多级处理模式下粪污中氮、磷削减规律及其农田可消纳量——以苏南水网地区规模猪场为例

针对规模养殖场粪污多级处理模式下氮、磷削减规律及土地承载力不清等问题,以苏南水网地区一规模猪场为研究对象,系统分析了污水经二级厌氧消化、三级沉淀池和水生植物塘逐级处理后氮、磷的去除特征,进一步核算了此模式下粪污实际农田可消纳量。结果表明:猪场全年粪、尿总产生量分别约为4 086.9 t和10 995.8 t,粪便收集率约为90.5%。收集的粪污中可利用的总氮(TN)和总磷(TP)量分别为183.12 t和148.97 t。粪污经过厌氧消化后TN和TP去除率小于25.3%和57.2%,进一步通过三级沉淀池处理后二者可去除80%以上,最终通过水生植物生态处理后二者去除率均达95%以上。养殖废水经过多级处理工艺,可大幅提高其农田消纳量,降低粪污处理成本,特别适用于集约化程度高、经济发达、土地资源有限地区的畜禽养殖场。     

酸解羽毛粉研制生物有机肥及其促生效果研究

为提升生物有机肥料中功能微生物的数量,腐熟堆肥中添加外源氨基酸固态发酵功能菌是研制生物有机肥的主要手段。目前主要外源添加氨基酸菜粕的高成本严重阻碍了生物有机肥产业的发展。本试验通过研究酸解羽毛粉作为外源添加蛋白对固态发酵功能菌的影响及其所研制生物有机肥的促生效果,以开发生物有机肥新的原料配方。研究结果表明,腐熟堆肥中,随着酸解羽毛粉添加量的增加,所研制生物有机肥中功能菌的数量呈现先增加后下降趋势,为促进功能菌的增殖,酸解羽毛粉最优添加量为50 g/kg;盆栽试验结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加制成的生物有机肥能够显著增加茄子和番茄株高、茎粗和SPAD值,移栽20天时,相比于对照,茄子分别增加19.02%、29.02%和4.80%;移栽50天时,番茄分别增加14.74%、18.70%和4.74%。研究结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加剂能够有效增殖固体发酵过程中的功能菌,研制的低成本生物有机肥具有优异的促生效果,研究结果能够为生物有机肥产业的发展提供理论依据。     

根际生命共同体：协调资源、环境和粮食安全的学术思路与交叉创新

植物营养学研究近年来在植物养分高效分子机理、植物-微生物互作、根际互作与微生态调控、农田养分管理等研究领域取得了一系列原创性进展。然而,当前如何协调粮食安全、资源高效和环境可持续性仍面临巨大挑战。针对这一重大问题,本文提出"根际生命共同体(Rhizobiont)"学术思路,围绕"根际互作与养分高效"这一重大科学命题,构建"植物-根系-根际-菌丝际-土体及其微生物"根际生命共同体理论体系,突破植物-微生物、微生物-微生物关键界面互作机制,阐明根际生命共同体结构、功能及其在养分活化、吸收与利用中的作用机制,建立共同体多界面互作增效的生物学调控新途径,开辟植物-土壤-微生物交叉创新领域,根际生命共同体理论创新有助于破解粮食安全、资源高效、环境保护多目标协同的难题,支撑我国农业绿色发展。文章指出了根际生命共同体与养分高效研究的重点方向与内容,尤其是深入揭示和调控植物第二基因组——微生物组的作用正成为农业科学的研究前沿。     

生物质炭载体联合有益菌防控番茄土传青枯病的效果研究

土传青枯病是由青枯菌（Ralstonia solanacearum）引起的一种细菌性病害。根际有益细菌在青枯病的防控中发挥着重要作用,其在根际有效定殖是发挥生防作用的前提。以玉米秸秆、木块（松木）和稻壳为原料制成的3种生物质炭为有益菌Bacillus amyloliquefaciens T-5的载体,探究生物质炭对有益菌防控番茄土传青枯病效果的影响,并利用室内模拟试验探究生物质炭对青枯菌的吸附、固持以及对根系分泌物的吸附作用,旨在阐述施用生物质炭提升有益菌T-5抑制病原青枯菌能力的可能机制。温室试验结果表明：单独施用3种生物质炭均显著降低青枯病的发病率和根际青枯菌的数量,其中具有高比表面积的木块生物质炭的防控效率达到60.56%。3种生物质炭作为有益菌T-5的载体均能够显著提升有益菌T-5的根际定殖数量及其防病效率,其中木块生物质炭的提升效果最好。与仅接种青枯菌的对照相比,木块生物质炭与有益菌T-5组合处理的根际青枯菌数量降幅达97.42%;与单独有益菌T-5处理相比,有益菌T-5以木块生物质炭为载体使其根际定殖数量提高了5.71倍。进一步研究发现,木块生物质炭能够有效吸附青枯菌,吸附...     

麦秸和奶牛场废弃物联合堆肥试验

设置小麦秸秆和奶牛场废弃物联合堆肥试验,以评估其消纳养殖废水与制作商品有机肥的可行性。试验用麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥,以小麦秸秆并用尿素调节碳氮比为35∶1的处理为对照。结果表明,各处理堆体温度50℃以上持续时间分别为30 d、17 d、41 d、12 d和24 d,均已符合堆肥卫生标准要求的高温天数;堆肥过程中麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥及对照的有机碳含量分别下降了14.00%、5.50%、15.80%、4.45%和10.70%;堆肥过程各处理氮、磷、钾含量逐渐增加。堆肥结束时,各处理有机质含量介于590.28 g/kg与701.86 g/kg之间;氮磷钾总养分含量介于46.54 g/kg与89.45 g/kg之间,其中麦秸与牛粪混合堆肥处理总养分含量最高(89.45 g/kg),麦秸与沼渣混合堆肥处理次之(69.61 g/kg)。秸秆与牛粪或沼渣混合堆肥时高温时间较长,且堆肥产物养分含量高;用麦秸和养殖废水(沼液或牛粪水)混合堆肥,每处理1.0 t麦秸可消纳废水1.8 t,有利于奶牛场节本增效。     

灌溉消毒水源对香蕉植株生长和可培养微生物数量的影响

[目的]探究灌溉消毒水源对香蕉植株生长和可培养微生物数量的影响,以期为香蕉枯萎病的防控提供新的思路和方法。[方法]首先通过灌溉水消毒试验获得最优的消毒剂及其使用浓度,再进一步采用盆栽试验,探究草地土壤和香蕉连作土壤上灌溉消毒水源对病原菌和其他可培养微生物数量及香蕉植株生长的影响。[结果]相比于过氧化氢和氨水,次氯酸钠具有最优的病原菌消毒效果,原液稀释4 000倍后病原菌消毒效率仍为100%。灌溉消毒水源能有效改善香蕉植株的生长状况,与灌溉含病原菌水源相比,灌溉消毒水源处理中香蕉植株的株高、茎粗、叶面积、植株鲜质量和植株干质量在草地土中分别高出7.57%、15.96%、30.89%、21.36%和61.58%,在蕉园土中分别高出12.10%、29.58%、32.15%、51.18%和63.60%;灌溉含病原菌水源导致尖孢镰刀菌在土体、根际和根内显著富集,在草地土壤和连作蕉园土中的病原菌数量分别为灌溉消毒水源处理的2.32、3.26、3.13倍和1.68、2.53、1.62倍;同时,灌溉消毒水源提高了土体土壤细菌和真菌数量的比值(B/F),改变了土壤和香蕉根际可培养微生物的群落结构。[结论]灌溉含病原菌水源加快了病原菌在香蕉根际的传播和富集,通过灌溉水消毒能够有效减缓病原菌富集,控制病原菌的传播,研究结果为枯萎病的综合防控提供了新思路。     

西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH_3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10%以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。     

叶面喷施含氨基酸水溶肥料在辣椒和豇豆上的肥效

以辣椒(苏椒5号博士王)和豇豆(夏杰)为材料,研究叶面喷施利用废弃猪毛研制的含氨基酸水溶肥料在辣椒和豇豆上的应用效果。本试验分两季进行,设3个处理:不喷施任何肥料(CK1)、喷施清水(CK2)和喷施含氨基酸水溶肥料(AA)。田间试验结果表明:对辣椒和豇豆叶片喷施含氨基酸水溶肥料能有效促进辣椒和豇豆植株的生长,提高辣椒和豇豆果实的品质,同时叶面喷施含氨基酸水溶肥料还改变了辣椒和豇豆种植土壤中可培养微生物的数量。与不喷施、喷施清水处理相比,喷施含氨基酸水溶肥料显著提高了辣椒和豇豆的产量。从第一季看,辣椒的增产幅度分别为12.0%和10.8%,豇豆的增幅分别为10.3%和8.9%;从第二季看,辣椒的增幅分别达到13.5%和12.5%,豇豆的增产幅度分别是18.9%和14.7%,与第一季相比,第二季增产幅度有所提升。由此,利用废弃猪毛研制的含氨基酸水溶肥料叶面喷施能够有效促进设施辣椒和豇豆的产量,研究结果可为废弃猪毛的资源化利用和设施蔬菜的高效栽培提供理论依据。     

移栽定殖根际有益菌番茄苗的田间效应研究

为评估移栽定殖根际有益菌(PGPR)番茄苗对果实产量和青枯病防控效果的影响,通过连续3季田间试验,研究了基于生物有机肥的施用,移栽生物育苗基质(在普通育苗基质中添加分离自根际的解淀粉芽孢杆菌)所育种苗(BIONS),相比于移栽普通育苗基质所育种苗(BIO),对设施番茄产量、发病率、收获期植株土体与根际微生物数量和土壤基本理化性质的影响。连续3季田间试验结果表明:相比于BIO处理,BIONS处理第一、二、三季的增产幅度分别达38.86%、47.87%、34.60%,产量差异均达到显著性水平;BIONS处理的发病率每季均极显著低于BIO处理;BIONS处理增加了根际细菌数量,降低了根际真菌数量;土壤基本理化性质方面,BIONS处理的硝态氮含量和铵态氮含量每季均高于BIO处理,且硝态氮含量与产量呈显著正相关,硝态氮含量和铵态氮含量与发病率呈显著负相关。因此,以生物有机肥为底肥,移栽生物育苗基质所育种苗,能够有效防控番茄青枯病的发生,进而提高产量。