土壤有机碳组分和微生物群落对有机管理的响应

土壤有机碳（soil organic carbon, SOC）和微生物是土壤质量和健康变化的重要评价指标。为了探究热区不同的管理方式对茶园土壤有机碳组分和微生物群落组成的影响,本研究选取海南省白沙县有机茶园（organic tea plantations, OTP）和常规茶园（conventional tea plantations, CTP）作为研究对象,利用¹³C-核磁共振（¹³C-NMR）生物标记技术和磷脂脂肪酸（PLFA）来研究不同管理模式下茶园土壤中有机碳化学组分和土壤微生物的群落组成的变化,明确有机管理和无机管理对土壤有机碳组分（烷基C、O-烷基C、芳香C和羧基C）和微生物群落组成的影响。结果显示：（1）与无机管理相比,有机管理显著改变了茶园土壤中养分含量。有机质（SOM）含量增加了47.86%,总氮（TN）和总磷（TP）含量分别增加了37.40%和100%（P<0.05）。硝态氮（NO₃^--N）含量显著增加了78.80%（P<0.05）,总钾（TK）和速效钾（AK）含量显著降低（P<0.05）。（2）有机管理增加了茶园土壤中烷基C和O-烷基C的相对含量。同时,脂肪族C/芳香C的比值也高于无机管理茶园。（3）有机管理茶园土壤中的总磷脂脂肪酸含量（PLFAs）增加了29.70%（P<0.05）,且细菌、G^-和放线菌的磷脂脂肪酸的含量显著高于无机茶园（P<0.05）。（4）RDA分析表明,茶园土壤中的微生物群落结构主要受到土壤总氮（TN）、总钾（TK）、烷基C、O-烷基C和羧基C含量的影响（P<0.05）。（5）相关性分析结果显示,有机碳组分中烷基C与总微生物量、真菌、放线菌和菌根真菌含量均呈显著正相关关系。O-烷基C与微生物中真菌、细菌和真菌/细菌的比值也呈显著正相关关系。以上结果表明,对茶园有机管理能调节微生物群落结构,提高土壤有机碳的脂肪化程度,进而影响土壤有机碳的积累和周转机制。     

不同土地利用方式对土壤磷有效性和溶磷细菌群落结构的影响

为探究不同土地利用方式对土壤磷有效性和溶磷细菌群落的影响,以海南省白沙县龙眼园（LO）和由龙眼园转化的有机茶园（OTP）、传统无机茶园（CTP）土壤为研究对象,利用Illumina高通量测序技术分析土壤phoD功能微生物的群落结构,研究土壤速效磷与phoD功能微生物和酸性磷酸酶的相关性。结果表明：龙眼园转换成无机茶园后,在0~10 cm土层,pH、总氮（TN）、总磷（TP）、速效钾（AK）和有机碳（SOC）含量显著降低。同时,在10~20 cm土层,pH、总氮（TN）、总磷（TP）和有机碳（SOC）含量也显著降低。在0~10 cm土层,土壤速效磷（AP）含量在龙眼转化成有机茶园和无机茶园后分别降低了16%和71%。在10~20 cm土层,有机茶园土壤速效磷（AP）提高了56%,而无机茶园的速效磷（AP）含量降低了65%。相似性分析表明,土地利用方式明显改变了土壤phoD微生物群落结构。但是,土层深度并没有改变phoD微生物群落结构。RDA分析表明,土壤pH、总钾（TK）、速效钾（AK）和硝态氮（NO₃^--N）是驱动phoD功能微生物群落结构分异的主要环境因子。土壤速效磷（AP）含量与phoD功能微生物密切相关,其中Betaproteobacteria在调控土壤磷的有效性中发挥重要作用。研究结果表明,龙眼园转化成茶园改变了phoD微生物群落结构,同时降低了有机茶园土壤总磷（TP）和无机茶园土壤有效磷（AP）含量。与无机茶园相比,有机管理可以提高土壤速效磷（AP）含量。     

基于宏基因组学方法分析化肥减施对热带地区菜地土壤微生物群落的影响

为了探究化肥减量配施有机肥对热带地区蔬菜轮作土壤细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,在海南省文昌市开展田间定位试验,采用宏基因组测序技术分析不同施肥方式下土壤细菌、真菌和古菌群落结构和组成的变化特征,并结合土壤理化性质,探究不同施肥处理下驱动细菌、真菌和古菌群落变化的关键土壤环境因子。结果表明：与全量化肥配施有机肥（M100NPK）相比,化肥减量75%配施有机肥（M75NPK）提高了土壤SOM、TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N的含量,化肥减量50%配施有机肥（M50NPK）处理提高了土壤TK和AK的含量。3种施肥处理（M50NPK、M75NPK和M100NPK）显著增加了土壤细菌、真菌和古菌群落的丰度。与M100NPK处理相比,M50NPK和M75NPK增加了细菌群落主要优势菌门中变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,而降低了放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度,同时也增加了真菌群落主要优势菌门中担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度,降低了子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度;古菌群落主要优势菌门中奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度在M75NPK处理呈现增加趋势,在M50NPK处理呈现降低趋势。与不施肥（CK）处理相比,M50NPK、M75NPK和M100NPK增加了土壤细菌和真菌的Shannon指数和Ace指数,而降低了土壤细菌和真菌的Simpson指数,同时也增加了土壤古菌的Simpson指数,但降低了土壤古菌的Shannon指数和Ace指数。可是施肥处理之间Alpha多样性均无显著性差异。土壤细菌、真菌和古菌群落结构组成对不同化肥减量配施有机肥的响应无显著性差异。土壤pH、TP、TN、SOM和AK是导致细菌、真菌和古菌群落结构变化的主要驱动因子。研究结果表明,与M75NPK和M100NPK相比,M50NPK不会改变土壤性质、微生物群落多样性和结构,但可降低过量化肥施用可能带来的环境风险。因此,M50NPK是热带地区蔬菜种植的优化施肥方式。     

农药对土壤微生物和酶活性的影响

为了研究农药对土壤微生物及酶活性的影响和各指标间的相关性。研究5种农药(深蓝、克菌宝、活根菌灭、施净、巧能)对土壤真菌、细菌、放线菌以及土壤中脲酶、脱氢酶、蔗糖酶、磷酸酶活性的影响。农药使土壤微生物在组成多样性上发生了明显变化,农药对微生物的影响为细菌>放线菌>真菌。施净、深蓝、巧能和活根菌灭对蔗糖酶活性的抑制率在30.30%~21.21%,巧能和施净对脲酶活性的抑制率达37.67%,深蓝和施净对蛋白酶活性的抑制率分别为27.27%和18.18%,施净、深蓝、巧能和活根菌灭对磷酸酶活性的抑制率在22.12%~3.54%,均达到了显著水平。脱氢酶对5种农药均不敏感。各指标间存在一定的相关性。     

白术叶片再生植株和丛生芽快繁的研究

白术是菊科的一种重要药用植物。为满足白术的药用需求，扩大其资源供应，避免传统开荒育苗种植模式对生态环境的破坏，为白术的大规模工厂化育苗及获取药用次生代谢产物提供有效的途径和方法，笔者以白术叶片为外植体经愈伤组织再生植株和丛生芽增殖两种方式建立了白术无菌苗的快速繁殖技术，分析了不同植物激素种类和浓度对白术叶片再生植株及丛生芽增殖的影响，研究了温度和光照条件对白术叶片愈伤组织褐变的影响。研究结果显示在培养基MS+ 6-BA1 mg/L+NAA0.2 mg/L上白术丛生芽增殖倍数最高，可达4.45倍；以白术的叶片愈伤组织诱导及再生植株的最佳培养基为MS +KT 1mg/L+NAA0.2 mg/L，愈伤组织诱导率可达96.7%；芽分化率为90%。不同的细胞分裂素种类与浓度处理差异显著，在白术叶片的愈伤组织诱导中，KT的效果要优于6-BA，但在丛生芽增殖中则表现出高浓度的6-BA要优于KT。白术叶片愈伤组织继代培养中褐变程度与温度、光照条件有关，1000 lx光照强度，20±0.5℃的温度条件下继代培养能有效控制褐变。     

大豆连作土壤线虫群落结构的影响

【目的】由根系活动引起的根际微生态系统的改变,特别是病原生物数量的增加是导致作物产生连作障碍的主要因素。其中,植生性病原线虫的危害是大豆连作障碍产生的重要原因之一。由于植生性病原线虫的存在往往受到其它营养类型线虫的影响,因而从线虫群落结构进行分析,不仅可以更好地反映不同营养类型的线虫之间的相互关系,而且能全面了解土壤的健康状况。本文利用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(q PCR)等分子生物学的方法,比较短期连作和长期连作线虫群落的差异,揭示长期连作大豆土壤线虫群落的变化规律,理解线虫群落与植物健康的关系,阐明线虫群落的变化在大豆连作障碍中的作用。【方法】首先,基于16sr DNA的T-RFLP指纹图谱,分析土壤中线虫的物种丰富度和不同大小的末端限制性片段(T-RF)的相对丰度。然后,通过构建克隆文库和系统发育树,鉴定T-RF片段对应的线虫种类。最后,利用q PCR,采用绝对定量的方法确定线虫群落的大小。【结果】线虫的物种丰富度随着连作年限的增加呈逐渐降低的趋势。第1年物种丰富度最高,第3年的丰富度显著低于第1年,之后逐渐降低,9年之后保持不变。大豆根际土中共检测到16个TRF,且大多数T-RF能从克隆文库中鉴定。其中,食细菌线虫(Acrobeloides)是最为丰富的线虫种类。在连作2~3年后,植物寄生线虫相对丰度增加,而在连作后期,植物寄生线虫相对丰度减少。非度量多维尺度分析(NMDS)示,第1年线虫群落与其余年限分开,而第2和第3年聚集较近,而连作9、11和13年后聚集较近。另外,线虫群落结构与p H、土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)、细菌数量和真菌数量相关。线虫群落总丰度呈先增后降的趋势,最高值出现在第6年。线虫的基因拷贝数与土壤NH+4和染料木因浓度呈显著正相关,而与NO-3和细菌的基因拷贝数呈显著负相关。【结论】大豆根际土壤中,线虫群落丰度在连作第2~3年下降最为明显,到第6~9年有一定的恢复,但不能完全修复。大豆种植为第一,基线虫属(556 bp)丰度最高。土壤功能正常,连作第2~3年后,摄食性线虫(555 bp、558 bp、560 bp等)丰度增加,线虫浸染机会增加。     

设施菜田土壤剖面中的反硝化特征

利用田间原位硅胶管法和自动连续在线培养监测体系（Robot 系统）,分别监测了设施菜田不同施肥处理土壤剖面N2O浓度以及不同土层土壤反硝化潜势、NO和N2O产生潜势。结果表明:灌溉施肥后,传统施肥处理（CN）土壤剖面50 cm和90 cm处的N2O浓度都会出现峰值,50 cm处的N2O浓度峰值都高于90 cm处; 50 cm处的N2O变幅在2.15～50.77 l/L 之间,90cm处的变幅在2.57～14.05 l/L 之间;空白处理（CK）剖面N2O浓度几乎不受灌水的影响,50 cm和90 cm处的N2O浓度变幅较小,在1.43～2.75 l/L 之间。反硝化潜势、NO和N2O产生潜势的监测结果显示,040 cm土层反硝化较为强烈;40100 cm土层中由于受碳源限制,反硝化发生及强度明显滞后,添加碳源,经过48 h培养后,能够达到与表层反硝化潜势相当的程度;厌氧条件下,上层040 cm土壤的N2O和NO产生量远高于底层40100 cm的。由此推测,原位监测的高N2O浓度,可能来源自上层的扩散,因而田间表层通量观测数据可能会低估N2O产生量。底层土壤有一定反硝化潜势,当施用有机肥后,底层土壤氮素反硝化损失不容忽视。     

胶价低迷背景下昌江县民营橡胶产业的发展现状和对策

分析近两年橡胶价格持续低迷背景下,海南省昌江县民营橡胶发展现状及发展中存在的问题,并提出相应的措施和对策,为昌江县民营橡胶发展决策提供参考。     

麻疯树(Jatropha curcas)叶浸提液对万寿菊(Tagetes erecta L.)幼苗生长和抗氧化酶活性的影响(英文)

[目的]研究麻疯树叶浸提液对万寿菊幼苗生长和抗氧化酶活性的化感影响,揭示麻疯树对林下植物的化感生理机制。[方法]对麻疯树叶浸提液对万寿菊幼苗的生长、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Proline)和抗氧化酶系统的影响进行研究和分析。[结果]与对照相比,麻疯树叶浸提液加入土壤后,明显抑制了万寿菊根和茎的生长;同时,在叶浸提液中,万寿菊根中的O2-、H2O2、丙二醛和脯氨酸的含量升高,且浸提液浓度的增加而增加;另外,麻疯树叶浸提液在较低浓度时,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性无显著变化,而在较高浓度时,SOD酶活性明显增加;所有浓度的叶浸提液都显著增加了万寿菊根中过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,且随着浓度的增加而增加。[结论]麻疯树能释放化感物质进入土壤,抑制植物的生长和生理,改变植物群落组成和结构。     

黄河三角洲盐碱地人工林土壤可溶性有机氮含量及特性

对黄河三角洲盐碱地10 a生刺槐林、白蜡林和杨树林土壤可溶性有机氮（SON）进行了研究。结果表明：3种人工林中,刺槐林20-40 cm层土壤SON含量最高,为26.99 mg/kg,与其他林分差异显著;而白蜡林0-20 cm层土壤SON含量显著高于其他林分,为16.71 mg/kg。3种林分0-20 cm土壤SON含量占TSN的百分含量分别为50.99%,47.06%和59.99%,差异显著（P〈0.05）;20-40 cm土壤SON占TSN百分含量范围为55.9%～59.01%。相关分析结果表明,土壤SON与土壤TSN、无机氮、全氮呈极显著相关性（P〈0.01）,与土壤有机质呈显著相关（P〈0.05）,与土壤全盐量呈负相关。