耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0～15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15～30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15～30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0～15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0～15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15～30 cm土层分别提高了11.87%、 3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15～30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。     

性别对家禽粪便微生物多样性及功能的影响

为研究性别对家禽粪便微生物的影响,选择成年鸡、鸭和鹅为试验动物,在相同饲养条件下饲喂相同的饲料28 d后,收取新鲜粪样后检测粪便样品的16S rDNA的V4区,分析群落多样性和丰度,并进行差异菌落功能注释。结果表明,性别对鸡和鸭粪便α微生物多样性有显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),而对鹅粪便微生物多样性没有显著影响;β多样性分析结果表明,饲喂相同的饲料给不同性别的家禽(鸡、鸭、鹅),不同性别的家禽粪便中微生物群落组成和结构有明显区别;不同性别的鸡、鸭和鹅粪便微生物中50、78和247个属的微生物丰度有显著或极显著差异(P<0.05或P<0.01);大量的差异属微生物的功能聚集在代谢、免疫功能等方面。该研究表明性别对鸡、鸭和鹅粪便中微生物多样性和丰度有显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),进而影响粪便的功能和宿主。     

三七根际土壤中皂苷类自毒物质降解拮抗细菌的分离筛选

[目的]筛选出既可降解三七皂苷类自毒物质又能拮抗三七锈腐病菌的细菌菌株,为防治三七病害及克服连作障碍提供生防资源.[方法]利用连续稀释法从健康三七根际土壤中分离可培养细菌,测定细菌菌株在以粗皂苷为唯一碳源培养基上的生长情况,以对峙培养法测定细菌菌株对三七锈腐病菌毁灭柱孢菌(Cylindrocarpon destruc-tans)RS006的拮抗活性;结合16S rDNA测序和形态学特征对活性菌株进行分类鉴定,并通过HPLC测定活性菌株在不同时间内对主要皂苷类自毒物质(R1、Rg1、Re、Rb1和Rd)的降解能力.[结果]从三七根际土壤中分离获得91株细菌分离物,其中17株分离物能在以粗皂苷为唯一碳源的培养基上生长、14株分离物对菌株RS006具有拮抗活性;菌株41既能以三七粗皂为唯一碳源生长,又对菌株RS006具有较强抑制活性.综合菌株41的形态特征和16S rDNA分子鉴定结果,将菌株41鉴定为蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii),编号为PM-41.菌株PM-41对三七主要皂苷类自毒物质R1、Rg1、Re、Rb1和Rd均存在较明显的降解效果.[结论]蒙氏假单胞菌PM-41既能拮抗毁灭柱孢菌又能有效降解三七皂苷类自毒物质,具有防治三七锈腐病和缓解三七连作障碍的生防潜力.     

覆盖方式对春小麦产量及土壤肥力、微生物的影响综述

本文综述了不同覆盖方式对春小麦产量及土壤性状的影响,对不同覆盖方式下春小麦产量、土壤耗水特性、土壤肥力、土壤微环境的变化进行了阐述。     

复合微生物肥料对盐胁迫下番茄生理特性的影响

采用盆栽试验的方法,研究不同NaCl浓度(0、20 m M、50 m M和100 m M)胁迫下,添加复合微生物肥料对番茄幼苗生长、光合色素含量、根系活力和抗氧化指标的影响。结果显示,低盐胁迫(20 m M NaCl)促进了番茄幼苗的生长,但随盐胁迫浓度的升高,生物量逐渐降低,同时降低了根系活力同时下降;不同盐浓度胁迫均提高了番茄叶片内光合色素含量、根系和叶片内抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O2.-)产生速率。添加复合微生物肥料显著提高了盐胁迫番茄幼苗生物量、根系活力,、进一步提高了叶片内光合色素含量和根系抗氧化酶活性,显著降低了叶片内抗氧化酶活性;此外,复合微生物肥料的添加使番茄叶片和根系内MAD含量和O2.-产生速率均显著低于盐胁迫处理,使但是提高了叶片和根系内可溶性蛋白含量增加。以上结果表明,复合微生物肥料可通过调节番茄叶片渗透势、提高根系活力和、光合色素含量以及番茄抗氧化损伤的能力来增强番茄幼苗的抗盐性,通过促进光合制造、贮存碳水化合物的能力来,最终提高番茄幼苗生物量的累积。     

肥料增效剂对碳氮淋溶和CO_2排放量的影响

为了调控肥料养分在土壤中的转化、减少养分损失,研制和合理使用肥料增效剂具有重要意义。研究采用土柱模拟试验的方法,探讨添加不同数量肥料增效剂对土壤碳(C)、氮(N)养分淋失数量以及土壤呼吸强度的影响,从减少肥料损失、保护环境角度明确增效剂的最佳施用量,为增效剂的合理施用提供科学依据。结果表明:施用增效剂对N和C的淋洗损失和二氧化碳(CO_2)排放损失量具有显著的影响,该影响主要发生在肥料施用后的前60天左右。当增效剂按肥料投入总量的6‰和8‰加入时,淋洗液中无机氮的累积淋洗量降幅达到13%～41%(P<0.05);而淋洗的无机N以硝态氮(NO_3~--N)为主,NO_3~--N淋洗总量是NH_4~+-N淋洗总量的20倍左右。增效剂的添加对可溶性有机C无显著影响,但显著增加了土壤CO_2的排放,增幅达到14%～64%(P<0.05)。淋洗结束后,与不施增效剂处理相比,增效剂添加量为6‰和8‰处理能够显著增加土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、全氮(TN)和可溶性有机碳(DOC)含量,而土壤有机碳(SOC)含量基本保持不变。说明肥料增效剂能够减缓肥料氮素水解速率,又能抑制NH_4~+-N转化为NO_3~--N过程,加之土壤和增效剂对NH_4~+-N的强吸附特性,致使氮素迁移总量降低,可有效减轻对地下水造成污染的风险。综合以上结果,从减少土壤C、N淋洗和保持、提升土壤C、N含量角度考虑,增效剂的最佳施用量应大于肥料投入总量的6‰。     

培肥措施对复垦土壤微生物碳氮代谢功能多样性的影响

土壤复垦是矿区生态环境恢复和耕地总量平衡及质量提升的根本要求。本研究依托山西襄垣采煤塌陷区复垦定位试验基地，采用Biolog-ECO方法和荧光定量PCR技术，研究了不施肥（CK）、单施化肥（CF）、单施有机肥（M）和有机无机培肥（MCF）4种培肥措施下复垦4年和8年土壤微生物碳代谢功能多样性及氮代谢功能基因丰度的变化特征。结果表明，随复垦年限增加，单施有机肥较其他处理可显著提高复垦土壤微生物的总碳源利用能力；不同处理复垦土壤微生物碳源相对利用率总体表现为氨基酸类>糖类>聚合物类>羧酸类>双亲化合物类>胺类，其中单施有机肥更大程度上提高了羧酸类、氨基酸类和胺类碳源的利用率；复垦年限和培肥措施没有改变复垦土壤微生物优势度指数，但有机无机配施较其他处理可显著提高香浓指数（H′）和Pielou均匀度指数；不同处理复垦土壤氮转化功能基因丰度总体表现为amoA（AOA）> amoA（AOB）>nisS、nirK> nifH，5种功能基因丰度均为以有机无机培肥处理最高，且随复垦时间增加而增加；复垦土壤有机质含量与nirS、nirK、nifH基因丰度以及AWCD值存在显著相关性，相关系数在0.707～0.807，同时5种氮转化功能基因丰度均与玉米产量存在显著或极显著的相关性，相关系数在0.824～0.949。综上所述，单施有机肥可提高土壤有机质含量，进而增强了复垦土壤碳代谢强度，有机无机培肥则更有利于复垦土壤碳氮代谢功能多样性的提升，并促进作物产量形成。     

长期绿肥与氮肥减量配施对水稻产量和土壤养分含量的影响

为探明湘南双季稻区绿肥还田下的氮肥适宜施用量,设计了始于2008年冬季开展的长期田间定位试验(2009-2017),研究绿肥与氮肥减量配施对双季稻的产量、氮肥农学效率、氮肥偏生产力以及2017年稻田耕层土壤养分含量的影响。共设计6个施肥处理:不施氮肥空白对照、仅紫云英、习惯施肥、紫云英与100%无机氮配施、紫云英与80%无机氮配施、紫云英与60%无机氮配施。结果表明:与习惯施氮量相比,绿肥结合习惯施肥以及绿肥与化肥氮减量20%~40%配施均能保持甚至提高2009-2017年稻谷周年产量,显著提高早、晚稻氮肥偏生产力和氮肥农学效率。绿肥与化肥氮减40%时,产量变异系数最低和产量可持续指数最高。试验9 a后,与2008年相比,稻田土壤有机质和全氮含量呈上升趋势。与习惯施肥相比,绿肥与化肥氮减量20%~40%能维持土壤磷素与钾素的供给。综合考虑,紫云英还田下,化肥氮减施40%仍能获得高产稳产,且氮肥利用率最高,产量稳定性最好,并可缓慢提高土壤肥力,是湘南双季稻种植区较好的施肥模式。     

糠醛渣改良土壤增强苕子对盐碱土的适应性

科学合理的盐碱土改良措施对植物在盐碱土上适应性栽培具有重要的科学意义与应用价值。该研究旨在通过施用糠醛渣探讨盐碱土土壤特性及植物生长适应性栽培研究,为糠醛渣在盐碱土的合理使用提供科学依据。试验按土壤质量为基数确定糠醛渣的用量,试验由添加量0、5%、10%糠醛渣的盐碱土3个处理组成,温室条件下进行盆栽试验。结果表明,施用糠醛渣不仅降低盐碱土pH和含盐量,而且显著提升了土壤微生物多样性Sobs和Shannon指数,降低了simpson指数降低。主要表现在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi)成为优势菌门。施用糠醛渣增加了苕子叶片中叶绿素、可溶性糖含量和脯氨酸含量。显著增强了过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。施用糠醛渣明显促进苕子生长发育,增加了苕子苗期生物量,5%糠醛渣用量处理改良盐碱土效果较优。研究表明糠醛渣通过改善盐碱土的其理化特性及生物多样性分布,促进苕子的生长发育,研究为糠醛渣在盐碱地土壤改良及植物适应性栽培的合理应用提供了科学依据与参考。     

菌剂挂膜3D-RBC联合BCO工艺处理养猪沼液废水

针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征，该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification，以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果，重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时，借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下，采用HN-AD菌剂挂膜启动方法，仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动，同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%，出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中，增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示，增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降，但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低，导致脱氮效率下降；贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键，提高C/N比会显著降低其丰度，进而影响脱氮效果。