细菌含量存在显著差异(P0.05),总体来看,苦楝林对细菌的抑制效果最好;(3)细菌含量与空气湿度和PM2.5呈极显著正相关关系,与空气负离子呈极显著的负相关关系。综上,苦楝林的抑菌效果最好,湿度、PM2.5和负离子是影响空气细菌含量的主要因素。本研究可为此地城市保健林的营建以及生态旅游规划提供科学依据。