兰州百合根及鳞茎水浸液自毒作用的研究

为探讨兰州百合自毒效应机制,明确百合根及鳞茎中主要自毒物质,设置水(CK)、百合根及鳞茎水浸液10、50、100、150 mg/mL,共计9个处理,用于自毒作用的生物学实验,采用分光光度法及滴定法测定百合幼苗中的生理生化指标,利用GC-MS技术分析兰州百合根及鳞茎中的主要自毒物质。结果显示,兰州百合根及鳞茎水浸液对自身幼苗生长的影响总体上表现为抑制作用,且存在浓度效应。随着水浸液浓度的增加,SOD、POD、CAT三种酶活性先上升后下降,MDA含量和相对电导率变化趋势则相反。浓度高于100 mg/mL时,脯氨酸及可溶性糖含量较对照显著增加(P<0.05)。根及鳞茎氯仿萃取液中分别鉴定出23种、14种化合物,主要包括:2,3-二氢茚、萘、2,4-二叔丁基苯酚、对乙烯基愈创木酚、香草醛、月桂酸、丁香醛、肉豆蔻酸、苯基异氰酸酯、对苯二甲酸二辛酯,其中多数被报道为化感自毒物质。兰州百合根及鳞茎水浸液对其幼苗的生长具有明显自毒效应。自毒作用是导致兰州百合连作障碍的重要原因之一。     

豌豆土壤中潜在自毒物质的鉴定及自毒效应研究

自毒作用是引发连作障碍的重要原因之一。为明确大田种植豌豆土壤中潜在自毒物质并探究其自毒效应,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)鉴定大田种植的2种基因型豌豆(定豌10号、云豌8号)根际土壤中潜在的自毒物质。并通过水培的方式,研究了不同浓度的潜在自毒物质对豌豆(定豌10号、云豌8号)种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响,以期为豌豆连作障碍的发生提供参考依据。结果表明,芥酸酰胺是2种基因型豌豆中共有的潜在自毒物质。0.1 mmol·L^-1的芥酸酰胺可促进定豌10号种子的萌发,0.10、0.25、0.50 mmol·L^-1的芥酸酰胺均可促进云豌8号种子的萌发。不同浓度芥酸酰胺显著降低了定豌10号植株体内超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,增加了丙二醛(MDA)含量。高浓度的芥酸酰胺显著增加了云豌8号MDA含量,降低了脯氨酸(Pro)含量及根系POD活性。生长指标的综合化感效应结果表明,2种基因型豌豆植株的生长均受到抑制,且定豌10号的抑制程度大于云豌8号。说明,芥酸酰胺作为豌豆根际土壤中潜在化感物质,对豌豆种子的萌发具有低促高抑的浓...     

异龄老芒麦根际土壤中脂肪酸类物质检测及根际土壤的自毒效应研究

本研究以3，4，5和8龄老芒麦根际土壤为研究对象，利用气质联用（Gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术，分析不同种植年限土壤中脂肪酸酯类化感自毒物质种类及其含量的差异，同时探究不同年限不同浓度（50，100，200，500 g·L^-1）老芒麦根际土壤浸提液对其种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：4个不同年限老芒麦根际土壤中共检测出10种脂肪酸酯类物质，且相对含量随种植年限增长呈先升高后降低趋势，其中5龄老芒麦根际土壤中相对含量较高，为50%，而8龄较低，为41%。3龄老芒麦根际土壤中棕榈油酸甲酯较4，5和8龄分别高出98%，62%和58%，5龄土壤中硬脂酸甲酯分别较3，4和8龄高出12%，10%和23%。5和8龄老芒麦根际土壤浸提液对其种子发芽率具有明显的“低促高抑”浓度效应。由双因素方差分析可知，年限对种子发芽率影响极显著，对胚芽长影响较显著。总体来看，随着老芒麦种植年限的增长，土壤中会积累自毒物质，从而导致连作障碍。     

典型草原不同围封年限对CH4吸收的影响

选取内蒙古典型草原不同围封年限(0,8,11,14,21,25年)土壤为研究对象,采用室内培养的方法,调节含水量至25%(W/W),并注入纯CH₄(使瓶内初始CH₄浓度分别为2.24,340,7000 μL·L^-1)后密封,在(25±1)℃条件下恒温培养,研究不同围封年限土壤对CH₄吸收能力的影响。结果表明:与自由放牧草地相比,重度退化草地采取生长季围封恢复措施后,围封年限对CH₄吸收有显著影响(F=11.1134,P<0.01),草地围封8年时土壤吸收CH₄的能力达到最大,而在14年时吸收能力最小。针对不同初始外源CH₄浓度而言,CH₄的累积吸收量随CH₄初始浓度的升高而升高,在低、中初始CH₄浓度下CH₄的累积吸收量与土壤有机碳含量成负相关(R=0.9292,P<0.01;R=0.7502,P<0.05),表明土壤有机碳和外源CH₄浓度是影响土壤CH₄吸收的重要因子。     

沙芥不同部位水浸液自毒作用研究

采用室内培养皿生物测定的方法,研究了不同浓度的沙芥叶、果皮、枝条水浸提液的自毒作用。结果表明:沙芥自毒效应的总体趋势为水浸提液浓度越高,抑制作用越强;高于0.15g/mL的浓度处理,均显著降低了沙芥种子发芽率、发芽指数、苗高、根长、幼苗鲜重及干重。在0~0.10g/mL的浓度范围内,水浸提液对沙芥种子萌发及幼苗生长抑制作用不明显。随着水浸提液浓度升高,SOD与POD酶活性降低,而CAT酶活性呈先升后降的趋势,丙二醛(MDA)含量则持续增加。不同部位水浸提液的自毒作用强弱表现为叶果皮枝条。沙芥不同部位自毒作用是沙芥连作障碍的重要因素。     

连作马铃薯根际干腐病优势病原菌荧光定量PCR快速检测及在根际的动态变化

为了解根际土壤中土传病害病原菌的积累与连作障碍之间的关系,进一步寻求缓解和克服马铃薯连作障碍土传病害的有效途径,本研究建立了以马铃薯根际土壤为研究对象的干腐病病原菌荧光定量PCR快速检测体系。结果显示,研究建立优化的荧光定量PCR检测方法,对引起马铃薯干腐病的优势病原菌茄病镰孢菌和接骨木镰孢菌进行快速检测和绝对定量,主要优化参数为:上下游引物各0.4 μL(10 mmol/L),DNA模板3 μL,退火温度60℃。连作马铃薯根际土壤茄病镰孢菌和接骨木镰孢菌随连作年限的动态变化趋势均表现为随连作年限的递增呈现上升趋势,其中CP₅的累积量最大,为1.45×10⁴拷贝/g,比CK增加了27.8倍。CP₄、CP₃、CP₂、CP₁根际病原菌累积量分别比对照增加了10.5,16.31,8.32,3.51倍。由此可见,茄病镰孢菌和接骨木镰孢菌的数量均随连作年限的递增呈上升趋势。根际镰刀菌随生育进程的动态变化因病原菌种类而异,茄病镰孢菌以收获期累积量最大,平均为1.2×10⁴拷贝/g,随生育进程的推进呈上升趋势。而接骨木镰刀菌是播前累积量最大,平均为1.55×10⁴ 拷贝/g,随生育进程的推进呈下降趋势。因此,研究区马铃薯根际土壤中镰刀菌的大量积累可能是导致马铃薯连作障碍发生的主要原因之一。     

菌磷耦合下紫花苜蓿的干物质产量及磷素空间分布特征

探讨在施磷条件下接种不同比例丛枝菌根真菌(AMF)与解磷细菌(PSB)对紫花苜蓿各器官、不同部位磷含量及土壤有效磷含量的影响，为提高紫花苜蓿的磷肥利用效率及优质高产研究、制定科学合理的施肥制度提供理论依据。采用完全随机设计进行盆栽试验，设置5种接菌比例(AMF∶PSB)梯度[3∶7(J₁)、4∶6(J₂)、5∶5(J₃)、6∶4(J₄)和7∶3(J₅)]和2种施磷(P₂O₅)水平[0(P₀)和100 mg·kg^-1(P₁)]，共计10个处理。通过对紫花苜蓿植株磷含量、土壤磷含量、干物质产量及磷素利用效率进行测定，并通过相关性分析明确紫花苜蓿植株磷含量、土壤磷含量、干物质产量及磷素利用效率之间的关系，通过隶属函数分析筛选出适合苜蓿生长的最佳菌磷耦合模式，明确菌磷耦合下紫花苜蓿的干物质产量及磷素空间分布特征。结果表明：相同接菌条件下，紫花苜蓿的植株磷、茎磷、叶磷、花磷、根磷...     

高效液相色谱法测定头孢呋辛酯片的含量

头孢呋辛酯片主要成份为头孢呋辛酯,其化学名为(6R,7R)-7-[2-呋喃基(甲氧亚氨基)乙酰氨基]-3-氨基甲酰氧甲基-8-氧代-5-硫杂-1-氮杂双环[4.2.0]辛-2-烯-2-羧酸,1-乙酰氧基乙酯。固定相为:依利特hypersil BDS C18色谱柱(4.6*250*5u),0.2mol/L磷酸二氢铵溶液-乙腈-甲醇(70:15:15)为流动相,检测波长为278nm;头孢呋辛酯在100~350μg·m L-1范围内呈良好的线性关系。头孢呋辛酯的平均回收率为99.5%。本法简便、重现性好、回收率高,可用于头孢呋辛酯片中头孢呋辛酯的含量测定。     

不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物数量及自毒物质含量的影响

为了探究不同草田轮作方式对土壤肥力、微生物及自毒物质的影响,以轮作5年的“甘农3号”紫花苜蓿地为试验材料,研究紫花苜蓿与小麦和玉米在不同轮作处理下对土壤养分含量、微生物数量和自毒物质含量的动态变化及影响。结果表明:1)与CK相比,紫花苜蓿与玉米和小麦轮作后土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗增加。轮作玉米后有机质、全氮、碱解氮、速效磷的消耗量显著高于轮作小麦(P<0.05)。2)紫花苜蓿轮作玉米、小麦后,土壤细菌和放线菌数量显著增加(P<0.05),且增量大小顺序为5年紫花苜蓿-2年小麦>5年紫花苜蓿-1年小麦>5年紫花苜蓿-2年玉米>5年紫花苜蓿-1年玉米;真菌数量下降,轮作处理较CK显著降低了48.96%、65.19%、66.72%、74.91%(P<0.05)。3)紫花苜蓿轮作玉米和小麦后,土壤主要自毒物质(绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素)含量均降低,轮作玉米和小麦后自毒物质总量在第1年较CK显著降低17.90%和27.50%(P<0.05),且轮作小麦第2年比第1年降低24.20%。综上所述,紫花苜蓿与玉米、小麦轮作能显著影响土壤微生物组成,降低自毒物质含量,有效改善土壤环境,而土壤养分缺乏并不是引起紫花苜蓿连作障碍的主要因素。在半干旱地区紫花苜蓿的草田轮作中,以紫花苜蓿-小麦轮作为宜,且轮作2年小麦对土壤的解毒效果更为明显,应避免紫花苜蓿-玉米轮作,以维持农田肥力平衡。通过典型性分析发现,土壤微生物数量和自毒物质含量之间呈显著相关关系,土壤中细菌和真菌数量对自毒物质总含量影响最大,放线菌数量和自毒物质绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸、香豆素显著相关。     

玉米连作对土壤微生物和土壤主要养分的影响

为确定河西地区玉米（Zea mays）连作的主要障碍因子,对不同连作年限的玉米田土壤微生物种群和土壤主要养分进行了常规分析。结果表明,在0～20 cm土层深处,细菌随连作年限增加呈递减趋势,与速效磷和有机质含量呈显著正相关,即速效磷和有机质均随连作年限的增加而显著减少（P<0.01）;而真菌数量随连作年限的增加而增加,与速效磷和有机质含量呈显著负相关;放线菌数量在不同连作年限呈先增后减的趋势;碱解氮和速效钾在不同连作年限没有明显的变化规律。说明玉米连作导致土壤微生物种群结构失衡,有益微生物数量减少,土壤真菌化现象严重,积累了大量植物病原菌,造成土壤主要养分减少,病害发生严重。     

连作对烤烟生长特性和光合能力的影响

研究了连作2年和连作5年对烤烟(Nicotiana tabacum)的生长及叶片的光合特性的影响。结果表明,连作2年对烤烟的生长和光合影响不大,而连作5年却明显限制了烤烟叶片的生长,减弱了叶片的光合能力。连作5年显著降低了烤烟叶片的叶绿素含量,烤烟叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)下降,但胞间CO2浓度(Ci)却变化不大,同时连作5年的烤烟叶片的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、光饱和时最大光合速率(Pmax)、羧化效率(CE)、CO2饱和点(CSP)和CO2饱和时最大光合速率(Jmax)均比正茬低,而光补偿点(LCP)和CO2补偿点(CCP)却增加。因此,连作明显降低了烤烟叶片对光强和CO2的利用能力,说明连作5年引起烤烟叶片光合作用减弱不仅仅是由气孔因素引起的,连作还限制了叶肉细胞对CO2的利用能力。     

发生马铃薯立枯病土壤中立枯丝核菌的荧光定量PCR快速检测

连作马铃薯根际土壤中立枯丝核菌的大量累积可能是导致马铃薯连作障碍发生的主要原因之一。为了解根际土壤中土传病害病原菌的积累与连作障碍之间的关系,进一步寻求缓解和克服马铃薯连作障碍土传病害的有效途径,本研究建立优化了荧光定量PCR(real-time PCR)方法,对引起马铃薯立枯病的病原菌立枯丝核菌进行了快速监测和绝对定量,对马铃薯连作1～5年根际土壤立枯丝核菌的动态变化趋势进行了检测分析。结果显示,研究建立优化的荧光定量PCR检测方法,可直接应用土壤DNA进行病原菌的定量检测,能检测到土壤中浓度为1×10²个拷贝/g土的马铃薯立枯丝核菌,扩增效率为1.04,具有检出限低、扩增效率高的特点,实现了不通过病土分离培养方法,就可掌握病原菌在根际土壤中的累积状况;在马铃薯立枯病发病严重的连作根际土壤中,立枯丝核菌的累积数量随连作年限的递增呈上升趋势;病原菌的累积随生育进程的推进呈下降趋势;病原菌累积量最大的是连作5年的播前土壤,每g土壤达3.75×10⁷个拷贝数,由此可见,连作导致了土壤微生物种群结构发生改变,土壤致病真菌数量增加,相应地也增加了马铃薯立枯病的初侵染机率。     

轮作豆科牧草对连作马铃薯田土壤微生物菌群及酶活性的影响

本试验研究了轮作不同种类豆科牧草对连作马铃薯田土壤微生物菌群、数量分布及酶活性的影响。结果表明,通过轮作箭筈豌豆、天蓝苜蓿和陇东苜蓿3种豆科牧草,对连作马铃薯田土壤可培养细菌和真菌数量分布,微生物活性,土壤脲酶活性,碱性磷酸酶活性及过氧化氢酶活性均有明显的促进作用,与种植牧草前相比,轮作牧草后土壤中真菌/细菌最高可降低50.72%,说明真菌数量下降,通过轮作不同连作年限马铃薯田土壤微生物菌群从真菌型向细菌型转化;与种植牧草前相比好气型固氮菌数量最高增加283.69%;脲酶活性最高增加6.4倍;碱性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性均显著提高。但是对连作土壤的改良作用高低还与豆科牧草种类及土壤连作年限有关,不同连作年限的土壤对不同种类的豆科牧草表现出不同的敏感性。     

甘肃省干旱灌区连作马铃薯根际土壤中镰刀菌的变化

为了深入了解根际土壤镰刀菌分布与马铃薯连作之间的关系,以“大西洋”品种为试材,采用根残体分离法,研究了轮作和连作茬口的马铃薯根际土壤中镰刀菌的变化趋势。结果表明,在不同茬口根际土壤中共分离到8个种的镰刀菌,玉米-马铃薯轮作茬口的优势种为再育镰孢,分离频率为23.34%;连作1～3年茬口的优势种均为茄病镰孢,分离频率分别为30.78%,37.70%和45.48%。随着连作年限的增加,马铃薯根际土壤镰刀菌数量呈上升趋势,但不同菌种的数量变化趋势各异,尖孢镰孢、茄病镰孢呈上升趋势,黄色镰孢、再育镰孢呈下降趋势,木贼镰孢变化较为平稳。     

马铃薯连作田土壤中主要病原真菌的种群动态变化规律

作物长期连作后出现土壤肥力不平衡,病原物种类及其数量不断累积,表现出严重的连作障碍。连作障碍影响马铃薯的产量和品质,已成为马铃薯产业发展的主要限制因素,土壤微生物作为连作障碍的主要因素之一,研究土壤中病原菌种群动态变化具有重要的意义。为了深入研究土传病原真菌与马铃薯连作的关系,探明马铃薯连作障碍的机理,采用稀释平板法和残渣分离法研究了马铃薯连作对土壤病原真菌种群动态变化的影响。结果表明,甘肃省定西市渭源县会川镇半阴坡村马铃薯的主要土传病原真菌为镰孢菌、轮枝菌和立枯丝核菌;3种病菌主要分布于0～10 cm土壤层,10～20和20～30 cm土壤层则较少,其中0～10 cm土壤层中每克土壤中的菌落数均随连作年限的增加而增加,镰孢菌(Fusarium spp.)为3 900,900,2 100和5 900个/g土,轮枝菌(Verticillium spp.)为200,400,600和1 600个/g土,立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)为7.80,9.58,20.60和22.40个/10 g土;建议通过翻耕或药剂处理重点防治表层土传病菌。     

"黑麦草-水稻"草田轮作系统的研究 6.冬种黑麦草期间施肥对后作水稻生产的影响

研究了冬种黑麦草期间施肥对后作水稻生产的影响，结果显示：（1）种草施肥处理区，尤其是复合肥施肥处理区的早稻生物量高于休闲区和种草无肥区，但分蘖数有所减少；（2）施肥处理增加早稻和晚稻的稻谷千粒重，施用尿素增加了早稻的有效分蘖，但在一定程度上降低了晚稻的有效分蘖。千粒重和有效分蘖的增加是施肥导致后作水稻增产的主要因素；（3）种草施肥处理的水稻产量较休闲区增产7．9％－14．6％，比种草无肥区增产9．7％－16．5％，而 草无肥区与休闲区相比，水稻减产1．6％，可见，冬种黑麦草期间施肥是后作水稻增产的不可缺少的条件。（4）考虑到从黑麦草收获物中必然带走大量的磷和钾，本研究也证实了单施尿素影响晚稻的有效分蘖，而且单施尿素容易引起肥害，因此，种草期间应施用复合肥，施肥量对后作水稻产量的影响不大，只要施肥量足以维持黑麦草的正常生长（750kg/hm^2)，即可对后作水稻生产产生正面效应。     

种植模式对土壤酶活性和真菌群落的影响

试验选择黔北具有代表性的灰岩黄壤,在实施秸秆还田的基础上,设置烤烟-小麦(T-W)和烤烟-油菜(T-C)连作,以及烤烟-小麦-玉米(T-W-M)和烤烟-油菜-玉米(T-C-M)轮作处理。利用常规分析和454-高通量测序,连续种植10年后研究了不同种植模式对土壤酶和真菌的影响。结果表明,轮作使土壤有机质比起始时增加11.23%~16.06%,微生物量碳、微生物量氮含量提高,土壤脱氢酶活性增强,有益于保持土壤肥力和生产力。轮作显著提高真菌的18S rDNA序列数、种类(OTUs)和多样性指数,优势度指数和前20种优势菌株的丰富度之和降低,说明轮作改善了土壤生态环境,使之适合多种真菌的繁殖生长,种群数量增加。多种真菌共同存在,互相制约,可防止病原真菌过度繁殖,抑制病害的发生。而在连作土壤中,真菌种群数相对减少,优势种群突出,导致作物真菌病害的发生几率增加。此外,在土壤真菌中,子囊菌超过75%。实施不同种植模式10年之后,前20种优势菌株中仍有8株共同存在于各处理的土壤中;在T-C处理的土壤中,这些优势真菌均可在其他3种种植模式之一的土壤中出现。说明土壤环境与真菌种群结构密切相关,但又因作物种植而变化。