草莓不同生育时期根区微生物多样性及动态变化

[目的]探明草莓在整个生育期根系的微生物变化,为防治草莓土传病害提供理论依据.[方法]采用平板培养与PCR产物的变性梯度凝胶电泳技术相结合的方法,研究了草莓在开始生长期、现蕾期、开花和结果期、盛果期、生长末期根区土壤微生物群落数量及结构的变化.[结果]结果表明,在草莓整个生长时期内,根区可培养微生物总量从开始生长期到盛果期逐渐增多,在盛果期时最多.细菌、放线菌和真菌数量在盛果期时都达到最高.细菌群落多样性指数(H)和丰度(S)在生长末期达到最高.真菌群落多样性指数(H)和基因型丰富度(S)在现蕾期达到最高.[结论]草莓根区土壤微生物数量及结构随生育期的变化而变化,为适时使用生防菌及有机肥提供了理论基础.     

草莓不同生育期根际微生物的动态变化

【目的】为消除草莓连作导致的土传病害,保证土壤生态环境的良性循环。【方法】采用Illumina Miseq高通量测序技术研究了草莓(红颜)恢复生长期、现蕾期、开花和结果期以及盛果期5个生育期根际微生物群体的动态变化。【结果】结果表明:随着草莓生育期的变化,草莓根际土壤细菌和真菌群落丰富度和多样性及主要种群相对丰度均发生了显著变化。细菌丰富度随生育期的变化而逐渐上升,细菌群落多样性在恢复生长期、开花和结果期时下降,在现蕾期、盛果期和生长末期时上升。真菌丰富度和多样性均在现蕾期时显著升高。草莓各生育期根际土壤中细菌相对丰度较高的有变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),Pseudomonas为整个生育期的优势菌属。变形菌门的相对丰度随着草莓的生长发育而逐渐升高,酸杆菌门的相对丰度随草莓生育期的延长出现不同程度的下降。真菌相对丰度最高的是子囊菌门(Ascomycota),Chaetomium为真菌的优势菌属。子囊菌门相对丰度在恢复生长期和现蕾期下降,开花和结果期上升,盛果期和生长末期又下降,尤其在现蕾期时相对丰度显著下降。【结论】根际微生物随草莓生育期的变化而显著变化,现蕾期时微生物群落丰富度和多样性最高。Pseudomonas和Chaetomium在草莓整个生育期内均属于优势菌属。     

有机种植对温室土壤有机碳库和酶活性的影响

研究不同种植方式下温室土壤有机碳库和酶活性变化特征，可为探明不同种植模式温室土壤有机碳周转机制、提高土壤肥力、增加土壤碳库储量提供科学依据。以华北地区曲周 16年长期定位试验为基础，研究了有机(OP)、绿色(GP)和常规(CP)3种种植方式下温室土壤有机碳库和酶活性的变化特征，并对土壤质量进行定量化评价。结果表明，OP显著提高了蔬菜产量和土壤有机碳库容量，改善了土壤结构，提高了含水量及养分含量且增强了土壤保肥及缓冲性能。与 CP相比，OP使春季和秋季蔬菜产量分别提高了 62.28%和 22.02%，土壤有机碳提高了105.53%，活性有机碳组分提高了 109.30%～230.27%，腐殖质碳组分提高了 91.61%～128.37%，土壤碳储量提高了 51.14%，GP次之。过氧化氢酶、脲酶和纤维素酶活性均在 OP中显著增加，分别提高了 48.51%、68.39%和 109.72%，但蔗糖酶活性并无明显变化。通过主成分分析方法，由综合得分可知 OP>GP>CP，由此可见，有机种植在改善土壤结构、提高土壤养分含量及转化效率、增加土壤固碳量等方面优于绿色和常规种植。说明有机种植对于提高华北地区设施大棚内有机碳组分、碳储量和土壤酶活性的效果显著，是提高土壤肥力、改善土壤结构、增加土壤有机碳固定量的有效措施。     

蔬菜温室长期种植下土壤重金属累积风险评价

利用中国农业大学曲周实验站有机种植长期定位试验,比较了有机种植(ORG)、无公害种植(LOW)和常规种植(CON)3种不同种植模式下土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、As、Ni 7种重金属含量的差异,并采用单因子指数法、内梅罗综合累积指数法和潜在生态风险指数法分别对土壤中重金属的累积风险和生态风险进行了评价。结果表明:经过15 a的种植,与2002年的初始值相比,3种种植模式下土壤重金属均有明显的累积。其中土壤中Cd累积较为明显,分别提高了312.50%、175.00%、100.00%,有机和无公害种植模式下土壤Cd含量超过了温室蔬菜产地环境质量评价标准,其他重金属含量虽也有一定程度累积,但均未超标。以初始值为参考,评价结果表明,3种种植模式下土壤重金属累积指数表现为ORGLOWCON,有机种植存在较高的土壤重金属累积风险。以温室蔬菜产地标准值为参比值,可以看出经过15 a的长期定位试验,各个重金属元素均未造成生态系统的风险,3种种植模式的综合生态风险也都属轻微生态危害程度,但相比较而言,3种种植模式生态风险指数表现为ORGLOWCON,因此应加强有机农场有机肥质量监控,以确保有机农业的健康发展。     

有机种植对温室土壤肥力质量的影响

利用中国农业大学曲周实验站温室有机种植长期定位试验,研究了不同种植模式下3种土壤物理指标、9种土壤化学指标和4种土壤生物指标,并运用主成分分析方法,对不同种植模式下土壤肥力质量进行综合评分。结果表明:①相比于无公害和常规种植,有机种植有利于降低温室土壤容重,提高温室土壤含水量,温室土壤水稳性大团聚体高达58.02%,改善了温室土壤物理环境条件;②有机种植提高了温室土壤有机质及氮、磷、钾养分含量,对温室土壤pH和EC值影响不大,但增加了温室土壤阳离子交换量,有利于提高温室土壤的保水保肥能力;③相比于无公害和常规种植,有机种植土壤微生物碳含量分别提高了32.84%、109.30%,同时增强了温室土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性,有利于温室土壤微生物多样性提高;④通过对16个土壤肥力质量指标进行主成分分析,3个主成分累计贡献率达91.052%,主成分综合评分能更敏感反映土壤质量变化,本试验中有机种植、无公害种植和常规种植的主成分综合评分分别为1.514、0.099和–1.613,表明有机种植显著提高了温室土壤的肥力质量。