银胶菊根际土壤化感作用的初步研究

研究银胶菊根际土壤浸提液对蔬菜种子和幼苗的化感作用。采用水浸提法制备不同浓度的银胶菊根际土壤浸提液,用生物测定法测定其对上海青、甜菜、苋菜种子萌发和幼苗生长的化感效应。银胶菊不同浓度土壤浸提液对3种植物种子萌发总体具有抑制作用,但对甜菜的GI表现为促进作用,同一浓度的土壤浸提液对3种植物种子发芽率的抑制作用大小顺序为苋菜>上海青>甜菜。与对照相比,幼苗根长和苗高发生明显变化;游离脯氨酸含量均高于对照,且随浸提液处理浓度的增加呈现升高趋势,而可溶性糖含量变化的趋势不一致。银胶菊根际土壤浸提液具有一定的的化感效应,且对不同植物及不同生长特性的化感效应具有选择性。     

施氮对甜菜不同发育阶段根际氨基酸含量的影响

根际土壤中氨基酸的含量在施氮条件下会发生改变,本研究对施氮后甜菜不同发育阶段根际土壤中氨基酸含量的变化进行测定及分析,选取有机氮吸收效率高与低的甜菜品种各1个,设置施氮(N：150 mg/kg)、不施氮肥(N：0 mg/kg)区。分别在甜菜苗期、叶丛快速生长期、块根糖分积累期、收获期收集根际和非根际土壤,利用高效液相色谱法测定氨基酸的含量。结果表明：甜菜4个时期中总氨基酸含量随甜菜生长呈上升趋势,变化范围为1194.9~1375.63 mg/kg,但在各种氨基酸的变化上又存在着差异。4个时期中施肥处理的土壤与未施肥土壤相比,施肥处理的土壤中氨基酸氮总量高于未施肥处理,高出117.35 mg/kg。其中增幅最大的是中性氨基酸,施肥平均增加91.56 mg/kg。氮高效品种‘KWS8138’对氨基酸的矿化量高于氮低效品种‘Beta176’,高出63.76 mg/kg,根际土壤氨基酸占比受到甜菜生长的显著影响,根际外土壤氨基酸变化并不显著。根际土壤氨基酸含量变化大于根际外土壤。施氮肥增加了土壤氨基酸氮的含量,从而提高了土壤持续供氮能力。     

甜菜抗病品种产生抗性的土壤微生物机理

本研究以甜菜和根腐病为研究对象,分析了不同品种以及不同发病程度甜菜中土壤微生物群落组成、结构以及功能的变化,以期获得抗性品种、发病程度和根际微生物相互间的关系,揭示抗病品种的土壤微生物机制。利用抗病型和感病型两种甜菜品种作为研究对象,并从2种品种中分别选取了发病轻和发病重的甜菜根际土壤样品,通过Illumina MiSeq高通量测序技术对根际土壤细菌和真菌群落进行测定。结果发现：发病较轻的甜菜根际土壤微生物（细菌和真菌）和抗病型甜菜根际土壤真菌的多样性相对较高。NMDS分析表明甜菜品种能显著影响土壤真菌的群落结构,而发病程度则能同时明显改变细菌与真菌的群落结构。在根际微生物富集方面,抗病型甜菜根际富集了假单胞菌(Pseudomonas)、节杆菌(Arthrobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)等有益细菌,而感病型甜菜中则富集了较多的病原微生物-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。另外,发病较轻样品中富集了较多的未分类的酸杆菌纲属、芽孢杆菌(Bacillus)、红色杆菌属(Rubrobacter)、未分类的放线菌纲属、链霉菌属(Streptomyces)、类诺卡氏属(Nocardioides)等有益细菌。除此以外,FUNGuild功能预测表明,感病型甜菜和发病较重样品中检测到更多的植物病原菌。抗病品种和健康植株根际微生物虽然在种类上不同,但是其根际均聚集了大量的有益微生物,而感病型品种和发病严重植株则更容易在根围定殖病原微生物。抗病品种的抗病机理之一是植物生长过程中招募了更多的有益细菌作为抵御病原菌的侵染第一道防线。本研究从土壤微生物组的角度对抗病品种抗性机制进行了阐明,充实了抗病品种抗性产生的理论机制。     

种植转双价基因( Bt+CpTI )棉对主要土壤养分和酶活性的影响

 采用灭菌盆栽试验,以转双价棉品种sGK321及其亲本常规棉品种石远321为研究对象,对4个生长时期(苗期、蕾期、花铃期、吐絮期)根际土壤养分(全氮、全磷、速效磷和有机质)含量及某些酶(脲酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶)活性变化进行了对比分析。结果表明,在观测期间,与同源常规棉相比,转双价棉根际土壤全磷含量和速效磷含量在同一时期均无显著差异,不同生育期差异明显,根际土壤全氮含量、有机质含量、酶活性在一些时期则明显不同,其变化随棉花品种、生育期不同而不同。转双价棉蕾期根际土壤全氮含量和苗期根际土壤过氧化氢酶活性以及苗期、蕾期的碱性磷酸酶活性显著高于常规棉(P<0.05),而蕾期根际土壤有机质含量、根际土壤过氧化氢酶活性和苗期、花铃期根际土壤脲酶活性以及苗期碱性磷酸酶活性则显著低于常规棉(P< 0.05)。聚类分析表明,土壤养分和酶活性变化主要受生长时期的影响,转双价棉种植对其影响是非常有限的。     

连作模式下甜菜土壤微生物研究进展

为揭示甜菜连作模式下的土壤微生物响应机制,本研究分析了甜菜连作下土壤微生物群落区系和根际微生态研究进展,初步探讨连作甜菜土壤微生物群落变化的演变规律,着重阐述土壤微生物与根际微生态在连作条件下的作用机制,并对未来的研究方向做出展望.指出连作条件下甜菜与微生物互作是一个复杂的过程,其受多重因素共同作用,与根际微生态环境密...     

苗期甜菜根系分泌物的分布特征研究

根系分泌物的量及分布特征直接影响着根际微生物的种群、结构和功能,进而间接影响着根际养分的有效性和作物的生长。本研究通过砂培盆栽培养,收集得到甜菜苗期的根系分泌物,利用高效液相色谱测定了根系分泌物中的3大类物质,包括土壤中常见的17种氨基酸、10种有机酸和4种糖类物质,并分析得到了到甜菜根表面不同距离的各种氨基酸、有机酸和糖类物质的含量及其分布特征。结果表明：总的来看,有机氮高效品种‘KWS8138’根系分泌物含量普遍高于有机氮低效品种‘Beta176’,距离根表面0~5 mm范围内降幅较大,随后逐渐趋于平缓。总氨基酸含量、甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、精氨酸和酪氨酸变化趋势相似。各种糖类物质的含量变化顺序为：葡萄糖>果糖>蔗糖>半乳糖。有机酸中草酸和甲酸的含量变化也是距离根表面越远越低缓。因此,沿甜菜根表面形成了根系分泌物的分布梯度,在为根际微生物提供能源和碳源的同时,对植物根际养分的有效吸收利用提供理论参考。     

马铃薯连作对土壤酶活性的影响

为探明马铃薯连作对根际土壤酶活性的影响,本试验比较了不同茬次马铃薯根际土壤4种酶活性的变化。结果表明,土壤蔗糖酶和脲酶活性随连作年限的增加呈下降趋势,而土壤中性磷酸酶和过氧化氢酶活性在不同茬次间无显著差异。     

不同基因型甜菜根际土壤有机氮分布特征研究

摘 要：土壤中除无机氮外,有机态氮也是植物生长发育的重要营养来源。为探明不同基因型甜菜对根际土壤有机氮吸收利用以及有机氮组分在根际的空间分布情况,分别选取对土壤有机氮吸收效率高、低的品种各1个,采用Kuchenbuch-周氏微型盆及田间网袋法,研究了甜菜苗期及大田全生育期根际土壤有机氮各组分的变化规律,建立了土壤氮矿化及各组分在根际空间分布的数学模型。结果表明：2周苗龄的甜菜根际土壤有机氮各组分含量高低顺序为：酸解总氮(ATN,acidolysis total nitrogen)>氨基酸态氮(AAN,amino acid nitrogen)>氨态氮(AN,ammonia nitrogen)>氨基糖态氮(ASN,amino sugar nitrogen)。其中AAN和AN在根际形成明显的耗竭面,即距离根表越远含量越高,在距根表15 mm时达到最高值,随后的变化渐趋平稳,其分布规律可用方程Y=Y0+Aln(X)拟合;ASN含量较低,随根际距离远近变化不显著;不同基因型甜菜对根际有机氮的耗竭能力各异,有机氮吸收效率高的品种均高于低的品种。田间自然条件下,甜菜根际土壤中的ATN、AAN及AN的含量在苗期增长最快,随后缓慢上升并逐渐趋于恒定。室内及田间试验结果表明,施氮处理后土壤有机氮的矿化量低于未施氮处理,其中有机氮吸收效率高的品种根际土壤有机氮的矿化量高于低的品种。     

粤东铅锌尾矿区3种优势植物根际土壤微生物的活性研究

为了在植被调查和重金属含量的测定基础上,分析粤东铅锌尾矿区优势植物与根际土壤微生物、土壤理化性质和土壤酶之间的相关性,为污染矿区土壤环境质量评价提供科学依据,并指导矿区生态系统的恢复和重建。采用常规实验方法对广东梅县丙村铅锌尾矿废弃地的3种优势植物根系土壤的微生物数量、酶活性以及理化性质进行测定,并与非根际土壤和非污染土壤比较分析。结果表明：（1）该尾矿土壤重金属含量远高于国家土壤质量标准值,在三级污染以上。在污染区生长的类芦、黄荆、盐肤木3种优势植物,很可能由于其重金属的吸收能力不同,导致根际土壤中重金属含量不同;（2）污染区根际和非根际土壤的碱解N、速效K含量、pH值低于非污染区,但速效P含量要高;在非污染区,根际土壤的碱解N与速效钾含量在3种植物之间无显著差异,但在污染区,类芦的碱解N含量显著高于黄荆和盐肤木,黄荆的速效K含量低于类芦和盐肤木。在污染区,3种植物的根际土壤速效P含量均低于非根际土壤,但在非污染区反而要低。在污染区和非污染区,类芦的根际土壤pH值均高于黄荆和盐肤,且高于非根际土壤;（3）在非污染区,3种植物的根际土壤及非根际土壤中,均是放线菌最多,细菌次之,真菌最少;类芦的根际土壤微生物数量最多;在污染区,根际土壤细菌、真菌、放线菌数量均低于非根际土壤;盐肤木的根际土壤微生物数量最多;（4）绝大多数情况下,无论是污染区还是非污染区,3种植物根际土壤酶的活性均显著高于非根际土壤;污染区3种植物的根际土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶的活性均高于非污染区;（5）由于受植物种类、研究地域、污染性质（单一污染或复合污染）及程度的影响,土壤微生物数量、养分（碱解N、速效K、速效P）、土壤酶活性之间呈现非常复杂的相关关系。     

怀山药根际土壤微生物、酶活性和酚酸物质变化及其关系研究

对不同生育期怀山药根际土壤微生物数量、土壤酶活性及酚酸物质的变化及其交互作用进行研究。结果表明：怀山药在其生长发育过程中,根际土壤中酚酸物质的含量和土壤细菌、放线菌、真菌数量均呈显著升高趋势,且根茎膨大速度越快时上升趋势越明显;根际细菌绝对数量一直占根际土壤微生物的80%左右,并呈增长趋势;过氧化氢酶、多酚氧化酶、蛋白酶活性逐渐增强,蔗糖酶、磷酸酶、脲酶活性呈下降趋势;根际土壤中酚酸物质的含量与根际土壤中微生物的含量和多数土壤酶活性呈显著相关性。     

磷胁迫对不同基因型甜菜根系形态及根分泌物的影响

选用了三种不同抗磷胁迫能力的基因型甜菜种质材料‘品14’、‘品17’和‘品20’,通过液培和沙培法对低磷胁迫下甜菜根长、根冠比、根系H+及有机酸分泌等形态和生理特性进行了研究。结果表明：（1）磷胁迫对甜菜根系的形态特征影响显著,与正常磷营养水平比,各基因型甜菜的根系长度和根冠比均有显著增加（p<0.05）,其中抗磷胁迫能力最强的‘品20’增加幅度显著高于其他两个基因型;（2）甜菜根系主要分泌草酸、乳酸、马来酸及反丁烯二酸,其中大部分为草酸和乳酸,在低磷胁迫下,只有抗磷胁迫能力最强的‘品20’此两种酸的分泌达到显著增加水平;（3）不同基因型甜菜受磷胁迫后,近根区生长环境变化各异,其中抗磷胁迫能力最强的‘品20’H+的分泌量的增幅显著高于其他两个基因型。     

不同浓度钾素对甜菜幼苗生理生化指标的影响

试验采用1/2Hoagland营养液水培,研究不同浓度K⁺对甜菜幼苗生长和生理生化指标的影响。结果表明,甜菜幼苗叶片、叶柄、根系和整株的干物质量均随钾素浓度提高而增加,在K⁺浓度为3.00 mmol/L时最高;随K⁺浓度提高,甜菜幼苗根系、叶柄、叶片钾含量,幼苗全氮、磷、钾积累量,叶片、叶柄含水量,叶片相对含水量以及叶片面积随之逐步升高,3.00与6.00 mmol/L K⁺处理无明显差异;叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量,SOD、GPX活性,根系、叶柄和叶片全N含量随之逐步下降,3.00与6.00 mmol/L K⁺处理无明显差异;叶片CAT活性,根系、叶柄和叶片P含量保持不变或变化无规律。在本研究条件下,3.00 mmol/L K⁺是甜菜幼苗生长最佳营养浓度。     

滤泥对改良酸性土、促进甜菜生长的施用效果研究

为了给糖厂提供解决滤泥的新途径以及综合利用方法,以甜菜品种‘H004’为试验材料,通过对酸性土壤施用相当于酸性土干重的1%、3%、5%的糖厂滤泥,研究甜菜滤泥对酸性土的土壤理化性质、甜菜幼苗各项生长指标、叶绿素含量、抗氧化酶以及各种渗透调节物质的影响。结果表明：随着施用滤泥比例的增加,土壤pH逐渐升高,土壤有效氮、磷、钾含量逐渐提高。甜菜的株高、叶宽、叶重、茎重均逐渐增加,甜菜植株的叶绿素含量也逐渐增加。随着施加滤泥比例的提高,过氧化氢酶、过氧化物酶活性以及脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、还原糖、游离氨基酸含量均有不同程度的增加。施用滤泥能够提高酸性土壤pH,增加土壤有效氮、有效磷、有效钾含量。将糖厂滤泥作为土壤改良剂,不仅能够提高土壤肥力,促进甜菜生长,还能解决滤泥资源的污染和浪费问题,充分保护环境,具有极大的经济和生态意义。     

不同氮肥施用量对甜菜蔗糖代谢关键酶和可溶性糖含量的影响

为了筛选合适的氮素施用量,研究氮素营养和甜菜蔗糖代谢的关系。以尿素为氮源,采用HI003为试材,研究了不同的施氮水平对甜菜叶片和块根可溶性糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶活性的影响。结果表明：在生育期初期,叶片和块根中的可溶性糖含量随着施氮量的提高降低,后期糖分积累期,施氮量(40~160kg/hm²)可以提高块根的可溶性糖含量,超过160kg/hm²可溶性糖含量降低;叶片中,整个生育期施氮肥处理增加了蔗糖磷酸合成酶活性,蔗糖合成酶在生育期前期随着施氮量增加活性降低;甜菜块根中,氮素处理在生育期初期,降低了蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的活性,适宜的施氮量(120~160kg/hm²）可以提高甜菜生育期后期块根中的蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性;试验发现较高的施氮量不利于糖的积累,适合的施氮量为120~160kg/hm²。