高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

不同形态氮素比例对不同小白菜品种生物量和硝酸盐含量的影响

利用NO-3 N∶NH 4 N为 10 0∶0、5 0∶5 0和 0∶10 0三个硝铵配比的营养液对 12个不结球小白菜品种进行水培试验。结果表明 :不同的硝铵配比对不同品种小白菜的生物量、叶绿素SPAD值、硝酸盐积累量等有着显著的影响 ,同一氮源培养下不同的小白菜品种间也表现出显著的差异 ;12个小白菜品种叶绿素SPAD值随营养液中的NH 4 N比例的增加而升高 ,两者间存在着显著的正相关 ;单株生物量除亮白叶 1号和五月慢在全硝培养中生物量较其他两种配比大外 ,其他 10个品种均在 5 0∶5 0硝铵营养液中表现最好 ;供试的 12个小白菜品种中有 9个品种的硝酸盐积累量随着NH 4 N比例的增加而下降 ,表明适当地配施铵态氮较纯硝营养液能获得更好的产量、更高的叶绿素SPAD值和较低的硝酸盐积累量。     

不同铵硝比营养液对生菜生长发育影响的研究

氮素是作物生长所必需的营养元素之一。在一般情况下，作物能够吸收利用的氮素形态有多种。但从营养学角度来说，植物生长的主要氮源为NH4^＋-N和NO3^-—N。由于作物本身遗传特性和营养特点以及环境条件的差异，作物对NH4^＋-N和NO3^--N的吸收利用和适宜性也有不同。对蔬菜作物来说，     

新型有机肥的氮素在土壤中的转化及其对草莓生长和品质的影响

土壤中硝态氮和铵态氮的含量直接影响着作物的生长和品质。通过田间试验研究了不同有机肥料氮素在土壤中的转化及其对草莓生长和果实品质的影响。结果表明,施用有机肥可以提高草莓苗期土壤硝态氮的比例,硝铵比值大于尿素处理,同时有机肥处理硝铵比值从苗期至盛花期呈下降趋势,但尿素处理则表现为上升的趋势,而花序现蕾期土壤硝铵比的降低,有利于植株花蕾的形成,因此土壤硝铵比值的变化趋势一定程度上决定着草莓的产量和品质。在等量施用氮素养分的条件下,施用有机肥料均较尿素更能促进草莓生长发育和增加草莓产量。施用有机肥对草莓品质的改善作用也优于尿素,果实中糖/酸比值较无肥区提高23.7%-28.7%,较尿素区提高16.5%-21.2%。     

施用氨基酸有机肥对黄瓜产量及土壤生物学性状的影响

[目的]养殖场病死畜禽的无害化、资源化处理是减少环境污染、保障养殖业良性发展而亟需解决的关键问题之一。高温酸解病死畜禽制成的氨基酸液与普通有机肥复配制成氨基酸有机肥是实现病死畜禽无害化、资源化利用的重要途径之一。本研究旨在评估氨基酸有机肥对黄瓜产量及土壤生物学性质的影响。[方法]采用实时荧光定量PCR等技术手段,研究连续施用氨基酸有机肥对设施黄瓜产量、土壤理化性质、氮素循环微生物数量及土壤酶活性的影响。[结果]田间试验结果表明:与不施肥对照相比,氨基酸有机肥处理、单施化肥、施用鸡粪有机肥处理黄瓜分别增产48.2%、29.5%和30.6%。与不施肥对照相比,氨基酸有机肥处理能显著提高土壤pH值和铵态氮、硝态氮、有效磷的含量,而与其他施肥处理间差异较小。氨基酸有机肥处理土壤的氨氧化细菌数量显著高于不施肥对照,但显著低于其他施肥处理;反硝化nirK基因数量显著高于不施肥对照,而显著低于施用鸡粪有机肥处理;nirS基因数量显著高于不施肥对照及单施化肥处理。氨基酸有机肥处理土壤的过氧化氢酶及磷酸酶活性显著高于其他施肥处理和不施肥对照;脲酶活性显著高于不施肥对照但低于其他施肥处理;蔗糖酶活性显著高于不施肥对照且与其他施肥处理无显著差异。[结论]施用氨基酸有机肥可改善土壤理化性质,增强土壤生物肥力,提高根系可吸收利用的速效养分及游离氨基酸含量,增加黄瓜产量。     

水铁矿对玉米生长及其抗氧化系统的影响

[目的]本文旨在研究一种纳米铁氧化物(水铁矿)对玉米相关生理生化指标和抗氧化系统的影响,为水铁矿作为新型铁肥促进玉米生长提供理论依据。[方法]以去离子水(CK1)为对照,用不同质量浓度(10、20、50、100、200和500 mg·L-1)水铁矿溶液进行浸种试验。以不含铁的1/2 Hoagland营养液(CK2)和含EDTA-Fe的1/2 Hoagland营养液(CK3)为2组对照,分别以不含铁的1/2 Hoagland营养液配制不同质量浓度(10、20、50、100、200和500 mg·L-1)的水铁矿溶液进行玉米幼苗培养试验,测定其相关生理生化指标并观察其细胞显微结构。[结果]玉米种子萌发试验结果表明:水铁矿质量浓度为20 mg·L-1时,玉米种子的萌发指数、活力指数和平均根长分别比CK1增加了38.33%、61.99%和53.91%,平均发芽时间缩短56.63%。玉米幼苗培养试验结果表明:水铁矿质量浓度为20 mg·L-1时地上部鲜质量、株高和叶绿素含量分别比CK2显著增加了15.38%、10.03%和24.85%,水铁矿质量浓度高于50 mg·L-1时不利于玉米生长。水铁矿溶液质量浓度低于20 mg·L-1时玉米叶片中过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐升高,高于此浓度时POD和CAT活性逐渐降低。地上部铁含量检测和透射电镜观察结果显示:水铁矿质量浓度为10 mg·L-1时,水铁矿颗粒能够进入到玉米根细胞内,且地上部铁含量比CK2显著提高了75%,但水铁矿质量浓度大于20 mg·L-1时会造成根细胞质壁分离。[结论]低质量浓度(10~20 mg·L-1)水铁矿可替代EDTA-Fe,有助于玉米种子萌发和植株生长,而高质量浓度(≥50 mg·L-1)水铁矿不利于玉米生长。     

马铃薯黑痣病生防菌的筛选和鉴定及其生长条件的研究

从甘肃省景泰县条山农场不同连作年限的马铃薯地块中取根际土样品,分离筛选马铃薯黑痣病病原菌-立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的拮抗菌。采用土壤平板稀释、对峙法筛选拮抗菌;结合形态特征、生理生化及16Sr DNA分子鉴定;采用单因素试验设计对G1菌株的生长条件进行初步试验。通过初筛和复筛,从108株细菌中获得1株对立枯丝核菌拮抗效果稳定、拮抗能力较强的细菌G1。采用平板对峙法测定其拮抗作用,抑菌带宽度达6mm,抑菌圈直径2.5 cm,抑菌率为66.7%。结合形态特征、生理生化及16Sr DNA分子鉴定,G1为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.);采用单因素试验设计对G1菌株的生长条件进行初步试验。结果表明,菌株G1在4℃~45℃,p H 5~10,盐浓度0~50 g·L-1都能生长,碳源、氮源利用广泛,最适条件为:温度37℃,p H 7,蔗糖为碳源,蛋白胨为氮源,盐浓度为10 g·L-1。拮抗菌G1被鉴定为类芽孢杆菌,该菌株抑菌带较宽、抑菌效果稳定,生长条件与马铃薯生长的大田环境基本相符,具有作为一株优良生防菌的必要条件。     

细胞膜质子泵在水稻耐铵机制中的作用机理探讨

 水稻是一种典型的耐铵植物。由于铵态氮营养条件会导致根系分泌大量的氢离子,对植物生长产生胁迫。因此,耐铵植物应具备耐酸的能力。细胞膜质子泵具有主动排出质子,调节细胞内外pH的功能。结合目前的研究结果,探讨了水稻根系细胞膜质子泵在铵态氮与低pH两个因素交叉作用下活性的变化及其调节机制,以阐明水稻耐铵的一个必要机制。上述结果对于丰富植物耐铵机制的研究具有重要的理论与实践意义。     

不同根际细菌对南方根结线虫抑制效果的研究

采用稀释平板涂布方法从番茄根结土壤中初步筛选出对明胶有水解作用的菌株。通过各菌株发酵上清液对南方根结线虫二龄幼虫死亡率和虫卵孵化率抑制作用,以及拮抗菌悬浮处理番茄根系30 d后观察番茄根结数量变化,进一步筛选获得高效菌株。通过16S rDNA基因序列分析,对能显著抑制根结线虫生长的2株菌株进行了鉴定。结果表明:筛选出了10株对明胶有明显水解圈的细菌,其中菌株BTG和X5具有较强的明胶水解能力。菌株BTG和X5发酵的上清液处理二龄幼虫24 h后的死亡率比无菌上清液处理死亡率提高了72.13%和62.14%;而用菌株上清液处理14 d后的虫卵孵化率比无菌上清液处理的孵化率降低了38.62%和30.73%。菌株BTG和X5的菌悬液处理的番茄根结数比不加菌悬液对照处理根结数分别降低了80.49%和73.17%。经16S rDNA基因序列分析表明,菌株BTG和X5都属于芽孢杆菌。通过比较各株细菌对二龄幼虫(J2)死亡率,虫卵孵化率及番茄根结数量的影响,筛选出了2株可用于生物防治作物根结线虫的芽孢杆菌。     

太湖流域水稻最佳养分管理研究

以水稻品种常优1号为材料,于2008至2009年在江苏常熟进行了连续2年的水稻最佳养分管理田间试验研究。结果表明:采用最佳养分管理技术,优化养分运筹,增产31%～46%,施氮量为240 kg.hm-2时可获得最高产量9 208 kg.hm-2;高产高效处理可减少肥料投入30%～40%,增产5.5%,氮肥农学效率提高67.8%～98.4%;高效处理减少48.6%氮肥用量,提高氮肥农学效率31.4%。以上结果表明,在太湖地区采用水稻最佳养分管理技术可以大幅减少氮肥施用量,并显著提高氮肥利用率。