植物根际碳沉积计量研究的进展

植物-土壤之间的碳素流动是陆地生态系统碳循环的重要环节。总结了营养液培养法、同位素法和分子技术等现有根际碳沉积研究方法的优缺点,着重介绍了同位素计量法和C分配系数估算法两种植物根际碳沉积量的计量方法。但这些方法多数是在受控条件下对根际碳沉积量的计量,与原位条件下的根际碳沉积量有一定的差异,今后还需在研究方法的创新、根际碳沉积的变化动态评估以及植物根际碳沉积与环境因素的相关性等方面加大研究力度。     

连作模式下甜菜土壤微生物研究进展

为揭示甜菜连作模式下的土壤微生物响应机制,本研究分析了甜菜连作下土壤微生物群落区系和根际微生态研究进展,初步探讨连作甜菜土壤微生物群落变化的演变规律,着重阐述土壤微生物与根际微生态在连作条件下的作用机制,并对未来的研究方向做出展望。指出连作条件下甜菜与微生物互作是一个复杂的过程,其受多重因素共同作用,与根际微生态环境密切相关。受重茬影响,甜菜根际微生态环境由细菌型转化为真菌型,严重制约了甜菜的生长发育和产质量,造成经济损失。建议在今后的研究中,着力于研究根际微生物与土壤微生态对连作甜菜的影响,利用分子生物学技术综合分析,探索造成甜菜连作障碍机制,从而研发新型微生物菌剂和土壤改良剂,为今后甜菜种植产业提供行之有效的改良方案。     

木霉菌制剂对甜瓜根际微生态的影响

[目的]为了研究根际微生态。[方法]采取土壤分离培养分析了施用木霉菌制剂后甜瓜根际土壤中真菌、细菌、放线菌等在甜瓜生长不同时期的数量变化。[结果]接种木霉菌制剂后,甜瓜根际不同生长时期的真菌、细菌、放线菌数量明显增多。[结论]施用木霉菌制剂,能提高土壤中有益微生物的活性,提高甜瓜的抗病性。     

不同农艺措施处理对烟草根际微生态的影响

为探究烟株根际微生态环境与青枯病发生的关系,在烟草青枯病发生典型的植烟区采用常规地膜覆盖、稻草覆盖、地膜覆盖并开深沟3种农艺措施处理,研究不同农艺措施处理对土壤根际微生物、土壤养分及烟株病害发生情况的影响。结果表明,与常规地膜覆盖相比,稻草覆盖和开深沟两种农艺措施均可促进植物根际的物质代谢,使土壤根际的微生物数量显著增加。同时也可提高烟株对土壤养分的利用率,为植物提供更多的营养物质,使植株处于良好的生长状态。其青枯病发病率分别比常规地膜覆盖处理降低了27.22、16.11个百分点,病情指数分别降低了18.27、9.32。     

固氮、解磷复合菌剂对小麦根际土壤细菌群落的影响

为研究固氮芽孢杆菌、固氮巨大芽孢杆菌、解磷假单胞菌、巴西固氮螺菌组成的复合菌剂对小麦根际土壤细菌群落多样性的影响,通过构建16SrRNA克隆文库及采用核糖体DNA扩增片段酶切分析(ARDRA)的方法,以文库库容值(C)、Rarefaction曲线(R)对克隆文库进行评价。系统发育分析表明,对照及菌剂处理样品均检测到酸杆菌门、变形菌门、浮霉菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、疣微菌门、放线菌门和芽单胞菌门8个细菌类群,并且优势菌群均为变形菌门和酸杆菌门。接种菌剂后小麦根际土壤检出了绿弯菌门、蓝藻门、产水菌门和硝化螺旋菌门,而梭杆菌门未被检出。假单胞菌属由1.59%增加至21.28%。芽孢杆菌属由未检出增至3.05%。两样品中均未检出固氮螺菌属。多样性分析表明,接种菌剂后,小麦根际土壤细菌多样性指数和丰富度指数均提高。因此,接种菌剂对小麦根际土壤细菌类群的组成及所占比例有较大影响。     

Contamination of progeny tubers of potato plants by seed- and leaf-borneErwinia carotovora

Summary Marker strains ofE. carotovora var.carotovora and var.atroseptica spread from inoculated rotting tubers, buried at seed tuber level under potato plants in the field, to rhizosphere soil and progeny tubers late in the 1983 and 1984 growing seasons when weather conditions were wet. In 1982, tuber rotting was arrested in the dry soil conditions which prevailed after their burial and little spread was observed. Leaves, inoculated by spraying with bacterial suspensions, remained contaminated with low numbers of marker bacteria until the end of the season; the bacteria spread to rhizosphere soil and progeny tubers but only after multiplication in rotting leaf debris on the soil surface late in the season when the weather was wet. Bacteria from inoculated tubers and leaves also spread to plants in adjacent non-inoculated control plots, and contamination by airborne wild-type erwinias was detected, also late in the season. Over 90% of marker and wild-type bacteria isolated from all sources were var.carotovora.

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Zusammenfassung Die Ausbreitung Antibiotika-resistenter Indikatorst?mme vonE. carotovora var.atroseptica und var.carotovora, von teilweise faulen Knollen, die in Knollenh?he vergraben waren, oder von mit Bakteriensuspensionen besprühter Bl?tter, wurde im Feld untersucht. Bakterien von faulenden plazierten Knollen wurden im Boden der Rhizosph?re (Tab. 3) und an Tochterknollen (Tab. 4) bei hoher Bodenfeuchtigkeit, welche sowohl das Faulen der Knollen wie auch die Bewegung der Bakterien durch den Boden begünstigte, entdeckt. Dies erfolgte 1983 und 1984 w?hrend des Septembers und Oktobers, also sp?t in der Wachstumsperiode, als reichlich Niederschl?ge fielen (Abb. 1), nicht jedoch im Jahre 1982, in dem nur geringfügige Ausbreitung beobachtet werden konnte, weil die Knollenf?ule durch trockene Bodenverh?ltnisse, die nach dem Vergraben der Knollen herrschten, verhindert wurde. Die Bl?tter blieben nach der Inokulation mit geringen Zahlen markierter Bakterien bis zum Ende der Wachstumszeit kontaminiert (Tab. 1). Die Bakterien breiteten sich im Boden der Rhizosph?re und an den Tochterknollen nur nach Vermehrung auf verrottenden Bl?ttern an der Bodenoberfl?che aus (Tab. 2). Dies konnte sp?t in der Vegetationszeit beobachtet werden, wenn die Regenf?lle h?ufiger waren und feuchte Bedingungen das Faulen der Bl?tterrückst?nde f?rderten (Abb. 1). Unter derartigen Bedingungen breiteten sich markierte St?mme von inokulierten Knollen und Bl?ttern zu benachbarten nicht-inokulierten Kontrollparzellen aus; Kontamination durch luftbürtige Bakterien vom Wildtyp (nicht markiert) konnte ebenfalls entdeckt werden. über 90% der markierten und der Wildtyp-Bakterien aus allen Herkünften geh?rten dem var.carotovora an (Tab. 5).

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Résumé La contamination de souches d'Erwinia carotovora var.atroseptica et var.carotovora, résistantes aux antibiotiques, est examinée au champ à partir de tubercules partiellement pourris et enterrés au niveau des tubercules de semence ou par pulvérisation sur les feuilles d'une suspension bactérienne. Les bactéries provenant des tubercules contaminateurs sont détectées au niveau de la rhizosphère (tabl. 3) et de la descendance (tabl. 4), pour des conditions d'humidité du sol élevées qui favorisent à la fois la pourriture des tubercules et la dissémination des bactéries dans le sol. Ces conditions furent réunies tardivement, en septembre et octobre 1983 et 1984, où la pluviométrie fut abondante (fig. 1); par contre peu de contamination fut observée en 1982, car les conditions sèches du sol ont stoppé la pourriture juste après enfouissement des tubercules contaminateurs. Les feuilles sont restées contaminées après inoculation avec un faible nombre de bactéries ‘marqueurs’ jusqu'à la fin de chaque période (tabl. 1). Les bactéries se disséminent dans la rhizosphère et sur les tubercules fils seulement après multiplication dans les débris de feuilles en décomposition à la surface du sol (tabl. 2). Ceci s'observe tard en culture lorsque les pluies sont plus fréquentes, les conditions humides favorisant la décomposition des débris de feuille (fig. 1). Dans ces conditions, les souches ‘marqueurs’ provenant de tubercules et de feuilles inoculés contaminent les plantes voisines noninoculées des parcelles-témoin; la contamination aérienne d'Erwinia type sauvage est également détectée. Plus de 90% des bactéries ‘type sauvage’ et résistantes aux antibiotiques appartiennent à la variétécarotovora (tabl. 5).

     

A conceptual framework and an empirical test of complementarity and facilitation with respect to phosphorous uptake by plant species mixtures

Plant species have different traits for mobilizing sparingly soluble phosphorus (P) resources, which could potentially lead to overyielding in P uptake by plant species mixtures compared to monocultures due to higher P uptake as a result of resource (P) partitioning and facilitation. However, there is circumstantial evidence at best for overyielding as a result of these mechanisms. Overyielding (the outcome) is easily confused with underlying mechanisms because of unclear definitions. We aimed to define a conceptual framework to separate outcome from underlying mechanisms and test it for facilitation and complementarity with respect to P acquisition by three plant species combinations grown on four soils. Our conceptual framework describes both mechanisms of complementarity and facilitation and outcomes (overyielding of mixtures or no overyielding) depending on the competitive ability of the species to uptake the mobilized P. Millet/chickpea mixtures were grown in pots on two calcareous soils mixed with calcium-bound P (CaP) and phytate P (PhyP). Cabbage/faba bean mixtures were grown on both acid and neutral soils mixed with P-coated iron (hydr)oxide (FeP) and PhyP. Wheat/maize mixtures were grown on all four soils. Rhizosphere carboxylate concentration and acid phosphatase activity (mechanisms) as well as plant P uptake and biomass (outcome) were determined for monocultures rhizosphere and species mixtures. Facilitation of P uptake occurred in millet/chickpea mixtures on one calcareous soil. We found no indications for P acquisition from different P sources, neither in millet/chickpea, nor in cabbage/faba bean mixtures. Cabbage and faba bean on the neutral soil differed in rhizosphere acid phosphatase activity and carboxylate concentration, but showed no overyielding. Wheat and maize, with similar root exudates, showed overyielding (the observed P uptake being 22% higher than the expected P uptake) on one calcareous soil. We concluded that although differences in plant physiological traits (root exudates) provide necessary conditions for complementarity and facilitation with respect to P uptake from different P sources, they do not necessarily result in increased P uptake by species mixtures, because of the relative competitive ability of the mixed species.     

2株重组根瘤菌在4个大豆品种根圈中定殖动态的比较研究

在灭菌和未灭菌土盆栽缩影条件下，比较研究了重组大豆根瘤菌HN01DL和TA113QD在4个不同品种大豆根圈中的定殖动态与水平，并初步考察了其与共生效应的关系。结果表明：HN01DL在渝豆1号和宁镇1号大豆根圈表现出较强的适应性和竞争性，而TA113QD则在Williams大豆根圈的适应性较强，在宁镇1号大豆根圈的适应性较差，且供试菌在4种大豆根圈定殖动态与水平的差异在共生效应上也有一定程度的反映，但未达到显著水平。     

草地根际过程对养分循环调控机制研究进展

了解根际土壤养分碳、氮和磷的转化和循环利用是解决草地农业生态系统可持续利用性和提高草地生产力的根本问题。草地根际过程能够反映土壤碳、氮和磷等养分的周转速率,影响植物、土壤微生物对养分的竞争和捕获,维持根际微环境中各组分的养分平衡,同时与作物相比,草地土壤中养分元素碳、氮和磷的耦合性更强。因此,根际微生态系统结构与功能在维持养分转化和循环等方面具有重要作用。大量文献报道,调控根际微环境改变的关键因素是植物与土壤进行物质交换和信息传递的关键物质-根际分泌物,同时根际分泌物也是介导根际微生物和根际酶活性的关键物质。当草地环境发生改变时,该区域的根际分泌物、根际酶活性和根际土壤的微生物的组成和多样性也将发生根本性改变,从而导致该区域土壤养分的供应量和有效性发生改变,最终影响草地生产力和养分的有效利用效率。因此,深入探究草地根际过程对养分循环的调控机理,对于揭示草地植物与微生物间养分物质的分配利用和养分收益方面具有重要指导意义。综述了根际分泌物、根际酶和根际微生物参与养分循环的机制和互作机理,总结草地根际过程参与养分循环的机制,并对草学领域未来在根际微域的研究进行了一定的展望。     

小麦根际微区钾养分状况的研究

采用幼苗密集种植、尼龙网分隔根-土界面的方法研究小麦根际微区土壤交换性钾与缓效钾的动态变化。结果表明,小麦根际微区内,仅在根表的1 mm 范围内交换性钾呈现相对富集,其他部分的交换性钾呈亏缺状况,其亏缺率与亏缺范围因土壤质地和施钾量的不同而有改变。砂土钾的迁移速率大于轻壤土。前者的亏缺区也大于后者,增施钾肥后根际交换钾的亏缺率增大,加速了钾向根表的迁移和供应。此外,小麦根际微区的缓效钾也呈现亏缺状况。