不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。     

微生物发酵法生产L-丝氨酸的研究

S112是经诱变获得的抗丝氨酸结构类似物和分解能力缺陷的突变株,丝氨酸产率是1.6 g/l.摇瓶试验初糖50 g/l,发酵37 h时补糖40 g/l,可有效提高产酸率50;左右.分批培养补氮试验表明补充氮源同时补糖与只补糖相比,产酸率差异不明显,说明丝氨酸产生菌产丝氨酸过程对氮源的需求不高.经发酵培养基氮源的筛选,认为10;鱼粉水解液是最优的.在7升发酵罐试验,没有补糖的情况下46 h开始产丝氨酸,46、54、58、62、66和72 h产酸率大致相同,为1.8 g/l.     

苜蓿根瘤菌转Sm nifA基因研究初报

外源固氮调节基因nifA的导入对根瘤菌的结瘤固氮效率有较明显的促进作用.首先构建带有Sm nifA基因的重组质粒,再利用三亲本杂交技术将重组质粒转移至苜蓿根瘤菌XM-1中,得到组成型表达Sm nifA基因的菌株,侵染苜蓿后,植株鲜重、干重、含氮量、结瘤数、固氮酶活等指标均优于原始出发菌.     

补糖对丝氨酸摇瓶发酵产酸率的影响

在测定丝氨酸产生菌黄色短杆菌C-12摇瓶发酵生长曲线和糖代谢曲线的基础上,研究补糖对丝氨酸产酸率的影响,并确定摇瓶条件下最佳的补糖浓度、补糖时间及补糖种类.     

外源氮肥、磷钾肥对棉秸秆堆腐的影响

【目的】研究外源氮肥、磷钾肥对棉花秸秆腐解过程的影响,为棉秸秆肥料化、基质化利用提供理论依据。【方法】采用网袋堆制熟腐法,设置棉秸秆自然堆腐、棉秸秆添加氮肥(尿素)堆腐、棉秸秆添加磷钾肥(磷酸二氢钾)堆腐共3个处理,分别在堆腐的前期(0~7 d)、中期(7~14 d)、后期(14~21 d)、末期(21~28 d)取样,测定棉秸秆质量及纤维素、半纤维素、木质素含量,分析棉秸秆累积失重率和阶段失重率,以及3种纤维成分的累积降解率和阶段降解率。【结果】添加氮肥可提高棉秸秆累积失重率,比自然堆腐提高6.7%;添加磷钾肥后,棉花秸秆失重率比自然堆腐降低了6.3%。添加氮肥后棉秸秆的降解速率在堆腐初期与自然堆腐相比有明显下降,之后降解速率加快。自然堆腐和添加磷钾肥处理的降解速率在堆腐初期最快,中期有显著下降,之后缓慢上升。添加氮肥和磷钾肥均能提高纤维素、半纤维素和木质素的降解率。在堆腐末期,和自然堆腐相比,添加氮肥或磷钾对纤维素的累积降解率分别提高178.29%和47.82%;添加氮肥和磷钾肥对半纤维素的累积降解率基本相同,提高幅度在40.6%左右;添加氮肥和磷钾对木质素的降解率分别提高9.13%和59.6%。纤维素降解最快阶段,添加氮肥是出现在堆腐末期,磷钾肥是出现在堆腐后期,CK是出现在前期和中期。半纤维素降解最快阶段,3种处理都是在堆腐前期。木质素降解最快阶段则都出现在堆腐前期和中期。【结论】添加氮肥和磷钾肥均能促进棉秸秆堆腐的降解程度,氮肥降解程度要高于磷钾肥,氮肥对棉秸秆的降解趋势与CK和磷钾肥有不同之处。氮肥对纤维素降解的促进程度要高于磷钾肥;氮肥和磷钾肥对半纤维素降解的促进程度基本相同;磷钾肥对木质素降解的促进程度要高于氮肥,降解变化过程也不相同。     

干湿处理对灰漠土土壤理化性质及微生物活性的影响

土壤风干．润湿过程可加剧土壤有机质矿化反应，其矿化来自于土壤非生物有机质分解和土壤微生物在干湿变化过程中死亡两个过程。因此，干湿变化可能对土壤有机质及养分循环产生重要的影响。国内外的相关研究主要集中于干湿变化过程中土壤对磷素的吸附作用及有机磷矿化作用微生物量碳的变化及有机碳矿化作用等等，实验对象多为肥沃或酸性土壤。灰漠土是干旱区的典型土壤类型之一，本文以阜康绿洲与其毗邻荒漠为研究对象，对干湿处理后土壤理化性质、土壤呼吸作用所发生的变化进行了初步研究，以期了解干湿变化过程对荒漠一绿洲土壤理化性质及微生物活性的影响，为荒漠土壤的演变机制和科学管理提供理论依据，同时也对干旱区土壤样品长期贮存后的再利用有一定指导意义。     

发酵过程中温度自动控制的设计

对高温中性蛋白酶发酵中试研究中温度控制进行了改进设计,采用PID调节器的自动调节,由调压器调节加热器的功率,从而实现了恒温控制.     

蓝细菌多糖研究进展

蓝细菌是一类含有叶绿素a、具有放氧光合作用的原核微生物,其种类多、分布广,在形态、生理生化特性上各不相同.已知许多蓝细菌可以合成胞外粘性包埋物,并能够将多糖类物质释放到培养基中.这些多糖易于从培养基中回收,并且在工业生产中的多种潜在用途引起人们越来越多的关注.本文对产胞外多糖蓝细菌及其所产多糖的物化性质的研究进行了综述.     

还田棉秆腐解与土壤理化性质对氮肥施用的响应特征

【目的】研究棉花秸秆还田配施不同氮肥处理对棉秆腐解及土壤理化性质的影响。【方法】以干旱区典型农业土壤-灰漠土为研究对象,采用随机区组设计,以不添加秸秆与氮肥(CK)为对照,设置无氮(0 kg/hm²)、低氮(N₁: 112.5 kg/hm²、N₂: 225 kg/hm²)、中氮(N₃: 450 kg/hm²)、高氮(N₄: 750 kg/hm²)5种氮处理水平。于2019年10月中旬将棉花秸秆打断为3~5 cm,以中等还田量施入18个小区。在1年的棉秸秆腐解期间,定期测定还田棉秆纤维素、半纤维素、木质素含量,土壤有机碳、全氮含量、pH、电导率。分析随着还田腐解时间的延长,棉秸秆主要成分含量与相应土壤理化性质的演变特征。【结果】添氮处理在腐解前期(第256 d)显著降低了还田棉秆木质素含量,而纤维素、半纤维素则在后期显著降低,木质素在腐解前期对氮肥添加更为敏感;棉秆在腐解前期,所有添氮处理的土壤有机碳含量显著增加,腐解后期降低,低氮处理(N₁、N₂)的有机碳含量最高;各处理间土壤全氮含量差异不显著;氮添加处理显著降低了土壤pH值与盐分;土壤有机碳含量与棉秆的木质素、半纤维含量呈显著负相关关系(P<0.05,P<0.01)。【结论】秸秆还田配施氮肥能加速棉秸秆腐解,而低氮处理(N₁、N₂)在加速秸秆降解的同时,有利于增加土壤有机碳含量,培肥土壤。     

长期施肥对绿洲农田土壤有机碳和无机碳的影响

以中国科学院阜康荒漠生态站的绿洲农田养分循环长期定位试验（始于1990年）为研究平台,研究了无施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、有机/无机配施处理（NPKM）和秸秆还田处理（NPKS）下,土壤无机碳(SIC)和有机碳(SOC)在剖面和各施肥年限的含量变化特征及其影响。结果表明：施肥、剖面层次和施肥年限对SOC与SIC含量变化影响显著(P<0.01)。在各施肥处理中,与CK相比,NPK、NPKM和NPKS的SOC与SIC含量明显增加(P<0.05）,并且有机/无机肥配施模式下的SIC含量显著高于单施化肥模式;在剖面层次间,SIC含量从0～20 cm 的9.12 g/kg 增加到40～60 cm 的9.94 g/kg,而SOC变化趋势与之相反。表明合理施肥能够增加土壤表层有机碳含量,有机/无机配施会使耕层以下土壤无机碳增加。