甲磺隆胁迫下小麦根际土壤微生物的菌群结构响应

采用根箱盆栽法,研究了甲磺隆对我国南方小麦根际与非根际土壤中三大类群微生物菌群结构的影响。结果表明:在2μg/g甲磺隆浓度胁迫下,普通细菌受到显著抑制(P<0.01),耐受细菌在前30天受影响显著,但随着甲磺隆的降解和根际效应的加强而逐渐减弱;真菌是甲磺隆污染土壤中的活跃菌群,处理根际与非根际土壤中耐受真菌与对照相比30天后即达到P<0.01的显著水平;放线菌是甲磺隆胁迫下的劣势菌。微生物三大类群对甲磺隆胁迫的响应依次为放线菌>细菌>真菌,真菌的此类特性为寻求甲磺隆高效降解菌及其快速降解机制提供了可能。     

甲磺隆胁迫下小麦根际特殊微生物生理群区系的动态变化

采用根箱盆栽法,研究了甲磺隆对我国南方小麦根际与非根际土壤中特殊微生物生理群区系,包括氮素转化生理群区系、硫素转化生理群区系和芳香族分解群区系的影响.结果表明:固氮菌对甲磺隆不敏感,亚硝化菌和反硝化菌受甲磺隆毒害严重,但小麦根系的生长可在一定程度上缓解甲磺隆的抑制作用;硫化细菌和反硫化细菌的生长也受到了甲磺隆的强烈抑制,根际效应亦明显;甲磺隆驯化以及作物根系的协同作用,共同促进了芳香族化合物分解菌的生长和繁殖,为利用植物和微生物联合修复受甲磺隆等芳香族化合物污染的土壤提供了理论依据.     

LC-MS/MS法研究甲磺隆和氯磺隆在不同条件土壤中的残留行为

在建立液相色谱三重串联四极杆质谱（LC-MS/MS）检测技术的基础上,采用PVC材料的圆柱形盆钵栽培方法,研究了不同土壤环境条件下甲磺隆和氯磺隆的残留特性。结果表明,甲磺隆和氯磺隆在水稻根际和非根际土壤中的残留量均呈不断下降趋势。处理后15d,根际和非根际土壤中两种农药残留量分别下降了44.7%和41.5%（甲磺隆）及38.7%和40.1%（氯磺隆）,根际和非根际的残留差异不显著（P〉0.05）;处理后31d,残留量分别下降了77.7%和64.8%（甲磺隆）及62.7%和50.1%（氯磺隆）,差异达极显著水平（P〈0.01）;处理后63d,残留量分别下降了96.4%和85.1%（甲磺隆）及90.0%和79.4%（氯磺隆）,残留差异达极显著水平（P〈0.01）。甲磺隆的降解趋势和氯磺隆基本一致,但下降幅度比氯磺隆大。二者在水稻根际和非根际土壤中的残留量均符合一级动力学方程式C=C0e-λ（tC代表浓度;C0代表初始浓度;t时间）,决定系数范围在0.9342～0.9957之间。在种植水稻的条件下,下层土的农药残留量呈先上升后下降的趋势,处理后数日内达最高点,之后不断下降,122d后低于检测限。水稻下层土残留的从无到有说明农药在土壤中的淋溶可能是水田环境农药残留降解的原因之一。干旱土壤条件下,土壤的淋溶作用不明显。说明水旱轮作有利于农药残留在土壤环境中的降解。     

土壤中14C-甲磺隆存在形态的动态研究

利用同位素示踪技术 ,在实验室条件下研究了1 4 C -甲磺隆在 1 5种不同土壤中存在形态的动态变化。结果表明 ,土壤pH值与甲磺隆1 4 C残留物的降解半衰期、残留量及可提取态残留量呈显著的正相关 ,而与结合态残留量呈显著负相关 ;土壤微生物的活性越强 ,甲磺隆降解速率越快 ,但结合态残留量也越高 ;土壤中各腐殖质组分和粘粒的含量也影响甲磺隆在土壤中的降解速率和存在形态。土壤中甲磺隆的残留符合一级反应动力学指数方程C =C0 e-kt,拟合方程的复相关系数达到极显著水平。甲磺隆残留与土壤性质之间经逐步回归分析可得到拟合效果较好的方程 ,由各自变量的决定系数可知 ,土壤pH值、微生物生物量碳和有机碳中富啡酸碳所占的比例是影响甲磺隆在土壤中残留的主要因素     

甲磺隆对土壤微生物多样性的影响

甲磺隆是国内外现阶段广泛使用的一种新型除草剂，用量少、生物活性高、对人畜低毒等是它的显著特点。已有研究者就该种除草剂在正常用量下对土壤呼吸作用、硝化作用、土壤酶活性、土壤微生物生物量等进行了研究。相比较而言，甲磺隆除草剂污染区土壤微生物多样性变化的研究鲜见     

降解菌S113对甲磺隆污染土壤生物修复作用的研究

在室内条件下,研究了降解菌S113(Methylopila sp.)对甲磺隆污染土壤的修复作用。S113能够以甲磺隆为唯一碳源生长,72h对50mgL-1甲磺隆的降解率达98.38%。投加降解菌S113可显著提高土壤中甲磺隆的降解速率。当甲磺隆浓度为10mgkg-1干土,S113接种量为108个g-1土时,第30天土壤中甲磺隆降解率为76.9%,对照土壤中甲磺隆降解率仅为11.9%。S113降解甲磺隆的速率和接种量呈正相关,当接种量减少为105个g-1干土时,降解菌对甲磺隆的降解作用微弱。在土壤中甲磺隆浓度较低的条件下,S113的降解效果显著,而当土壤中甲磺隆浓度达到50mgkg-1时,甲磺隆降解率仅为39.6%。S113降解土壤中甲磺隆的最适温度为30℃,第30天的降解率可达75.9%。当温度为25℃、20℃时,第30天甲磺隆降解率仅为53.5%和23.9%。S113菌剂灌根,能不同程度地缓解土壤中浓度为40、80μgkg-1的甲磺隆对玉米生长的抑制作用,但当甲磺隆浓度增加到120μgkg-1时,接种S113对药害解除作用不显著。结果表明,人工接种降解菌S113,能有效去除土壤中甲磺隆残留。     

碘甲磺隆钠盐对土壤中过氧化氢酶活性及呼吸作用的影响

通过模拟实验研究了除草剂碘甲磺隆钠盐对土壤中过氧化氢酶活性和土壤呼吸作用的影响。结果表明,在施用量超过田间推荐用量7倍的浓度范围内,碘甲磺隆钠盐对土壤中过氧化氢酶活性的影响不明显;当其浓度为1mg/kg时,在不同培养时间下,碘甲磺隆钠盐施用后对土壤过氧化氢酶活性的影响呈现出轻微的抑制-激活-恢复的过程;在不同土壤类型中,碘甲磺隆钠盐对土壤过氧化氢酶的抑制性随土壤有机质的增加、pH值的降低而加强;碘甲磺隆钠盐对土壤呼吸作用有一定的影响,浓度愈大,土壤呼吸强度初期抑制愈强,随着时间的推移,逐步由抑制转为一定程度的刺激作用,到12天后施药土壤与对照组土壤的呼吸强度基本上趋于一致。实验结果表明,碘甲磺隆钠盐对土壤微生物影响较小,属于低毒或无实际危害的农药。     

NaCl+Na_2SO_4胁迫对甜菜根际土壤微生物数量及酶活性的影响

为了探究NaCl+Na_2SO_4胁迫下甜菜根际环境的变化,选用KWS0143和Beta464 2个品种为材料,在盆栽条件下,将Na Cl和Na_2SO_4以摩尔比2∶1混合,按Na占土壤质量百分比为0、0.2%、0.3%和0.4%(S0、S2、S3和S4)设置4个处理,研究不同程度盐胁迫对甜菜根际土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,胁迫处理下根际土壤真菌、细菌和放线菌数量差异显著,细菌(18.19×10~5~176.23×10~5CFU·g~(-1))放线菌(7.08×10~5~35.18×10~5CFU·g~(-1))真菌(0.18×10~5~0.98×10~5CFU·g~(-1))。同一取样时期,各处理之间比较,土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性和微生物总量均是S3最高;2个品种的根际土壤微生物数量和酶活性在取样后期差异均显著,KWS0143高于Beta464。相关分析表明,脲酶活性与细菌数量和微生物总量,过氧化氢酶活性与放线菌数量均呈显著正相关。由此可见,一定量的盐胁迫有利于提高甜菜根际土壤微生物数量及酶活性。本研究为调控盐渍土甜菜生长提供了理论依据。     

铜胁迫对抗虫转基因水稻根际土壤微生物的影响

根际土壤微生物群落是联系土壤环境与作物生长的重要纽带,也是转基因作物环境安全评价的主要指标,而Cu胁迫对转基因水稻根际土壤微生物的影响目前尚不清楚。本研究基于盆栽试验,采用高通量测序等技术研究Cu胁迫(Cu含量100mg/kg)对抗虫转基因水稻华恢1号(HH)及其亲本非转基因水稻明恢63(MH)农艺性状及成熟期根际土壤微生物的影响,并以不施加Cu胁迫处理为对照。结果显示:Cu胁迫显著降低了水稻株高、生物量及产量;Cu胁迫改变了水稻根际土壤总氮、铵态氮含量及氧化还原电位值,而种植转基因水稻仅降低了根际土壤氧化还原电位值;Cu胁迫没有影响水稻根际土壤细菌丰度,但降低了细菌群落Alpha-多样性,改变了水稻根际土壤细菌群落组成和群落结构;相同Cu含量胁迫下,HH和MH水稻生长指标及根际土壤细菌群落结构及组成差异较小。上述研究表明,Cu胁迫抑制了水稻农艺性状及根际土壤细菌群落,但种植抗虫转基因水稻没有影响水稻植株及根际土壤细菌群落对Cu胁迫的抗性。     

氯嘧磺隆对土壤微生物类群及土壤呼吸强度的影响

通过实验室培养试验研究了氯嘧磺隆对土壤微生物种群动态变化和土壤呼吸强度的影响。测定了0、5、10、20、100μg kg-1的氯嘧磺隆对土壤中三大类微生物种群动态变化的影响,结果表明,氯嘧磺隆促进土壤细菌和真菌的生长,抑制放线菌的生长,真菌是氯嘧磺隆胁迫下的优势菌群。密闭法测定了0.01、0.1、1、10、100μg g-1的氯嘧磺隆对土壤呼吸的影响,结果表明,0.01、0.1、1、10μg g-1的氯嘧磺隆轻微抑制土壤呼吸,但受抑制的土壤逐渐恢复,除10μg g-1外,其它处理可恢复到对照水平,高浓度100μg g-1的氯嘧磺隆促进土壤呼吸,不能恢复到对照水平,但根据危害系数法的分级方法计算,氯嘧磺隆属于无实际毒害的农药。     

控释尿素与常规尿素不同配施对根际土壤微生物数目、土壤氮素及玉米产量的影响

为研究控释尿素与常规尿素配施条件下对玉米根际土壤微生物的影响,采用不同肥料配比处理,对玉米根际土壤细菌、真菌、放线菌采用平板计数法进行数量测定;对玉米成熟期根际土壤微生物数量变化、土壤氮素含量变化及玉米产量相关因素进行研究,结果表明控释尿素与常规尿素不同配施条件下,与CK相比施用肥料的各个处理,土壤微生物数量均增加,CRU100%处理有利于增加土壤细菌、土壤氮素含量及玉米产量,CRU40%+PU60%处理在增加土壤真菌及放线菌数量上优于其他配比。针对实际生产应用及对土壤微生物整体影响,综合比较本研究表明CRU40%+PU60%处理为最佳配比并为控释尿素与常规尿素配施条件下土壤微生物生态环境的深入研究提供依据。     

植物根系分泌物与根际微生物交互作用机制研究进展

根际是受植物根系影响最为强烈的微域环境,是植物和土壤交流的桥梁。根系能通过调控根系分泌物的种类和数量影响根际微生物的种群结构和多样性,根际微生物通过改变根际土壤特性影响根系的分泌作用,进而影响植物的生长发育过程。因此,很有必要对这些研究进展进行梳理,提出未来该领域的研究重点。本文以1999～2022年中国知网（CNKI）和Web of Science核心数据库为文献来源,对根系分泌物与根际微生物互作相关的64篇论文进行分析。总结了近年来根系分泌物和根际微生物互作的最新研究成果,重点介绍了根系分泌物对根际微生物种类、数量和分布的影响,环境胁迫对根系分泌物和根际微生物的影响,以及根际微生物对植物生长的影响。基于此,我们对该领域未来的研究方向进行了展望。深入理解根系分泌物和根际微生物之间复杂的互作关系及其机理,对揭示根际微生态调控过程、土壤微生物组功能、促进农作物增产等方面具有重要的意义。     

不同樱桃砧木对根际土壤微生物数量动态变化的影响

采用稀释平板测数法和最大或然数法研究樱桃年生长周期内不同樱桃砧木(大青叶、山樱、考特和马哈利)对根际与非根际土壤微生物数量动态变化的影响。结果表明,樱桃年生长周期内,4种樱桃砧木根际与非根际土壤微生物数量与其生长发育呈正相关,即土壤微生物数量从萌芽期开始增加,在开花期、坐果期或成熟期达到峰值,落叶期有所下降。不同樱桃砧木根际土壤微生物各生理类群数量差异显著,且均以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。各樱桃砧木土壤微生物数量呈现根际效应。土壤根际微生物多样性指数的变化趋势与土壤根际微生物总数的变化趋势不一致。因此,选择合适的樱桃砧木,有利于土壤微生物数量的提高,从而为樱桃树生长创造良好的土壤微生态环境。     

Glucose uptake by maize roots and its transformation in the rhizosphere

The flow of carbon from roots into the rhizosphere represents a significant C loss from plants. However, roots have the capacity to recapture low molecular weight C from soil although this is in direct competition with soil microorganisms. The aim of this study was to investigate the behaviour of glucose in rhizosphere and non-rhizosphere soil, the plant's potential to recapture sugars from soil and translocation and utilization of the recaptured sugars. In microcosms containing maize plants we injected ¹⁴C-glucose into the rhizosphere and followed its uptake into plants, upward and downward transport in the plant and soil, evolution as ¹⁴CO₂ and incorporation into the soil microbial biomass. These fluxes were compared with non-rhizosphere soil. Glucose was rapidly mineralized in soil and the rate of turnover was significantly greater in the rhizosphere in comparison to non-rhizosphere soil. The amount of glucose captured by the maize plants was low (<10% of the total ¹⁴C-glucose added) in comparison to that captured by the soil microbial biomass. Only small amounts of the ¹⁴C-glucose were transported to the shoot (0.6% of the total). The degree of glucose capture by maize roots whilst in competition with soil microorganisms was similar to similar experiments performed for amino acids. We conclude that while plant roots can recapture low molecular weight C from the rhizosphere, intense competition from soil microorganisms may reduce the efficiency of this process.     

Interaction of maize roots and rhizosphere microorganisms

The interaction between the roots of Zea mays L. and its rhizosphere microflora was studied in nutrient solution with respect to two exemplary aspects - water soluble vitamins and the four most frequent carbohydrates. The exudation of vitamins and sugars into the medium is increased in a solid substrate (glass-ballotini simulating soil structure) in comparison with nutrient solution only. The amounts of vitamins released (1 to 421 ng per plant) are high enough for a pronounced influence on the rhizosphere microflora to be expected. However, the microbial population feeding on the exudates has very simple nutritional demands. In spite of appreciable amounts of vitamins found in the inoculated nutrient solution, the growth of vitamin requiring species is not stimulated compared to the soil population. The roots are mostly inhabited by shorter rods and occasionally by actinomycete-like filaments. The percentage of the root area covered by its microflora, assuming a monolayer, is 4% in the root region where root hairs are just emerging, 7% in the root hair zone and 20% in the oldest part of the roots, 10 mm below the grain. In the presence of rhizosphere microorganisms, root dry weight is lower than that of axenically grown plants because the diameter of the primary root is diminished. In addition, the vitamin and sugar content of the root is affected by rhizosphere microorganisms. The results can be interpreted as an indication that phytohormones may participate in interactions between roots and bacteria.     

菌肥拌种和种植模式对豌豆/玉米根际微生物群落的影响

[目的]探究禾/豆复合体系中菌肥拌种以及间作的根际效应,为拓宽共生固氮的应用范围、提高生物固氮作用及合理运筹肥料提供理论依据。[方法]采用田间小区试验。[结果]豌豆(Pisum sativum)的根际微生物数量(3.63×107 CFU/g)高于玉米(Zea mays)的根际微生物数量(3.10×107 CFU/g);间作显著增加了两种作物根际微生物数量,与单作相比,间作后玉米根际微生物数量的增幅(55.39%)大于豌豆的增幅(33.12%);在间作条件下,菌肥拌种使作物根际微生物数量显著增加,其中豌豆根瘤菌肥的拌种效果最好,拌种后玉米和豌豆根际微生物数量的增幅分别为23.03%和46.09%,且豌豆根际微生物数量的增幅大于单作时的增幅(30.00%)。[结论]不同的种植模式和菌肥拌种均可显著有效地增加作物根际微生物数量。     

苹果园土壤微生物生态特征研究

2003—2004年开展对9个有代表性的不同产量的苹果园秋季土壤的养分、微生物类群及土壤酶活性的研究,获得不同产量苹果园的土壤微生物生态状况。结果表明,各苹果园的土壤养分、微生物数量、多样性和酶活性均表现出较大差异。随土壤碱解氮、速效磷、速效钾、总碳含量的增加,产量水平呈增高趋势。高产园土壤微生物数量高,多数土壤酶活性强,微生物多样性好。土壤微生物中细菌数量、微生物多样性、蛋白酶、磷酸酶活性可作为评价果园土壤肥力的生物指标。果树产量与土壤微生物类群和数量具有显著正相关,与速效磷、速效钾、碱解氮和全氮含量显著正相关,且与蛋白酶和磷酸酶显著正相关。     

云南会泽废弃铅锌矿区和非矿区三种野生植物根际微生物研究

采用稀释平板法,调查云南省会泽县铅锌矿区和非矿区3种野生植物——小花南芥、毛萼蝇子草和中华山蓼的根际微生物在含不同浓度镉或铅的选择平板上的生长情况,结果表明:除放线菌外,铅锌矿区和非矿区3种植物根际微生物能在含Pb或Cd的选择平板上生长,但Pb和Cd显著或极显著抑制根际微生物在含Pb或Cd的选择平板上生长的数量;铅锌矿区3种植物耐Pb和耐Cd的根际微生物数量显著或极显著多于非矿区。     

雷公藤根际微生物特征研究

根际微生物的代谢作用, 直接促进或抑制根的营养吸收和生长, 也影响根际土壤中的物质转化, 雷公藤根系发达且多与其他树种混交栽培, 其根际微生物活性对雷公藤的生长和土壤肥力均有不可忽视的影响。以福建省泰宁县3 种不同栽培模式雷公藤林(野生雷公藤林、杉木雷公藤混交林、厚朴雷公藤混交林)为研究对象, 通过稀释平板法测定3 种不同雷公藤林分根际土壤和非根际土壤中细菌、真菌、放线菌的数量。结果表明: 根际土的微生物数量大于非根际土的微生物数量; 3 种林分, 无论是在根际土壤中, 还是在非根际土壤中, 均表现为细菌数量＞放线菌数量＞真菌数量; 根际微生物(R)比非根际微生物(S)更活跃, 3 种林分的3 大类微生物的R/S 数量比值均大于1; 3 种林分的微生物活性表现为厚朴雷公藤混交林＞杉木雷公藤混交林＞野生雷公藤林, 表明混交方式可促进雷公藤根际微生物活性。     

Formation and degradation of ethylene in submerged rice soils

Ethylene formation in submerged soils and ethylene degradation by rice roots and soils were investigated. Ethylene was formed in rice soils in amounts which may deleteriously affect the growth of rice seedlings. Ethylene formation was markedly enhanced when organic materials such as glucose or rice straw were added to the soil. The rice roots, especially those taken from lowland and rice fields, showed notable ethylene-degradation activity; the rhizosphere microorganisms of the lowland rice appeared to be responsible for the ethylene-degradation activity. Lowland soils which have been continually submerged for a long time also showed ethylene-degradation activity. Upland soil and soil recently submerged, however, showed little degradation activity.