蚯蚓防控西瓜枯萎病的效果及其机理探索

为了探明蚯蚓对西瓜枯萎病的影响机制,开拓西瓜枯萎病防控的新思路,本试验以西瓜连作土壤为基质,采用盆栽试验,研究不同密度的威廉环毛蚓(Pheretima guillelmi)和赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对西瓜长势、枯萎病发病率的影响,结合西瓜专化型尖孢镰刀菌数量、土壤微生物总量(土壤微生物量碳含量)、土壤微生物活性(土壤脱氢酶活性)以及土壤总酚酸的动态变化,探索蚯蚓对西瓜植株枯萎病的防控机理。结果表明,西瓜定植后45 d,试验组的西瓜蔓长、鲜质量较不投放蚯蚓对照分别增长了18.57%～67.27%、39.29%～87.24%。西瓜定植后30 d、45 d,对照的西瓜植株枯萎病发病率分别为62.15%、85.32%,显著高于蚯蚓试验组(P0.05)。在一定范围内增加蚯蚓密度能有效促进西瓜生长,减缓枯萎病发生。在蚯蚓质量相同的情况下,威廉环毛蚓的促生防病效果优于赤子爱胜蚓。0～45 d的试验过程中,试验组土壤中西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)数量、总酚酸含量较对照分别下降了36.63%～69.39%、31.0%～77.4%,45 d时试验组的土壤微生物量碳含量、土壤脱氢酶活性较对照分别提高了115.10～175.71 mg/kg、1.41～2.40μg/(g·h)。蚯蚓能有效降低西瓜植株枯萎病的发病率,促进植株生长,其防控机理可能为:蚯蚓的穴居、取食等活动直接抑制土壤中尖孢镰刀菌的快速繁殖,同时蚯蚓通过降解土壤化感物质(总酚酸),提升微生物总量和活性等方式调控土壤微生物群落结构,改善土壤微生态环境,从而有效防控西瓜枯萎病的发生。     

秸秆还田与施肥方式对稻麦轮作土壤细菌和真菌群落结构与多样性的影响

为探索秸秆还田与施肥方式2种农田措施对水稻-小麦(稻麦)轮作土壤微生物群落的影响,阐释其对土壤细菌和真菌群落结构和多样性的影响机制,本研究通过7年稻麦轮作长期定位监测试验,设置无肥空白(CK)、常规施肥(RT)、秸秆还田+常规施肥(RS)和秸秆还田+缓释肥(SS) 4个处理,采用Illumina Miseq高通量测序技术,分析土壤细菌和真菌群落结构和多样性,探索影响微生物群落的主控环境因子。结果表明, SS作物产量在2016年和2017年分别比RT显著提高11.6%和8.2%(水稻)、4.8%和3.6%(小麦),与RS无显著差异。相比RT,秸秆还田处理显著降低了土壤pH,提升了土壤有机碳和铵态氮含量;与RS相比,SS处理提高了铵态氮含量。秸秆还田处理提升了真菌群落多样性,但对细菌群落多样性无显著影响。SS与RS在细菌真菌群落多样性方面均无显著差异。相关性分析表明,细菌群落多样性与土壤pH呈负相关,与总氮含量呈正相关;真菌群落多样性则与土壤有机碳含量显著正相关。NMDS分析表明,施肥对于细菌群落结构影响较大(55.61%),真菌群落结构则对秸秆还田响应更明显(26.94%)。与RT相比,秸秆还田显著提升了细菌放线菌门、绿弯菌门、厚壁菌门的相对丰度,同时显著提升了真菌中子囊菌门的相对丰度,降低了担子菌门和接合菌门的相对丰度,加强了土壤碳氮循环能力并抑制了病原菌。SS与RS相比,仅提升了真菌中子囊菌门的相对丰度。综上,秸秆还田配施缓释肥有助于维持或者提高土壤养分有效性、作物产量及细菌真菌群落多样性,可以促进土壤碳氮循环。     

菜田种养复合系统氮/磷平衡分析

通过田间试验,设置菜田种养复合模式（VE）和常规菜田单一种植模式（对照,CK）两个处理,采用投入−产出法,于蔬菜收获后对种植（种养）系统内土壤、水体和产品（包括花菜和水产动物）中氮磷含量进行测定,研究VE模式下土壤（耕作区、底泥、边沟）、蔬菜（花菜）、水产（螃蟹、黄鳝、鱼）和水体内氮、磷平衡和循环特征。结果表明：系统内总氮/总磷（TN/TP）含量均以肥料输入最大,VE模式和CK模式肥料氮、磷输入分别占TN/TP总输入量的89.09%、99.73%和89.20%、99.86%,收获季花菜花球氮、磷输出分别占TN/TP总输出量的37.74%、33.69%和38.26%、34.50%。VE模式中的系统TN/TP输出/输入比分别为67.01%和39.51%,均高于CK模式,VE模式降低了系统氮、磷表观损失35.19kg和24.38kg。当前投入水平下,两种模式的系统TN/TP盈余量均为负,说明均需投入适量肥料以利于作物产出和系统平衡。研究结果有助于为菜田种养复合模式氮、磷循环和平衡管理提供参考。     

生防菌对稻瘟病害控制的研究进展

稻瘟病是水稻种植过程中危害性极强的病害之一,常见的防治措施包括化学农药防治、种植方式管理、抗病品种筛选等.稻瘟病病菌具有易突变的特点,使抗病品种的抗病效果持久度较低,而农药的不合理施用等原因又使其逐渐产生耐药性,导致防治效果不断降低,同时还给生态环境和人体健康带来巨大危害.在这样的背景下,安全高效的微生物防治方法迅速发展起来,成为防治稻瘟病的有效措施.对稻瘟病害的病原菌、症状、诱发因素和防治进行综述,重点论述了生防菌分类及其生防机制.最后,基于生防菌的研究进展和应用,对生防菌在稻瘟病防治上存在的问题和未来发展方向进行展望.     

施肥方式对稻麦轮作土壤团聚体分布的影响

土壤是人类赖以生存的重要资源,团聚体作为土壤结构的基础单元,不仅提高土壤肥力、调节养分的生物有效性,而且增强土壤抗侵蚀能力。通过6年试验,研究了不施肥(CK)、常规施肥(CF)、秸秆+缓释肥(SRF)和有机无机混施(OCF)4种施肥方式对土壤养分含量及各粒级团聚体分布的影响,为揭示施肥措施对土壤地力形成演变的影响机制提供理论基础。结果表明:SRF和OCF处理0—20,20—40 cm土层土壤的SOC含量较CF显著增加10.06%,19.23%和9.84%,16.79%;3种施肥处理0—20,20—40 cm土层的TN差异不显著,但均高于CK处理;OCF处理中0—20 cm土层的C/N比较CF增加16.44%(p0.05)。SRF处理较CK显著提高了0—20 cm土层R_(0.25)(10.93%);20—40 cm土层,OCF处理中R_(0.25)显著高于其他3个处理,分别高出32.62%(CK),19.75%(CF),19.44%(SRF)(p0.05)。相比CF处理,SRF和OCF提高了0—20,20—40 cm土层的平均质量直径MWD(1.54%～16.92%,2.17%～28.26%)和平均几何直径GMD(5.88%～14.71%,13.04%～39.13%),降低了分形维数D(1.11%～2.09%,4.99%～5.44%),且OCF处理更为显著(p0.05)。可见,秸秆+缓释肥和有机无机混施处理均有利于土壤肥力提升,且后者效果更为显著。MWD和GMD与土壤SOC和TN的相关性较高,均适合用于揭示团聚体与土壤总有机碳、总氮含量之间的关系;但分形维数D与之无显著相关性关系。     

高效多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性分析

多环芳烃(PAHs)是环境中普遍存在的一类高毒且较难降解的有机污染物。筛选高效降解菌,采用微生物降解PAHs,对于消除PAHs的环境污染和毒性具有重要的意义。采用萘平板法初筛、氧化还原酶活性复筛,筛选到3株PAHs高效降解菌,分别命名为B5、sh4、sh2。经16S rDNA基因序列分析鉴定,依次为伯克氏菌(Burkholderia)、罗尔斯通菌(Reutropha)、中华单胞菌(Sinomonas)。降解条件优化结果表明:B5、sh4、sh2均能以萘、蒽、芘为唯一的碳源,120 h内,三个菌株对单一萘(200 mg/L)、蒽(100 mg/L)、芘(50 mg/L)的降解率分别达到81%、65%、53%以上;混合多环芳烃萘(200 mg/L)、蒽(100 mg/L)、芘(50 mg/L)的降解率分别为:82.17%—99.13%、70.76%—87.25%、52.59%—75.07%。PAHs的降解率与其分子量相关,同时PAHs的分子量也影响着菌株B5、sh2的生长活性。相比较而言,菌株B5、sh4、sh2均具有较强PAHs降解能力;菌株B5对PAHs降解效果最佳,可能与其氧化还原酶活性高有关;菌株sh4对芘的耐受力强,具有降解高分子量多环芳烃的潜能。     

不同地膜覆盖对土壤环境及芋艿生长的影响

为探讨不同地膜覆盖对作物生长及土壤地力、污染物残留的影响，应用3种不同地膜覆盖处理（普通白色非降解地膜F、黑色全生物降解地膜H、棕色全生物降解地膜Z）及无地膜对照（CK）种植芋艿，对苗期土温、芋艿产量和土壤中养分、微塑料、邻苯二甲酸酯（PAEs）类塑化剂等进行分析研究。结果表明：不同地膜覆盖处理均可提高芋艿产量10.20%~29.61%，顺序为F > H > Z > CK；收获期时，F处理地膜剩余量最高，Z处理中地膜崩解较H处理快；不同地膜覆盖处理均存在微塑料和PAEs残留，但差异不显著，微塑料含量为260~393个·kg^-1（干质量），PAEs含量为0.87~1.17 mg·kg^-1。研究表明，全生物降解地膜能有效减少土壤白色污染，且黑色全生物降解地膜增产效果优于棕色全生物降解地膜。     

菜田种养结合模式下施肥方式对土壤编码碱性磷酸酶基因微生物群落的影响

为明确菜田种养结合模式下施肥方式对土壤编码碱性磷酸酶基因phoD的微生物群落结构和多样性的影响机制,通过Illumina MiSeq高通量测序手段,系统分析了4种不同施肥方式,即不施肥（CK）、施常规化肥（CF）、施有机肥（OF）、有机无机肥混施（MF）对花菜收获时0−20cm土层土壤理化性质、碱性磷酸酶（ALP）、微生物量磷（MBP）以及phoD微生物群落的影响。结果表明：（1）与CK相比,OF处理可显著提高土壤有机质、总氮、速效磷和Ca含量47.83%、38.46%、104.81%和69.21%（P<0.05）;OF和MF处理均显著提高ALP活性;CF和OF分别显著增加MBP含量56.12%和195.16%,OF处理中MBP含量最高（105.40mg·kg⁻¹）;（2）菜田种养结合模式不同施肥处理中假单胞菌属（Pseudomonas）为优势属,CF和MF较CK显著降低了假单胞菌属相对丰度33.39%和45.52%;施肥降低土壤phoD微生物Chao1指数,MF提高其多样性（Simpson）和均匀度（Simpsoneven）;（3）影响phoD微生物群落结构的关键环境因子为MBP、AP、ALP;phoD微生物α多样性指数与土壤性状指标无显著相关性。因此,菜田种养结合模式下,不同施肥处理改变了土壤理化和生物性质,从而驱动了土壤phoD微生物群落组成、结构和多样性变化。     

秸秆全量还田条件下减量施氮与碳氮调控对稻麦轮作系统的影响

在稻麦秸秆全量还田条件下,研究了不同施氮量及不同氮肥基追比例对土壤理化性质、作物生长及产量的影响,以期为稻麦轮作生产提供合理的施肥技术支撑。结果表明:稻季施氮量为20 kg/hm~2时,相较于施氮量17 kg/hm~2处理,土壤全磷、速效氮磷钾含量分别显著增加3. 60%、6. 25%、45. 54%、50. 00%,水稻产量提高3. 89%。麦季施氮量为17 kg/hm~2时,相较于施氮量14 kg/hm~2处理,土壤全钾、速效氮磷分别显著提高4. 38%、33. 43%、30. 03%,返青期、拔节期和成熟期株高均显著增加,小麦产量增加2. 13%。随着基肥比例的增加,土壤养分、株高和产量均有显著增加。氮肥基追比例为7∶3和8∶2时,相较于常规5∶5处理,水稻和小麦产量的增幅分别为12. 95%—13. 08%和20. 97%—21. 77%。综上,稻季和麦季最佳施氮量分别为20 kg/hm~2和17 kg/hm~2,最佳氮肥基追比例为7∶3和8∶2。